Лако-красочные материалы — производство

Принцип электростатического распыления прост. Когда части­цы краски распыляются в электрическом поле, они приобретают заряд и притягиваются к поверхности изделия, которое обычно заземлено. Существуют различные конструкции установок для электростатического распыления; в автомобилестроении наиболее широко применяются установки с вращающимися колоколами или дисками, которые обеспечивают возможность нанесения всего ассортимента материалов и для подслоя и для декоративных по­крытий.

На рис. 9.7 представлена типичная схема установки. Краска подается насосом из напорного бачка через промежуточную емкость. Вращение распылителя отбрасывает краску к периферии, где происходит ее распыление за счет центробежных сил, но глав­ным образом за счет действия электростатических сил. Под дей­ствием электростатического поля частицы краски притягиваются к окрашиваемой поверхности равномерно, что делает электроста-

Тическое распыление высокоэффективным в отношении использо­вания краски. Основные параметры процесса, обеспечивающие максимальную эффективность: скорость вращения — 30— 40 тыс. об/мин; напряжение 90—110 кВ. Уменьшенное пылеобра — зование устраняет необходимость применения крупногабаритных окрасочных камер, а также интенсивного воздухообмена. Этот метод позволяет полностью автоматизировать процесс со всеми вытекающими из этого преимуществами.

Однако некоторые закрытые и другие поверхности трудно окрасить этим методом, поскольку частицы краски притягиваются более близко расположенными частями сложной конструкции кор­пуса автомобиля, и скорость движения частиц недостаточна для более глубокого их проникновения. Этот недостаток преодоле­вается с помощью воздушно-электростатического распыления, основанного на совместном использовании сжатого воздуха и электростатического поля.

Установка снабжена изолированным бачком, имеющим зазем­ленную штангу с высоковольтным электродом в воздушной распы­лительной головке, напряжение в которой обычно колеблется в пределах 30—60 кВ. Ток разряда, стекающий с высоковольтного электрода, создает вокруг распылителя область, обогащенную ионами с одинаковым зарядом, которые заряжают,,час;гицы рас­пыляемой краски. і

За пределами головки распылителя преобладает инерция аэро­динамического потока, но по мере приближения частиц краски к окрашиваемой поверхности заземленного корпуса электростатиче­ские силы (благодаря электростатическому полю между электро­дом распылителя и изделием) становятся более значимыми и способствуют притяжению распыленных частиц к окрашиваемой поверхности.

Максимальная экономия краски обычно достигается за счет поддержания наибольшего допустимого напряжения, что создает максимальную разность потенциалов между распылителем и окра­
шиваемой деталью. За счет того, что скорость распыленных частиц вблизи окрашиваемого изделия поддерживается практически на минимальном уровне, обеспечивается хорошее распыление и расте­кание «осаждающейся» пленки.

Воздушно-электростатические распылители могут управляться вручную либо автоматически. Этот метод занимает промежуточ­ное положение между менее эффективным воздушным распыле­нием и высокоэффективным электростатическим распылением, и в сравнении с последним обеспечивает лучшую однородность и гладкость пленки.

Электростатическое распыление применяется также для получения покрытий с металлическим оттенком. Основные огра­ничения, допускаемые при получении таких покрытий, описаны в предыдущих разделах. На практике электростатическое распы­ление заметно ухудшает условия всплывания металлических пиг­ментов (тональный контраст) и затрудняет получение покрытий с металлическим оттенком.

В результате многочисленных исследований этого явления был предложен следующий механизм.

При сравнении скорости нанесения краски и степени распы­ления наблюдаются значительные различия этих характеристик для разных материалов. Например, типичная скорость нанесения покрытия для основного слоя "с низким сухим остатком состав­ляет:

Электростатическое распыление 300 500 см3/мин Распыление

(высокоскоростной колокол) удовлетвори-

F

Воздушно-электростатическое распыление

Воздушное распыление 450—500 см3/мин 800 см3/мин

При ручном методе распыления основной слой наносится с очень большой скоростью и распыляется исключительно хорошо. Есть основания полагать, что в момент ударения распыленной кап­ли о поверхность подложки алюминиевые чешуйки распределя­ются параллельно поверхности в результате действия значитель­ных усадочных сил. Во влажном слое нанесенной краски происхо­дит дополнительная ориентация некоторого количества частиц, но быстрая усадка и поверхностное натяжение быстро приводят к «поворачиванию» частиц в идеальное положение (параллельно поверхности), что дает оптимальный эффект.

Меньшая скорость и относительно меньшая степень распыле­ния при электростатическом распылении приводят к тому, что при ударе усадочные силы ниже и чешуйки не стремятся к быстрой и полной ориентации относительно поверхности и располагаются более беспорядочно.

В дальнейшем усадка и поверхностное натяжение улучшают ориентацию, но, принимая во внимание начальное положение,
образующееся покрытие уступает по внешнему виду и качеству покрытию, нанесенному ручным способом. Именно по этой причине основной слой с металлическим оттенком наносят «смешанным» методом с целью оптимизации внешнего вида и обеспечения эффективности окраски, а также снижения до минимума необхо­димости подправлять покрытие после нанесения.