1.4.1 Конвективная сушка

Конвективная сушка состоит в нагревании деталей в специальных сушильных установках воздухом или продуктами сгорания газообразного или жидкого топлива. Окрашенному изделию тепло передается в результате конвективного теплообмена с сушильным агентом. Нагрев нижних слоев покрытия осуществляется в результате теплопроводности.

На кинетику процесса сушки и отверждения влияют следующие факторы: тип лакокрасочного материала и толщина покрытия, темпе­ратура, влажность воздуха, интенсивность теплообмена, толщина, теплоемкость и плотность материала изделия. С повышением темпе­ратуры сушки и интенсивности теплообмена в сушильной установке процесс сушки ускоряется. С увеличением толщины металла и покрытия процесс сушки замедляется, особенно это заметно при высоких темпе­ратурах сушки и при отверждении маслосодержащих лакокрасочных покрытий.

Рисунок 1.3-Схема конвективной сушильной камеры [2]

1-вытяжная установка; 2-рециркуляционная установка; 3-газоходы; 4-шибер; 5- вытяжные зонты.

При интенсивной обдувке окрашенной поверхности изделия уско­ряется процесс сушки, но в то же время значительно снижается эластич­ность лакокрасочного покрытия, особенно при сушке маслосодержащих материалов, в процессах превращения которых существенную роль играет кислород. На поверхности этих покрытий образуется окислен­ная оболочка, замедляющая процесс сушки подобных покрытий. В таких случаях целесообразно уменьшать толщину однослойного покрытия, а скорость движения среды в сушильной камере ограничивать до 1 м/с.

1.4.2 Терморадиационная сушка

Терморадиационная сушка широко распространена в промышлен­ности благодаря ее отличительным особенностям. Инфракрасное излу­чение распространяется со скоростью света, что способствует быстрому переходу энергии излучения в тепловую при поглощении ее объектом. Излучение способно проникать на некоторую глубину в лакокрасочные покрытия и вызывать возникновение источника тепла внутри покрытия, интенсифицировать удаление растворителя. Наиболее эффективно при­менение терморадиационной сушки для покрытий, отверждаемых в результате физико-химических процессов (эпоксидные, меламиноалкидные, мочевиноформальдегидные и другие материалы на основе конден­сационных смол) при повышенных температурах сушки.

При применении облучательных приборов, работающих в длинноволновой области (темные излучатели с температурой поверхности излучения <750° С), коэффициент поглощения инфракрасных лучей эма­лями практически мало зависит от их цвета; поэтому скорость сушки покрытий светлых и темных тонов для групп материалов, близких по составу, практически почти одинаковая.

При сушке покрытий ламповыми (светлыми) излучателями погло­щение, пропускание и отражение инфракрасных лучей существенно зависят от цвета лакокрасочных покрытий, а их эффективные оптические характеристики - от распределения энергии излучения по спектру длин волн. При одной и той же плотности падающего потока излучения поглащенная покрытием энергия получается различной, и пленка нагре­вается до разной температуры. Покрытия белые и светлых цветов нагреваются до более низкой температуры и высыхают медленнее, чем по­крытия черные и темных цветов.

Температурный режим излучения выбирают на основе экспериментальных данных по оптическим характеристикам покрытия, нанесенного на подложку. Как правило, все лаковые смолы хорошо пропускают энергию инфракрасного излучения с длиной волны 6 мкм.

Терморадиационная сушка рекомендуется как для грунтовок, так и для покрытых эмалей. В тех случаях, когда при повышенных температурах недопустимо меняется оттенок цвета покрытия, возможность применения способа сушки существенно снижается.

Для изделий сложной конфигурации с экранированными участками поверхности рекомендуется терморадиационная сушка с принудитель­ной циркуляцией воздуха. Этот метод иногда называют терморадиационно-конвективной сушкой.

При горячей сушке многих лакокрасочных покрытий рациональнее осуществлять инфракрасный нагрев, особенно в первоначальной стадии процесса, когда скорость его лимитируется интенсивностью удаления растворителя из пленки. В заключительной стадии, когда скорость процесса определяется химическими превращениями, могут быть применены конвективная сушка либо облучение инфракрасными лучами с длиной волны излучения, соответствующей длине волны колебаний химической связи той функциональной группы, которая лимитирует весь процесс химических превращений, либо высокоча­стотными светлыми излучателями.