涂料工業(yè)：

在化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)中，要制得合格的產(chǎn)品需除去固體物料中的多余的濕分，常用的除濕方法有機械除濕（離心分離、沉降、過濾）和干燥兩大類，其中干燥技術(shù)按照不同的分類方法可分為以下幾種：

相比溶劑型木器漆，水性木器漆的稀釋劑是水，水的比熱容高達4.2×103J/(Kg·℃)，其揮發(fā)所需要的熱量明顯高于溶劑，而水分揮發(fā)還受環(huán)境濕度的影響，當環(huán)境濕度過大，水分揮發(fā)的傳質(zhì)推動力消失，水性木器漆就會出現(xiàn)慢干甚至是不干現(xiàn)象。為了解決上述問題，進一步推廣水性木器涂料的應(yīng)用，各種強制干燥技術(shù)正逐漸應(yīng)用于水性木器涂料。目前用于水性木器漆的強制干燥技術(shù)主要有幾種：熱風干燥、紅外干燥和微波干燥。

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熱風干燥技術(shù)

1.1熱風干燥技術(shù)的原理

1.2 熱風干燥技術(shù)的優(yōu)劣分析

1.2.1 熱風干燥技術(shù)的優(yōu)勢

熱風干燥技術(shù)主要是利用熱對流的原理，可以明顯加快水性木器漆的干燥速度，設(shè)備投入較小，適應(yīng)性強，是目前應(yīng)用較為廣泛的干燥技術(shù)。現(xiàn)今國內(nèi)大中型家具廠都已經(jīng)配備有熱風干燥線，在家具涂料“油”改“水”的過程中，只需要對現(xiàn)有涂裝線進行小范圍的改良、對涂裝工藝參數(shù)進行小幅度的微調(diào)，基本就可以滿足水性木器漆的正常生產(chǎn)。

1.2.2 熱風干燥技術(shù)的劣勢

由于熱風干燥過程中溫度是通過熱傳遞的方式由表及里對涂膜和板材進行加熱，所以對木材和涂膜的加熱速度較慢。特別是在冬季，這就勢必會延長了整個干燥過程所需要的時間。另外在厚涂的情況下容易發(fā)生表干里不干而造成涂膜開裂的情況。此外，熱風干燥的效果也容易受到施工情況和外界環(huán)境因素的影響，如涂膜的厚度、空氣的濕度以及熱風的速度等。

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紅外線干燥技術(shù)

2.1 紅外線干燥技術(shù)的原理

紅外干燥技術(shù)，即涂層通過吸收紅外線輻射能量并轉(zhuǎn)化為熱量最終達到固化成膜的一種干燥技術(shù)。紅外線是一種電磁波，它的波長范圍位于可見光和微波之間，紅外線的波長范圍是0.76～1000 μm，通常可分為遠紅外( 4.0～1000 μm) ，中紅外(2.5～4.0 μm) 和近紅外( 0.72～2.5μm) 。目前紅外干燥技術(shù)通常選用遠紅外干燥，其可穿透到涂膜內(nèi)部，使涂膜內(nèi)部溫度升高，伴隨著物料表面水分不斷蒸發(fā)帶走熱量使其表面溫度降低，造成涂膜內(nèi)部溫度高于表面，使涂膜的熱擴散由內(nèi)向外發(fā)生形成溫度梯度。同時涂膜內(nèi)部也存在著水分梯度而引起水分移動，含水量較多的內(nèi)部逐漸向含水量較少的外部進行濕擴散，與熱擴散的方向一致，從而加速了干燥的進程。

2.2 紅外干燥技術(shù)的優(yōu)劣分析

2.2.1 紅外干燥技術(shù)的優(yōu)勢

近紅外干燥技術(shù)，由于波長短、能量密度高使其具有更強的穿透性，能加快涂膜內(nèi)部水分的干燥，使涂膜表面與內(nèi)部干燥速度更均一，因此能在較短的干燥過程中得到較好的涂膜效果。

2.2.2紅外干燥技術(shù)的劣勢

由于溫度梯度和水分梯度的存在，遠紅外干燥不適合干燥較厚的涂膜，涂膜越厚梯度越明顯。紅外干燥只能加熱紅外線能夠照射到的區(qū)域，不能用來干燥立體的物件，并且紅外干燥對于能量的消耗也較大。

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微波干燥技術(shù)

