Вопрос 2. Способы нанесения лакокрасочных материалов и применяемое оборудование:

• Особенности окраски методом распыления ЛКМ: пневматическое распыление или воздушное распыление, безвоздушное распыление, распыление в электрическом поле высокого напряжения (электростатическое распыление).

• Окрашивание методом окунания и обливания.

• Окрашивание порошковыми составами.

• Окрашивание ручным способом.

• Окрашивание электроосаждением.

Нанесение ЛКМ на поверхности осуществляется различными способами: кистями, вальцами, пневматическим или воздушным распылением, распылением в электрическом поле высокого напряжения, струйным обливанием с последующей выдержкой в парах растворителя, безвоздушным распылением с подогревом и без подогрева ЛКМ, окунанием и способом лаконалива.

Все способы нанесения лакокрасочных материалов (ЛКМ) подразделяют на два вида: ручные и автоматизированные.

Каждый способ нанесения ЛКМ имеет свое определенное значение, когда и где его можно использовать, но и при каждом способе нанесения ЛКМ имеются и определенные потери.

Значение того или иного способа и потери при окрашивании занесены в таблицу.

Пневматическое распыление или воздушное распыление. При данном способе окрашивания краска, которая захватывается из емкости воздушной струей, распыляется образуя факел красочного аэрозоля с углом раскрытия 60^о. Струя краски с воздухом имеет скорость около 330 м·с^-1. Краска наносится краскораспылителем, к которому подводятся краска и сжатый воздух. Сжатый воздух подается от компрессора под давлением 0,2…0,5 МПа. Краска подается по трубам из красконагнетательного бачка под давлением 0,02…0,025 МПа.

Достоинства: можно нанести лакокрасочные материалы на изделия любой конфигурации.

1. Недостатки: большой расход ЛКМ, большие потери лакокрасочных материалов (до 70%), высокая токсичность среды и большая пожарная опасность процесса из-за возможности образования горючих смесей паров растворителей с воздухом внутри окрасочных камер, воздуховодов и в прилегающих помещениях.

Устройство и принцип работы индивидуальной установки показаны на рисунке 1.

Принцип работы.

Сжатый воздух от компрессора (воздушного насоса) поступает в масловодоотделитель, где, проходя через фильтр, очищается от частичек масла и конденсирующейся влаги.

После масловодоотделителя часть воздуха через редуктор поступает в красконагнетательный бак, где создает заданное давление для выдавливания краски в распылитель, а другая часть воздуха под давлением поступает в краскораспылитель.

Для создания нормальных санитарно-гигиенических условий при окраске и для удаления огнеопасных паров растворителей окраску проводят в специальных окрасочных камерах.

Камеры оборудуют вентиляционной установкой и фильтрами для улавливания частиц краски и очистки воздуха.

Безвоздушное распыление. Более прогрессивным является способ безвоздушного распыления краски.

Этот способ применяется для окраски крупногабаритных изделий, которые не представляется возможным поместить в окрасочные камеры. Такие изделия окрашивают на местах сборки.

Сущность способа в использовании изменяющихся свойств ЛКМ при больших перепадах давления. При перепадах давления 10-20 МПа при выходе из сопла даже холодного ЛКМ образуется мелкодисперсный факел. Сокращаются потери на туманообразование, уменьшается вероятность образования пожаровзрывоопасных концентраций.

Краска находится под высоким давлением 4,0…25 МПа и распыляется без помощи сжатого воздуха. При выходе её из пистолета в атмосферу (вследствие перепада давления) резко повышается упругость паров растворителя, мгновенно испаряется легколетучая часть ЛКМ, происходит его дробление.

Достоинства данного способа:

• лучшее качество окраски по сравнению с пневматическим способом;

• удельный расход ЛКМ сокращается вследствие уменьшения туманообразования (потери сокращаются на 20-35%),

• на 15-20% сокращается расход растворителей, т.к. этот способ позволяет распылять более вязкие лакокрасочные материалы.

Недостатки: способ требует более тонкого перетирания пигментов, иначе краскораспылители быстро засоряются.

Достоинства такого вида окраски: этот способ окраски является менее пожаровзрывоопасным, при его использовании сокращается образование красочного тумана.

В последнее время способ нанесения ЛКМ под высоким давлением без нагрева стал широко применяться в промышленности. Его иногда называют механическим распылением.

Электростатическое распыление.

Суть способа состоит в том, что при введении струи распыленной краски в электрическое поле высокого напряжения частицы ее электризуются и притягиваются к положительному электроду (или заряженной детали) и осаждаются на окрашиваемой поверхности равномерным слоем, с минимальными потерями.

