Наука о сушке аэрозольной краски: этапы, факторы и профессиональные методы

Аэрозольная краска высыхает в ходе двух основных процессов: испарение и окислениеИспарение, более быстрый из двух процессов, приводит к тому, что растворители в краске переходят в газообразное состояние и покидают поверхность. Окисление, более медленная химическая реакция, приводит к затвердеванию связующих веществ краски и образованию прочной плёнки. В совокупности эти процессы превращают жидкую краску в твёрдое покрытие.

Аэрозольная краска высыхает в ходе двух основных процессов: испарение и окисление. Испарение, которое происходит быстрее, подразумевает, что растворители в краске превращаются в газ и покидают поверхность. Окисление — более медленная химическая реакция, в результате которой связующие вещества краски затвердевают и образуют прочную пленку. В совокупности эти процессы преобразуют жидкую краску в твердое покрытие.

1. Испарение: быстрая сушка

Когда вы распыляете краску из баллончика, она представляет собой смесь пигментов, связующих веществ и жидких растворителей. Растворители, часто представляющие собой смесь летучих органических соединений (ЛОС), поддерживают краску в жидкой форме, пригодной для распыления. При соприкосновении краски с воздухом и поверхностью эти растворители быстро испаряются.

• Растворители: Растворители — это жидкий носитель для пигментов и связующих веществ. Они быстро испаряются, поэтому аэрозольная краска так быстро высыхает на ощупь.
• Летучие органические соединения (ЛОС): Эти химические вещества, содержащиеся в растворителях, легко испаряются при комнатной температуре. Специфический запах аэрозольной краски обусловлен тем, что эти летучие органические соединения выделяются из жидкости. Хорошая вентиляция крайне важна для испарения растворителей и предотвращения их вдыхания.

На этом этапе можно нанести несколько тонких слоев за короткий промежуток времени, поскольку поверхность достаточно сухая, чтобы нанести еще один слой без размазывания.

2. Окисление: процесс отверждения

После испарения растворителей наступает вторая фаза: отверждение. Отверждение — это химическая реакция, в результате которой слой краски становится твердым и прочным. Его часто путают с сушкой, но это разные вещи.

• Сушка Это физический процесс, при котором жидкость испаряется, оставляя твёрдый слой. Краска кажется сухой на ощупь, но она ещё не достигла максимальной твёрдости.
• Отверждение Это химический процесс, при котором связующие вещества в краске реагируют с кислородом воздуха (окисление), образуя длинные переплетённые полимерные цепи. Это «сшивание» молекул создаёт прочное и долговечное покрытие.

Этот процесс гораздо медленнее испарения и может занять от 24 часов до нескольких недель, в зависимости от типа краски. Масляные аэрозольные краски, например, в значительной степени подвержены окислению и поэтому для их полного отверждения требуется больше времени, чем краскам на водной основе или акриловым краскам.

Факторы, влияющие на сушку и отверждение

На скорость высыхания и затвердевания аэрозольной краски могут влиять несколько факторов окружающей среды:

• Температура: Более высокие температуры ускоряют испарение и химические реакции, необходимые для отверждения. Однако при слишком высокой температуре краска может высохнуть слишком быстро, что приведет к неровному покрытию или образованию порошкообразной текстуры.
• Влажность: Высокая влажность замедляет процесс, поскольку воздух уже насыщен влагой, что затрудняет испарение растворителей.
• Расход воздуха: Хорошая вентиляция и циркуляция воздуха способствуют удалению испаряющихся растворителей, позволяя свежему воздуху и кислороду достигать лакокрасочной пленки, что ускоряет как испарение, так и окисление.

1. Нелипкий (высыхает на поверхности): 10-30 минут
   • Краска кажется сухой, но отпечатки пальцев остаются 
2. Без ручек: 1-2 часа
   • Объект можно осторожно перемещать, не размазывая 
3. Отверждение: 24-72 часа
   • Химические связи полностью сформированы; определяют долговечность 
4. Полная твердость: 7+ дней
   • Обеспечивает максимальную устойчивость к царапинам 

1. Температура:
   • ↑10 °C = 50% более быстрое высыхание (например, 20 °C: 20 мин до отлипа против 30 °C: 10 мин) 
2. Влажность:RH >70% продлевает высыхание в 2-3 раза из-за замедленного испарения растворителя 
3. Толщина покрытия:
   • Тонкие слои (20–30 мкм) отверждают 40% быстрее, чем толстые слои 
4. Формулировка:
   • Нитроалкид: До отлипа менее чем за 10 мин (например, спрей для шелковистого блеска Würth) 
   • Акрил: высыхание за 3 минуты (автомобильный спрей Yatibay) 
   • Термостойкий: Требуется 25 минут без ручного использования при температуре 650 °C 
5. Метод отверждения:
   • Принудительная сушка (60°C): сокращает время отверждения на 70% по сравнению с естественной сушкой 
6. Пористость субстрата:
   • Непористый металл сохнет медленнее, чем пористая древесина.

1. Контроль окружающей среды: Поддерживайте температуру 21°C и относительную влажность 50% (оптимально для образования полимерной цепи) 
2. Стратегия тонкого покрытия: Нанесите 3 легких слоя (сокращает время отверждения на 40%) 
3. Инфракрасное отопление: Располагайте лампы на расстоянии 30 см от поверхности (сокращает время отверждения металла до 24 часов) 
4. Аддитивная оптимизация:
   • Низкоэнергетическое покрытие PPG сокращает время сушки при 80°C по сравнению с традиционными 140°C 
5. Управление потоком воздуха: вентилятор под углом 30° на расстоянии 3 футов (предотвращает налипание пыли) 

• Высокая влажность (Юго-Восточная Азия): Использовать спреи на спиртовой основе (более быстрое испарение) 
• Низкая температура (Россия): Перед распылением нагрейте поверхности до 15°C.