Лако-красочные материалы — производство

Эффективное  отверждение  ЛКМ  может  осуществляться также при помощи излучений высочайшей энергии  (частиц  ядерного  распада,  ускоренных электронов, нейтронов, протонов и других частиц с большой массой).Обширное распространение получила разработка радиационного  отверждения  полимеризующихся композиций  облучением  ускоренными электронами (способ ЕВС – electron beam curing).

Данный способ, узнаваемый уже более 35 лет, именуют технологией ХХI века. Он является одним из самых стремительных методов отверждения лакокрасочных покрытий – от толикой секунды до нескольких секунд. Считается, что способ ЕВС является неплохой альтернативой  Ультрафиолетовому излучению,  обеспечивая  более полное отверждение лакокрасочных композиций, также отсутствие остаточных мономеров.

В таких странах, как США, Япония, Франция, Великобритания наблюдается  значимый рост  применения  ЕВ-генераторов для отделки изделий из древесной породы.

В базе этого способа лежат процессы взаимодействия бета-излучения (потока негативно заряженных  частиц-электронов)  с  лакокрасочными материалами и средой, в какой осуществляется формирование  покрытий.  Кинетика  отверждения ускоренными  электронами  подчиняется  общим закономерностям  радикальной  полимеризации.  Её особенности связаны только с механизмом инициирования.  В  простейшем представлении, ускоренные электроны, владея более высочайшей энергией, чем Ультрафиолетовое излучение, способны рвать хим связи и генерировать ионы, трансформирующиеся в свободные радикалы. Последние вызывают полимеризацию материала, протекающую по известному механизму цепной реакции – инициирование,

рост и обрыв цепи.

Таким макаром, механизм процесса не просит наличия фотоинициаторов, что содействует более глубочайшему отверждению лакокрасочных покрытий. Быстроту реакции зависит только от интенсивности облучения. Так как при облучении потоком электронов реакционноспособные радикалы создаются очень стремительно и в большенном количестве, то образование сетчатой структуры в покрытии происходит практически одномоментно .

Отверждение  начинается  уже  при  маленьких дозах излучения, и с их повышением степень отверждения безпрерывно повышается  до предельного значения. После чего физико-механические свойства  покрытий  не улучшаются, более  того – при предстоящем облучении может быть разрушение покрытия,  а  также  изменение  цвета  древесной породы (в особенности для светлых пород). Как и при УФ-облучении, проявляется ингибирующее действие озона и кислорода воздуха. Поверхностный слой может иметь более низкую твердость, а время от времени даже отлип.  Этот  недостаток  устраняется  применением плёнкообразователей, не подверженных ингибированию, и проведением процесса в инертной среде (азот, аргон, вакуум) при содержании кислорода в зоне облучения менее 0,3 – 0,4 %. При всем этом наибольшее расстояние меж источником электронов и обрабатываемой поверхностью не рекомендуется превосходить более чем на 10 – 15 см.

Для отверждения ЛКМ ускоренными электронами употребляют особые материалы на базе плёнкообразователей, довольно чувствительные к электрическому облучению и обеспечивающие отверждение покрытия при маленьких дозах радиации.  Предпочтительно  применение  материалов без летучих компонент, по другому основное время на линиях лакирования будет затрачиваться на их испарение, что резко понизит эффективность использования данного способа формирования покрытия. В качестве плёнкообразующих веществ употребляются фактически те же составляющие, что и при

УФ-отверждении (эпоксиакрилаты, полиэфиракрилаты, ненасыщенные полиэфиры, аллиловые мономеры и др). Результатом отсутствия фотоактивных фрагментов при электронно-лучевом отверждении является  повышенная  стабильность  приобретенных покрытий,  возможность  получения  прозрачных покрытий шириной до 500 мкм и пигментированных – до 380 мкм.

