какие существуют способы нанесения лакокрасочного покрытия

Методы нанесение лакокрасочных материалов

Грунтовка наносится окунанием или обливом в соответствии с инструкцией. При окунании элемент деревянной конструкции должен быть повёрнут в ёмкости дважды для того, чтобы в структуру древесины попадала требуемая концентрация активного вещества, достигалось оптимальное насыщение и шероховатость. Нанесение защитной грунтовки кистью не позволяет внести необходимое количество активных веществ. Нанесение с помощью краскопульта недопустимо из-за содержащихся в грунтовке активных компонентов (попадают в окружающий воздух), кроме того материал не попадает в стыки и не закрывает их. Исключением являются закрытые стационарные установки для напыления или облива.

Содержание

Установки для облива

Установки для облива состоят из устойчивого к коррозии металлического канала, середина которого двусторонне оснащена стержнями с форсунками. В то время как штырь для облива имеет одну форсунку, на стержнях их до 20-ти. Они стоят в середине канала напротив или со смещением. Установка оснащена заборниками, откуда грунтовка подаётся в установку. Материал подаётся гироскопическими пумпами, пригодны также двухмембранные пумпы, так как связывающие грунтовку материалы не подвергаются чрезмерной нагрузке через силы трения. Как только цепной транспортёр с наклонно подвешенной на крючках заготовкой входит в канал, включаются пумпы и заготовка посредством «грунтовочного дождя» интенсивно покрывается (обливается). Во время облива, длящемся в среднем 15-20 сек, достигается насыщение пор заготовки. При выходе из канала пумпа отключается, свежеотгрунтованная заготовка останавливается для стекания избытка грунтовки. Избыточная грунтовка стекает обратно в сборник установки.

Необходимо помнить, что грунтовка имеет вязкость от 11 до 13 сек, чтобы получить хорошее стекание. При длительном пользовании вязкость из-за попадания воздуха может увеличиться (рабочая вязкость). Наилучший результат при обливе зависит также от оптимальной юстировки отдельных форсунок. Они должны быть установлены при запуске на основании пробных обливов. После окончания работ грунтовка откачивается назад в резервуары и установка промывается водой. Многокамерные установки позволяют одновременно грунтовать различными грунтовками (белой и цветной).

Методы распыления

Принцип нанесения распылением базируется на распылении жидкого лакокрасочного материала под давлением. Существует несколько способов нанесения ЛКМ распылением:

Распылительные пистолеты

В настоящее время наряду с традиционным окрашиванием кистью, особенно при высокой производительности, преимущественно используются распыляющие приборы. Здесь краска подаётся под давлением на форсунку, и в виде тумана распыляется на окрашиваемую деталь.

Водоразводимые материалы, всё чаще и чаще применяемые сегодня, зачастую имеют высокую вязкость и не могут стекать в ёмкости под действием силы тяжести. Здесь необходимый выход краски может осуществляться подачей в ёмкость давления около 0,5 атм (например для окрашивания мелких деталей). Как правило, применяются пистолеты, которые обепечиваются материалом либо из накопительной воронки с помощью мембранного насоса, либо непосредственно из тары с помощью поршневого насоса. В то время как насосы различных типов подают материал к пистолетам, очень важным для получения хорошей поверхности является, наряду с давлением, правильный выбор размеров форсунок и применяемых фильтров. Наряду с крупноячеистым фильтром, вмонтированном непосредственно в насосе, в пистолете также расположен специальный мелкоячеистый фильтр. В случае применения водоразбавимых материалов в большинстве своем используются мелкоячеистые фильтры с жёлтым опознавательным кольцом. Фильтры, имеющие слишком маленькие размеры ячеек, могут кроме всего прочего отфильтровывать пигменты (например белая краска).

Распылительные форсунки

Качество поверхности не в последнюю очередь зависит от соответствующей форсунки. Подаваемый под давлением ЛКМ разряжается на выходе из форсунки до нормального атмосферного давления, где факел «распадается» на мельчайшие капельки, которые в виде лакового облака попадают на покрываемую заготовку. Чем мельче распыляется материал, тем качественнее лаковое покрытие. Чем меньше форсунка, тем соответственно мельче капельки материала на выходе, тем лучше распыляется краска и оптимальней становится поверхность.