Основными элементами установки для окраски изделий в электрическом поле являются: высоковольтное выпрямительное устройство, окрасочная камера с распылителями, сушильная камера, аппаратура дозирования и подачи ЛКМ к распылителю, пульт управления и вентиляционная система, система блокировок.

В качестве выпрямителей, предназначенных для получения постоянного тока высокого напряжения (130кВ), могут применяться полупроводниковые селеновые или ламповые выпрямители.

Отрицательный полюс от выпрямителя подают к распылителем, а положительный на окрашиваемые изделия. Шины высоковольтной стороны имеют заземление, обеспечивающее снятие остаточных зарядов с распылителей электрических сеток и шинопроводов после выключения напряжения.

Управляется установка дистанционно, с пульта управления.

В отличие от камер пневматического распыления электроокрасочные камеры не имеют гидрофильтров.

При электроокраске лак может распыляться с помощью пневматических, электромеханических или электростатических распылителей.

Недостаток пневматического распыления в том, что часть краски пролетает мимо окрашиваемых изделий; некоторые частицы отскакивают и уносятся потоком вентиляционного воздуха, чем обусловлено значительное образование красочной пыли.

При электромеханическом распылении краски применяют центробежные распылители. Лакокрасочный материал подают на кромку внутренней поверхности чаши, вращающейся со скоростью 1200…2500 об/мин. Распыление происходит за счет центробежной силы и энергии электрического поля. Этот способ позволяет уменьшить потери краски.

При электростатическом распылении краски используют щелевые электростатические распылители, в которых распыление материала происходит с неподвижной коронирующей кромки и только за счет действия сил электрического поля.

В электрическом поле окрашивают изделия из металла, пластмасс, резины. Повышение электропроводимости изделий достигается поверхностным увлажнением, обработкой растворами, нанесением специальных токопроводящих грунтовок.

К достоинствам этого способа можно отнести:

1. хорошее качество покрытия, экономичность (потери ЛКМ не превышают 5-10%);

2. возможность автоматизировать процесс и высокая производительность;

3. применение этого способа эффективно при окраске плоских изделий несложной конфигурации.

Недостатки:

• образование красочного тумана и наличие электрического поля высокого напряжения;

• при недостаточном воздухообмене может образоваться горючая среда в зоне окраски и вентиляционной системе.

Струйный облив и окунание. Изделие, двигаясь по конвейеру, подвергается обливу или окунанию. Изделия определенное время (10…15 мин) выдерживаются в парах растворителей, что создает благоприятные условия для стекания излишков ЛКМ. Концентрация растворителя 10…20 г·м ^-3.

Достоинством является то, что установки позволяют:

- автоматизировать процесс нанесения покрытий;

- производить окрашивание на одной линии с подготовкой поверхности и сушкой;

- уменьшить удельные потери ЛКМ;

- улучшить санитарно-гигиенические условия труда.

Основные недостатки:

- невозможность многоцветного окрашивания одного изделия;

- необходимость больших производственных площадей;

- повышенный расход растворителей;

Окрашивание порошковыми материалами. Этот способ аналогичен способу электростатического распыления, только в данном случае вместо вязкой жидкости на изделие напыляется порошковый материал, получивший электрический заряд. Тонко дисперсные заряженные частицы порошка под воздействием силы электростатического поля перемещаются к противоположно заряженному изделию и осаждаются на его поверхности ровным слоем.

Процесс нанесения обычно автоматизирован и осуществляется в камерах с помощью подвижных сопл, напыляющих порошок на перемещающееся изделие. Неосевший порошок направляется на рекуператор.

Достоинства: возможность автоматизации.

Недостатки:

- загрязняется воздух в рабочем помещении;

- могут выделяться продукты разложения.

Ручные способы окрашивания кистью.

Достоинства:

- незначительные потери ЛКМ;

- отсутствие необходимости в спецоборудовании.

Недостаток: способ малопроизводителен.

Окрашивание электроосаждением. Процесс образования покрытия электроосаждения заключается в осаждении частиц лакокрасочного материала из водного раствора под воздействием электрического тока.

В промышленности, как правило, применяется анодное осаждение. При этом окрашиваемый предмет, являющийся анодом, погружается в ванну, корпус которой представляет собой катод. При пропускании через ванну постоянного тока краска равномерно осаждается на поверхности изделия.

При анодном окрашивании применяют водоразбавляемые ЛКМ. Это такие композиции, которые состоят из пленкообразующих пигментов летучей части. Главное место по объему занимает вода с добавками в виде органических растворителей в количестве < 5 %.

Достоинства: достигается равномерность толщины покрытия; отсутствие пор в покрытии; возможность полной автоматизации процесса.