木器家具涂料常用的固化方法包括自然固化和人工固化(预热固化、加热固化和辐射固化)。一般是常温固化型的。

一、自然固化

自然固化也称自然干燥。是指涂层在自然条件下无需采用任何人工措施而固化方法。这种固化方法是长期以来沿用的方法，多数情况是在涂饰场所就地放置等待固化。木制品生产中普遍使用的涂料(酚醛漆、NC、PU )均属常温固化型。

(一)自然固化法特点

1、方法简单

自然固化法既不需要任何设备也不需要复杂的技术，基本上不消耗能源。可充分利用下班后的时间和场地。

2、应用广泛

这种方法只适用于固化快速，且不致产生严重挥发有害气体的涂料和其它材料。如水色、填孔剂、虫胶漆等。无固化设备和其它条件时，醇酸漆、酚醛漆等固化较慢的漆，也可采用此法。但场地要洁净。硝基漆、聚氨酯漆、丙烯酸漆等，在固化时会挥发大量的有害气体，损害人体健康，并易引起火灾，所以最好放置在专门场所进行固化。

3、固化较慢

自然固化涂层时间长，生产效率低，占用场地大。所以生产量较大或要求较高生产效率的企业不宜采用此法。

4、适当控制固化条件

自然固化时，应适应控制固化场所的温度、湿度和空气流通情况，一般温度在 10 ℃以上，相对湿度不能超过 70%，空气要保持流通。在北方冬季车间内应有采暖设备。

( 二 ) 固化方式

1、涂饰现场固化

将涂饰一遍的制品就地放置在涂饰现场自然固化。制品之间就留有适当的距离，不能少于 0.5m；零部件可以放在架子上，放置的方式应是使涂饰后的表面能与空气充分接触，物品间的距离不要小于 25mm 。

2、自然干燥室固化

一些挥发性漆，如硝基漆、醇溶性漆等，在涂层固化时，由于产生大量有害气体，对操作者不利，并容易引起火灾。如采用自然固化方式，宜放入专门的自然干燥室固化，而不应在油漆放工现场直接干燥。此种干燥室应能保暖，以便冬季也能保证达到常温条件( 20 ～ 25 ℃)。同时应有通风装置，以便及时排走挥发的有害气体，以防火灾。

预热固化法就是在涂饰涂料之前，预先将被涂饰的木材表面加热，当涂饰涂料之后，由木材蓄积的热量传递给涂层，就会促进涂层内溶剂的挥发以及某些化学反应的进行，加速涂层的固化。

预热法对涂层的固化十分有利，因为这时热量的传递是自内向外的，也就是从木材传到涂层与溶剂蒸汽挥发的方向一致。

预热木材的方法有热接触法、热辐射法或热对流法。应用较多的是在热辐射预热室里加热木材，这种热辐射预热室结构简单，温度容易控制，经济实用。

采用预热法固化涂层时，涂料的组成、涂料涂饰方法及木材表面温度，对于涂料在木材表面上流平的情况和漆膜质量都有影响，预热法用于快干涂料效果显著，对于慢干涂料，只能起辅助作用。

预热法固化涂层具有明显的优点，不仅能缩短固化时间，而且能改善漆膜质量，由于涂料一接触热的木材，粘度立即下降，这就有助于改善它在木材表面上的流平性，此外，由于经过预热，木材表面管孔中的空气膨胀，部分被排除，漆膜起泡的现象明显减少，改善了成膜质量。

三、对流加热固化

对流加热固化法也称热空气干燥，即首先将空气加热，然后用热空气加热涂层，使涂层固化。

(一)基本原理

对流固化是应用对流传热的原理对涂层进行加热固化的方法，它利用空气为载热体，通过对流的方式将热量传递给涂层，使涂层得到固化。

对流加热固化涂层时，涂层上表面先开始接触热空气，热量从涂层的上表面开始向涂层下部传导，涂层的固化首先从表面开始，逐渐扩及内部，涂料与木材的交界处最后被干燥，此时，热量的传递方向与溶剂的挥发方向相反。因此，固化初期在涂层表面形成硬膜，阻碍着涂层内部溶剂蒸汽的挥发，这就减慢了涂层的固化速度。当涂层内部溶剂蒸汽急剧挥发排出时，冲破表面的硬膜，就有可能使漆膜表面出现针眼或气泡，这是对流加热固化法的缺点。为克服上述缺点，可将涂饰好的涂层在进行对流固化之前，先在常温下陈放一段时间，以便大部分溶剂挥发掉，然后再进一步固化。根据涂料中挥发成分的不同，陈放时间一般为5 ～ 20min 。生产中为了得到优质的漆膜，采用分段固化的方法，例如，硝基漆涂层固化时，开始时温度低些，为 20 ～ 25℃，此时溶剂激烈挥发，然后加热到 40 ～ 45 ℃，此时溶剂已不大量挥发，最后再降至 20 ～ 25℃，直至涂层固化，至于每段时间的长短，需根据涂料的种类和涂层厚度来确定。