С другой стороны ниже пропускная способность, а это требует больше времени для получения качественной поверхности, чем с большими форсунками. И чтобы получить подобную поверхность необходимо время. Поэтому размеры форсунок и пригодность к тому или иному материалу зачастую рекомендует изготовитель. Наряду с применением форсунок с круглыми «лучами» для распыления, при окрашивании окон (дверей), с целью оптимально экономного расхода материалов, применяются форсунки с плоским углом раскрыва.

Маленькие углы раскрыва, 20°, используются для покрытия узких поверхностей, т. е. при покрытии оконных заготовок, работа с площадями (дверные полотна), чтобы рациональнее работать, требуют большего угла раскрыва, порядка 40°. Распылительные форсунки как детали, работающие под высоким давлением, подвергаются соответствующему износу. Здесь необходимо учитывать также образивность частичек пигмента и особенно при непрозрачных покрытиях. Основным правилом является то, что форсунка считается изношенной и не гарантирует хорошее качество поверхности после 600-700 л краски или 800-900 литров лака. Такие изношенные форсунки при пробном напылении на картон показывают типичный «полосатый» узор. Корректировать можно вначале повышением вторичного давления, которое ещё как-то формирует факел, но в конце концов её надо заменить. Вторичный воздух, предназначенный для более интенсивного распыления и формирования факела, не должен подаваться под слишком высоким давлением, для предотвращения образования нежелательных кратеров или шагрени в свежеокрашенной поверхности. Давление вторичного воздуха составляет обычно от 0,3 до 1 атм.

Мембранные насосы

Пневматический поршневой насос

В чаще всего встречающихся поршневых насосах краска подаётся под давлением поршня. Большой поршень управляется при этом относительно небольшим давлением воздуха (3-5 бар), который переносит свою силу на маленький поршень и таким образом многократно увеличивает подаваемое давление воздуха. Это приводит к так называемому передаточному числу. При соотношении 1:40 насос с подаваемым давлением в 2,5 атм даёт на выходе из форсунки 100 атм. Чаще всего насос характеризуется двойным числом: Насос с характеристикой 40/60 и по данным изготовителя за один или двойной ход подаёт 60 мл краски.

После включения насос создаёт давление материала, всасывает краску и подаёт её к пистолету. При нажатии на курок пистолета давление падает, поршень начинает его восстанавливать. Для работы таких насосов необходимо достаточное давление воздуха, обеспечивающее беспроблемную подачу окрашивающего материала.

Поршневые и мембранные насосы относятся к так называемым безвоздушным (Airless) приборам, так как краска подаётся не непосредственно сжатым воздухом. Окрашивающий материал, подаваемый под высоким давлением, попадая в атмосферное давление, выходя из форсунки практически «лопается». Дополнительно к головке форсунки подводится давление, чтобы сформировать угол раскрыва в зависимости от применяемой форсунки. Обычное давление составляет 1-2 атм.

Специальная техника нанесения

Наряду с уже знакомой техникой как окунание, облив, кистью или напылением существуют ещё и некоторые другие методы нанесения ЛКМ:

Метод Вакумат

Преимуществом этой техники является быстрая обработка деталей (несколько секунд), при этом нет никаких потерь, так как есть циркуляция материала. Через пониженное давление в окрашивающей камере гарантируется интенсивное порозаполнение деревянной основы. Претенциозно профилированные детали в некоторых случаях могут обрабатываться специальными заменяемыми форсунками, где применяются сопла, подогнаные к профилю, чтобы глубокие пазы хорошо пропитать или покрыть краской. «Вакуматкачество» применяемых материалов для покрытий требует стабильности вяжущих средств к смещению слоев и быстрого удаления воздуха, чтобы на поверхности не образовывалась микропена. Материал не должен за счёт внедрившегося воздуха сильно повышать рабочую вязкость, так как это приводит к изменению толщины мокрого слоя и особенно в прозрачных системах мы можем не достичь желаемой тональности.

Наливные машины

Техника для покрытия несложных поверхностей. Плиты или незначительно структурированные поверхности могут таким образом покрываться ЛКМ.

