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第六章___涂料的成膜与干燥
第六章 涂料的成膜与干燥 第一节 有机涂料的成膜机理 第二节 涂膜的干燥方式 第三节 固化设备的分类及选用 第四节 烘干设备及设计 复习题 本章教学要求 1.了解涂膜干燥机理,善于选择干燥方法; 2.了解固化设备分类及选用的基本原则; 3. 清楚对流加热和辐射加热各自的工作原理及优缺点。 第一节 有机涂料的成膜机理 涂料的固化——泛指液态漆膜或粉末状态涂膜转变成固态涂膜的过程。 涂料成膜主要靠物理作用和化学作用来实现的。依据其成膜物质的性质,分为非转化型涂料和转化型涂料两种。 一、非转化型涂料 仅靠物理作用成膜的涂料称之为非转化型涂料。非转化型涂料本身就是大分子,固化前后分子结构不会发生变化无化学作用。 液态的非转化型涂料湿膜的干燥方式通称为挥发干燥,它靠涂料中溶剂或分散介质的挥发而成为固体涂膜,可以在常温下进行,也可以在加温下进行。 热塑性粉末涂料的涂膜,只需要加热使其熔融形成连续的涂膜,冷却即得。 二、转化型涂料 第二节 涂膜的干燥(固化)方式 涂膜干燥场所应具备下列条件: a、烘干室内或自干场所要清洁,无灰尘,空气要干净。 b、温度应符合涂料的技术要求,过高过低都会影响干燥 效率和涂膜质量。 c、空气要流动。 d、无论在自干场所,还是在烘干场所都要设置排风装 置。 1、自然干燥 即在常温条件下湿膜随时间推移逐渐干燥。自然干燥的速度与涂料的组成、涂膜厚度、施工环境条件如气温、湿度、通风和光照等都密切相关。不同的季节,气温的高低,阳光的强弱,空气中的湿度及天气阴晴的变化,对涂料的干燥影响很大。 2、加热干燥 又可分为烘干和强制干燥,前者系指靠加热使涂膜固化,后者系指采用低温烘干办法来促进自干型涂料的成膜或溶剂、水分挥发(缩短干燥时间)。 烘干规范(即烘干温度和时间)取决于被烘干的涂料类型、工件材质及热容量和加热方式等因素,一般用温度——时间的变化曲线图表示(P214)。 烘干时间包括升温时间和保温时间。 3、照射固化干燥是借助于能量照射实现化学配方(涂料、油墨和胶粘剂)由液态转化为固态的加工过程。 电子束固化(EB,Electron beam curing)利用电子加速器产生的高能电子流,直接引发化学反应,在极短的时间内形成固体漆膜。电子束固化涂料组成与紫外光固化涂料相似,主要差异在于一般不需要光引发剂,也不受颜料的影响。目前主要品种为不饱和聚酯树脂、丙烯酸型低聚物。 紫外线固化(UV,Ultra-Violet Ray)紫外光固化涂料中的光引发剂或光敏剂吸收紫外线光谱(波长200nm-350nm)中的某些特殊波长的光而产生断键情形,这些断键的物质再去撞击单体和预聚合体而产生连锁反应,瞬间将涂料由液态变成固态。紫外光固化不适合形状复杂的制品,难以固化不透明的有色涂层。 第三节 固化设备的分类及选用的基本原则 一、按形状和工件的通过方式分类 二、按所用能源分类 三、按加热方式分类 一、 按形状和工件的通过方式分类 烘干室可分为通过式、箱式(即死端式)和多行程烘干室 。 根据被涂物进出烘干室的进出口端的结构不同,通过式烘干室又可分为直通式、桥式和半桥式(又称“U”型)烘干室。 二、按所用能源分类 涂装用烘干室的加热源有:气体燃料(天然气、煤气、石油液化气)、油(轻质柴油、煤油)、电、蒸汽等。P213。 2、燃气烘道 P224 直接加热式——气体燃料通过燃烧室燃烧以后与空气混合直接送进烘道(产品表面质量要求不太高时采用,如底漆烘干)。 间接加热式——通过热交换器间接加热烘道内的空气(产品表面质量要求特别高时采用,如面漆、罩光漆烘干)。 燃气燃烧是否完全,受燃烧嘴的结构和燃气与新鲜空气的混合比例等因素影响。 液化气燃烧喷嘴 循环风机 烘道热电偶探头 3、燃油烘道 以柴油作燃料,在燃烧室燃烧后,再以热交换器间接加热烘道内的空气。以油作为燃料,生产成本低廉,但燃烧系统设备比较复杂,一次性设备投资较大。 4、蒸汽烘道 以过热蒸汽通过蒸汽热交换器加热烘道中的空气。烘道结构简单,但工作温度一般不超过100℃,只能用于工件前处理后的烘干工序和自干但能采用低温烘干的涂料。 1、热风循环对流加热——受热方式由外向内。适合结 构复杂的工件加热。 2、辐射加热——由内向外涂层基材同时受热。适合结 构简单的工件加热。 3、辐射—对流加热——适用于任何情况。 辐射元件结构 热源——钨丝,温度高达2200~2400℃,辐射短波 高能红外线。 热源外罩——石英管,外表温度约800℃,辐射中 波红外线。 定向反射屏——如铝反射罩,温度可达500~600℃, 辐射低能量远红外线。
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