Лакокрасочные материалы для ускоренного отверждения

Длительность отверждения лаков составляет примерно 95 % от обще­го цикла отделки. Поэтому при применении лаков длительного отверж­дения резко снижается производительность работ в отделочных цехах, уменьшается съем продукции с 1 м² площади, тормозится внедрение механизации и автоматизации процессов отделки. В последние годы проводятся активные работы по внедрению в производство способов интенсификации отверждения лакокрасочных покрытий.

Подвод тепла к отверждающемуся полимерному лакокрасочному покрытию может вызвать ускорение реакции полимеризации примерно в 6…8 раз, однако даже в этом случае невозможно создать высоко­производительные автоматизированные поточные линии отделки. Поэто­му во врем мире и в СССР для интенсификации отверждения лакокра­сочных покрытий применяют лучистые виды энергии: инфракрасного и ультрафиолетового излучения, потока ускоренных электронов.

Полиэфирные лаки инфракрасной сушки

Инфракрасное облучение применяется для ускоренного отверждения Лакокрасочных покрытий. При этом используют в основном беспарафи­новые полиэфирные лаки. Отечественная промышленность в настдящее время не выпускает полиэфирные лаки ИК-сушки, которые могли бы быть использованы в производстве мебели. Поэтому при работе установок по отверждению лаков с помощью инфракрасных лучей, как правило, применяют зарубежные лаки. Такие лаки выпускаются ря­дом зарубежных фирм (ФРГ, Австрии, Англии и др.).

Фирма "Фотеллер" (ФРГ) выпускает двухосновной лак инфракрас­ного отверждения ИРЕ-лак 52-306-0/0000. Этот лак поставляется в комплекте с ускорителем 55-305-0/0000, разбавителями 59-999-0/0000 и 19-960-0/0000, а также с грунтовкой 58-550-0/0000.

Лак наносят на лаконаливной матине, причем состав раствора лака для первой и второй головок различный, кроме того, для разбавления их применяются различные разбавители. Жизнеспособность обоих рабо­чих растворов не менее 1 мес. Для обеспечения качества отверждаемого покрытия перед лакированием вальцовым методом наносится грунт с расходом 15…20 г/м². Жизнеспособность грунта не менее 3 мес.

Фирма "Вилкинсон" (Англия) разработала рецептуры лаков (проз­рачных и пигментированных), отверждающихся под действием инфра­красных лучей в течение 30…40 с.

Обширная номенклатура лаков ИК-сушки разработана австрийскими фирмами. Так, фирма "Штольлак" выпускает материалы терморадиа­ционной сушки, отверждаемые при средне- и длинноволновом излучении. К ним относятся широкоизвестный глянцевый лак "Штольлюкс-У-500" и матирующий лак "Штольлюкс-У-200".

Фирма "Рейххольд Хемми" выпускает несколько модификаций многокомпонентных двухосновных полиэфирных лаков, например лаки № 449582 и № 349555, № 349704 и № 349700 и др. Эти лаки комп­лектуются специальными отвердителями, ускорителями и разбавителя­ми. Разработан новый полиэфирный лак инфракрасной сушки № 349745 для получения матовой поверхности с закрытыми порами.

Использование инфракрасных лучей для интенсификации реакции полимеризации лакокрасочных материалов обусловлено свойствами этих лучей. При попадании на предмет, поглощающий излучение, эти лучи передают ему свою электромагнитную энергию, которая превращается в тепловую, за счет чего происходит нагрев поверхности. При этом излу­чаемый поток частично отражается от него, частично поглощается им и частично проходит сквозь него. Количество отраженного, поглощенного и пропущенного потока излучения зависит от отражающей и поглощаю­щей способности тела-в данном диапазоне длин волн. Инфракрасное облучение охватывает широкий диапазон длин волн (0,76 .. . 750 мкм).

При терморадцационной сушке используют Источники, генерирующие, инфракрасные лучи коротковолнового (0,76…1,4 мкм) и средневол­нового излучения "(1,4…3мкм) , легко проникающие в лакокрасочные покрытия.

Эффективность терморадиационной сушки лакокрасочных покрытий зависит от степени проницаемости инфракрасных лучей. Существуют две гипотезы механизма процесса отверждения за счет поглощения ин­фракрасных лучей. По одной из них это процесс полимеризации, проте­кающий в результате интенсивного нагрева, т.е. зависящий целиком от температуры. Согласно второй гипотезе энергия инфракрасных лучей, представляющая собой лучистую энергию электромагнитных волн в определенном диапазоне длин волн (максимум излучения соответст­вует длине волны 1,4…3 мкм), вызывает колебания групп атомов, участвующих в процессе полимеризации, в результате чего происходят резонансные явления, приводящие к разрыву межатомных связей и об­разованию высокомолекулярных соединений. В этом случае на процесс отверждения воздействуют два фактора: температура и радиационный эффект.

Эффективность терморадиационного отверждения лакокрасочных материалов обусловлена характером взаимодействия покрытия с пото­ком инфракрасных лучей и подложки, так как часть потока ИК-лучей в зависимости от отражающих свойств покрытия отражается от него, проникшие лучи частично поглощаются покрытием, частично отражаются от подложки и часть их поглощается поверхностным слоем древесины. Глубина проникновения в этом случае зависит во многом от материала подложки.

Длительность отверждения под действием инфракрасного облучения и качество покрытия во многом определяются степенью поглощения ИК-лучей покрытием и подложкой. Так, если слой покрытия слабее поглощает лучи, чем подложка, то на границе лакового слоя и древесины выделяется больше тепла, чем в слое лака, поэтому температура внутрен­ней поверхности лака выше, чем наружной, и отверждение начинается изнутри, протекая за сравнительно короткое время. Однако при интен­сивном нагреве подложки находящийся в ней воздух и влага будут выходить наружу, приводя к образованию пузырей в покрытии. Наибо­лее высокое качество покрытия получается при оптимальном поглоще­нии энергии излучения слоем лака, что достигается регулирова­нием длины волны и интенсивности генерируемого инфракрасного излучения.

Терморадиационная сушка позволяет резко повысить скорость отвер­ждения лакокрасочных покрытий, исключить влияние окружающей сре­ды (температуры, влажности и запыленности воздуха, сквозняков и т.д.), проводить отверждение любых по толщине прозрачных и пигментирован­ных покрытий, получать покрытия с более высокими показателя­ми физико-механических свойств (твердостью, сопротивлением исти­ранию).