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最全面的涂料固化方式介绍(15种)

一、自然固化:

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,气干性涂料和固化剂固化型涂料等自干性涂料,干燥质量受环境条件影响很大。

1、空气氧化固化:

就是利用空气中的氧来使涂料干燥成膜,空气中的氧与涂料发生交联反应形成干燥涂膜。高黏度的干性油会发生这种交联反应,但这种反应速度十分缓慢,有时可长达几个星期才能达到完全固化。这类涂料有油基漆、酯胶漆等。

2、、溶剂挥发固化

就是溶剂通过涂层表面挥发,留下涂料的固体物并被附着在被涂物表面上,形成干燥的固体涂膜。

溶剂挥发固化的涂料品种有:硝基漆、过氯乙烯漆、氯化橡胶漆、丙烯酸漆等。溶剂挥发固化的涂膜是能用适当的溶剂重溶的,溶剂挥发固化涂料的这一特点,有利于涂层的修补和翻新工艺的操作。木制品、金属制品和非金属制品的塑料和橡胶制品大量采用这类涂料涂装。

3、热反应或化学反应固化:

此类涂料在加热或在催化剂(包括同化剂)的作用下产生化学交联反应,涂料中的各种成 膜物组分相互融合,交联形成立体网状结构的涂膜。这类涂料固化后就不会再被溶剂溶解或受热软化,其物理和化学性能较溶剂挥发型涂料为好。这类涂料如氨基醇酸涂料、氨基丙烯酸涂料、环氧树脂涂料、双组分聚氨酯涂料等。

二、传统加热固化:

烘干根据烘干温度可分为低温烘干(低于100°C,主要是对自干性涂料或耐热性差的材质的表面涂层进行干燥)。中温烘干(100-150°C,主要用于缩合聚合反应固化成膜的涂料)。高温烘干(高于150°C,主要用于粉末涂料,电泳涂料等)。


1、热风对流固化:
热风对流加热均匀,温度控制高,适用于高质量涂层,不受工件形状和结构复杂程度影响,但升温速度较慢,热效率较低,设备庞大,涂层易起泡,起皱,防尘要求高。所用热源有蒸汽,电,柴油,煤气,液化气和天然气等。
2、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,使工件加热,再 利用热风对流保温,保证烘干质量。


3、熔融固化:

熔融固化的涂料一般是指固体粉末类型的涂料产品。这类产品采用的涂装方式为两种:第一种是先把被涂物加热到指定的温度,然后把固体粉末涂料喷涂或浸涂到被涂物上,再按要求固化成干膜。第二种是在常温下,用静电喷涂法,把固体粉末涂料喷涂到被涂物上,然后按规定温度烘烤固化成膜。环氧粉末涂料、聚酯粉末涂料和道路熔融画线涂料等属这类涂料。N~AIN化涂料可用于金属制品和马路画线上。


三、辐射固化

1、紫外光(UV)辐射固化:

是一种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。

常用的辐射固化涂料是紫外光固 化涂料,紫外光固化用的光波是300~400nm之间的近紫外光。含有光引发剂的湿涂膜在紫外光照射下产生游离基,再由游离基引发不饱和单体或树脂发生聚合反应,在极短时间内(几秒钟至几分钟)即可固化成千燥的涂膜。一般UV固化能耗为热固化的1/5,且UV固化涂料含挥发组分较少.

材料组成:

1. 齐聚物,低粘度含活性官能团的合成树脂。包括:丙烯酸环氧树脂、丙烯酸聚酯树脂、丙烯酸聚醚树脂、丙烯酸醇酸树脂、丙烯酸聚氨酯树脂、丙烯酸氨基树脂、不饱和聚酯树脂、环氧树脂等。
2. 活性稀释剂,包括:丙烯酸单体、苯乙烯单体。
3. UV光能引发剂,包括:安息香醚类、二苯甲酮衍生物、苯偶酰缩酮、酮胺混合物等。
4. 助剂,包括:消泡剂、流平剂、稳定剂、分散剂等。

应用领域:

可用在木制品、塑料制品、橡胶制品、金属制品等上。辐射固化在印制电路板、大规模集成电路、数码相机、光盘(CD-ROM,DVD)、移动电话、液晶显示器与等离子显示器等制造业中的应用,已是一种不可取代的技术,可完成产品制作工艺中的各种涂装、印刷、涂饰和胶粘等任务。现在辐射固化正在向汽车制造业和建筑材料业突破。在辐射固化中,UV固化应用领域最为广泛。需要UV固化灯管,和UV灯相匹配的UV变压器(镇流器),UV电容(触发器),UV反射灯罩等核心部分,以及相关的冷却系统,控制系统,传输系统等制作的UV固化设备可以进行高效固化。

UV粉末涂料:

UV固化粉末涂料是粉末涂料技术与紫外光固化技术相结合的一项新型涂装技术,它综合了传统粉末涂料和液体UV固化涂料技术的优点,并在一定程度上克服了两类涂料的缺点。

水性UV涂料:UV固化水性涂料结合了水性涂料和光固化涂料的优点,近年来得到迅速发展,也是今后光固化涂料主要发展方向之一。

2、红外线(长波、中波)辐射固化:

工作原理:通常使用红外线、远红外线辐射到物体后直接吸收转换成热能,使涂层固化。


特点:升温速度快,热效率高;溶剂蒸气自然排出,不需要大量的循环风;烘干室中尘埃数量少,涂层质量高;烘干室短,占地面积小;温度不够均匀,只适用于形状简单的工件。



3、近红外线固化(短波红外):

近红外技术使粉末涂料在几秒内能迅速工作和固化。该技术可底材受热极大降低,因而它可应用于木材和塑料之类热敏感材料的粉末涂装。它所采用的红外波长为0.76-12μm用作热源的卤素灯丝工作温度达到3500K。由于该技术的辐射密度大、深度深,所以只需几秒钟即可使涂层均匀加热到固化温度。


值得注意的是:达到固化所需的温度只需5秒。因此在涂层均匀加热之后,粉末固化反应即开始。为使粉末完全固化,使底材温度再保持几秒,降温后涂层则完全被固化。而对聚酯和混合型粉末可在5-10秒内固化。



4、红外催化热反应固化:

就是利用涂料自身吸收红外能量转变为热能使涂膜固化的一种方法。

红外线是一种电磁波,其波长范围是0.7~100um。是一种不可见光,位于可见光谱中红光的外侧,因此被称为红外线。
所有物质都能吸收红外线,这种现象称为“可吸收性”。但是每种物质对能量吸入最敏感的光谱区段并不相同,它们都有各自的红外能量吸入敏感区。物质吸收红外能量后,其自身温度提高。有机涂料的敏感区是波长为3~10um的红外频谱,也刚好是催化热反应器产生的频谱范围。有机涂料就这一频谱范围内的红外线能量,而被涂物对这一频段的红外藿量吸收不良,会把红外线反射回来。这样红外线就可以两次穿过涂膜,也就是说涂膜有两次机会提高自身温度,不用加热就可实现涂膜固化。


涂料采用红外线固化的最大优点是可防止漆膜表面橘皮和针孔现象的发生,提高涂膜的光泽度。它的固化顺序是从内到外,内层固化时,外层还是液态的,内层涂膜中的溶剂首先蒸发出来,而外层固化完全时,涂膜中已没有溶剂存在,避免了橘皮和针孔现象的发生,提高了涂膜的光泽。