影响涂料固化的因素和方法有哪些?

1 月 18, 2023 隆昌化工

影响涂料固化的因素和方法有哪些?

涂料固化是将涂料涂抹到被涂物上,并通过各种方法形成干燥涂膜(包括硬膜和软膜)的过程。

影响固化速度的因素主要有涂层类型、涂层厚度、固化方法、固化条件、固化设备和特定的固化规程等。

 

(1) 涂层类型

在相同的固化条件下,涂料种类不同,固化速度也有很大差异。一般来说,挥发性油漆固化快,油性油漆固化慢,聚合性油漆则大不相同,聚合性油漆中光敏性油漆固化最快,而其他聚合性油漆则多介于挥发性油漆和油性油漆之间,当采用机械化流水线进行涂饰时,挥发性油漆、酸固化氨基醇酸油漆较为常用。

 

(2) 涂层厚度

在涂饰过程中,涂层基本不一次成型,通常采用多次薄涂的方法(如油性漆一般一次涂35μm左右,硝基漆15μm左右等)。在相同的固化条件下,薄涂层在固化时,内应力较小,形成的涂层缺陷较少;而涂层过厚,内应力较大,易产生皱纹等缺陷,同时由于溶剂的挥发,涂层收缩,造成光泽不均匀、内部不固化等现象。实践证明,除聚酯漆外,多涂形成的漆膜与单涂形成的相同厚度漆膜相比,物理性能更好。

 

(3) 固化条件

1- 固化温度 固化温度对大多数涂料的固化速度起着决定性的影响。固化温度过低时,溶剂蒸发和化学反应迟缓,涂层难以固化,提高温度可以加速溶剂蒸发和水分蒸发,加速涂层的氧化反应和热化学反应,涂层的固化速度加快,但温度不能无限制地提高,因为温度与固化速度并不成正比,固化温度过高时,固化速度并没有明显提高、但漆膜会发黄或不仅如此,固化过程中的温度对基材也有影响,基材受热后,引起含水率变化,基材收缩变形,甚至翘曲、开裂,挥发漆膜、固化温度超过 60℃,溶剂挥发剧烈,表层迅速干固,内部溶剂蒸气到达表层易产生气泡,因此,采用人工固化方法时,表面温度一般不超过 60℃。

 

涂料固化有以下三种常用方法

 

I.自然固化。

在自然条件下,利用空气对流使溶剂蒸发、氧化聚合或与固化剂反应成膜,适用于挥发性涂料、空气干燥涂料和固化剂固化涂料等自干型涂料,干燥质量受环境条件影响较大。

1、溶剂蒸发固化

溶剂通过涂层表面蒸发,留下涂层固体,附着在被涂物体表面,形成干燥的固体涂膜。

2、空气氧化固化

它是利用空气中的氧气使涂料干燥成膜,空气中的氧气与涂料发生交联反应形成干燥的涂膜。

3、热反应或化学反应固化

这种涂层在催化剂(包括同化物)的作用下加热或化学交联,涂层中的各种成膜成分相互融合交联,形成涂膜的三维网状结构。

 

第二,传统的加热固化。

干燥按干燥温度可分为低温干燥(100℃以下,主要用于自干涂料或耐热性差的材料表面涂层的干燥)。中温干燥(100-150℃,主要用于涂料的缩聚反应固化成膜)。高温干燥(高于 150°C,主要用于粉末涂料、电泳涂料等。)

1、热风对流加辐射组合固化

一般先辐射后对流,利用辐射加热快的优点,使工件受热,然后利用热风对流保温,保证干燥质量。

2、热空气对流固化

热风对流加热均匀,温度可控性高,适用于高质量涂层,不受工件形状和结构复杂程度的影响,但加热速度慢,热效率低,设备庞大,涂层易起泡、起皱,防尘要求高。使用的热源有蒸汽、电、柴油、煤气、液化气和天然气等。

3、熔体固化

熔融固化涂料一般指固体粉末类涂料产品。

 

3、辐射固化

1、紫外线(UV)辐射固化

它是一种化学配方(涂料、油墨和粘合剂)借助能量辐照实现从液态到固态转化的过程。

2、近红外固化(短波红外线)

近红外技术可使粉末涂料在几秒钟内快速固化。

3、红外线(长波、中波)辐射固化

通常利用红外线、远红外线辐射到物体后直接吸收转化为热能,使涂层固化。

4、红外催化热反应固化

是利用涂层本身吸收的红外线能量转化为热能使涂膜固化的一种方法。

5、微波固化

微波是指频率为 0.3~300GHz 的电磁波。材料在微波作用下会产生加热、熔化等物理现象,还会发生化学反应。

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