Для  проникновения  вглубь  покрытия  электроны должны владеть определенной кинетической энергией. С этой целью электроны, испускаемые катодом  установки,  ускоряются  в  электронном поле высочайшего напряжения до приобретения ими этой нужной энергии.  Камеры отверждения электрическим облучением состоят, обычно, из ускорителя электронов, оптической системы фокусирования ускоренных электронов и транспортного устройства.

Есть два главных типа ЕВ-генераторов: сканирующиe (scanned beam type) и линейного катодного типа (linear cathode type). В обоих случаях электроны генерируются раскалённым железным катодом в высочайшем вакууме. При всем этом методе покрытие отверждается фактически без нагрева подложки – в то время как при терморадиации и ультрафиолетовом облучении детали в сушильных камерах существенно греются, что часто является предпосылкой коробления изделий и отслоения кромочного материала.

Высокие  скорости  отверждения  покрытий  на базе этого метода позволяют создавать скоростные  поточно-конвейерные  линии  лакирования с получением  на их стопроцентно отделанных деталей. Но, невзирая на бессчетные плюсы способа ЕВС, забугорные компании подходят к внедрению  отверждения  ускоренными  электронами с осторожностью,  которая разъясняется высоким  уровнем  капитальных  издержек,  сложностью используемого  оборудования,  необходимостью специальных  мер  защиты  обслуживающего  персонала от рентгеновского излучения, включающих внедрение толстых свинцовых экранов.

В связи со всем  этим данный метод может быть экономически эффективен лишь на предприятиях с огромным объёмом выпуска продукции и высочайшей производительностью.  Иначе  говоря, электронное  отверждение  является  рентабельным  при  объёмах  производства,  превосходящих 20000 м2  обрабатываемой  поверхности  в  год.  При всем этом в сопоставлении с терморадиационным отверждением затраты энергии могут быть сокращены в 6 – 9 раз, трудовые затраты – в 6 – 14 раз, общая цена покрытий – в 2 раза.Подобные установки в Европе и США используются  при  отделке  щитовых  деталей  мебели, комнатных дверей, облицовочных  строй плит, также для печатных красок и плоских изделий из пластмасс. Отверждение проводят при скоростях  движения  обрабатываемых  изделий 10 – 60  м/мин.  Проблем  с  пигментированными покрытиями  не  появляется,  пористые  субстраты могут быть покрашены более кропотливо, чем при других способах отделки. Производителями и поставщиками материалов, используемых в технологии отверждения ускоренными  электронами,  являются,  как  было  обозначено выше, бессчетные компании, в особенности это развито в США и Великобритании.

В Рф в конце прошедшего столетия сообщалось об освоении на ряде компаний ускорителей типа «Аврора», «Электрон», «Ион» и других для  отверждения  полиэфирных  лакокрасочных материалов, а также  о разработке  и испытании полиэфирного  лака  электронного  отверждения ПЭ-284. Но начавшаяся приватизация и раздробление больших российских производств, возникновение бессчетных маленьких конкурирующих компаний привели к  тому,  что  потребность  в огромных количествах однотипных щитовых изделий пропала. ЕВС-технология, экономически целесообразная при огромных объёмах производства, оказалась не животрепещущей для изделий из древесной породы – невзирая на то, что Наша родина имеет развитое производство  генераторов  ускоренных  электронов для  промышленных  целей, которые  обширно применяются  в кабельной  индустрии, для модификации параметров пластмасс и резино-технических изделий, в полиграфии и т. д.

Тем  не  наименее,  в  последнее  время  появились разработки и предложения по применению ускоренных  электронов  для  производства,  к примеру,  искусственного  паркета  с  внедрением лака  (Пензенская  государственная  архитектурно-строительная академия),  плитных  отделочных материалов  с  глянцевым защитно-декоративным покрытием  электронно-лучевого  отверждения («Форпост-7») и др.,  что позволяет с неким оптимизмом глядеть на перспективы развития в Рф этого современного способа отверждения лакокрасочных материалов, применяемых для изделий из древесной породы.

Е.В. Горшкова, ведущий спец ООО «Экспортлес-импорт» по лакокрасочным материалам для  мебели