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涂装设备培训教程烘干及冷却设备机械工业第四设计研究院2008年3月1目录1涂料组成及其作用.............................................31.1涂料组成.....................................................31.2溶剂.........................................................31.3裂变产物......................................................31.4结合剂........................................................41.5颜料.........................................................41.6添加剂........................................................42涂料的干燥过程................................................42.1涂料的固化方法................................................42.2涂料的固化过程................................................72.3涂料固化应具备的条件..........................................93烘干设备简介..................................................93.1烘干设备的分类................................................93.2确定烘房规格和配置的先决条件.................................103.3热源的选择...................................................103.4烘干室的形状.................................................113.5烘干室的断面结构.............................................113.6烘干室的工作区...............................................123.7烘干室内被涂物的加热方式.....................................123.8烘干室供热系统方式...........................................133.9集成式加热箱.................................................133.10烘干室排废气系统.............................................153.11烘干室新鲜空气补充方法.......................................153.12烘干炉空气平衡...............................................163.13烘干室对流区循环风量的选取原则..............................183.14废气处理方式.................................................183.15烘干设备主要构件.............................................193.16操作系统.....................................................194热风循环固化设备.............................................204.1热风循环固化的机理..........................................204.2热风循环固化的特点及适用范围................................204.3热风循环固化设备的性能要求..................................214.4热风循环固化设备的主要结构..................................2124.5热风循环固化设备使用注意事项................................295远红外线辐射固化设备.........................................305.1远红外线辐射固化的机理......................................305.2远红外线辐射固化的特点及适用范围............................315.3影响辐射烘干的因素..........................................325.4远红外线辐射对流固化设备....................................335.5紫外光固化设备..............................................336废气处理.....................................................346.1各种废气处理方法及其特点....................................346.2直接燃烧法..................................................356.3催化燃烧法...................................................366.4活性炭吸附法.................................................397强冷室.......................................................417.1用途........................................................417.2工件在强冷室内的冷却时间....................................417.3强冷室的设置................................................417.4工件经过强制冷却后的表面温度................................417.5强冷室组成..................................................417.6强冷室的空气平衡............................................427.7强冷室的典型结构............................................427.8强冷室主要构件..............................................4331涂料组成及其作用1.1涂料组成涂料,一般包括挥发性和非挥发性成分。两种类型的成分都有其用途。在经过干燥和固化过程后，非挥发性成分保留在涂装物上，而挥发性成分释放到周围的空气中。挥发性成分包括溶剂和裂变产物。挥发性物质的比例取决于具体使用的涂装系统和应用状况。用于汽车工业的涂料大体上含有50-80%的溶剂（取决于具体的涂料类型）。填料包含大约50%的溶剂，面漆达80%，而清漆则在35-50%之间。涂料配方挥发性成分非挥发性成分溶剂裂变产物颜料结合剂添加剂1.2溶剂首先，溶剂使涂料的应用成为可能。使用的溶剂类型影响或决定应用步骤。溶剂可以分成多种化学物质：烃类,水,酒精,醚/乙醇醚,酯。涂料在使用时开始散发溶剂。在烘房里的干燥过程中，溶剂的散发变得更明显。1.3裂变产物结合剂成分经历一个交联（缩聚）过程，在此期间裂变产物释放。裂变产物也可以是热干燥/固化过程的结果。这些产物可以包括水、面漆酒精和甲醛。41.4结合剂结合剂使应用的涂料结合并形成涂膜。就是该结合剂主要决定了涂膜属性的类型。涂膜特性根据涂料类型和组成可以有很大变化。因为结合剂，分布细致的颜料、填料和其他涂料成分在干燥和固化后形成紧密结合的涂层。在汽车涂装应用中，当前使用的厚度电泳浸涂（KTL）约为20-25μm，填料约为25-30μm，涂面漆约为10-15μm，清漆约为35-45μm。根据上面的定义，涂料中的树脂和增塑剂与结合剂群聚在一起。涂料系统中的树脂是固化干燥涂料的成分。增塑剂使涂料有足够的弹性，以致于移动所涂装的物体而不裂损。1.5颜料颜料是具有体结构的无机和有机物质，它在使用的涂料结合剂和溶剂中保持不可溶。颜料决定了涂料的颜色,不同的颜料或颜料混和物用来获得需要的颜色。无机颜料包括碳酸钙、铁氧化物、钛氧化物、铝、铜、烟灰、石墨和其他东西。有机颜料可以是人工合成的，也可以是天然的物质。1.6添加剂添加剂影响某些涂料属性，如流动或干燥特性。它们只少量地与涂料混和。添加剂的精确成分和使用的浓度通常是涂料制造商的商业秘密。2涂料的干燥过程2.1涂料的固化方法涂料的成膜过程就是涂层的固化过程，对溶剂型涂料俗称涂料的干燥。表2-1涂料的固化方法固化方法分类固化方法固化(干燥)自然干燥在常温状态下干燥，俗称自干或气干加热固化低温固化100℃以下烘干中温固化100℃～150℃烘干5高温固化150℃以上烘干照射固化紫外线固化紫外线照射电子束固化电子束照射2.1.1自然干燥自然干燥只适合挥发型涂料、自干型涂料和触媒聚合型涂料。气温、湿度、风速对涂料的自干速度产生显著影响，一般是气温高、湿度低、通风条件好自干速度快、光照对涂料的自干也有利。温度越高溶剂的蒸汽压就高，溶剂的挥发速度就快，氧化、聚合等涂料固化反应的速度也随温度的升高而加快。因此涂料自干场所的气温增高有利于涂料的干燥。一般要求自干场所的气温在5℃以上。湿度高也就是空气中含水蒸汽多，水蒸汽对涂料中的溶剂挥发起抑制作用，另外湿度高时随着溶剂的挥发被涂物表面冷却，从而使空气中的水蒸汽冷凝容易造成涂层泛白。所以要求涂料自干场所的空气湿度要低，一般要求相对湿度不大于80%。通风有利于涂料中溶剂的挥发和溶剂蒸汽的排除，并能保证自干场所的安全。阳光中的紫外线对氧化聚合型涂料的自干有促进作用。必须指出，自然干燥并不是指被涂物在露天场所自然晾干。自然干燥同样需要采取一定的措施来确保施工符合环保、消防和劳动卫生的法规。2.1.2加热固化加热固化包括强制干燥和加热烘干。强制干燥指加热能自然干燥的涂料，目的是缩短涂料的干燥时间提高涂层的性能。强制干燥一般采用低温固化，固化温度在60℃～100℃左右，温度过高涂层容易起皱、起泡；加热烘干指加热只能在一定温度下固化的涂料，使其完全成膜。加热烘干所常用的温度一般在120℃以上。加热固化的烘干规范（温度和时间）取决于被烘干的涂料类型、被涂物的材质。硝基漆的烘干条件为60℃～80℃，10min～30min；6醇酸树脂漆为90℃～100℃，30min～60min；丙烯酸树脂涂料为120℃～140℃，20min～40min；环氧粉末涂料为170℃～190℃，20min～30min；一般水性电泳涂料为170℃～190℃，20min～40min。必须注意：涂料固化技术要求中的“温度”指的是涂层表面温度或涂层底材的温度，而不是烘干环境温度。金属制品的烘干温度一般为80℃～300℃；受热相对容易变形的塑料和木材的烘干温度一般为6