Лако-красочные материалы — производство

Нанесение ЛКМ в электрическом (электростатическом) поле высокого напряжения является одним из прогрессивных мето­дов окраски. Метод основан на переносе заряженных частиц ЛКМ в электростатическом поле, создаваемом между двумя электродами, один из которых — распыляющее устройство, а другой— окрашиваемое изделие. Высокое напряжение (обычно отрицательное) подводят к распыляющему устройству, а изде­лие заземляют.

Существует несколько вариантов этого метода, различаю­щихся тем, что в одних заряд ЛКМ, его распыление, перенос и осаждение частиц на изделии осуществляются в основном толь­ко за счет электростатических сил, а в других — за счет сов­местного действия механических и электрических сил. Класси­фикация способов и их характерные особенности приведены в табл. 4.4. Вследствие того, что частицы ЛКМ движутся по сило­вым линиям электростатического поля, охватывающим изделие, достигается уменьшение расхода ЛКМ на 30—70% по сравне-

Электростати — Центробеж — ческие ные, низкообо­

Ротные

Щелевые.

Лотковые

Центробеж­ные, высоко­оборотные

Пневмоэлект-

Ростатические

Г ндроэлектро- статические

Г идропневмо- электростати — ческие

Ультразвуко­

Вые

Чаша, грибок, диск

Соединенные между собой пластины, име­ющие попе­речные кана­лы по длине для прохода

Лкм

Лоток

Чаша, диск

Головка пнев­матического распыления

Головка без­воздушного распыления

Головка без­воздушно-ком­бинированного распыления Г оловка ульт­развуковая или магнитострик — ционная

Частота вращения головки достаточна для образо­вания на ее кромке тон­кой пленки (0,1 мм), но недостаточна для тонкого распыления (срываются капли ЛКМ радиусом бо­лее 0,5 мм)

Устанавливаются под уг­лом к плоскости окраши­вания; длина пластины до 2000 мм, ширина до 150 мм; высота попереч­ных каналов до 1 мм

При большой длине лотка (более 100 мм) патрубок для подачи ЛКМ переме­щается вдоль распыли­тельной кромки Диаметр чаши (диска) обычно не превышает 50 мм; обеспечивается тон­кое механическое распы­ление (радиус частиц менее 30 мкм); подразделяются по частоте вращения ча­ши, об/мин: до 15 000, до 25 000, до 60 000 Заряд ЛКМ осуществля­ется внутри распылителя или от внешнего корониру — ющего электрода То же

Распыление осуществляет­ся пневматической уль­тразвуковой или магнито — стрикционной головкой; за­ряд ЛКМ от подачи на­пряжения на головку или от внешнего коронирую — щего электрода

Нию с обычным пневматическим распылением. К преимущест­вам метода также относятся возможность механизации и авто­матизации окраски, сокращение затрат на оборудование венти­ляционных устройств, улучшение санитарно-гигиенических ус­ловий труда.

Наибольший экономический эффект достигается в серийно­массовом производстве однотипных изделий в сочетании с ме­ханизированными методами подготовки поверхности изделий и сушки.

Недостатком метода является неполное прокрашивание изделий сложной конфигурации, имеющих впадины и сложные сопряжения. В этих случаях требуется дополнительное ручное подкрашивание.

Малая поверхностная электропроводность сухой древесины и других диэлектриков вызывает необходимость применения специальных токопроводящих грунтовок или других приемов, обеспечивающих создание оптимальной электропроводности — р3= 10-8ч-10~и Ом-1. Электропроводность изделий из древесины обеспечивают увлажнением поверхности распыленной водой или паром, либо нанесением электропроводящих составов (7—10%- го раствора алкамона ОС-2 в уайт-спирите или специальных грунтовок). Поверхностное сопротивление пластмасс снижают способом нейтрализующих потенциалов, создаваемых с помо­щью дополнительных электродов. Они устанавливаются с об­ратной стороны изделия и на них подается напряжение проти­воположного с распылителем знака. Применяют также нанесе­ние поверхностно-активных веществ. Раствор ПАВ наносят на поверхность непосредственно перед окрашиванием в электропо­ле. Могут быть использованы водные растворы алкамона ОС-2, алкамона Н, алкамона Д с концентрацией 3-^5%.

В электрическом поле хорошо распыляются только ЛКМ, рабочий состав которых имеет удельное объемное сопротивле­ние р1/ = 5- 106-ь5-Ю7 Ом-см (диэлектрическая проницаемость « = 6-^10 в производственных условиях может не определяться, так как обычно однозначно связана с ру) и вязкость 15—25 с по ВЗ-246-4 при температуре 18—23 °С. В тех случаях, когда эти значения выходят за установленные пределы, их можно скорректировать разбавлением ЛКМ до рабочей вязкости раз­бавителями по ГОСТ 18187—72.

Удельное объемное сопротивление также можно снизить на 1—3 порядка введением ПАВ в количестве 0,3—5% от массы сухого вещества ЛКМ. Наибольший эффект достигается при введении реагента АНП-2, триметилалкиламмонийхлорида (фракции Сп—С2о), содержащего 50% соли, смачивателей СВ-102 и НБ, алкамона ОС-2. ПАВ можно вводить в ЛКМ рабочей вязкости или в растворитель, которым затем разводят ЛКМ до рабочей вязкости.