(二)特点

1、应用广泛 ， 适应性强

对流固化是木制品涂层固化应用比较广泛的一种方法。它适用于各种尺寸、不同形式的工件表面涂层的固化，既适用于组装好的整体木制品，也可用于零部件，特别适于形状复杂的工件。当使用蒸汽作为热源时，适合的固化温度在100 ℃以下的涂层固化；当使用天然气、电能作为热源时，适合各种固化温度的涂料固化。

2、涂层固化速度较快

对流固化的速度比自然固化能快许多倍。如，油性涂层固化时，当温度由 20 ℃提高到 80 ℃，固化时间几乎为 1/10。因此，在国内外家具与木材加工业企业等生产中得到广泛应用。

3、设备简单 , 使用维修较为方便 , 运行费用较低。

对流固化法也有其不足，用热空气固化木材涂层时，木材同时也被加热，随着温度的提高，木材中水分蒸发，木材将产生收缩、变形，甚至开裂；木材导管中的空气受热膨胀而逸出可能造成漆膜中产生气泡、针孔等缺陷；有时还会因为加热而使材色变深。所以，木材涂层加热温度不宜过高。另外，对流加热固化，热效率低，升温时间长；设备庞大，占地面积大。

(三)热空气干燥室

热空气干燥室类型很多。按作业方式分，有周期式和通过式两种；按所用热源可分为热水、蒸汽、电及天然气等多种；按热空气在室内的循环方式可分为强制循环和自然循环两种形式。家具工业涂层固化常用周期式或通过式强制循环的对流式干燥室。

1、周期式干燥室

周期式干燥室又称尽头式或死端式。一般为室式，可以作成单室式或多室式。周期式干燥室周围三面封闭，只在一端开门，被干燥的制品或零部件定期从门送入，关起门来干燥，干燥后再从同一门取出。此类干燥室装卸时间较长，利用率低，主要用于单件或小批量生产企业。

周期式干燥室按热空气循环方式可分两种。

2、连续式干燥室

连续式干燥室也称通过式干燥室。这种干燥室两端开门，被涂饰工件由运输机带动，从一端进入并向另一端移动，涂层在移动中固化。移动方式可分为连续和间歇两种，后者每隔一定时间移动一段距离。通过式干燥室内通常形成温度、风速、换气量不同的几个区段，可按交变固化规程来固化涂层。常用的工件运输装置有移动式多层小车，带式、板式、悬式和辊筒式运输机等。

对流加热固化方法的涂层固化速度，比自然固化法的速度快许多倍，是目前国内外木制品生产中应用较为普遍的一种涂层固化方法。

四、辐射固化

辐射固化就是用各种射线(红外线、紫外线等)照射涂层，使其固化的方法。根据所采用的射线的不同，涂层固化的方式也不同。分为红外线辐射、紫外线辐射固化等。

(一)红外线辐射固化

1、工作原理

利用红外线辐射被涂饰的工件及涂层后，辐射的能量被吸收并被转化为热能，从而固化涂层。

红外线是一种不可见射线，介于可见光和微波之间，波长在 0.72 ～ 1000 μ m，人们按波长把红外区又划分为二或三部分，分别称为“近”、“远”，或者“近”、“中”、“远”红外线。

红外线有两个重要特性，一个是能穿过空间，称透射能力，另一个是射到物体上，容易使物体变热，称热效应。红外线加热，主要由红外辐射和红外吸收两方面组成，而各种物体对红外辐射的吸收能力是不一样的，就是同一物体对不同波长的红外线的吸收能力也不相同。对涂层固化过程来说，应选择能尽可能地透过涂层而很少透过木材的某种波长范围的红外线，使其刚好在涂层与木材的交界处转化为热能，从而使涂层由内向外地固化。

2、特点

(1) 固化速度快，生产效率高 与热空气对流干燥相比，固化时间可缩短 3～5 倍。特别适用于大面积表层的加热干燥。

(2) 升温迅速，热效率高

辐射干燥不需中间媒介，可直接由热源传递到涂层，故升温迅速。它没有中间介质引起的热消耗，减少了部分热气带走的热量。用远红外线加热时，约 50%左右的辐射能被涂层吸收， 45% 被基材吸收，只有 5%被反射掉，所以其效率要高于近红外线固化，同时，远红外线几乎适用于所有涂料的固化(紫外线、电子束固化涂料除外)。因此热效率高。