微波干燥技術(shù)屬于介電加熱方式，微波是波長在1mm～1m之間，頻率在3.0×102～3.0×105MHz具有穿透性的一種電磁波。在工業(yè)加熱上只允許使用特定的頻率，在我國為915MHz和2450MHz，其中915MHz的微波可使水分子每秒運動18.3億次。微波干燥起源于20世紀40年代，到60年代末，微波已能應(yīng)用于加熱、干燥、殺蟲、滅菌、醫(yī)療等領(lǐng)域。由于微波具有的獨特優(yōu)點，使其發(fā)展很快，微波技術(shù)及其應(yīng)用作為一項高新技術(shù)被指定為我國“十五”計劃重點研發(fā)項目。

3.1 微波干燥原理

當介電質(zhì)置于交變電磁場中時，帶有不對稱電荷的分子受到交變電磁場的激勵，產(chǎn)生轉(zhuǎn)動，由于物質(zhì)內(nèi)部原有的分子無規(guī)律熱運動和相鄰分子之間作用，分子的轉(zhuǎn)動受到干擾和限制，產(chǎn)生“摩擦效應(yīng)”，結(jié)果一部分能量轉(zhuǎn)化為分子熱運動功能，即以熱的形式表現(xiàn)出來，從而物料被加熱。也就是電場能轉(zhuǎn)化為勢能，爾后轉(zhuǎn)化為熱能。

單位體積內(nèi)介質(zhì)吸收的微波功率Pɑ與該處的電場強度和頻率f 有下列關(guān)系：

3.2 微波干燥技術(shù)的優(yōu)劣分析

3.2.1 微波干燥技術(shù)的優(yōu)勢

一般介質(zhì)的穿透深度大致與波長是同一數(shù)量級。以915MHz（λ=33cm)和2450MHz（λ=12.2cm）的常用加熱頻率來講通常被干燥物料D值大約為幾十厘米到幾厘米的范圍，除很大的物體外，一般可以大致做到表里一致均勻加熱。在加熱過程剛開始時，物料含水量高，自由水分子占多數(shù)，此時ε″是負溫度系數(shù)(dε″/dt<0，即溫度升高ε″下降)，故溫度低的地方ε″大，吸收功率多，溫度高的地方ε″小，吸收功率少，有利于均勻加熱。由于水的介電常數(shù)比干物質(zhì)大的多，電磁場釋放的絕大部分被水分吸收，能使水分子迅速擺動而產(chǎn)生明顯的熱效應(yīng)。

3.2.2 微波干燥技術(shù)的劣勢

微波干燥技術(shù)在設(shè)備上的投入較大，同時微波干燥所需的能量為高品階的電能，電能轉(zhuǎn)化為微波過程中大約有40%左右的損耗，其能源消耗較大。在干燥后期，自由水分子已經(jīng)大部分蒸發(fā)，剩下的主要是結(jié)合水分子，此時ε″變成正溫度系數(shù)(dε″/dt>0，即溫度升高ε″升高)，越是溫度高的地方，ε″越是大，吸收越是多，而且隨著溫度的升高，吸收功率隨之增多，溫升更大，最后會有失去控制的危險。結(jié)果會使溫度急劇上升，造成過熱，使產(chǎn)品燒焦，在嚴重時甚至能著火。此外，微波干燥線泄露出來的微波也會對人體會產(chǎn)生傷害。

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家具廠商涂裝線改進建議

隨著全國范圍內(nèi)限制溶劑型家具木器漆、鼓勵使用水性漆的政策性文件密集出臺，家具用水性木器涂料取代傳統(tǒng)的溶劑型木器漆是不可逆轉(zhuǎn)的趨勢。在這樣一個令人振奮的環(huán)保大潮下，家具廠商如何改進現(xiàn)有涂裝生產(chǎn)線以適應(yīng)水性木器涂料的施工成為了一個必須要面臨的現(xiàn)實。涂裝生產(chǎn)線的改進，包括涂裝生產(chǎn)線上干燥設(shè)備的改進、設(shè)備參數(shù)的調(diào)節(jié)、工藝流程的調(diào)整等。對于已經(jīng)配備有熱風干燥條件的廠家，在保留熱風干燥優(yōu)點的同時，可以通過利用木材加工的尾料進行生物質(zhì)造粒作為熱風干燥的清潔能源熱源，提高能源利用率，降低生產(chǎn)成本，可以通過加裝除濕設(shè)備提升熱風的吸濕能力加快涂料干燥；對于新建涂裝線，也可以利用紅外、微波干燥技術(shù)以及多種干燥技術(shù)聯(lián)用的技術(shù)實現(xiàn)水性木器涂料的快速干燥。

文章來源：網(wǎng)絡(luò)

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