我們常說涂料是半成品,只有當它被涂裝到不同基材表面,形成完整涂膜才能夠?qū)崿F(xiàn)它的使用價值。優(yōu)秀的配方開發(fā)和良好的生產(chǎn)工藝是我們獲得優(yōu)質(zhì)涂料的保證,涂料施工工藝也發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。
水性漆施工的前、后處理
水性木器漆由于水的特性,必須在一定的環(huán)境溫度條件下才能施工。該環(huán)境溫度包括工件表面溫度、空氣溫度和涂料溫度。
夏季過高的環(huán)境溫度會導致水性木器涂料水分揮發(fā)快、表干快,氣泡來不及聚集、變大然后破裂,流平不易控制。因此,夏季需要對流平段空氣進行降溫處理。
木器流平機
冬季,當氣溫下降至10℃以下時,工件表面溫度也會隨之降低至。如果此時對工件進行水性木器涂料涂飾加工,對涂層后續(xù)的流平、干燥都帶來很大的負面影響。水分揮發(fā)慢、易咬底和起皺,且低溫的涂層在干燥區(qū)遇到較高的空氣加熱,會導致涂料表層與里層產(chǎn)生較大溫差,涂料表層迅速干燥,將水分鎖死在涂層內(nèi)部,造成涂層長時間無法實干。
因此冬季當環(huán)境溫度降低至15℃以下時,應對工件進行預熱加溫處理。同理,對水性木器涂料的儲存和使用也要進行適當?shù)谋卮胧_保涂料在15℃~20℃的環(huán)境下儲存和施工。施工過程的保溫可以采用水浴加熱裝置。
為了提高涂裝裝備的利用率,一般情況下涂料經(jīng)過2—4小時干燥后基本干燥成膜后,即可脫離干燥室靜置24—48小時以上,以達到漆膜基本完全固化的效果。然而由于水性木器涂料的特殊性,在此靜置期間,也應保持環(huán)境適宜的溫度和濕度,不可直接放置于開放的空間中。
水性木器涂料的干燥方式
水性木器涂料的固含量較低,一般只有20%~30%,70%以上都是水分,因此水性木器涂料在干燥過程中主要是水分的揮發(fā)。水性木器涂料的成膜過程常見加熱方式有微波、遠紅外和熱風三種方式。
微波加熱
微波加熱利用的是介質(zhì)損耗的原理,而水的介電常數(shù)比干物質(zhì)大得多,電磁場釋放能量的絕大部分被涂料中的水分吸收。微波場高速周期性地改變外加電場的方向,使水分子迅速擺動,產(chǎn)生顯著熱效應,從而使涂料內(nèi)部和表面的溫度同時迅速升高。
▲微波干燥機
微波干燥的優(yōu)點在于干燥速度特別快,不同的物質(zhì)對于微波的吸收具有選擇性,對被干燥物件沒有形狀要求,對于涂膜的加熱很平均,不存在溫度梯度,可以干燥厚膜,能源的利用率高等,但是微波加熱干燥也有以下一些缺點。
①漆膜溫度難以精確控制
微波對處于微波場內(nèi)的所有水分進行加熱,但是處于微波場內(nèi)的涂裝工件表面的水性涂膜的量是無法確定的,因而水的含量也相差極大。相同微波功率下,表面積大的工件與表面積小的工件溫度也將相差較大。所以用微波對水性涂膜進行加熱,漆膜溫度難以精確控制,而根據(jù)涂布面積自動匹配微波功率和時間目前在技術(shù)上也很難實現(xiàn)。
②對木質(zhì)材料含水率的影響
一般情況下,木質(zhì)材料的含水率在8~12%時最適合進行各種機加工并性能最穩(wěn)定。采用微波對水性木器涂料進行加溫干燥時,由于微波對水加熱的聚能作用,必然對木質(zhì)材料中的水同時進行加熱。在微波功率無法精確控制的情況下,有可能使得木質(zhì)材料中的水分過熱后以水蒸氣的形式散失,從而破壞木質(zhì)材料的穩(wěn)定性,造成木質(zhì)材料的變形、開裂等缺陷的產(chǎn)生。