Циркулирующий ЛКМ закачивается в цилиндр для наливки, на дне которого находится регулируемый паз. ЛКМ при определённой ширине открытия паза даёт непрерывное «полотно» (гардина), через которое протягиваются детали. Оба, движущихся с одинаковой скоростью транспортёра, протягивают заготовку через гардину ЛКМ над каналом для их циркуляции. Толщина мокрого слоя определяется толщиной самой гардины (вязкость) и скоростью протяжки деталей. Это означает, что изменением скорости протяжки обеих транспортёров можно регулировать толщину мокрого слоя. Чтобы получить как можно более широкую гардину могут помочь боковые ведущие провода. Через адгезию они способствуют растопыриванию ЛКМ-ной гардины. Если гардина «порвётся», то это может привести к нежелательным огрехам, т.е. типично сформированных непокрытых участков.

100%-ное использование материала (нет потерь, циркуляция материала) и высокая скорость покрытия при несложных поверхностях рассматриваются как преимущество этой системы.

Горячее нанесение

Новые системы работают таким образом, чтобы предварительно нагретый материал в перерывах между нанесениями, между подогревателем (объём около 1–2 л) и пистолетом рециркулировал, не подвергался охлаждению. Лакировка с предварительным подогревом рекомендуется в плохо или совсем не отапливаемых помещениях, чтобы и в холодное время года получать хорошего качества покрытия. Преимущества метода с предварительным подогревом проявляют себя лучшим растеканием и более быстрым высыханием плёнки (аналогично как при близкой инфракрасной сушке), что быстрее снимает так называемый эффект блокировки.

Источник

Способы нанесения лакокрасочных материалов

Для нанесения красок, лаков и других лакокрасочных материалов разработано несколько различных методов: струйный облив, распыление в электрическом поле, пневматическое распыление, электроосаждение, налив, аэрозольное распыление, в барабанах, распыление под высоким давлением, нанесение с использованием валков, шпателей, кисти и т.п.

Метод нанесения лакокрасочного материала выбирается с учетом вида детали, ее габаритов, назначения, требований к готовому покрытию, экономической целесообразности, условий производства и т.д.

Пневматическое распыление

Пневматическое распыление – наиболее распространенный способ нанесения красок и лаков. Пневматическое распыление может осуществляться с подогревом лакокрасочного материала и без него (используется чаще).

Пневматическое распыление с подогревом лакокрасочного материала

Подогрев позволяет распылять лакокрасочный материал с повышенной вязкостью без применения растворителей (дополнительного разведения красок), т.к. при нагреве снижается поверхностное натяжение и вязкость ЛКМ. Часто для определенных лакокрасочных материалов рекомендуется оптимальный показатель исходной вязкости. То, на сколько снизится вязкость, в большей степени зависит от пленкообразующего компонента лакокрасочной системы.

Покрытие, полученное данным способом, отличается более высоким качеством. Это обусловлено тем, что при подогреве краски повышается ее текучесть, увеличивается глянец и поверхность не «белеет» от конденсата влаги.
Пневматическое распыление с нагревом лакокрасочного материала имеет некоторые преимущества перед распылением без нагрева:

— за счет меньшего числа наносимых слоев повышается производительность;

— благодаря нагреву израсходуется меньше растворителей (для пентафталевых, масляных, глифталевых, меламино-, мочевиноалкидных материалов около 40%, а для нитроцеллюлозных – до 30%);

— можно наносить материалы с высоким содержанием сухого вещества и повышенной вязкости;

— из-за быстроты нанесения и пониженного содержание в ЛКМ растворителей уменьшаются потери на туманообразование;

— при подогреве повышается укрывистость лакокрасочного материала и увеличивается толщина наносимого защитного слоя, за счет чего уменьшается число наносимых слоев.

Не все лакокрасочные материалы можно наносить методом пневматического распыления с подогревом. Подходят только те, структура которых не меняется при нагревании, а покрытие образуется с высокими защитными свойствами. Широко используются нитроглифталевые, нитроцеллюлозные, битумные, глифталевые эмали и лаки, мочевинные, меламиноалкидные, перхлорвиниловые, нитроэпоксидные эмали марки ХВ-113.

Лакокрасочные покрытия, нанесенные пневматическим распылением с предварительным подогревом, по механо-физическим свойствам и коррозионной стойкости не уступают слоям из тех же материалов, разведенных до необходимой вязкости растворителем и нанесенных распылением без подогрева (при одинаковой толщине).

