15. Класифікація способів фарбування.

Существующий набор способов позволяет наносить любые жидкие и порошковые лакокрасочные материалы в непрерывном и периодическом режимах на изделия и объекты разной формы и размеров. При этом до минимума сократилось время нанесения и резко возросла произво­дительность труда.

Различают способы нанесения жидких и порошковых ЛКМ.

Нанесение жидких ЛКМ, 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 дисперсий) при воздействии электрического тока, нагрева­ния и т.д.;

4. адсорбции из газовой или паровой фазы.

К первой наиболее распространенной груше способов относят­ся: пневматическое распыление, электростатическое распыление, гидравлическое (безвоздушное) распыление, аэрозольное распыление.

Общим для всех этих способов является то, что жидкий ЛКМ 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.

Сущность способа пневматического распыление заключается в образовании аэрозоля путем дробления жидкого ЛКМ струей сжатого газа (обычно воздуха). Образующийся аэрозоль движется в направлении газовой струи и при ударе о деталь коагулирует; капли сливаются, образуя на поверхности слой жидкого лака или краски. Для распыления ЛКМ применяют форсунки с кольцевым газовым каналом и наружным смешением жидкости и газа. При малой скорости газового потока жидкость не дробится. Существует предельная критическая скорость истечения газа (ω_кр), при которой происходит распыление, для хорошего распыления требует­ся давление 0,2-0,6 МПа и ω_кр = 300-450 м/сек. Оптимальные зна­чения вязкости ЛКМ составляют 17-35 секунд по вискозиметру ВЗ-4. В этих условиях диаметр образующихся аэрозоль­ных частиц 6-80 мкм.

По значению и распространению в промышленности электростатиче­ское распыление занимает второе место после пневматического.

Сущность электростатического способа заключается в распылении ЛКМ с одновременным сообщением образующимся аэрозольным частицам электрического заряда, благодаря которому он равномерно осаждается на противоположно заряженном изделии.

При электростатическом нанесении приемлем любой способ обра­зования аэрозолей, однако наиболее распространены механическое (центробежное), пневматическое и гидравлическое (безвоздушное) распыление. Возникновение заряда на частицах связано с наложением постоянного электрического поля высокого напряжения (50-140 кВ), при этом изделие, как правило, заземляется.

Существует несколько способов зарядки аэрозольных частиц, определяющий различный подход к аппаратурному оформлению процессов. Практическое использование нашли два из них: ионный (зарядка/ ионной адсорбцией, источником ионов обычно является коронный за­ряд, возникающий в пространстве между двумя электродами), контактный (зарядка путем электростатической индукции происходит, в результате контактов ЛКМ с острой кромкой распылителя, выполняющего одновременно роль коротирующего электро­да).

Гидравлическое распыление принципиально отличается от других способов распыление тем, что диспергирование жидкого ЛКМ осуществляется с помощью гидравлического давления, соз­даваемого, например, сжатым воздухом. Работа аппаратов гидравлическо­го распыления основана на превращении потенциальной энергии краски, находящейся под давлением, в кинетическую энергию при выходе ее из сопла распылителя.

Способ гидравлического распыления связан с диспергированием ЛКМ за счет высоких скоростей его истечения из насадок (сопел) при подаче под давлением. Гидравлическое давление создается воздухом или непосредственно, например, с по­мощью центробежного или плунжерного насоса.

Для распыления применяют струйные форсунки, устройство кото­рых во многом определяет характер и степень распыления ЛКМ и направление движения аэрозольного потока.

Гидравлическое распыление низковязких водных красок (извест­ковых, клеевых, силикатных) удовлетворительно происходит при от­носительно невысоком давлении 0,6-0,8 МПа. Окраска крупногабарит­ных изделий осуществляется безвоздушным распылением при давлении 6-25 МПа.

Вторую группу способов составляют окунание, облив, окраска валиками, в барабанах, кистями и другими ручными приспособлениями. Для их осуществления необходим прямой контакт твердой поверхности и жидкого ЛКМ и возможно более полное вза­имодействие (смачивание).

Окунание и облив - наиболее простые и издавна применяемые способы окраски. Достоинство их заключается в возможности наносить различные лакокрасочные материалы и получать покрытия достаточно хорошего качества при использовании несложного оборудования. Оку­ная (погружая) изделие в ЛКМ или обливая им изделие, удается прокрашивать практически все участки поверхности, в том числе и скрытые от глаза человека; этого нельзя достичь с помощью многих других способов окраски.

Недостатками способов окунания и облива являются: неравно­мерность толщины покрытия по высоте изделия, невозможность окра­шивания изделий, имеющие карманы и внутренние полости, относитель­но, большие потери ЛКМ, нередко доходящие до 20% и более.

Принцип нанесения окунанием и обливом основан на смачивании окрашиваемой поверхности жидким лакокрасочным материалом и удер­жании его на ней в тонком слое за счет адгезии и вязкости материала. Количество и толщина покрытий при окраске окунанием и обливом оп­ределяются свойствами поверхности, а также химическими и структурно- механическими характеристиками наносимого материала.

Нередко самым удобным, простым и экономически выгодным для мелких изделий массового потребления является способ окраски в барабанах. Применяют барабаны с механическим приводом, обеспечива­ющие слив ЛКМ и нередко высушивание изделий при вращении. В последнем случае предусмотрена подача в барабан теплового воздуха и отвод из него паров растворителя.

Третью группу представляют такие перспективные способы, как электро- и автоосаждение.

Электроосаждение - один из наиболее перспективных способов нанесения ЛКМ, заключающийся в осаждении (от­ложении) ЛКМ в виде концентрированного осад­ка на поверхности изделия под воздействием постоянного электрического тока. Осаждение осуществляется в результате придания части­цам ЛКМ, находящимся в электропроводящей жидкой среде, электрического заряда, противоположного по знаку заряду покрываемого изделия. Если ЛКМ способен в данной среде переходить в ионное состояние, то его перенос осуществляется за счет заряда ионов - катионов или анионов.

Электроосаждение из дисперсий связано с переносом частиц в неподвижной жидкой среде к одному из электродов - аноду или катоду. В зависимости от того, чем служит окрашиваемое изделие - анодом или катодом, различают анодное осаждение (анофорез) или катодное (катофорез). Необходимым условием для электроосаждения является наличие электропроводящей среды. Поэтому данным способом наносят водные и органодисперсии полимеров и олигомеров: в случае органодисперсий дисперсионной средой служат жидкости с высокой диэлектри­ческой проницаемостью (спирты, кетоны, амиды, смеси гидрофильных растворителей с водой).

К четвертой группе относятся сравнительно новые способы: полимеризация в тлеющем заряде, инициированная полимеризация моно­меров из паровой фазы и др. В этом случае процесс нанесения (осаждения) мономерного или олигомерного пленкообразующего вещества совмещается с процессом его химического превращения, приводящего к образованию готового покрытия. В других случаях процессы нанесе­ния и отверждения (сушки) материала четко разделяются как во времени, так и по аппаратурному оформлению.

Все существующие способы нанесения жидких и порошковых красок подразделяются на механизированные и ручные. Первые используются в промышленности и реже в строительстве при окраске объектов и из­делий в условиях массового поточного и нередко малосерийного произ­водства; вторые - при единичном производстве в промышленности, строи­тельстве и в быту, когда объем лакокрасочных работ мал и по сообра­жениям экономии материалов, санитарно-гигиеническим, техническим и другим условиям нецелесообразно применять механизированные средства окраски.