水性漆到底該如何干燥？目前最流行的分析的方法！
原創(chuàng)
水性漆在家具行業(yè)里，是個(gè)“不新也不老”的話題，“不新”是因?yàn)樗云嵋言谛袠I(yè)推行多年，在各個(gè)層面取得一定的進(jìn)展和突破，但對(duì)很多企業(yè)來(lái)說(shuō)，水性漆的使用仍然存在諸多問(wèn)題，是個(gè)需要不斷摸索和實(shí)踐的“不老”挑戰(zhàn)。
如何有效進(jìn)行水性漆干燥，便是這“不老挑戰(zhàn)”中的重中之重，難之又難。如果干燥達(dá)不到，漆面過(guò)早封閉，內(nèi)部水分不能及時(shí)排干，就會(huì)造成漆面變色、發(fā)蒙、附著力差等問(wèn)題。所以從某種程度上來(lái)說(shuō)，水性漆效果的好壞取決于水性漆干燥是否徹底而有效。
本文將梳理目前市場(chǎng)上主流的水性漆干燥方法，以期給行業(yè)在“如何選擇水性漆干燥方式”上，帶來(lái)一些參考和些許的反思。
01 正確認(rèn)識(shí)水性漆的干燥原理
關(guān)于水性漆的干燥，有一個(gè)非常普遍的認(rèn)知誤區(qū)，就是認(rèn)為水性漆對(duì)干燥設(shè)備和施工工藝的要求，與油性漆一樣。
我們需明確知道，水性漆跟油性漆的區(qū)別，在于稀釋溶劑的不同。稀釋劑不同，干燥機(jī)理自然也不同，水性漆的揮發(fā)速度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于油性漆的揮發(fā)速度。因?yàn)樗恼舭l(fā)潛熱大于普通的有機(jī)溶劑?！菊舭l(fā)潛熱：蒸發(fā)潛熱是指在恒定溫度下，使某物質(zhì)由液相轉(zhuǎn)變?yōu)闅庀嗨枰臒崃?。?/p>
水性漆的干燥，主要取決于漆中水分揮發(fā)的快慢，除了與溫度有關(guān)，還與環(huán)境的濕度有關(guān)。通常來(lái)說(shuō)，濕度越大，揮發(fā)速度越慢。如果水性漆在比較大的濕度環(huán)境中施工，不但漆膜干燥慢，涂層還容易發(fā)白和脫皮。
如果在低溫下施工（特別是在5℃下），水性漆同樣干得慢，成膜不好。這是因?yàn)榈蜏貙?dǎo)致工件表面溫度降低，會(huì)對(duì)涂層后續(xù)的流平、干燥都帶來(lái)很大的負(fù)面影響。水分揮發(fā)慢、易咬底和起皺，且低溫的涂層在干燥區(qū)遇到較高的空氣加熱，會(huì)導(dǎo)致涂料表層與里層產(chǎn)生較大溫差，涂料表層迅速干燥，將水分鎖死在涂層內(nèi)部，造成涂層長(zhǎng)時(shí)間無(wú)法實(shí)干。
【參考：溫濕度的控制對(duì)水性漆干燥十分重要，據(jù)筆者采訪獲悉，采用晾曬房干燥，應(yīng)保證房?jī)?nèi)溫度在25℃-28℃，濕度在50-65%，采用微風(fēng)循環(huán)。】
因此，選擇合適的涂裝干燥工藝和設(shè)備是水性漆施工成與敗的關(guān)鍵。其實(shí)水性漆的施工條件不算苛刻，只要充分認(rèn)識(shí)水性漆的干燥原理，完善施工環(huán)境，就能保證漆膜質(zhì)量。
02
常用的水性漆干燥方法
水性漆的干燥方法有很多種，不同的干燥方式對(duì)水性漆的干燥速度和成膜質(zhì)量的影響都不相同，在設(shè)備投入、綜合能效方面也存在差異，企業(yè)應(yīng)該結(jié)合自身情況，選擇合適的水性漆干燥。此外，單組份和雙組份的水性漆在干燥原理和干燥方法上也存在差異。
