红外辐射加热在汽车钢圈丙烯酸罩光漆烘烤中的应用

丙烯酸罩光漆的吸收光谱如下图所示。图中，纵坐标为透过率，透过率为100%时材料的吸收率为零，相反的，透过率最小的峰值吸收率**。

丙烯酸罩光漆的吸收光谱

由维恩位移定律可知，对应于**单色辐射力的波长与热力学温度T之间有如下关系：

因此，根据丙烯酸罩光漆光谱图中，透过率最小的峰值对应的波数，可换算出对应的温度，如下表所示。

丙烯酸罩光漆的波长、温度关系表

由吸收光谱图及波长、温度对应关系表可知，丙烯酸罩光漆在600~750℃有强烈吸收峰，有利于漆面溶剂的蒸发及油漆的固化。而了解到，我国烘道设计中以往常选用λ=3.4~5.7μm的较多，因而大都是中温烤漆，化学反应速率慢，固化时间长，虽然比起蒸汽干燥节能，但是仍然有很大提升空间。

有学者采用表面温度为773℃的石英板式高温定向辐射器，对汽车钢圈的丙烯酸罩光漆表面进行烘烤，烘烤距离100mm，烘烤时间2min，简图如下图所示。

钢圈烘烤实验示意图

烘烤过程记录钢圈表面A、B、C、D四点的温度数据及湿度数据，并与某工厂的现有生产工艺进行数据对比，整理得实验数据如下表。

汽车钢圈丙烯酸罩光漆烘烤实验数据

其中，编号3的实验项目是某工厂现有生产工艺数据，该厂的烘炉中使用电阻带辐射器，装机功率为256kW，干燥周期为30min，烘道长30米，烘烤后合格工件表面湿度为6.0%~7.0%。由编号1、2的实验项目可知，加热距离H为100mm，加热时间为2min，干燥后漆面温度为113~151℃，干燥后测试工件表面湿度为6.0%~6.8%，干燥效果良好。

该实验数据表明，结合丙烯酸罩光漆的特征红外吸收波长，选用高温石英板式红外线辐射器进行定向照射加热，当漆面受热到140℃~150℃时，可加快干燥过程。该研究为进一步降低生产设备的能耗、提高生产效率提供实验数据基础。