18. Способы нанесения и сушки лакокрасочных покрытий на кузовах

1) Способ воздушного распыла самый распространенный и массовый, освоенный (примерно 70% всех материалов наносятся данным способом).

Суть способа: ЛКМ сжатым воздухом интенсивно дробится и этим же воздухом наносится на поверхность. Давление воздуха 3-5 кгс/см². Основные элементы: компрессор с приводом (заводская магистраль сжатого воздуха), масло-влаго уловитель (к воздуху, подающемуся к распылителю, предъявляются жесткие требования по чистоте), трубопроводы, ресиверы, распылители.

Промышленностью выпускаются множество установок, которые работают по двум вариантам:

- Холодная окраска. Перед подачей в распылитель ЛКМ имеет ту же температуру, что и кузов), ЛКМ более жидкий, следовательно, необходимо большее количество слоев;

- Горячая окраска. Перед распылителем ЛКМ подогревается до 60-70 ºС. Подогрев осуществляется в емкости, через которую проходит змеевик с ЛКМ, а емкость заполняется горячей водой. ЛКМ более густой, с меньшим количеством растворителя, но за счет подогрева густой состав разжижается. Слой в 1,5-2 раза толще, чем при холодной окраске.

В практике используются и тот и другой способ.

Недостатки воздушного распыла: большие потери эмали; невысокое качество распыла.

Достоинства: простота тех. процесса; доступность оборудования.

2) Безвоздушный распыл. Насос в таких установках качает не воздух, а сам ЛКМ. Давление в распылителе 100-200 кгс/см². Принцип работы аналогичен ТНВД дизелей. Наиболее часто используется при антикоррозионной обработке кузова. Требования к таким установка – обеспечить наилучшее качество ЛКП.

Недостатки:

- более сложная конструкция, следовательно, больше стоимость;

- необходимы трубопроводы высокого давления (армированные);

- требуются особые условия при эксплуатации такого оборудования.

Достоинства:

- выше качество распыла;

- меньше потери (до 20-30% экономия);

- меньший расход растворителя до 15-20%.

Данный способ осуществляется как в «холодную», так и в «горячую». При горячем распыле давление может быть понижено в 1,5-2 раза.

3) Окраска в электростатическом поле, обычно применяется на автомобильных заводах.

Электрическое поле высокого напряжения (100-150 кВ) создается между деталями (кузовом) на заземленном конвейере и краскораспылителями, вокруг кузова размещаются специальные экраны-короны, которые более равномерно распределяют поле. К распылителям и экранам подается «-», на кузов и конвейер подается «+». Около отрицательного полюса образуется зона интенсивного ионообразования, в это пространство подается эмаль, которая частично поглощает ионы (эмаль частично заряжается). Под действием электрического поля эмаль устремляется к положительному полюсу. Т.к. частицы эмали имеют одинаковую полярность, то в зоне их скопления частицы краски стремятся равномерно распределиться. За счет этого слой более равномерный по отношению к другим вариантам. Для АРП выпускают специальные пистолеты-распылители с электромагнитным полем. Пистолет для ручной окраски имеет такой же принцип действия, как и стационарные установки на заводах. К кузову подается «+», а к пистолету «-», напряжение 100кВ. Высокие напряжения в таких установках опасны из-за искрообразования.

Недостатки:

- трудность при окраске сложных рельефов;

- необходимы спец. экраны при окраске неэлектропроводных материалов;

- необходимо использование эмалей с определенными электрическими параметрами (сопротивление, электропроницаемость);

- нельзя использовать эмали с металлическим порошком (металлики (алюминий)).

Достоинства:

- наивысшее качество слоя по его равномерности;

- меньше потери материала (при отлаженной технологии).

4) Окраска окунанием используется при нанесении грунтов и фосфатных пленок. Иногда этот же способ используют при производстве с/х машин

5) Окраска кистью, вальком, шваброй используются в быту.

Способы сушки при окраске кузовов.

Процесс высыхания покрытий разных ЛКМ различен и зависит от природы и химического состава материала. Некоторые материалы сушатся только за счет испарения растворителя, в результате чего образуется пленка. К таким относят нитроцеллюлозные перхлорвиниловые эмали.

У других эмалей сушка более сложна и состоит из двух этапов:

1) Удаление паров растворителя;

2) Химический процесс окисления, полимеризации, конденсации и этот этап составляет 80-90% всего времени сушки. К таким материалам относят меламиноалкидные и алкидные. Как правило, второй этап требует повышения температуры (80-140 ºС). При меньших температурах процесс полимеризации может вообще не произойти ил не полностью завершиться. Для всех материалов очень быстрая сушка не желательна. Целесообразно первые минуты выдерживать при комнатной температуре, а затем при повышенной температуре. В зависимости от способа подачи тепла сушки бывают:

- конвекционные (сушка горячим воздухом);

- терморадиационная (инфракрасные);

- токами высокой частоты или промышленным током;

- сушка УФ лучами.

Наиболее распространенные первые два способа.

Конвекционная сушка. Высыхание (удаление паров) начинается с наружных слоев и заканчивается удалением глубинных слоев, которые вынуждены разрывать засохшую наружную пленку, создавая на поверхности микропоры. Главный недостаток такой сушки – создание микроканалов, которые, впоследствии, превращаются в макроканалы (уменьшается блеск, нарушается целостность пленки).

Терморадиационная сушка. Процесс высыхания начинается с глубинных слоев и заканчивается удалением паров снаружи. Внешняя пленка более прочная, надежная, выше глянец. Это связано с тем, что лучи больше греют металл, чем эмаль. Источниками могут быть электрические нагреватели. Мощность таких ламп может достигать 500 Вт и более. Вокруг кузова могут размещаться несколько излучателей. Сушка затратна, но качество выше.

УФ сушка. Источником ультрафиолетового излучения в УФ-сушках чаще всего являются УФ-лампы. Стандартные лампы представляют собой прозрачную кварцевую колбу, наполненную инертным газом и небольшим количеством ртути. По концам колбы находятся электроды. При подаче электроэнергии в колбе возникает дуга, которая способствует испарению ртути (до 900 С). В летучем состоянии пары ртути начинают испускать фотоны.

Краски и лаки различных производителей включают в себя различные фотоинициаторы, а также их комбинации. Поэтому для различных красок и лаков могут использоваться УФ-лампы с различными спектрами излучения.

На скорость отвердения краски и лака влияет совпадения пиков чувствительности и излучения.

Сушка с катализаторами. Используется специальный состав, который вводится в ЛКМ перед нанесением на кузов. Цель таких составов: понизить температуру затвердевания. Примеры: малеиновый ангидрид 12-20 гр на 1 кг эмали, позволяет понизить температуру со 130-140 ºС до 70-80 ºС, время затвердевания 30 минут; «Контакт Петрова» 50-60 гр на 1 кг эмали позволяет понизить температуру сушки до 20 ºС, время сушки до 7 суток.

Все катализаторы требую первоначальной выдержки – несколько минут или часов, после можно сушить в камере.

Достоинства: снижение температуры, сокращение времени.

Недостатки: возможно изменение цвета (некоторые сочетания эмали и катализатора); возможно появление пятен; возможное появление пятен в местах контакта с каплями битума.