远红外烘干 涂料远红外辐射干燥方法介绍

1.红外线

人眼可见的光称为可见光，是波长在350~750nm范围内的光。按波长细分为红、橙、黄、绿、蓝绿色、蓝紫色七个波段，其中波长最长的是红光，最短的是紫光。在不可见光中，波长比红光长的部分称为红外线，其辐射能量被物体吸收后转化为更多的热能，而波长比紫光短的部分称为紫外线，其辐射能量被物体吸收，往往能激发物质发生化学反应。紫外线和红外线根据波长范围分为几个波段。比如波长在4000nm以下的叫近红外线，波长在4000nm以上的叫中远红外。虽然所有物质都有吸收红外线的能力，但是每种物质最容易吸收的红外线波长范围是不同的。涂膜的红外吸收敏感区一般在3 ~ 10m的远红外波段，因此远红外辐射加热对涂膜的干燥效果最好。

2.远红外辐射材料

远红线辐射干燥使用高发射率的单色光，辐射峰在远红外区域。具有高发射率的无机材料包括金属氧化物如铬、钴、钴、钴、钛和钴，铬、硅和钛的碳化物以及一些硼化物。这些材料按比例混合研磨制成红外辐射涂料，然后将这些涂料涂在散热器上，放入烘箱中。当散热器被电能、气体等热源加热时，会发出红外辐射，使涂膜干燥。

3.远红外辐射干燥的优点

物质吸收红外辐射后，辐射能会转化为热能，使自身温度升高。由于不同物质对红外辐射的敏感吸收范围不同，将红外辐射器发出的红外辐射波长范围控制在远红外范围内，有利于涂膜的吸收，而基材不易吸收，基材反射的远红外线在通过漆膜时可以再次被吸收。远红外辐射干燥与一般加热干燥的区别在于，它只使涂层吸收红外能量而升温固化，而不加热被涂覆的工件，因此可以大大提高能效，降低能耗。此外，在远红外辐射固化期间，涂膜从内向外固化，并且内涂膜中的溶剂首先蒸发。当内涂膜固化时，外层仍然是湿的。外层固化时，整个涂膜中没有溶剂，所以不会像加热干燥那样，因为外层涂膜是先加热固化的。随着固化的进行，内涂膜中的溶剂必须通过部分固化的外涂膜才能蒸发，因此出现橘皮。

由于红外辐射固化后的涂膜表面光滑光亮，而热干燥后的涂膜表面往往比较粗糙，这种优势在装饰要求较高的家具、汽车涂装、维修行业更为明显。

4.远红外辐射器的类型

电热红外辐射器电能加热的各种红外辐射器的结构如图1-12所示。

电热远红外辐射器可分为三种:侧热式、直热式和半导体式。侧热式根据形状不同，可分为管式、灯式和板式三种。管状是在镍铬电阻丝外面涂上远红外辐射材料制成的。电热远红外辐射器将电产生的热能直接或间接传递到红外辐射层，并向外发射红外线。它具有结构简单、使用方便、用电能清洁的优点，但它消耗的电能较多，适用于干燥外观简单、膜厚均匀的中小型工件。

燃气远红外辐射器，由燃气加热，利用燃气燃烧产生的高温加热陶瓷或金属基体及其表面的远红外辐射涂层，使其辐射远红外线。加热方式有两种:直接加热和热烟气流动，燃烧后在散热器内加热。目前新型气体加热远红外辐射器是一种以天然气或液化石油气为能源的催化热反应辐射器，是一种比较经济的设计方案。新型气体加热无焰远红外辐射器的结构如图1-13所示。

反应器中有一个特殊的催化剂板，可以催化燃气和氧气之间的氧化反应，并将产生的热能连续转化为红外辐射。由于燃烧温度在500~600℃左右，辐射以远红外线为主，反应过程中不产生明火。当氧气与燃气的比例合适，温度合适时，催化剂可以催化氧化反应。电阻丝线圈安装在催化剂板内部，可以将催化剂板加热到要求的温度，控制催化剂板的温度。催化剂板只需通电几分钟就可以加热到氧化反应所需的温度，催化剂板可以自动断电停止工作。此时，用于控制燃料气体的电磁阀打开，使得燃料气体到达催化板并被催化氧化，并且产生的热量被转换成用于固化涂层的红外辐射。这种辐射装置最大的特点是没有火花塞、点火器和明火。整个装置可以自动控制。当催化板未能达到氧化反应所需的温度时，内部控制系统将自动关闭反应器并阻止气体进入。当电路系统出现故障时，整个系统会自动关闭。

燃气的流量由进气口的喷嘴直径和供气压力决定，热氧化反应所需的氧气来自空气体。为确保进入催化板的空气体清洁，不会污染和毒害催化剂，空气体进入前应仔细过滤和净化，并通过风机等强制送风装置送到催化板附近。为确保空空气过滤器的清洁度，请经常清洁或更换滤芯。空气体在文丘里管中与燃料气体混合，然后进入催化反应器。使用这种催化氧化红外辐射器最大的优点是安全。在反应过程中，即使涂膜挥发的溶剂蒸汽进入反应器，也不会引起燃烧，因为催化氧化反应极快，不均匀的挥发性溶剂燃烧已经被催化氧化。使用这种新型远红外辐射器与传统的燃气加热方式相比，可以节省90%的燃料。由于这种方法产生的远红外线波长范围很窄，只加热镀膜，工件不太热，有利于工人操作。而且固化温度容易控制，不会造成漆膜过度固化变色。当用于溶剂型涂料的湿膜干燥时，溶剂可以完全消除，不会产生桔皮和针孔。它不仅可以干燥金属板上的涂层，还可以干燥纺织品和皮革制品等耐火材料上的表面涂层。