紅外輻射加熱在汽車鋼圈丙烯酸罩光漆烘烤中的應用

丙烯酸罩光漆的吸收光譜如下圖所示。圖中，縱坐標為透過率，透過率為100%時材料的吸收率為零，相反的，透過率最小的峰值吸收率最大。

丙烯酸罩光漆的吸收光譜

由維恩位移定律可知，對應于最大單色輻射力的波長與熱力學溫度T之間有如下關系：

因此，根據丙烯酸罩光漆光譜圖中，透過率最小的峰值對應的波數，可換算出對應的溫度，如下表所示。

丙烯酸罩光漆的波長、溫度關系表

由吸收光譜圖及波長、溫度對應關系表可知，丙烯酸罩光漆在600~750℃有強烈吸收峰，有利于漆面溶劑的蒸發及油漆的固化。而了解到，我國烘道設計中以往常選用λ=3.4~5.7μm的較多，因而大都是中溫烤漆，化學反應速率慢，固化時間長，雖然比起蒸汽干燥節能，但是仍然有很大提升空間。

有學者采用表面溫度為773℃的石英板式高溫定向輻射器，對汽車鋼圈的丙烯酸罩光漆表面進行烘烤，烘烤距離100mm，烘烤時間2min，簡圖如下圖所示。

鋼圈烘烤實驗示意圖

烘烤過程記錄鋼圈表面A、B、C、D四點的溫度數據及濕度數據，并與某工廠的現有生產工藝進行數據對比，整理得實驗數據如下表。

汽車鋼圈丙烯酸罩光漆烘烤實驗數據

其中，編號3的實驗項目是某工廠現有生產工藝數據，該廠的烘爐中使用電阻帶輻射器，裝機功率為256kW，干燥周期為30min，烘道長30米，烘烤后合格工件表面濕度為6.0%~7.0%。由編號1、2的實驗項目可知，加熱距離H為100mm，加熱時間為2min，干燥后漆面溫度為113~151℃，干燥后測試工件表面濕度為6.0%~6.8%，干燥效果良好。

該實驗數據表明，結合丙烯酸罩光漆的特征紅外吸收波長，選用高溫石英板式紅外線輻射器進行定向照射加熱，當漆面受熱到140℃~150℃時，可加快干燥過程。該研究為進一步降低生產設備的能耗、提高生產效率提供實驗數據基礎。