李徐佳, 任国奇, 李贵敬, 刘华, 许宏鹏, 王波

(燕山大学车辆与能源学院, 秦皇岛 066000)

物料的干燥这一话题由来已久,其中对涂料干燥过程的研究日趋增加[1-4]。在涂料悬浮液中稳定分散着尺寸数量级在纳米至微米的溶质颗粒,涂料干燥成膜过程是将涂料内部溶剂蒸发,颗粒紧密堆积并沉积在基底之上,涂料形成固态薄膜的过程[5]。

在成膜过程中,涂料经历了由稳定的胶状分散体到连续、透明且机械稳定的中间状态的不可逆变化,最终形成内部无空隙的纯固态干膜[6-8]。胶状分散体沉积并成为连续薄膜是重要的工业加工过程,从理论的角度来看,由分散的球形颗粒形成连续薄膜具有内在的规律,涉及化学工程、化工热力学、固体力学和干燥动力学等学科的基本知识,包含溶剂或分散剂的蒸发、溶质颗粒紧密堆积与形变等阶段[9-10]。

涂层干燥的主要工艺参数包括介质温度、湿度、气体流速、时间等。这些参数对涂层干燥过程和最终涂层的性能具有显著影响[11-12]。例如,温度升高可以加快溶剂的蒸发速度,但温度过高可能导致涂层热分解或基体表面损伤;气体流速可以影响溶剂的蒸发速度和涂层表面的传热过程,但过高的气流速度可能会破坏涂层表面,导致涂层损伤。因此,针对具体的涂层材料和基体,制定合理的干燥工艺参数至关重要。

在干燥过程中,由于各种因素的影响,涂层可能会出现开裂、起泡、剥落等问题,严重影响涂层的性能和使用寿命[13]。……