[发明专利]一种浆状涂层的微波/热风协同干燥的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种浆状涂层的微波/热风协同干燥的方法,属于微波加热应用技术领域。

背景技术

当今涂料于塑料、粘合剂、合成橡胶、合成纤维成为五大合成材料。涂料工业属于高新技术产业，其发展水平是一个国家化学工业发达水平的标志之一。涂料在干燥成膜时向空气中散发的挥发性有机物对人类生态环境构成了严重的威胁。为此，世界各国根据自身特点制定了相应的环保法规，限制涂料中VOC的排放。涂料的研究也是向水性化、高固体分化、高性能化和功能化发展。而浆状涂料由于易于分散、装涂方便、既可加温固化，也可常温干燥的优点被广泛应用于水性涂料以外，也在溶剂型油漆、橡胶、化纤着色、塑料、建筑、以及金属材料的表面处理等领域被广泛利用，但由于浆状涂料成分复杂、含水较高、成膜性能要求比较苛刻的特点，给涂膜的快速干燥带来了技术难题，已严重制约了涂料工业的发展。

浆状涂料装涂在工件上一般要加热到一定的温度，才能满足涂层干燥含水率及表面质量的要求，常规的加热的方式一般有辐射加热，强制对流加热和辐射加热复合强制对流加热三种方式，传统的加热方法都是加热工件或者使加热炉内的温度等于或稍高于涂料干燥所需的温度，其加热速度较慢，涂膜容易受热不均而出现裂纹，严重制约涂料干燥的生产效率。且干燥能耗较高、不能实现连续化生产。

公知的干燥工艺中，无论是辐射加热或者对流加热，热的传递均是由表及里，需要经过较长时间才能脱除水分，降低了干燥效率；尤其是对深度干燥，通常都要将工件加热到较高的温度，才能干燥到涂料的内部，且对于某些涂层达到一定温度时容易发生化学反应或溶剂的挥发，这无疑是高含水率涂层干燥的难点。

发明内容

本发明的目的是提供一种浆状涂层的微波/热风协同干燥的方法，结合微波干燥、热风干燥的特点，一方面可利用微波内部加热机制在物料内部产生蒸汽压梯度,将湿分强制输送到物料表面；另一方面可采用高效节能的热泵作为干燥系统的辅助热源，将在微波作用下输送到物料表面的湿分利用热风进行高效干燥。因而，进行微波-热泵协同干燥可有效提高浆状涂层干燥作业的速度、能量效率及经济性，并且清洁无污染、过程易控制可以实现连续化生产运行。

本发明所采用的技术方案是采用功率可调的连续微波/热泵干燥设备，在涂层的预热干燥阶段、恒速干燥阶段、减速干燥阶段，分别根据涂料内水分的蒸发及扩散速率，调节微波功率及热风风量，使高含水率浆状涂料在65℃以下进行快速、深度干燥。具体步骤包括如下：

（1）预热干燥阶段：将浆状涂料均匀的装涂在工件上，然后将工件放置微波干燥设备内，微波输出功率4～6kW/m，直到涂料平均含水率为50～60wt%；

（2）恒速干燥阶段：调整微波干燥设备的功率为10～15kW/m，工件表面吹送温度60～65℃、速率为1.0～2.5m³/s的热风，直到涂料平均含水率为15～20wt%；

（3）减速干燥阶段：调整微波干燥设备的功率为3～5kW/m，工件表面吹送温度60～65℃、速率为0.2～0.8m³/s的热风，直到涂料平均含水率小于1wt%。

所述涂料为防腐、耐高温的水性涂料。

所述浆状涂料的含水率为75～90wt%。

所述装涂涂料的厚度为1～6mm，保持涂料厚度均匀一致。

所述微波频率均为2450MHz。

所述步骤（1）～（3）均设置有抽风装置，便于排放水蒸气，防止结露现象产生，抽风量控制在1000～1500m³/h。

本发明的微波干燥设备可以制成多个微波设备串联的隧道式连续微波-热泵干燥设备，按照一定的速度将装涂工件运送至微波-热泵干燥设备内，通过监测含水率的变化确定工件的运送速度和干燥时间，能够实现连续化的干燥流程。