Напряжение на распылителях, кВ 60—120

Средняя напряженность электрического поля, 2,4—4,8

КВ/см

Расстояние между электродами (распылителями 200—300

И окрашиваемой поверхностью изделий), мм

Скорость вращения распылительных головок 1000—2800

Электростатических распылителей, с-1

TOC o "1-5" h z Исходная вязкость Л КМ по ВЗ-246-4 при тем — ^100

Пературе 18—23 °С, с

Рабочая вязкость ЛКМ по *ВЗ-246-4 при тем — 15—25

Пературе 18—23°С, с

Разведение ЛКМ, % 20—30

Удельное объемное сопротивление р0 ЛКМ при 5-10®-н5’107

Рабочей вязкости, Ом-см

Диэлектрическая проницаемость 8 ЛКМ при 6—10

рабочей вязкости

Количество ЛКМ, распыляемого на 1 см дли­ны коронирующей кромки, г/мин:

Масляные краски и эмали 0,2—0,5

Алкидные эмали 0,5—1,0

Мочевино-формальдегидные и меламино-ал — 1,0—2,5

Кидные эмали

Нитроцеллюлозные и перхлорвиниловые эмали 1,0—2,5

Мочевино-формальдегидные и меламино-алкид — — 1,0—1,5

Ные эмали для щелевого распылителя Количество ЛКМ на 1 см длины коронирую­щей кромки, распыляемое в единицу времени, в зависимости от типа распылителя, г/мин:

Чашечный (кольцевая кромка) ^2,5

Грибковый (кольцевая кромка) ^1—1,5

Дисковый (кольцевая радиальная кромка) =5^2,5

Щелевой (прямая кромка) ^1—1,5

Размеры статического отпечатка факела в зави­симости от свойств и количества ЛКМ, подавае­мого на 1 см длины коронирующей кромки, г/мин:

Наружный диаметр кольца для чашечных распылителей с диаметром чаши, мм:

50 300—400

100 350—450

150 450—500

Наружный диаметр кольца для грибковых распылителей с диаметром грибка, мм:

60 600—700

100 700—800

Ширина отпечатка для дискового распылите­ля диаметром 200 и 300 мм:

При горизонтальном положении 250—300

При угле наклона 45° 600—700

Размеры динамического отпечатка факела (вы­сота окрашиваемой полосы при угле наклона распылительной кромки щелевого распылителя от 30 до 60° и ее длине 500), мм Скорость конвейера поточной линии, м/мин: применяемая возможная

Количество оборотов окрашиваемого изделия в зоне электроокрашивания (если вращение не­обходимо) на 1 пог. м пути конвейера, с-1 Скорость возвратно-поступательного движения распыляющих устройств (при скорости движе­ния конвейера 1,5 м/мин), м/мин Скорость движения воздуха в проемах окрасоч­ных камер, м/с

Рабочий ток в расчете на один чашечный распы­литель, мкА

С помощью серийно выпускаемого оборудования электроок­рашиванием можно наносить все виды ЛКМ, за исключением токопроводящих (водоразбавляемых, содержащих металличес­кие порошки) и с ограниченной жизнеспособностью (двухкомпо­нентных). Для таких ЛКМ необходимо применять специальное оборудование. Выпуск его отечественной промышленностью еще не освоен. По условиям пожарной безопасности не рекоменду­ется применять ЛКМ с температурой вспышки ниже 28 °С.

Основные электрические параметры и технологические ре­жимы работы электроокрасочных установок с применением «чисто» электростатических распылителей приведены в табл. 4.5. Следует отметить, что количество ЛКМ, распыляемого на 1 см длины коронирующей кромки, зависит не только от величины удельного объемного сопротивления и вязкости, но и от других физико-химических свойств ЛКМ и поэтому колеблется в пре­делах от 0,5 до 2,5 г.

Основными причинами неудовлетворительной работы уста­новок электростатического окрашизания, приводящими к боль­шим потерям ЛКМ, загрязнению окрасочных камер и оборудо­вания, а иногда и к пожарам, являются:

Несоответствие удельного объемного сопротивления и пода­чи ЛКМ оптимальным значениям;

Недостаточная напряженность электростатического поля вследствие малого напряжения, подаваемого на распылители, из-за больших утечек в цепи высокого напряжения;

Неудовлетворительное заземление изделий на конвейере
вследствие загрязнения подвесок ЛКМ (последнее может явить­ся причиной загорания в электроокрасочной камере);

Недостаточная площадь поверхности окрашиваемых изделий перед распылителем, большое расстояние между изделиями и разрывы между навешенными изделиями на конвейере;

Малые размеры окрасочных камер и, как следствие этого, расстояние от ограждений камеры до частей, находящихся под высоким напряжением, составляет меньше 800 мм, что недопу­стимо;

Низкая температура вспышки ЛКМ (не выше 28 °С).