(3) 固化质量好

红外线能穿过涂层到达木材表面，使之变热，这时涂层下面受热首先开始固化，而表面的涂层仍然处于液体状态，下层的溶剂蒸汽可以自由地向上散发，可避免在漆膜表面形成气泡、针眼等缺陷。另外，红外线干燥不需要大量循环空气流动，飞扬的灰尘少，漆膜表面清洁。

(4) 设备紧凑，占地面积小 红外线干燥设备结构上比热空气对流干燥设备简单、紧凑，故长度短，占地面积小。同时使用灵活、操作简单。

红外线干燥的缺点是由于红外线是直接传播，必须是直射被固化的涂层表面上才有效果，对于形状比较复杂的曲面上的涂层，则很难均匀的固化。另外，电能消耗很大。

3、红外线干燥设备

(1) 干燥室结构 红外线干燥室是由一定数量的红外线辐射器组成通过式干燥室。被涂饰的零部件或制品用传送装置运送，在干燥室中通过时使涂层固化。

(2) 辐射加热器

辐射加热器又称辐射元件，是指能发射远红外线的元件。它是远红外干燥室中的主要设备。远红外辐射元件由远红外涂层、热源和基体(包括附件)组成，按辐射元件的形状有灯式、管式和板式等型式。

板式辐射器正面为碳化硅板，把电阻线夹在碳化硅板的沟槽中，背面设有保温盒，其内部填充保温绝热材料，外表涂一层远红外涂料。板式远红外辐射器适用于大面积的工件。装卸维修简便，不用反射板。

管式辐射器，内部有一电热丝，外面是一根无缝钢管，空隙中填满结晶态的氧化镁粉，压实后具有良好的导热性和绝缘性，管壁外涂一层远红外辐射涂料，电热丝通电加热后，套管的表面就会辐射出一定波长范围的远红外线。管式辐射器适合于加热小型工件或形状不复杂的平板工件。

灯式辐射器外形似红外线灯泡，配有反光罩，将发出的大部分远红外线经反射罩汇聚成平行线后辐射出去，适合于形状复杂的工件的涂层固化。

(3) 热源 热源的作用是给辐射元件提供足够的热量，使其辐射出远红外线。通常采用电、煤、蒸汽等作为热源，但应用最多的是电阻丝加热，即电热远红外线。

4、远红外线辐射固化工艺

影响红外线固化的因素主要有辐射器表面温度、辐射波长、辐射距离和辐射均匀性等。

(二)紫外线辐射固化

1、固化原理

紫外线是一种波长在 10 ～ 400nm 之间的电磁波。用于光敏涂料固化的主要是波长为 300 ～ 400nm的紫外线，在光敏涂料中加有少量的光敏剂，在紫外线的照射下，光敏剂吸收特定波长的紫外线，分解产生活性基团，引发成膜物质的聚合反应发生，形成网状结构而使涂层固化。

现在应用的光敏涂料有两大类，即不饱和聚酯树脂和丙烯酸酸改性树脂(丙烯酸酸环氧树脂，丙烯酸酸聚氨酯)，在它们的分子中有乙烯基不饱和键的结构。在涂料中加入光敏剂，在紫外线照射下，分解而产生活性基团，引发聚合作用，在涂料高分子之间进行交联反应，形成网状结构而使涂层固化。

2、特点

(1)涂层固化快效率高

紫外线照射时间十分短，涂层在几十秒甚至几秒钟内迅速固化。由于固化快，干燥装置长度短，被涂饰部件一经照射即可收集堆垛。节约车间的生产面积，生产周期短，是机械化连续涂饰流水线上最快的固化装置。因而生产效率极高。

(2) 漆膜质量好节省涂料 光敏漆是无溶剂型漆，涂料转化率接近 100%，固化后的漆膜收缩极少，没有因漆膜收缩而产生的各种缺陷，漆膜平整光滑。另外，光固化时，当涂层已固化而基材未被加热，基材含水率可保持稳定，避免或减小了因含水率变化而引起的变形、翘曲等。

(3) 装置简单，投资少，维修费用低

紫外线辐射固化的缺点是只能固化平表面的零部件，某些形状复杂的构件不能保证固化质量。紫外线对人的眼睛和皮肤有危害，操作时不能直接用肉眼向照射区内窥望。

3、固化装置

生产中用光敏漆组成一条光固化流水线，这种装置涂料涂饰设备与紫外线辐射装置两个主要部分组成，用运输机连接起来，安装在密闭的隔离室内。紫外线辐射固化装置主要由照射装置、冷却系统、传送装置、空气净化及排风系统等。

