水性木器涂料施工干燥工藝全解！
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(jī)械除濕（離心分離、沉降、過(guò)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(dá)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(dāng)環(huán)境濕度過(guò)大，水分揮發(fā)的傳質(zhì)推動(dòng)力消失，水性木器漆就會(huì)出現(xiàn)慢干甚至是不干現(xiàn)象。為了解決上述問(wèn)題，進(jìn)一步推廣水性木器涂料的應(yīng)用，各種強(qiáng)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(qiáng)制干燥技術(shù)主要有幾種：熱風(fēng)干燥、紅外干燥和微波干燥。
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熱風(fēng)干燥技術(shù)
1.1熱風(fēng)干燥技術(shù)的原理
1.2 熱風(fēng)干燥技術(shù)的優(yōu)劣分析
1.2.1 熱風(fēng)干燥技術(shù)的優(yōu)勢(shì)
熱風(fēng)干燥技術(shù)主要是利用熱對(duì)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(qiáng)，是目前應(yīng)用較為廣泛的干燥技術(shù)�，F(xiàn)今國(guó)內(nèi)大中型家具廠都已經(jīng)配備有熱風(fēng)干燥線，在家具涂料“油”改“水”的過(guò)程中，只需要對(duì)現(xiàn)有涂裝線進(jìn)行小范圍的改良、對(duì)涂裝工藝參數(shù)進(jìn)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(fēng)干燥技術(shù)的劣勢(shì)
由于熱風(fēng)干燥過(guò)程中溫度是通過(guò)熱傳遞的方式由表及里對(duì)涂膜和板材進(jìn)行加熱，所以對(duì)木材和涂膜的加熱速度較慢。特別是在冬季，這就勢(shì)必會(huì)延長(zhǎng)了整個(gè)干燥過(guò)程所需要的時(shí)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(kāi)裂的情況。此外，熱風(fēng)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(fēng)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(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)。紅外線是一種電磁波，它的波長(zhǎng)范圍位于可見(jiàn)光和微波之間，紅外線的波長(zhǎng)范圍是0.76～1000 μm，通�？煞譃檫h(yuǎn)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(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，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(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)行濕擴(kuò)散，與熱擴(kuò)散的方向一致，從而加速了干燥的進(jìn)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(shì)
近紅外干燥技術(shù)，由于波長(zhǎng)短、能量密度高使其具有更強(qiáng)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(guò)程中得到較好的涂膜效果。
2.2.2紅外干燥技術(shù)的劣勢(shì)
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。紅外干燥只能加熱紅外線能夠照射到的區(qū)域，不能用來(lái)干燥立體的物件，并且紅外干燥對(duì)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(zhǎng)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(guó)為915MHz和2450MHz，其中915MHz的微波可使水分子每秒運(yùn)動(dòng)18.3億次。微波干燥起源于20世紀(jì)40年代，到60年代末，微波已能應(yīng)用于加熱、干燥、殺蟲(chóng)、滅菌、醫(yī)療等領(lǐng)域。由于微波具有的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，使其發(fā)展很快，微波技術(shù)及其應(yīng)用作為一項(xiàng)高新技術(shù)被指定為我國(guó)“十五”計(jì)劃重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目。
3.1 微波干燥原理
當(dāng)介電質(zhì)置于交變電磁場(chǎng)中時(shí)，帶有不對(duì)稱電荷的分子受到交變電磁場(chǎng)的激勵(lì)，產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)，由于物質(zhì)內(nèi)部原有的分子無(wú)規(guī)律熱運(yùn)動(dòng)和相鄰分子之間作用，分子的轉(zhuǎn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)功能，即以熱的形式表現(xiàn)出來(lái)，從而物料被加熱。也就是電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為勢(shì)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(chǎng)強(qiáng)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(shì)
一般介質(zhì)的穿透深度大致與波長(zhǎng)是同一數(shù)量級(jí)。以915MHz（λ=33cm)和2450MHz（λ=12.2cm）的常用加熱頻率來(lái)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(guò)程剛開(kāi)始時(shí)，物料含水量高，自由水分子占多數(shù)，此時(shí)ε″是負(fù)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(chǎng)釋放的絕大部分被水分吸收，能使水分子迅速擺動(dòng)而產(chǎn)生明顯的熱效應(yīng)。
3.2.2 微波干燥技術(shù)的劣勢(shì)
微波干燥技術(shù)在設(shè)備上的投入較大，同時(shí)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(guò)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(shí)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(huì)有失去控制的危險(xiǎn)。結(jié)果會(huì)使溫度急劇上升，造成過(guò)熱，使產(chǎn)品燒焦，在嚴(yán)重時(shí)甚至能著火。此外，微波干燥線泄露出來(lái)的微波也會(huì)對(duì)人體會(huì)產(chǎn)生傷害。
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家具廠商涂裝線改進(jìn)建議
隨著全國(guó)范圍內(nèi)限制溶劑型家具木器漆、鼓勵(lì)使用水性漆的政策性文件密集出臺(tái)，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(shì)。在這樣一個(gè)令人振奮的環(huán)保大潮下，家具廠商如何改進(jìn)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(gè)必須要面臨的現(xiàn)實(shí)。涂裝生產(chǎn)線的改進(jìn)，包括涂裝生產(chǎn)線上干燥設(shè)備的改進(jìn)、設(shè)備參數(shù)的調(diào)節(jié)、工藝流程的調(diào)整等。對(duì)于已經(jīng)配備有熱風(fēng)干燥條件的廠家，在保留熱風(fēng)干燥優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，可以通過(guò)利用木材加工的尾料進(jìn)行生物質(zhì)造粒作為熱風(fēng)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(guò)加裝除濕設(shè)備提升熱風(fēng)的吸濕能力加快涂料干燥；對(duì)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(shí)現(xiàn)水性木器涂料的快速干燥。
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