Лако-красочные материалы — производство

Порошковые ЛКМ существенно отличаются по свойствам от жидких материалов, поэтому требуют применения специальной технологии и оборудования для получения покрытий. Существу­ют различные методы получения покрытий из порошковых кра­сок, выбор которых определяется размерами и массой изделий, их конструктивными и технологическими особенностями, требо­ваниями, предъявляемыми к покрытию.

Пневматическое распыление — порошковый материал в дозированном количестве равномерно подается в виде порош­ковой аэродисперсии на предварительно нагретое изделие. К методу пневматического распыления относятся также газо­пламенное, струйное и плазменное распыление.

Пневмоэлектростатическое распыление — дозированный за­ряженный порошковый материал равномерно подается в виде порошковой аэродисперсии на холодное или нагретое изделие. Заряжение частиц порошкового материала может осущест­вляться как от источника высокого напряжения, так и благодаря трибоэлектрическому эффекту, при котором порошок заряжает­ся за счет трения при контакте дисперсных частиц порошка между собой, с трибоэлектризующими элементами поверхности в распыляющих устройствах и при пневмотранспортировке по­рошковой аэродисперсии.

Погружение в псевдоожиженный слой — нагретое изделие погружают в порошковую аэродисперсию, при этом температу­ра нагрева изделия должна быть выше температуры вязкого течения порошкового материала. Псевдоожиженный слой мо­жет создаваться вихревым, вибровихревым, вибрационным спо­собами.

Погружение в псевдоожиженный слой с применением элект­рополя — холодное или нагретое заземленное изделие погружа­ют в псевдоожиженный слой или размещают над поверхностью псевдоожиженного слоя, внутри которого установлены электро­ды, соединенные с источником высокого напряжения.

Для получения покрытий каждым из этих способов необхо­димо предварительно перевести порошок во взвешенное (псев­доожиженное) состояние. Это достигается воздействием на него восходящего потока газа, с помощью вибрации или перемеши­вания. Во взвешенном состоянии отдельные частицы порошка разъединяются и приобретают значительно большую степень свободы, чем в неподвижном слое.

Способ газопламенного напыления заключается в нанесении порошкообразных полимеров горелкой автогенного типа. Части­цы порошковой краски, нагретые в пламени горелки до 130 °С и выше, размягчаются и в расплавленном состоянии сжатым воздухом наносятся на предварительно нагретую поверхность. Окончательное оплавление покрытия происходит в пламени той же горелки.

Газопламенное напыление применяют при ремонте повреж­денных участков покрытия, заделке раковин, облицовке свар­ных швов и других работах. К недостаткам способа относятся низкая производительность, плохие санитарно-гигиенические условия труда из-за большого количества выделяющихся при работе вредных газов, неравномерность толщины покрытия, снижение качества покрытия из-за частичного разложения по­лимера.

Методом газопламенного напыления при однократном нане­сении нельзя получить беспористое равномерное по толщине покрытие, поэтому на поверхность наносят несколько слоев по­лимера. Качество получаемого при этом покрытия в большой степени зависит от квалификации исполнителя.

Метод теплолучевого напыления порошковой краски заклю­чается в подаче ее в мощный поток светотепловых лучей, где частицы порошка плавятся и с большой скоростью наносятся на покрываемую поверхность. В качестве источника светотеп­ловых лучей используют высокоэффективные кварцевые лампы е йодным циклом типа НИК-200 для интенсификации процессов, связанных с нагревом и плавлением.

Теплолучевое напыление в 1,5—1,8 раза эффективнее газо­пламенного, оно обеспечивает меньший расход порошка (на 25—30%), меньшую энергоемкость процесса (в 3,5—4 раза), при этом повышаются физико-механические свойства покрытия. Недостатком способа теплолучевого напыления является отно­сительная сложность оборудования. Конструкция щелевого распылителя с нагревателем должна обеспечивать охлаждение отражателей и исключать возможность попадания порошка на нагреватель, так как это может вызвать быструю деструкцию наносимого полимера.

Метод струйного напыления состоит в том, что струя воз­душно-порошковой смеси с помощью распылительной головки подается на нагретую поверхность изделия. По сравнению с

газопламенным напылением этот способ отличается большей надежностью, простотой и производительностью, исключается опасность перегрева. Оборудование для струйного напыления распылителями несложно, процесс при массовом производстве может быть автоматизирован. К недостаткам способа относятся трудность получения покрытий равномерной толщины с хоро­шим внешним видом, сложность нагрева изделий больших раз­меров, значительные потери при нанесении порошка (до 50%).

Струйное напыление полимерных порошков с помощью рас­пылителей производят в камерах или кабинах, оборудованных вытяжной вентиляционной системой и матерчатыми фильтрами для улавливания порошка. В комплект оборудования для струй­ного напыления входят питательный бачок и распылительное устройство — стандартный краскораспылитель, у которого рас­пылительная головка заменена специальной насадкой.