(1) 照射装置 照射装置由光源、冷却系统、照射器、漏磁变压器等部分组成。其中最主要的是紫外光源。

常用的紫外光源主要是低压汞灯和高压汞灯，此外还有属于近紫外光源的氙气灯等。低压汞灯的外壳是软质玻璃，内壁涂有黑光粉，管内充有高纯度水银液和稀有气体。其紫外线放射率较高，达18%，发热量低，但输出小；高压汞灯的外壳是石英玻璃管，内有高纯度水银液和惰性气体，启动后，管壁温度达数百度，水银呈完全蒸发状态，达几个大气压，放射效率低(7% ～ 8% )，但输出量大，有效的紫外线强度远比低压汞灯大。

(2) 排气通风及空气净化系统

排风通气的目的是排除预固化区的热量，排除部分溶剂所挥发出的有害气体以及高压汞灯所产生的臭氧。

空气净化的目的是为了保证漆膜的质量，整个淋涂装置及照射装置都安装在密闭的隔离室内，进入隔离室的空气必须净化。在风机吸风口前设置布袋式粗过滤器，风口后设置泡沫过滤器以达到净化要求。另外为了避免外界灰尘进入，须使隔离室内维持正压，这就要求进风量大于排风量。

4、紫外线辐射固化工艺条件

影响紫外线辐射固化的因素有紫外线波长、紫外线长度、涂层厚度及涂层温度。

(三)电子线固化

电子线固化就是用电子线照射涂层，使涂膜高分子发生交联固化。

电子线固化装置由电子加速器、高压发生器、控制台、运输机和通风系统组成。主体为加速器，由电子枪和加速管组成，从电子枪发射出来的电子靠加速管内高压的作用而获得很高的能量。加速的电子流经过交变磁场，该磁场将电子流导向涂层，并从运输带的一边移到另一边。固化装置的主要部分设在混凝土或铅制的防护墙内，以防电子遇到金属时产生的X 光射到外面。

所有的不饱和化合物、不饱和聚合物等都可用电子线进行固化。

电子线固化的优点是：常温固化、漆膜质量好、时间极短(几钞钟即可)，能固化不透明涂料。能量利用率高，但设备价格高。

五、固化规程

漆膜质量的好坏与固化工艺规程是否合理有很大关系，制定涂层固化规程的主要依据是涂料中成膜物质的种类，涂层厚度及其固化方法等。

油性涂料干燥的快慢与温度的高低有关，温度高，漆膜干燥快，但一般情况下，温度宜在 80 ℃以下。用皮胶、骨胶胶合的拼板制作的制品，漆膜干燥温度不宜超过60 ℃，否则会降低胶接强度。油性漆的涂层厚度对固化时间影响很大，随着涂层厚度的增大，固化时间也大为延长，所以油性漆的涂层不宜过厚。

硝基涂层干燥时最高温度不能超过 50 ℃，干燥初期，如温度稍高，涂层就易起泡，所以，规定涂层进入干燥固化装置的最初 5 ～ 10s钟之内，温度应逐渐地升高，或者使工件进入干燥固化装置之前，预先在室温下陈放一段时间，固化后不磨光的涂层，在 40 ～ 50 ℃的温度下，固化 15～ 20min 就可以，需漆膜修整的涂层，则需在室温下固化 48h 。如用对流方式固化涂层，在 50 ℃下固化 3 ～ 4h 。辐射方式固化涂层，在50 ℃温度下，需固化 2h 。

聚氨酯漆是一种反应性很强的涂料，对环境很敏感，漆膜性能与施工的关系密切，双组分漆的配比对漆膜的性能影响很大，故须严格按照规定比例配漆，并充分搅拌均匀；放置15 ～ 20min ，待气泡消失后再使用。配好的漆应在 4h 用完，以免时间过长而胶化报废。

配漆与涂漆过程中，忌与水、酸、碱或醇类等物质接触。木材含水率不宜过高，底层的水性材料(填孔剂、着色剂等)干透后再涂聚氨酯漆。

如需粘度 h ，可用工业无水二甲苯或工业无水环已酮按 1:1混合后，对聚氨酯漆进行稀释。经稀释后的涂料只能作底漆用，不能作面漆，否则会影响漆的光泽度。

涂饰厚度一般以每层 15 μ m 为宜，涂层间隔干燥 1h 左右，如干的太过分，再涂下一道时，则层间交联很差，影响层间的附着力。

聚酯漆的品种不同，固化规程也不一样，蜡型不饱和聚酯漆，固化温度 15 ～ 30 ℃，若高于 40 ℃时，形成的漆膜质量不好，若低于 15℃，石蜡会在涂层内结晶，使漆膜模糊。涂层厚度应在 200 μ m 以上，如果小于 100 μ m，则蜡膜不易形成，影响涂层的封闭隔氧。非蜡型的固化温度与引发剂种类有关，如过氧化环已酮的最低引发温度为 20 ～ 60 ℃，过氧化苯甲酰则为 60～120 ℃。