水性涂料由于其自身不含苯、甲苯、甲醛等刺激性气体和重金属成分,十分绿色健康,且在木器的涂刷之后能够形成比较好的漆膜效果,整体效果接近油性漆,甚至在耐磨性和使用寿命上又超过了油性漆。水性涂料凭借其种种优点逐步成为现在家具涂料的首选之一。
木家具使用的水性涂料以水为溶剂,涂料的固含量一般只有20-30%,含有70%左右的水分。所以水性涂料在喷涂之后的干燥过程主要就是水分的挥发,这一干燥过程十分重要,直接影响到生产成本及最终的效果。因为涂层干燥得不好,最终形成的漆膜就会出现光泽差、橘皮纹、针孔等肉眼可见的外观问题,严重的时候会使漆膜内存在内应力,降低漆膜的附着力,产生漆膜破裂剥落等问题,失去了原有的保护装饰作用。
常见的水性涂料干燥方法有:
自然干燥:应用简单,几乎无需投入,但是易受自然条件影响,产品质量不可控,存在干燥速度低、成膜质量不稳定等缺点。
热风对流干燥:采用40-60℃的热风为载体,将热量以对流的方式由热空气传递到涂层外表。优点是干燥均匀,适用于形状复杂的工件,缺点是整体干燥线长,生产效率低,热能能耗大,特别是油性涂料改水性涂料后,水溶剂的沸点比油性溶剂的沸点高,能耗、效率问题更突出。另外,因为对流加热的原理,涂料是从外往内干燥的,也就是漆膜表面先受热,这有可能导致漆膜内部不能彻底干燥,从而带来一些质量问题。
微波干燥:优点是干燥速度特别快,对被干燥工件没有外形要求,对于涂膜的加热很平均,不存在温度梯度,可以干燥厚膜等。但是用微波加热,漆膜温度难以精确控制,而且微波可能同时对其它组分、材质进行加热,可能影响材料性能、质量。
红外辐射干燥:即涂层通过吸收红外线辐射能量,并转化为热量,最终达到固化成膜的一种干燥技术。红外线是一种不可见射线,介于可见光和微波之间,波长为0.75-1000um。按波长范围分,能够分为“近、中、远”红外线。目前红外干燥技术通常选用远红外干燥,其可穿透到涂膜内部,使涂膜内部温度升高,涂膜内部温度高于表面,使涂膜的热扩散由内向外发生形成温度梯度,同时涂膜内部也存在着水分梯度而引起水分移动,含水量较多的内部逐渐向含水量较少的外部进行扩散,与热扩散的方向一致,从而加速干燥的进程。
使用红外干燥时具有升温快,固化速度快,固化质量好、能量利用效率高,烘干线短等优点。但面对较大的工件时,也有比较明显的温度梯度问题(可以通过调整加热器排布此问题),同时红外干燥不适用于干燥涂层较厚的工件,且由于红外干燥的区域为红外线能够照射到的位置,因此不适用于干燥设计样式复杂的工件(如立体镂空工件内部等)。如需干燥此类工件,可以在红外干燥线中加入热风辅助干燥,热风可以干燥红外干燥不到的位置,同时,热风可以带走干燥线内的水分,降低空气湿度(空气湿度越高干燥效果越差),进一步提升干燥效率。