③對木質(zhì)材料中其它化學物質(zhì)的影響
一般木質(zhì)材料中存在著大量脂肪族、萜類和酚類三種化學物質(zhì),這些化學物質(zhì)在木質(zhì)材料中多以水合物的形式存在。當采用微波加熱時,這些化學物質(zhì)也會同時被加熱,加熱后的化學物質(zhì)有可能向外遷移至木質(zhì)材料表面,從而影響涂料與木質(zhì)材料附著力,嚴重的甚至直接導致涂裝失敗。
④溫度對底色遷移的影響
液態(tài)的面漆會將擦涂的底色部分重新溶解至面漆中,從而影響涂層的透明度,這被稱之為底色的遷移。由于水性樹脂對相當部分顏填料的潤濕度和分散性差,常常造成浮色和分層;微波加熱后,局部的過熱會使底色嚴重遷移,使得整個或者局部涂層變成一個“大花臉”。
紅外干燥技術(shù),即涂層通過吸收紅外線輻射能量并轉(zhuǎn)化為熱量最終達到固化成膜的一種干燥技術(shù)。目前紅外干燥技術(shù)通常選用遠紅外干燥,其可穿透到涂膜內(nèi)部,使涂膜內(nèi)部溫度升高,涂膜內(nèi)部溫度高于表面,使涂膜的熱擴散由內(nèi)向外發(fā)生形成溫度梯度。同時涂膜內(nèi)部也存在著水分梯度而引起水分移動,含水量較多的內(nèi)部逐漸向含水量較少的外部進行擴散,與熱擴散的方向一致,從而加速了干燥的進程。
由于溫度梯度和水分梯度的存在,遠紅外干燥不適合干燥較厚的涂膜,涂膜越厚梯度越明顯。紅外干燥只能加熱紅外線能夠照射到的區(qū)域,不能用來干燥形狀比較復雜的立體工件,并且紅外干燥對于能量的消耗也較大。
熱風干燥技術(shù)主要是利用熱對流的原理,可以對家具工件進行包裹,全方位均勻加熱,明顯加快水性木器涂料的干燥速度,適應性強,是目前應用較為廣泛的干燥技術(shù),也是目前情況下相對比較穩(wěn)定地實現(xiàn)水性木器涂料成膜的干燥技術(shù)。
由于需要對干燥室中的全部空氣進行加熱,同時,墻體、地面、載具、工件涂層等都會吸收或者散失熱能,因此該模式下熱能損耗比較大,需要合理設計熱風的對流流向,盡可能使熱風中攜帶的能量主要傳遞到工件表面的涂層中去。
目前可選的水性木器涂料涂裝工藝組合主要有三種,分別為水底水面、油底水面和UV底水面。
水底水面
水底水面指底面漆均采用水性木器涂料。由于當下的水性木器涂料底漆在附著力、耐磨性和表面硬度等技術(shù)指標均低于常用溶劑型涂料,并且采用水性底漆對木質(zhì)材料的含水率具有較大的負面影響,因此實際應用較少。
油底水面指底漆采用溶劑型涂料(常用PU),面漆采用水性木器涂料。
對于固裝類家具產(chǎn)品,這是目前相對穩(wěn)定的水性木器涂料組合方式,漆膜比較穩(wěn)定。但由于底漆采用溶劑型涂料,VOC的排放依然很高。
UV(LED)底水面
UV底水面指底漆UV固化或者LED固化水性木器涂料,面漆采用水性木器涂料。這是比較具有發(fā)展前景的工藝組合。目前主要應用于厚度在一定范圍內(nèi)平板類工件的涂裝,主要采用自動往復噴涂設備進行涂裝。
關(guān)于水性木器漆的研究一直沒有停止,留待解決的問題也還有很多,天然水中化學物質(zhì)的影響、真空環(huán)境對成膜的影響、理想成膜厚度是多少等等,研究工作任重而道遠,但隨著環(huán)境形勢的日趨嚴峻,水性環(huán)保涂料的推廣勢在必行。
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