Лако-красочные материалы — производство

Метод пневматического распыления ЛКМ заключается в воз­действии потока сжатого воздуха, вытекающего из кольцевого зазора воздушной головки, на струю распыляемого материала, поступающего из отверстия соосно размещенного внутри нее материального сопла.

При распылении сжатый воздух вытекает из кольцевого за­зора головки с большой скоростью (до 450 м/с), в то время как скорость истечения струи ЛКМ ничтожно мала. При высокой относительной скорости возникает трение между струями возду­ха и распыляемого материала, вследствие чего струя краски, как бы закрепленная с одной стороны, вытягивается в тонкие отдельные струи. При этом на поверхности струй возникают колебания, приводящие к распаду струй и образованию множе­ства полидиаперсных капель (красочного аэрозоля ЛКМ).

В процессе распыления образуется движущаяся масса поли — дисперсных капель диаметром 6—100 мкм (в дальнейшем назы-

Знак (+) означает, что параметр устанавливают; знак (—) — параметр не уста-

Таблица 4.3(6). Основные параметры процессов окрашивания в объеме,

Окрашивание в объеме

окунание с
последующей
выдержкой в
парах рас-
творителя

окунание с последующим центрифуги­рованием

Рабочая вязкость ЛКМ по ВЗ-246-4

(ГОСТ 2771—87), с

Толщина одного слоя ЛКП, мкм

Температура ЛКМ, °С Рабочее давление ЛКМ, МПа Расстояние до окрашиваемого из­делия, мм
диспергированными и порошковыми материалами

Окрашивание порошковым материалом

лкм.

ваемая факелом). При ее направленном перемещении к поверх­ности окрашиваемого изделия в факеле происходит также и перемешивающее движение, что способствует равномерному распределению ЛКМ по сечению факела.

Достигая окрашиваемой поверхности, факел настилается на нее и распространяется по ней радиально во все стороны. Ос­новная масса полидисперсных капель, имея достаточную ско­рость, осаждается на поверхности. Часть их (наиболее мелкая фаза), потеряв скорость, не достигает поверхности и уносится уходящим потоком воздуха, образуя красочный туман (потери ЛКМ на туманообразование).

Для пневматического распыления ЛКМ используется давле­ние сжатого воздуха 0,2—0,6 МПа при вязкости ЛКМ 14—60 с по вискозиметру ВЗ-246-4.

Дисперсность аэрозоля ЛКМ зависит от относительной ско­рости воздушной струи (давления сжатого воздуха, подаваемого на распыление), отношения расхода воздуха к расходу распы­ляемого ЛКМ (удельного, расхода воздуха), физических свойств ЛКМ (вязкости, плотности, поверхностного натяжения) и геометрических размеров распылительной головки.

Оптимальная дисперсность аэрозоля ЛКМ получается при размере капель распыленного ЛКМ 30—60 мкм.

Эффективность и экономичность метода пневматического распыления в большой степени зависит от конструкции и пара­метров работы распылительной головки. Наряду с дисперсно­стью аэрозоля ЛКМ работу пневматической распылительной головки характеризуют следующие параметры: производи­

тельность (расход распыляемого материала через сопло), рас­ход сжатого воздуха, форма факела и размеры его отпечатка, потери распыляемого материала на туманообразование и. за контур изделия.

Экспериментально установлено, что потери на туманообразо­вание зависят от конструкции распылительной головки, физи­ко-химических свойств ЛКМ, выбранного режима распыления (давления сжатого воздуха, подаваемого на распыление, произ­водительности, формы факела). С повышением давления воз­духа на распыление потери на туманообразование резко воз­растают.

Нанесение ЛКМ методом безвоздушного распыления происхо­дит за счет высокого гидравлического давления, оказываемого на ЛКМ, и вытеснения последнего с большой скоростью через эллиптическое отверстие специального сопла. При этом потен­циальная энергия ЛКМ при выходе его в атмосферу переходит в кинетическую, возникают завихрения, вызывающие появление в струе незатухающих турбулентных пульсаций различных раз­меров, приводящих к возмущению поверхности струи, развитию колебаний различных форм и деформации этой поверхности, которая усиливается благодаря гидродинамическому воздейст­вию окружающего воздуха. При этом образуется облако аэро­золя, размер капель которого колеблется в широком диапазоне.

Обладая кинетической энергией, капли ЛКМ движутся в направлении окрашиваемой поверхности, увлекая за собой часть окружающего воздуха. Преодолевая сопротивление воз­духа, капли тормозятся и мягко настилаются на поверхность, образуя ЛКП. Часть наиболее мелких капель при этом настоль­ко теряет свою скорость, что не долетает до окрашиваемой поверхности, выпадает из окрасочного факела и оседает на по­лу и окружающих предметах.

Для распыления ЛКМ применяют струйные форсунки, рабо­та которых характеризуется давлением нагнетаемого материа­ла, производительностью (расходом ЛКМ через сопло), формой факела распыляемого материала (утлом раскрытия факела), дисперсностью аэрозоля ЛКМ.

Дисперсность аэрозоля ЛКМ зависит от геометрических раз­меров и формы отверстия сопла, аэрогидродинамических пара­метров распыления, режима истечения ЛКМ из сопла, физичес­ких свойств распыляемой жидкости (вязкости и поверхностного натяжения).

Размер капель распыленного материала уменьшается с по­вышением давления на материал (увеличением скорости истече­ния), снижением (вязкости ЛКМ, его поверхностного натяжения, уменьшением диаметра отверстия сопла и расхода распыляемо­го материала.

Для безвоздушного распыления ЛКМ используется давление на материал от 10 до 25 МПа при вязкости ЛКМ по вискози­метру ВЗ-246-4 до 100 с и выше.

При нанесении методом безвоздушного распыления ЛКМ, нагретых до температуры 80—100 °С, вследствие того, что вяз­кость и поверхностное натяжение нагретого материала снижа­ются, можно распылять ЛКМ с повышенной вязкостью при сравнительно невысоком давлении (5,0—7,0 МПа). В этом слу — , чае создание мелкодисперсионного аэрозоля ЛКМ достигается не только за счет перепада давления при выходе ЛКМ из соп-

ла, но и в значительной мере в результате мгновенного испаре­ния части растворителей, сопровождающегося расширением их объема.

Комбинированное распыление. Сущность метода комбиниро­ванного распыления (МКР), известного за рубежом как метод airmix и aircoat, заключается в том, что ЛКМ вытесняется с относительно большой скоростью за счет сравнительно высокого гидравлического давления (15—50 МПа) из эллиптического отверстия специального сопла, подобного безвоздушному. При этом давлении на выходе из сопла образуется резко очерчен­ный факел предварительно раздробленного материала. Для улучшения качества распыления в факел из специальных кана­лов распылительной головки, в центре которой установлено соп­ло, подается регулируемое количество сжатого воздуха под давлением 0,1—0,2 МПа. Под действием струй воздуха крупные капли ЛКМ дополнительно дробятся и равномерно распределя­ются по ширине факела, ликвидируя острые кромочные зоны, факела, которые обычно возникают при безвоздушном распы­лении.

Таким образом, метод является комбинацией двух извест­ных методов распыления — безвоздушного и пневматического. При этом в сравнении с пневматическим методом достигается экономия ЛКМ вследствие снижения потерь на туманообразо — вание, а в отличие от безвоздушного распыления для получе­ния требуемого дробления материала необходимо значительно меньшее давление на ЛКМ.