В машиностроении подогретые лакокрасочные материалы чаще всего наносятся с использованием установки УГО-5М (установка горячей окраски). Данный аппарат взрывонепроницаем.

Технические характеристики УГО-5М:

— расход ЛКМ при температуре 70 °С – 0,25 – 0,35 м 3 /час;

— рабочее давление ЛКМ при подаче к краскораспылителю – 1 – 4 кгс/см 2 ;

— давление сжатого воздуха, который подается к распылителю – 2 – 4 кгс/см 2 ;

— максимальная продолжительность предварительного нагрева ЛКМ – 45 минут;

— максимальная продолжительность предварительного нагрева сжатого воздуха – 30 мин.;

— необходимое напряжение электросети – 220 В;

— мощность нагревателя воздуха – 0,5 кВт;

— мощность красконагревателя – 0,8 кВт;

— габариты установки УГО-5М – 580×380×1775 мм;

— вес установки УГО-5М – 130 кг.

Дефекты, возникающие при пневматическом распылении и методы их устранения

Пневматическое распыление без подогрева лакокрасочного материала

Пневматическим распылением без подогрева наносят краски, эмали и др. ЛКМ, изготовленные на основе практически всех видов пленкообразователей.

— довольно большие затраты растворителей;

— значительные расходы лакокрасочных материалов на туманообразование (от 20 до 40%, а иногда и более);

— необходимо окрашивание проводить в специальных камерах с хорошей вентиляцией и системой очистки воздуха;

— дороговизна эксплуатации окрасочных камер.

Составные элементы установки пневматического распыления: масловлагоотделитель, централизованная линия сжатого воздуха (или же передвижной, переносной компрессор), краскопульт (краскораспылитель), шланги для подачи краски и сжатого воздуха, красконагнетательный бак с перемешивающим устройством и редуктором.

Для того чтоб получить сжатый воздух, используют передвижные компрессоры СО-62М, СО-45А, СО-7А и т.п.

Одноступенчатый переносной диафрагменный компрессор СО-45А используют для распылителей лакокрасочного материала, которые работают при маленьком давлении воздуха (до 3 кгс/см 2 ). В большинстве случаев – это аэрографы.

Компрессорные аппараты высокого качества выпускает ВЗСОМ (Вильнюсский завод строительно-отделочных машин).

Масловлагоочистители могут быть подвесными (СО-15А или С-418А) или напольные (С-732) сконструированные на ВЗСОМ.

В промышленных условиях часто используют красконагнетательные баки типа СО-13, СО-12 и СО-42 (ВЗСОМ).

ВЗСОМ выпускает большое количество различных установок и аппаратов. Одним из них является пневматическая турбина С-417А. Она необходима для передачи мешалке вращательного движения.

Технические характеристики турбины С-417А:

— максимальное давление – 5 кгс/см 2 ;

— количество оборотов холостого хода – 290 в мин.;

— диаметр шланга – 13 мм;

— расход воздуха – 0, 45 м 3 /ч;

В зависимости от типа распылительной головки и принципа действия краскораспытители различают:

— высокого давления (рабочее давление от 3 до 6 кгс/см 2 );

— низкого давления (2,5 – 3 кгс/см 2 ).

Также краскораспылители могут быть внутреннего или наружного смешивания. К краскораспылителям (краскопультам) высокого давления внутреннего смешивания относится С-512, который в машиностроении почти не используется. К краскораспылителям высокого давление наружного смешивания относятся следующие марки: КРУ-1, О-37А, ЗИЛ, КР-10, КА-1.

Самое широкое распространение получил краскопульт КРУ-1. С его помощью распыляют лакокрасочные материалы, имеющие рабочую вязкость при комнатной температуре (18 – 23 °С) до 40 с по ВЗ-4.

Подача лакокрасочного материала к краскораспылителю может осуществляться от стакана (маленького бачка), который закреплен на нижней или верхней части краскопульта, либо же от красконагнетательного бака через нижний штуцер.

Почти все краскопульты по своей структуре аналогичны краскораспылителю типа КРУ. Но все же, могут быть оснащены усовершенствованной распылительной головкой и иметь большее количество отверстий для воздуха (при их помощи можно менять форму факела).

Для настройки распылителя предназначены клапаны, регулирующие подачу воздуха и лакокрасочного материала. К краскораспылителям с повышенной производительностью можно отнести устройства марки ЗИЛ.