Нанесение порошковых материалов в электростатическом поле основано на использовании силового взаимодействия электрических полей с заряженными частицами порошка, в результате которого заряженные частицы, перемещаются к противоположно заряженному изделию и осаждаются на его поверхности.

Преимуществами этого метода являются возможность ис­ключения предварительного нагрева изделий, уменьшение до минимума потерь порошка в процессе напыления, возможность получения равномерных по толщине покрытий на изделиях сложной конфигурации, возможность нанесения порошковых покрытий на изделия из различных материалов, высокая про­изводительность процесса нанесения и возможность его полной автоматизации.

Различают три разновидности способа нанесения порошко­вых материалов в электростатическом поле: с помощью пневмо­распылителя или вращающейся чаши (частицы порошка заря­жаются в распылителе или на коронирующей кромке чаши), в ионизированном псевдоожиженном слое, в облаке заряженных частиц.

При нанесении порошковых материалов в электростатичес­ком поле с помощью распылителей по аналогии со струйным нанесением порошок, находящийся во взвешенном состоянии, принудительно подается в головку электрораспылителя к электроду, на который подводится высокое напряжение (70— 90 кВ), заряжается контактным способом и распыляется сжа­тым воздухом, поступающим в головку, или центробежной силой вращающейся чаши.

Заземленное изделие, расположенное перед распылителем на расстоянии 150—250 мм, является вторым электродом. Меж­ду головкой электрораспылителя и изделием возникает электро­статическое поле, но силовым линиям которого заряженные

	Время фор- мирования промежуточ- ного слоя, мин
Время фор- мирования последнего слоя, мин
Температура предваритель- ного нагре- ва, “С
Толщина покрытия, мкм
200—280 100—300 1-2 200—250 4—6 4—10 200—300 150—500 2—3 200—250 5—15 20-30 220—350 200—300 3—о 250—330 5-30 30—180 150—190 150—500 1-5 Ступен­ чатый режим 150—200 10—20 120—600 100—120 100—500 1-2 80—120 10—20 60—600

Наличие крупнодисперс­ной фракции порошково­го материала

Низкая температура фор­мирования, недостаточ­ное время формирования, повышенное давление воз­духа на распыление, повы­шенное напряжение, увели­ченное время окрашивания Не налажен технологиче­ский процесс (при пнев — моэлектростатическом рас­пылении — повышенное на­пряжение)

Не выдержан температур­ный режим предваритель­ного нагрева, нарушен

технологический режим окрашивания

Нанесение утолщенного слоя покрытия Г азовыделение из литых изделий, повышенная влаж­ность порошкового мате­риала, нарушены режимы окрашивания, несоответст­вие сжатого воздуха тре­бованиям ГОСТ 9.010—80

Просеять материал или заменить его

Повысить температуру

формирования, увеличить время формирования, от­регулировать параметры окрашивания

Отрегулировать парамет­ры технологического про­цесса (понизить напряже­ние)

Отрегулировать парамет­ры технологического про­цесса

То же

Отрегулировать парамет­ры технологического про­цесса, проверить качество сжатого воздуха

Кратеры Несоответствие материала Заменить материал, отре-

требованиям НТД, наруше — гулировать параметры тех — ние технологического про — нологического процесса цесса

Потеки Несоответствие порошко — Заменить материал, от-

вого материала требовани- регулировать параметры ям НТД, нанесение утол — окрашивания, снизить

щенного слоя, повышен — температуру формирова — ная температура форми — ния рования

Изменение цвета Повышенная температура Отрегулировать темпера — предварительного нагре — турный режим, устано­ва изделий или формиро — вить автоматический конт — вания покрытия, повы — роль шенное время формирова­

ния

Неудовлетвори — Некачественная подготов — Отрегулировать параметры

тельная адгезия ка поверхности, несоблю — технологического процесса

покрытия дение технологических ре­

жимов окрашивания и формирования покрытия

Трещины Низкая температура фор — Отрегулировать темпера-

мирования, недостаточное турный режим формирова — время формирования _ ния, увеличить время фор­

мирования

Скрытые дефекты Нарушение технологиче — Отрегулировать парамет — (в том числе ра — ского режима окраши — ры технологического про — ковины газовые) вания, несоответствие по — цесса, заменить материал рошкового материала тре­бованиям НТД

частицы порошка переносятся к поверхности изделия и осажда­ются равномерным слоем, образуя покрытие толщиной 100-— 120 мкм.

Электрораспылители могут быть ручными или встроенными в стационарную камеру (аналогичную камере для нанесения ЛКМ в электрическом роле). Основные технологические режи­мы получения покрытий из порошковых полимерных красок приведены в табл. 4.6. В табл. 4.7 приведены основные дефекты покрытий и способы их устранения.