Лако-красочные материалы — производство

В настоящее время в зависимости от технологического оснаще­ния предприятий, требований к покрытиям и типу изделий лакокра­сочные материалы наносят различными методами: кистевым, окуна­нием, струйным обливом, пневматическим, безвоздушным и электро­статическим распылением, электроосаждением. Получение качест­венных покрытий с хорошими декоративными и защитными свой­ствами во многом зависит от правильного выбора растворителей.

5.4.1. Кистевой метод. Этот способ окраски в основном применя­ется для нанесения медленно высыхающих лакокрасочных материа­лов на масляной, битумной и другой основе. Рабочая вязкость красок должна составлять свыше 40 с по ВЗ-4. Для разведения таких мате­риалов следует применять труднолетучие растворители.

5.4.2. Метод окунания. Этим методом можно наносить практически все лакокрасочные материалы. При окраске изделий быстросохнущими, например нитратцеллюлозными, красками необходимо вводить трудноле­тучие растворители (целлозольвы, бутилацетат). Рекомендации по выбору растворителей при нанесении красок этим методом приведены в табл. 3.

Таблица З

Растворители и технологические параметры лакокрасочных материалов при нанесении методами _____ Окунания и пневматического распыления____________________________________________________________

При использовании водоразбавляемых лакокрасочных материа­лов в их состав рекомендуется вводить смешивающиеся с водой рас­творители в количестве 10-20% (мае.): спирты (пропиловый, изопро — пиловый, бутиловый) и целлозольвы. В процессе окраски в ванну необходимо подавать органические растворители, чтобы состав лако­красочных материалов был постоянным.

5.4.3. Струйный облив с последующей выдержкой в парах растворителя. При окраске этим методом существенное влияние оказывают растворители, так как формирование покрытий происхо­дит в процессе выдержки изделий в парах растворителей. В этом слу­чае замедляется испарение растворителей и процесс пленкообразова — ния на первой стадии растягивается во времени, что создает более благоприятные условия для формирования покрытий. Процесс регу­лируется в основном за счет изменения концентрации паров раство­рителей. Растворители выбирают одно — или двухкомпонентные с тем­пературой кипения 110-150°С и летучестью по ксилолу 2-3,5. Технологические параметры нанесения лакокрасочных материалов методом струйного облива приведены в табл. 4.

Алкидные грунтовки, а также эмали АС-182, ПФ-133, ЭТ-199 ре­комендуется разводить до рабочей вязкости сольвентом, так как смесь сольвента или ксилола с уайт-спиритом может вызывать желатиниза — цию этих материалов.

5.4.4, Пневматическое распыление. Метод широко используется в промышленности, несмотря на его существенный недостаток — высо­кие потери растворителя (до 20-40% мас.) на туманообразование. В покрытиях, получаемых этим методом, возможно образование дефек­тов (характерных и для других методов нанесения), которые могут быть устранены путем правильного выбора растворителей для исполь­зования в лакокрасочных композициях (см. табл. 3).

Образование раковин. Появление этого дефекта зависит от летучести растворителей, давления распыления, толщины покрытия. При наличии в краске большого количества легколетучих растворителей первая стадия пленкообразования завершается за относительно короткое время, поэтому растворители сильно задерживаются поверхностной «коркой». С увеличе­нием толщины пленки содержание растворителей возрастает. При измене­нии температурных условий окружающей среды (особенно в процессе сушки при нагревании) давление паров растворителей возрастает и обра­зуются пузыри, которые затем лопаются. Для устранения или снижения этого дефекта следует повышать давление распыления и применять высо- кокипящие растворители.

Помутнение иди белесоватость. Образование этого дефекта при пневматическом распылении объясняется потерей части хорошего растворителя на туманообразование. При этом остающийся плохой растворитель способствует высаждению полимера. Для устранения дефекта следует применять смесь растворителей, в которой трудноле­тучий компонент обладает высоким сродством к полимеру.

Апельсиновая корка (шагрень). Образуется в результате плохого розлива высоковязких лакокрасочных материалов. Появлению дефек­та способствует наличие большого количества легколетучих раство­рителей и нанесение лакокрасочного материала толстым слоем. Не­равномерность испарения растворителей с поверхности пленок и диффузионные процессы в толще пленок приводят к плохому расте­канию покрытий. Для устранения дефекта следует вводить высококи — пящие растворители и снижать давление распыления.

Нитеобразование. Этот дефект характерен для ряда лакокрасоч­ных материалов на основе акриловых и виниловых полимеров. При вытекании из головки распылителя лакокрасочный материал вследст­вие высокой скорости подачи сжатого воздуха вытягивается в нить. При этом, если вязкость материала превышает рабочую, распада струи не наблюдается. Для устранения этого дефекта рекомендуется разводить лакокрасочные материалы плохими растворителями. Так, в растворы полиакрилатов в толуоле можно вводить этиловый спирт.

