[发明专利]一种水性涂料红外微波耦合干燥方法

说明书

技术领域

本发明涉及涂料涂装领域，具体涉及一种水性涂料红外微波耦合干燥方法。

背景技术

水性涂料是以水代替有机溶剂作为分散介质的涂料，具有安全和环保的优点，是世界涂料发展的重要方向。由于水的挥发速度慢，汽化潜热大，使得现有水性涂料干燥速度缓慢，不能满足产品涂装线快速生产与应用的要求，严重阻碍了水性涂料特别是水性工业涂料的推广应用。水性涂料的干燥过程主要包括水分的蒸发和聚合物乳胶粒的物理融合与化学交联等，其中水分的蒸发是关键。长期以来人们对涂料和涂装质量非常重视，对涂料的干燥技术，特别对水性涂料的干燥技术并没有足够重视，现有水性涂料的干燥技术仅限于自然干燥、热风干燥和少量的红外干燥，这些干燥技术存在升温速度慢，温度梯度明显，漆膜实干速度慢，导致水性涂膜硬度增长速度慢，涂膜残留的水分会降低涂膜的耐水性、耐醇性及耐沾污性等，而且还易引入灰尘降低涂膜的装饰性能；此外，红外干燥技术不适合干燥较厚的水性涂膜，因为涂膜越厚，涂膜中存在的温度梯度和水分梯度越明显，残留在涂膜中的水分越多，要清楚残留的水分红外干燥技术需延长干燥时间，增加能耗。因此，使用红外干燥技术水性木器涂料的施工需采用“薄涂多道”的施工方法，增加了施工的次数和成本；显然，现有的干燥技术不能解决水性涂料的干燥速度慢的难题。

传统干燥方法包括热风干燥和红外干燥为外部加热干燥，物料表面吸收热量后，经热传导，热量渗透至物料内部，随即升温干燥。微波干燥是利用电磁波作为加热源、被干燥物料本身为发热体的一种干燥方式，是一种内部加热的方法，微波进入物料并被吸收后，其能量在物料电介质内部转换成热能。因此，微波干燥具有干燥速率大、节能、生产效率高、干燥均匀、易实现自动化控制和提高产品质量等优点，微波干燥广泛用于食品和药品的干燥；但是目前还没见有微波干燥技术应用于水性涂料的干燥过程中，主要是现有微波干燥技术容易使得被干燥物质变形，失去原有性能，如微波干燥容易使得木质或塑料工件变形。

发明内容

本发明针对现有水性涂料干燥技术存在升温速度慢，温度梯度明显，漆膜实干速度慢，导致水性涂膜硬度增长速度慢，涂膜残留的水分会降低涂膜的耐水性、耐醇性及耐沾污性等缺陷，提供一种干燥时间短，涂膜性能达到溶剂型涂膜性能的水性涂料红外微波耦合干燥方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种水性涂料微波红外耦合干燥方法，由红外干燥和微波干燥交替进行，控制红外干燥的波长在5.6μm以上，功率为500W-2000W，干燥温度为30-100℃，干燥时间为0.5-60min；微波干燥的微波频率为915或2450MHz；功率为300W-1500W，干燥温度为30-100℃，时间为0.5-30min。

为进一步实现本发明目的，优选地，所述红外干燥和微波干燥交替进行的次数为2-7次。

优选地，所述红外干燥和微波干燥交替进行的组合方式为：红外干燥-微波干燥、红外干燥-微波干燥-红外干燥、红外干燥-微波干燥-红外干燥-微波干燥或红外干燥-微波干燥-红外干燥-微波干燥-红外干燥。

优选地，所述红外干燥和微波干燥交替进行的组合方式为：微波干燥-红外干燥、微波干燥-红外干燥-微波干燥、微波干燥-红外干燥-微波干燥-红外干燥或微波干燥-红外干燥-微波干燥-红外干燥-微波干燥。

优选地，所述红外干燥的时间为2-20min。

优选地，所述微波干燥的时间为1-10min。

发明人经过研究发现，红外线对物体的穿透性好，红外辐射由涂膜外部向涂膜内部加热，加热时间短，加热均匀、水分挥发顺利，不产生针孔、气泡、斑纹等缺陷。而微波干燥从涂膜内部开始加热，易消除湿涂膜的温度梯度和水分梯度，有利于均匀加热。采用红外干燥和微波干燥交替进行用于水性木器涂料的干燥，可以充分利用红外干燥由涂膜外部逐渐到涂膜内部干燥过程，能快速蒸发湿涂膜中60-80％的自由水分；而微波干燥可保证热量从涂膜内向外扩散，使残留在涂膜内部的水分向涂层表面扩散，快速去除涂膜中残留的水分，特别是结合水。因此，红外微波偶联干燥技术，充分发挥各自的优点，克服彼此的缺点，比单独使用红外干燥或微波干燥可节省大量的能耗，保证涂膜具有优异性能还不会破坏木质和塑料工件，特别是这样的结合可以克服微波干燥容易使被干燥物质变形的问题，得到的涂膜。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：