data-full-width-responsive="true"> 0 引 言水性木器涂料和传统溶剂型木器涂料的最大区别在于所使用的稀释剂不同。溶剂型木器涂料使用较易挥发的有机溶剂,水性木器涂料则是用水作为稀释剂,因此水性木器涂料的干燥更易受到环境温度和湿度的影响。为了避免不同地域、不同季节温度和湿度的影响,早在1993年欧洲工业界就开始了微波干燥水性木器涂料的研究。经过10多年的研究和优化,到2007年全球已有300多条微波干燥生产线成功应用于几十家公司的工业水性涂料生产,并且这一数字还在不断地增长[1] 。本文阐述了微波在干燥水性木器涂料上的优势,研究了微波干燥对于单组分和双组分水性木器涂料的性能和涂膜组成的影响。1 水性木器涂料的干燥11 传统干燥方式水性木器涂料由于使用水作为分散介质,使得其干性较溶剂型木器涂料更易受到温度和湿度的影响。当遇到低温或潮湿的天气时,涂料施工人员普遍采用的就是热风干燥和红外加热干燥,但是这两种强制干燥方式对于水性木器涂料都存在一定的缺陷。热风干燥的特点是设备投入较简单,但是在于对底材和湿膜的加热速度较慢,这就延长了整个干燥过程所需要的时间；并且施工情况和外界环境因素的改变也易引起干燥效果的变化,如涂膜的厚度、空气的湿度以及热风的温度等。红外加热干燥相比热风干燥来能够缩短整个干燥过程；但是会产生明显的温度梯度,
它的干燥是由表面向内部延伸的,这就使得它不适合用于干燥较厚的涂膜；红外干燥只能加热红外线能够照射到的区域,不能用来干燥立体的物件，并且红外干燥对于能量的消耗也较大[1]。12 微波干燥从1946年微波的发现到1947年第一台微波炉的发明,开创了食物加热的新方式[2]。在过去的10多年里微波被广泛地应用于许多工业加热领域。1993年,意大利的G I A R D I N A率先开始了微波干燥水性木器涂料的研究,经过多年的改进和创新,完善了微波干燥水性木器涂料的工艺,使得微波干燥成为一种高效的水性木器涂料干燥方法[1]。微波是指波长为1 m m～1 m,频率为300 M H z～300 G H z,具有穿透性的电磁波,常用的微波频率为915～2 450 M H z。微波加热利用的是介质损耗的原理,而水的介电常数比干物质大得多,电磁场释放能量的绝大部分被涂料中的水分吸收。微波场以每秒几亿次的高速周期性地改变外加电场的方向,使水分子迅速摆动,产生显著的热效应,从而使涂料内部和表面的温度同时迅速升高[3-4]。微波干燥的优点在于干燥速度特别快[5]；不同的物质对于微波具有选择性吸收；对于被干燥物件没有形状要求；对于涂膜的加热很平均,不存在温度梯度,可以干燥厚膜；能源的利用率高。通常,微波干燥设备的能耗在8～12 k W,而达到同样脱水能力的红外干燥设备的能耗则要达到60～150 kW[2-6]。经研究,对于水分子,频率2 450 M H z的微波具有最佳的能量转化和损耗的平衡。该频率的微波可以穿透30 m m厚度的水层,所以可以用来干燥木器涂装各种膜厚的水性涂膜[6]。2 试验部分21 试验材料、设备和干燥条件211 试验材料Bayhydrol XP 2593/1(水性聚氨酯分散体)、B a y h y d r o l X P 2470(水性羟基丙烯酸二级分散体)、B a y h y d u r X P 2655(脂肪族亲水性聚异氰酸酯),拜耳材料科技；BYK 022、BYK 346、BYK 028,毕克助剂;Tego wet 280,Evonik;乙二醇丁醚,国药集团。212 微波干燥设备10 m微波干燥机,上海引明机械设备有限公司；微波频率;(2 45050)MHz；微波功率：10 kW(085 kW12)；输出形式：矩形波导；电耗：15 kW。213 干燥条件室温干燥：20 ℃,60％相对湿度；烘箱加热干燥：45 ℃ 烘烤6 min后室温干燥;微波干燥：34 kW微波干燥6 min后室温干燥。22 微波干燥下单组分水性木器涂料221 配方(见表1)
222 试验步骤依照表1所示单组分聚氨酯水性木器涂料配方配制样漆,喷涂施工3块样板,分别称出施工于各样板的涂膜重量,再分别采用室温干燥、45 ℃烘箱加热和微波干燥3种不同干燥方式,各干燥1块样板,干燥6 m i n之后测试各板涂膜的重量损失,然后3块样板放置于室温条件下继续干燥。此后相隔一段时间称取一次重量。以每次称重后涂膜重量的减少来表征涂膜中水分脱除的速度。室温养护2周后测试涂膜最终性能,测试方法参考室内用水性木器涂料标准HG/T 3828-2006。