5.4.5. Безвоздушное распыление. При нанесении лакокрасочных материалов методом безвоздушного распыления с подогревом, чтобы устранить такие дефекты, как «кипение» покрытий, шагрень, помут­нение и т. д., температура кипения растворителей при атмосферном давлении должна быть выше температуры подогрева лакокрасочного материала примерно на 50%.

Растворители подбирают с таким расчетом, чтобы одна его часть улетучивалась в момент нанесения лакокрасочного материала и до­полнительно способствовала распылению, а другая часть, оставаясь в пленке, обеспечивала нормальные условия пленкообразования на первой стадии, т. е. хороший розлив. Растворители, способствующие хорошему розливу, должны обладать высоким термодинамическим сродством к полимеру. При этом условии микрорельеф пленки стано­вится более однородным — амплитуда неровностей поверхности уменьшается.

Смесь растворителей должна состоять из легколетучего плохого растворителя и труднолетучего хорошего растворителя. Однако необ — ходимо учитывать, что при подогреве лакокрасочных материалов вследствие высокого содержания низкокипящйх растворителей воз­можно сухое распыление и образование «оспин».

Для разведения алкидных лакокрасочных материалов, наносимых методом безвоздушного распыления с подогревом, применяют смесь ксилола с уайт-спиритом, сольвент; фосфатирующие грунтовки раз­бавляют смесью этилового и бутилового спиртов (3:1) или раствори­телем 646; в лакокрасочные материалы на основе сополимеров ви — нилхлорида вводят ксилол с 3-5% бутил ацетата или растворитель Р-5 с 7% сольвента.

Разновидностью безвоздушного метода является аэрозольное распыление лакокрасочных материалов. В состав жидкой фазы аэро­зольных упаковок помимо растворителей входят пропелленты, соз­дающие давление, необходимое для подачи лакокрасочного материа­ла и его распыления. В качестве пропеллентов широко используются хладоны, с которыми хорошо совмещаются алкидные, мочевино — и меламиноалкидные, нитратцеллюлозные и полиакрилатные пленко — образователи. Хорошо совмещающийся с лакокрасочными материа­лами хладон-11 имеет низкое давление насыщенных паров (90 кПа); более высоким давлением насыщенных паров характеризуется хла — дон-12 (600 кПа), но он хуже совмещается с лакокрасочными мате­риалами. Поэтому обычно применяется смесь хладонов 11 и 12 в со­отношении 1:1, при этом давление паров составляет 350 кПа. При давлении паров свыше 400 кПа хладоны плохо совмещаются с лако­красочными материалами.

5.4.6. Электростатическое распыление. Способность лакокра­сочных материалов к электростатическому распылению зависит от их физико-механических свойств: удельной электрической прово­димости, удельного объемного электрического сопротивления, ди­электрической проницаемости, поверхностного натяжения, вязко­сти. Лакокрасочные материалы, которые можно наносить методом электростатического распыления, должны иметь следующие характе­ристики:

TOC o "1-3" h z Вязкость по ВЗ-4, с…………………………………………………………. 15-20

Вязкость, Па с…………………………………………………………. 2,5-7,0

Поверхностное натяжение, мН/м…………………………… 23-28

Удельное объемное электрическое :

Сопротивление, Ом м…………………………………………………… 104-10б

Диэлектрическая проницаемость при 50 Гц………………….. 6-10

Свойства лакокрасочных систем во многом определяются свойствами вводимых в их состав растворителей. Электрофизиче­ские свойства можно регулировать путем составления смесей из растворителей с различными диэлектрическими характеристиками (табл. 5). В табл. 6 приведены основные технологические парамет­ры лакокрасочных материалов, применяемых при окраске в элек­тростатическом поле.

5.4.7. Электроосаждение. Обычно этим методом наносят водо — разбавляемые лакокрасочные материалы. Процесс заключается в оса­ждении лакокрасочного материала на поверхности изделия с помо­щью постоянного электрического тока. Одним из электродов является изделие, другим — корпус ванны или опущенные в нее металлические пластины.

Растворители выбирают в зависимости от типа пленкообразую­щих веществ. Оптимальное содержание растворителей в рабочих рас­творах лакокрасочных материалов обычно составляет 2-5% мае. Наи­более эффективными считаются высококипящие растворители, плохо смешивающиеся с водой (высшие спирты С6-Сю, толуол, ксилол, скипидар). Их применяют в смеси с растворителями, имеющими бо­лее низкую температуру кипения и хорошо смешивающимися с водой (пропиловый, изопропиловый и бутиловый спирты, этил-, бутил — и изопропилцеллозольв, диацетоновый спирт и др.). Несмешивающиеся с водой растворители входят в состав осадка пленкообразователя, выделившегося на аноде (в случае анодного процесса), и способству­ют его коалесценции, уменьшая дефектность пленок (кратерообразо- вание) и увеличивая их толщину. Растворители, смешивающиеся с водой, повышают стабильность лакокрасочных материалов.