【注意：單組份水性漆漆膜原則上不提固化成膜，它不加交聯(lián)固化劑，最多自交聯(lián)。雙組份水性漆施工時(shí)加交聯(lián)固化劑，所以提交聯(lián)固化。（線性高分子材料經(jīng)交聯(lián)變成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，降低了熱塑性，提高了附著力，耐熱性，耐水性，耐化學(xué)性，韌性硬度，耐磨性等。）】
02-1 熱空氣干燥
熱空氣干燥是采用對(duì)流原理，以溫度為35-60℃的熱空氣為載熱體，將熱能傳送給工件外表的涂層，涂層吸收能量后固化成膜的加熱干燥辦法。
常用電（電熱絲、電熱棒或電熱板）或蒸汽作為熱源，先使空氣加熱，熱量經(jīng)過(guò)對(duì)流方式由熱空氣傳送給涂層外表，使涂層得到快速干燥。采用熱空氣干燥工藝，能夠明顯加快涂層干燥速度，并具有適應(yīng)性強(qiáng)的特性，是應(yīng)用較為普遍的一種干燥方式。
由于需要對(duì)干燥室中的全部空氣進(jìn)行加熱，同時(shí)，墻體、地面、載具、工件涂層等都會(huì)吸收或者散失熱能，因此該模式下熱能損耗比較大，需要合理設(shè)計(jì)熱風(fēng)的對(duì)流流向，盡可能使熱風(fēng)中攜帶的能量主要傳遞到工件表面的涂層中去。
同時(shí)也應(yīng)留意，因?yàn)槭菍?duì)流原理加熱，漆膜是從外往里干，也就是漆膜表面先受熱，這有可能導(dǎo)致漆膜內(nèi)部不能徹底干燥，從而帶來(lái)一些質(zhì)量問(wèn)題。
熱空氣干燥房
我們也注意到，即使是利用熱空氣干燥原理，如果能將方法加以改良（360°熱風(fēng)空氣循環(huán)），并結(jié)合具有快干特性的水性漆選用，也能實(shí)現(xiàn)較快較好的干燥效果?！驹斠?jiàn)《水性漆快干？有何新方法？》】
02-2 紅外線干燥
紅外干燥技術(shù)，即涂層通過(guò)吸收紅外線輻射能量，并轉(zhuǎn)化為熱量，最終達(dá)到固化成膜的一種干燥技術(shù)。紅外線是一種不可見(jiàn)射線，介于可見(jiàn)光和微波之間，波長(zhǎng)為0.75-1000um。按波長(zhǎng)范圍分，能夠分為“近、中、遠(yuǎn)”紅外線。
目前紅外干燥技術(shù)通常選用遠(yuǎn)紅外干燥，其可穿透到涂膜內(nèi)部，使涂膜內(nèi)部溫度升高，涂膜內(nèi)部溫度高于表面，使涂膜的熱擴(kuò)散由內(nèi)向外發(fā)生形成溫度梯度。
同時(shí)涂膜內(nèi)部也存在著水分梯度而引起水分移動(dòng)，含水量較多的內(nèi)部逐漸向含水量較少的外部進(jìn)行擴(kuò)散，與熱擴(kuò)散的方向一致，從而加速了干燥的進(jìn)程。
紅外線固化具有升溫快、固化速度快、固化質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)。但由于溫度梯度和水分梯度的存在，遠(yuǎn)紅外干燥不適合干燥較厚的涂膜，涂膜越厚梯度越明顯。此外，紅外干燥只能加熱紅外線能夠照射到的區(qū)域，不適合用來(lái)干燥形狀比較復(fù)雜的立體工件。
02-3 微波干燥