Краскораспылитель КА-1 (игла открывается воздухом автоматически) широко используется при окраске деталей подогретым или холодным ЛКМ на поточных автоматических линиях.

Электроокрашивание (распыление в электрическом поле высокого напряжения)

Суть электроокрашивания заключается в переносе в электрическом поле высокого напряжения заряженных частиц краски. Электрическое поле создается между двумя электродами, один из которых – изделие, которое окрашивается, а другой – краскораспылительное коронирующее устройство. Изделие заземляют, а к краскораспылителю подключают высокое напряжение (зачастую отрицательное). Лакокрасочный материал подается к краскораспылителю (на коронирующую кромку), где отрицательно заряжается, и под действием электрических сил распыляется. Поток распыленного лакокрасочного материала направляется к окрашиваемому изделию и осаждается на его поверхности. Электроокрашиванием наносят защитные слои как на металлические, так и на неметаллические поверхности (резину, дерево и т.п.).

Окрашивание зачастую производят на конвейерных линиях с использованием стационарных установок или ручных краскораспылителей. Производительность процесса окраски зависит от того, какие виды краскораспылительных установок используются и сколько их. Ручные краскораспылители характеризуются достаточно маленькой производительностью, хотя имеют ряд преимуществ: небольшой расход лакокрасочного материала (отсутствие его потерь), возможность окрашивать изделия решетчатой структуры и т.д.

На стационарных установках окрашиваются детали достаточно простой формы: корпуса стиральных машин, кузова автомобилей, корпуса различных приборов, электродвигателей, холодильников и т.п.

Источник

Лако-красочные материалы — производство

Технологии и оборудование для изготовления красок, ЛКМ

Технология нанесения лакокрасочных материалов

8.1. Способы нанесения лакокрасочных материалов

На поверхность

8.1.1. Классификация способов окрашивания

Различают способы нанесения жидких и порошковых лакокрасочных материалов.

Нанесение жидких лакокрасочных материалов, как и любых жидкостей, на твердую поверхность основано на:

1) превращении их в аэрозоли с последующим осаждением и коагуляцией в тонком слое;

2) смачивании поверхности (адсорбции);

3) отложении (осаждении) вещества из жидкой среды (раствора или дисперсии) при воздействии электрического тока, нагревания и т. д.;

4) испарении и последующей адсорбции из газовой или парогазовой фазы (для мономеров).

К Первой наиболее распространенной группе способов относятся: пневматическое распыление, электростатическое распыление, гидравлическое (безвоздушное) распыление, аэрозольное распыление. Общим для всех является то, что жидкий лакокрасочный материал предварительно диспергируется – превращается в состояние аэрозоля. От свойств аэрозоля и от того, насколько он полно осаждается и коагулирует на поверхности, зависят экономика и качество получаемых покрытий.

Вторая группа способов – это окунание, облив, окрашивание валиками, в барабанах, кистями и другими ручными приспособлениями. Для них необходим прямой контакт твердой поверхности и жидкого лакокрасочного материала и возможно более полное взаимодействие (смачивание).

Третья группа – это электрополимеризация, электро — и хемоосаждение.

Четвертая группа – полимеризация в тлеющем разряде, инициированная полимеризация мономеров из паровой фазы и др.

В этом случае, как и при электрополимеризации, процесс нанесения (осаждения) мономерного или олигомерного пленкообразующего вещества совмещается с процессом его химического превращения, приводящего к формированию готового покрытия. В других случаях процессы нанесения и отверждения (сушки) материала четко разделяются во времени и по аппаратурному оформлению.

Нанесение порошковых лакокрасочных материалов основано на их способности легко превращаться в аэрозоли. Аэрозоли осаждаются на твердой поверхности в результате:

1) электризации аэрозольных частиц (сообщается заряд, противоположный по знаку заряду поверхности);

2) контактирования аэрозоля с нагретой поверхностью;

3) контактирования аэрозоля с липкой поверхностью подложки;

4) конденсации аэрозоля на холодной поверхности.

В отдельных случаях применяют нанесение порошковых красок на горизонтальную поверхность насыпанием, насеиванием и т. д.

Таблица 8.1. Сравнительная оценка способов нанесения лакокрасочных материалов*

Источник