7.1 涂膜干燥的方法

 

 一般来说,涂膜干燥的方式有如下三种:自然干燥、加热干燥和特种辐射方式干燥。特种方式干燥可采用光辐照、电子辐射固化等。

    (1)自然干燥及自然干燥的环境要求

    自然干燥是利用空气的对流,使溶剂蒸发、氧化聚合或与固化剂反应成膜的干燥方法。它是常见的一种干燥方式,在室内、室外均可进行,无须任何干燥设备。适用于挥发性涂料、气干性涂料、自干性固化剂型涂料。干燥时将被涂物放置在常温环境下,涂膜自身逐步干燥。自然干燥特别适用于大面积的涂装作业,但该种涂料的涂装受制于涂膜的厚度和干燥环境,包括气温、湿度、光照、通风等因素的制约,一般干燥时间较长,环境的洁净程度也对涂膜的质量有影响。

    采用自然干燥方式的室外涂装施工,对涂装施工的环境的要求如下:

    气温不宜低于5ºC

    相对湿度不宜大于85%;

    应无3级以上的大风,风天、雨天、雪天、雾天等应停止施工。

    如果在室内喷涂,最好控制室温在2025ºC除此之外,室内还应有良好的通风条件。涂装作业还要求比较好的光线条件,室内的光线较差时,应增加具有防爆功能的照明设备。在室外施工时,气温过高也会影响涂装效果。一般认为,当钢材表面的温度大于40%时,会使溶剂挥发太快而造成涂膜起泡,因此夏季进行涂装施工应避免钢表面的暴晒。

    对湿度的限制是因为在85%的湿度以下时,钢材表面不会产生水汽的凝聚,即凝露。而如产生凝露则在潮湿的钢材表面的涂装都会造成附着力的失败。

    (2)加热干燥

    加热干燥也称烘干,是现代化涂装的主要涂膜干燥方式。又可分为低温烘干、中温烘干和高温烘干。固化温度低于100ºC称之为低温烘干,主要用于对自干性涂料的强制性干燥,一般为60—80ºC;中温烘干的烘干温度在100150ºC,用于缩合聚合反应固化成膜;高温烘干的烘干温度在150ºC以上,适合于粉末涂料等。

    聚合反应成膜、交联固化聚合成膜的涂料需要外加热量,且外加热量制约成膜反应和成膜的质量。一些受制于自然环境的温度的自然干燥的涂装,为了加快涂装进度也会采用加热干燥。加热干燥时应根据涂料性能选择烘干工艺和设备。

    加热干燥的优势是:

    可加快涂膜干燥的速率,提高涂装的效率;

    可缩短涂装作业时间、减少施工占地;

采取一定的措施后,可减少对环境的污染;

    增强涂膜的物理性能和强度指标。

    缺点:耗能高、设备投资大。

    加热干燥的方式目前采用对流、辐射和电感应三种形式。

    加热干燥设备主要为:烘干室或烘干箱,烘干设备的加热方法可采用对流式、辐射式和电感应干燥三种形式;对流式干燥可采用的能源为蒸汽、燃气、燃油、电。

    (3)辐射式干燥

    辐射式干燥是用指紫外线、电子束固化有机涂料成膜的技术。辐射式干燥的能源通常采用红外线和远红外线,即为热辐射加热。辐射加热使用红外线、远红外线辐射到物体,使底材和涂膜同时加热,而使涂膜固化。在固化过程中升温速度快,热效率高,涂层质量好。

    紫外线固化时采用波长为300450um紫外线,涂料应采用光固化的光敏涂料,而且是透明的。辐射在常温下进行,固化时间很短,光固化涂料一经照射,其内的光敏剂就会产生游离基,引发聚合反应而使涂料在短时间内固化成膜。一般生产上采用高压水银灯紫外线荧光灯。

    电子束固化是采用高能量的电子束照射涂膜,使涂膜内的分子产生活性基团,引发聚合放应而使涂膜固化。涂料可以是不透明的。

    电感应干燥则采用电感应烘炉,使用时将涂有涂膜的金属物体如钢管,放入电感应烘炉内,电磁能使钢管本身受热再传给涂膜而促成涂膜的固化干燥。该法的耗能高,适用于外形简单的工件,如钢管。

    涂装施工中常根据涂膜由湿膜状态变为干膜的干燥的过程分为表干、实干和固化三个阶段。用于涂料的性能检测。

    表干:手指轻触涂膜不粘手,或虽然涂膜仍发粘但无涂料粘在手上。

    实干:手指用力推涂膜不移动。

    完全干燥(固化):手指甲用力刻涂膜,涂膜上不留痕迹。

    涂装作业中还可以将涂膜的固化程度作如下的分级:

    触指干燥:轻触涂膜涂料不附手指。

    不粘尘干燥:干燥到不粘尘土的程度。

    表面干燥:干燥到无粘尘的状态。

    半硬干燥:轻压涂膜涂料不附手指。

    全硬干燥:强压涂膜涂料不附手指。

    打磨干燥:干燥到可以打磨的程度。

完全干燥:无缺陷的完全干燥状态

 

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