微波是指波長(zhǎng)為1mm-1m，頻率為300MHz-300GHz，具有穿透性的電磁波。微波加熱利用的是介質(zhì)損耗的原理，而水的介電常數(shù)比干物質(zhì)大得多，電磁場(chǎng)釋放能量的絕大部分被涂料中的水分吸收。
微波場(chǎng)以每秒幾億次的高速周期性地改動(dòng)外加電場(chǎng)的方向，使水分子疾速擺動(dòng)，產(chǎn)生顯著的熱效應(yīng)，從而使涂料內(nèi)部和外表的溫度同時(shí)疾速升高，使漆膜涂層中的水分迅速揮發(fā)。
02-3 微波干燥
微波是指波長(zhǎng)為1mm-1m，頻率為300MHz-300GHz，具有穿透性的電磁波。微波加熱利用的是介質(zhì)損耗的原理，而水的介電常數(shù)比干物質(zhì)大得多，電磁場(chǎng)釋放能量的絕大部分被涂料中的水分吸收。
微波場(chǎng)以每秒幾億次的高速周期性地改動(dòng)外加電場(chǎng)的方向，使水分子疾速擺動(dòng)，產(chǎn)生顯著的熱效應(yīng)，從而使涂料內(nèi)部和外表的溫度同時(shí)疾速升高，使漆膜涂層中的水分迅速揮發(fā)。
微波加熱的優(yōu)點(diǎn)在于干燥速度特別快，對(duì)被干燥物件沒(méi)有外形要求，對(duì)于涂膜的加熱很平均，不存在溫度梯度，可以干燥厚膜等。但是用微波對(duì)水性涂膜進(jìn)行加熱，漆膜溫度難以精確控制，而根據(jù)涂布面積自動(dòng)匹配微波功率和時(shí)間目前在技術(shù)上也很難實(shí)現(xiàn)。
此外，由于微波對(duì)水加熱的聚能作用，必然對(duì)木質(zhì)材料中的水和其它化學(xué)物質(zhì)同時(shí)進(jìn)行加熱，有可能影響木質(zhì)材料的穩(wěn)定性；微波加熱后，局部的過(guò)熱也可能使底色過(guò)度遷移，使得整個(gè)或者局部涂層變花?！疽簯B(tài)的面漆會(huì)將擦涂的底色部分重新溶解至面漆中，從而影響涂層的透明度，這被稱之為底色的遷移】
02-4 紫外線干燥
水性UV木器涂料采用紫外線光固化的干燥方式。在水性UV涂料中含有少量的光敏劑，在紫外線的映照下，光敏劑吸收特定波長(zhǎng)的紫外線，產(chǎn)生活性基團(tuán)，引發(fā)成膜物質(zhì)的聚合反應(yīng)，構(gòu)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)而使涂層固化。紫外線固化具有涂層固化速度快、涂膜質(zhì)量好等特性。
03 選擇適合自身情況的干燥方法
總結(jié)來(lái)看，熱空氣干燥法的效果一般但尚可，且投入省、改造容易，見(jiàn)效快，適用性廣（特別是雙組份漆）；紅外線加熱干燥方法升溫快，固化快，但不適合干燥較厚漆膜和形狀復(fù)雜的工件；紫外線干燥方法僅能用于干燥UV光敏涂料；微波干燥的技術(shù)領(lǐng)先、效率高，但投資大，對(duì)操控要求較高，需要謹(jǐn)慎選擇。
關(guān)于水性漆的實(shí)踐還在繼續(xù)，留待解決的問(wèn)題還有很多，水性漆干燥方法的選用與實(shí)施也只是其中一環(huán)，相信隨著科技的不斷進(jìn)步、企業(yè)的持續(xù)探索、環(huán)保的日漸剛需，水性漆的普及會(huì)越來(lái)越廣。
責(zé)任編輯：羅利民 易承志 費(fèi)元明
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