一般來說,塗膜幹燥的方式有如下三種:自然幹燥、加熱幹燥和特種輻射方式幹燥。特種方式幹燥可採用光輻照、電子輻射固化等。
(1)自然幹燥及自然幹燥的環境要求
自然幹燥是利用空氣的對流,使溶劑蒸發、氧化聚合或與固化劑反應成膜的幹燥方法。它是常見的一種幹燥方式,在室内、室外均可進行,無須任何幹燥設備。适用於揮發性塗料、氣幹性塗料、自幹性固化劑型塗料。幹燥時将被塗物放置在常溫環境下,塗膜自身逐步幹燥。自然幹燥特别适用於大面積的塗裝作業,但該種塗料的塗裝受制於塗膜的厚度和幹燥環境,包括氣溫、濕度、光照、通風等因素的制約,一般幹燥時間較長,環境的潔淨程度也對塗膜的質量有影響。
採用自然幹燥方式的室外塗裝施工,對塗裝施工的環境的要求如下:
①氣溫不宜低於5oC:
②相對濕度不宜大於85%;
③應無3級以上的大風,風天、雨天、雪天、霧天等應停止施工。
如果在室内噴塗,控制室溫在20~25oC除此之外,室内還應有良好的通風條件。塗裝作業還要求比較好的光線條件,室内的光線較差時,應增加具有防爆功能的照明設備。在室外施工時,氣溫過高也會影響塗裝效果。一般認爲,當鋼材表面的溫度大於40%時,會使溶劑揮發太快而造成塗膜起泡,因此夏季進行塗裝施工應避免鋼表面的暴曬。
對濕度的制約是因爲在85%的濕度以下時,鋼材表面不會産生水汽的凝聚,即凝露。而如産生凝露則在潮濕的鋼材表面的塗裝都會造成附著力的失敗。
(2)加熱幹燥
加熱幹燥也稱烘幹,是現代化塗裝的主要塗膜幹燥方式。又可分爲低溫烘幹、中溫烘幹和高溫烘幹。固化溫度低於100oC稱之爲低溫烘幹,主要用於對自幹性塗料的強制性幹燥,一般爲60—80oC;中溫烘幹的烘幹溫度在100~150oC,用於縮合聚合反應固化成膜;高溫烘幹的烘幹溫度在150oC以上,适合於粉末塗料等。
聚合反應成膜、交聯固化聚合成膜的塗料需要外加熱量,且外加熱量制約成膜反應和成膜的質量。一些受制於自然環境的溫度的自然幹燥的塗裝,爲瞭增加塗裝進度也會採用加熱幹燥。加熱幹燥時應根據塗料性能選擇烘幹工藝和設備。
加熱幹燥的優勢是:
①可很快塗膜幹燥的速率,提高塗裝的效率;
②可縮短塗裝作業時間、減少施工占地;
③採取一定的措施後,可減少對環境的污染;
④增強塗膜的物理性能和強度指标。
缺點:耗能高、設備投資大。
加熱幹燥的方式目前採用對流、輻射和電感應三種形式。
加熱幹燥設備主要爲:烘幹室或烘幹箱,烘幹設備的加熱方法可採用對流式、輻射式和電感應幹燥三種形式;對流式幹燥可採用的能源爲蒸汽、燃氣、燃油、電。
(3)輻射式幹燥
輻射式幹燥是用指紫外線、電子束固化塗料成膜的技術。輻射式幹燥的能源通常採用紅外線和遠紅外線,即爲熱輻射加熱。輻射加熱使用紅外線、遠紅外線輻射到物體,使底材和塗膜同時加熱,而使塗膜固化。在固化過程中升溫速度快,熱效率高,塗層質量好。
紫外線固化時採用波長爲300~450um紫外線,塗料應採用光固化的塗料,而且是透明的。輻射在常溫下進行,固化時間很短,光固化塗料一經照射,其内就會産生遊離基,引發聚合反應而使塗料在短時間内固化成膜。一般生産上採用高壓水銀燈紫外線熒光燈。
電子束固化是採用電子束照射塗膜,使塗膜内的分子産生基團,引發聚合放應而使塗膜固化。塗料可以是不透明的。
電感應幹燥則採用電感應烘爐,使用時将塗有塗膜的金屬物體如鋼管,放入電感應烘爐内,電磁能使鋼管本身受熱再傳給塗膜而促成塗膜的固化幹燥。該法的耗能高,适用於外形簡單的工件,如鋼管。
塗裝施工中常根據塗膜由濕膜狀态變爲幹膜的幹燥的過程分爲表幹、實幹和固化三個階段。用於塗料的性能檢測。
表幹:手指輕觸塗膜不粘手,或雖然塗膜仍發粘但無塗料粘在手上。
實幹:手指用力推塗膜不移動。
完全幹燥(固化):手指甲用力刻塗膜,塗膜上沒有痕迹。
塗裝作業中還可以将塗膜的固化程度作如下的分級:
觸指幹燥:輕觸塗膜塗料不附手指。
不粘塵幹燥:幹燥到不粘塵土的程度。
表面幹燥:幹燥到無粘塵的狀态。
半硬幹燥:輕壓塗膜塗料不附手指。
全硬幹燥:強壓塗膜塗料不附手指。
打磨幹燥:幹燥到可以打磨的程度。
完全幹燥:沒有不好的完全幹燥狀态