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涂料固化,是指涂料被涂在被涂物上,通過各種方式形成干燥的涂膜(包括硬膜和軟膜)的過程。
影響固化速度的因素主要有涂料類型、涂層厚度、固化方法、固化條件、固化設備及具體固化規程等。
(1)涂料類型
在相同的固化條件下,涂料的類型不同,固化速度有很大的差別。一般地講,揮發性油漆固化快,油性漆固化慢,聚合型漆的情況很不相同,聚合型漆中光敏漆固化最快,而其他聚合型漆則多介于揮發性漆與油性漆之間,當采用機械化流水線進行涂飾時,揮發性漆、酸固化氨基醇酸漆比較常用。
(2)涂層厚度
涂飾過程中,涂層基本上都不是一次形成的,通常采用多遍薄涂的方法(如油性漆一般一次涂35μm左右,硝基漆15μm左右等)。在相同的固化條件下,薄涂層在固化時,內應力小,形成的涂層缺陷少;而涂層太厚時,內部應力較大,易于產生起皺和其他缺陷,同時由于溶劑的揮發,涂層收縮,導致光澤不均勻,內部不固化等。實踐證明,除聚酯漆外,其他漆類通過多次涂飾形成的漆膜,與一次涂飾所形成的同樣厚度的漆膜相比,其物理性質要好。
(3)固化條件
1-固化溫度固化溫度對大多數涂料涂層的固化速度起著決定性的影響。當固化溫度過低時,溶劑揮發及化學反應遲緩,涂層難以固化,提高溫度,能加速溶劑揮發和水分蒸發,加速涂層氧化反應和熱化學反應,涂層固化速度加快,但不能無限度地提高溫度,因為溫度與固化速度不是成正比的關系,固化溫度過高時,固化速度沒有明顯地提高,反而會使漆膜發黃或色澤變暗,不僅如此,溫度在涂層固化過程中還對基材產生影響,基材受熱,引起含水率變化,基材產生收縮變形,甚至翹曲、開裂,揮發性漆涂層,固化溫度超過60℃時,溶劑激烈揮發,表層迅速干固,內部溶劑蒸氣到達表層時容易產生氣泡,所以,采用人工固化方法時,表面溫度一般不超過60℃。
2-空氣濕度空氣濕度應適當。溫度過大,涂層中的水分蒸發速度降低,溶劑揮發速度變慢,因而會減慢涂層的固化速度,大部分涂料在相對濕度為45%~60%的空氣中固化最為適合,如果干燥固化場所空氣潮濕,不僅使固化過程很慢,而且所形成的漆膜朦朧不清并出現其他缺陷,相對濕度高時,涂層極易產生'發白'的現象。
由于油性漆,當相對濕度超過70%時,對涂層固化速度的影響要比溫度對其影響顯著。涂層在固化過程中,產生的內部應力與其相對濕度有關。
3-通風條件涂層固化時要有相應的通風措施,使涂層表面有適宜的空氣流通,及時排走溶劑蒸氣、增加空氣流通可以減少固化時間,提高固化效率,保證固化質量。
a、氣流速度?諝饬魍▽ζ崮ぷ陨砉袒欣。在封閉的、溶劑蒸氣濃度較高的環境下,漆膜固化緩慢,甚至不干。通風有利于漆膜溶劑的揮發和溶劑蒸氣的排除,并能確保自然固化場所的安全。
強制空氣干燥室是靠通風造成循環熱空氣,其干燥固化效果在很大程度上取決于空氣流動速度。空氣速度越大,熱量傳遞效果越好。熱量傳遞效果越好,熱空氣干燥通常采用低氣流速度,一般為0.5~5m/s,溫度為30~50℃。
b、氣流方向?諝饬鲃臃较蛞彩欠浅V匾,氣流與涂層的方向有平行和垂直兩種形式,根據實驗,垂直送風的熱空氣干燥優于平行送風。
4-外界條件用于聚合固化成膜的涂料,其涂層固化為復雜的化學反應過程。固化速度與所含樹脂的性質、固化劑和催化劑的加入量有關,而外界條件,如溫度、紅外線、紫外線、電子射線等,往往能加速這種反應的進行,外界條件作用的大小,又取決于外界條件與涂料性質相適應的程度,如光固化涂料再強紫外線的照射下,只需要幾秒就能固化成膜。若采用紅外線或其他加熱方法,則很難固化,甚至不固化。又如電子射線固化涂料,其涂層在電子加速器所發射的電子射線照射下,比光敏漆固化更快,而其他涂料對電子束的反應就不強。所以,涂料固化方法要根據所用涂料的性質合理選擇。