Способы нанесения жидких лакокрасочных материалов

СПОСОБЫ НАНЕСЕНИЯ ЛАКОКРАСОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Способы нанесения жидких лакокрасочных материалов

Окраска деталей жидкими лакокрасочными материалами при ремонте автомобилей может осуществляться следующими способами: с помощью кистей и накатных валиков; окунанием; струйным обливом; воздушным и безвоздушным распылением; распылением в электростатическом поле.

Окраска кистями и накатными валиками получила ограниченное распространение, особенно при использовании быстросохнущих лакокрасочных материалов. Преимуществами этого метода являются простота и универсальность, позволяющие окрашивать поверхности различных размеров и конфигураций. Кроме того, при окрашивании кистью достигается большое сцепление краски с поверхностью детали за счет втирания [21].

Окраска окунанием имеет широкое распространение вследствие простоты исполнения, высокой производительности, уменьшения потерь лакокрасочного материала и возможности хорошего прокрашивания деталей сложной формы. Подлежащие окраске детали завешивают на подвески, которые погружают в ванну, заполненную лакокрасочным материалом.

Окраска окунанием полностью механизирована, за исключением работ по навеске и съему деталей с подвесок. Этот способ применяется при окрашивании деталей, для которых не требуется тщательная отделка, так как на окрашенной поверхности образуется значительное количество потеков. Толщина защитной пленки регулируется вязкостью лакокрасочной эмали, скоростью высыхания покрытия [21].

Окраска струйным обливом заключается в том, что детали подают в специальную установку, где обливают лакокрасочным материалом, а затем выдерживают в парах растворителей. Высокая концентрация задерживает испарение, улучшает разлив эмали, что уменьшает количество потеков. Способ струйного облива требует больших производственных площадей для размещения оборудования и характеризуется повышенным расходом растворителей. Однако высокая производительность процесса и возможность окраски деталей различных размеров и форм позволили его использовать при нанесении грунтовок или эмалей на нелицевые поверхности [21].

Воздушное (пневматическое) распыление (рис. 2.1) основано на превращении лакокрасочного материала при помощи сжатого воздуха в тонкую дисперсную массу, которая наносится на поверхность детали в виде мельчайших капель. Капли, сливаясь, друг с другом, образуют покрытие, отличающееся высокими защитно-декоративными свойствами. Разведенная краска из нагнетательного бака поступает в краскораспылитель и наносится на окрашиваемую поверхность. Воздух из компрессора через масловлагоотделитель подается к краскораспылителю под давлением 0, 3…0, 7 МПа. С помощью регулятора давления в нагнетательном баке устанавливается давление 0, 15…0, 20 МПа [22].

Рисунок 2.1 – Схема установки воздушного распыления:

1 – масловлагоотделитель; 2 и 4 – шланги подачи воздуха;

3 - красконагнетательный бак; 5 – шланг для подачи краски; 6 – краскораспылитель.

Недостатками пневматического распыления эмали являются: высокий расход материалов вследствие потерь на туманообразование; необходимость в специальных окрасочных камерах с приточно-вытяжной вентиляцией и в высококвалифицированных рабочих. Для уменьшения туманообразования при нанесении эмали применяются бестуманные краскораспылители с нижним расположением резервуара с краской. Подача краски к соплу краскораспылителя производится под действием эжекции (подсоса) воздушной струей.

Эффективным процессом является окраска распылением подогретых эмалей. В этом случае к оборудованию для распыления красок добавляется еще подогреватель. Краска от нагнетательного бака проходит через подогреватель и имеет температуру на выходе из краскораспылителя 50…60⁰С. Распыление с подогревом краски позволят получить более ровные покрытия с высоким блеском, снизить расход растворителей на разведение красок, увеличить толщину наносимого слоя покрытия и тем самым сократить количество наносимых слоев эмали и трудоемкость процесса.

Применение для распыления лакокрасочных материалов сжатого воздуха имеет ряд существенных недостатков. Дело в том, что окружающий нас воздух содержит око­ло 20% кислорода и примерно 78% азота. Остальное - различные примеси: другие газы, за­грязнения и водяной пар. При сжатии воздуха объемная концентрация примесей возрастает, а, кроме того, дополняется частичками масла, неминуемо присутствующего в любом компрессоре. Загрязняющие сжатый воздух субстанции провоцируют образование подавля­ющего большинства возможных дефектов при нанесении ремонтного покрытия, и для защиты от них приходится идти на различные дорогосто­ящие ухищрения. Возникает необходимость в применении систем раз­личных фильтров, холодильника-осушителя, влаго- и маслоотделителей. Тем не менее, стопроцентной защиты от за­грязнений распыляемого материала такая сис­тема обеспечить не может. В свою очередь и ки­слород, содержащийся в воздухе, также оказывает влияние на качество получаемых лакокрасочных покрытий. Кислород химически активен и способен мгновенно вступать в реакцию с компо­нентами лакокрасочных материалов. Некоторые специалисты полагают, что именно этот газ «повинен» в понижении блеска нанесенного деко­ративного покрытия [23].

Поэтому итальянские специалисты по окраске внедри­ли в практику новейшую инновационную технологию распыления материалов с помощью сжа­того азота, а не воздуха.

Практическое воплощение такого способа ок­раски запатентовано компанией Eurosider.

В основу способа Nitrothermspray заложена технология получения азота из воздуха - Derivair Membrane Systems этой же компании. Следует отметить, что технология получения азота, бази­рующаяся на основе использования мембранных фильтров, известна давно и хорошо отработана. К примеру, она уже используется в автосервис­ной индустрии при накачке азотом шин.

В мембранных системах реализуется принцип молекулярной фильтрации газовой смеси, в на­шем случае воздуха. Молекулы газов (кислоро­да и азота) отличаются своими размерами и ско­ростью проникновения через мембранный фильтр, что позволяет эффективно отделять так называемые «быстрые» газы, в первую оче­редь кислород, от «медленных», ярким предста­вителем которых является азот.

Ключевыми компонентами системы являются модули Membrana Derivair, каждый из которых содержит тысячи мембран на специальных волоконных кабелях, которые позволяют отделить кислород, водяные пары и углекислый газ, в ре­зультате чего получается поток азота. Регулируя скорость и количество воздуха, проходящего че­рез мембраны, можно изменять концентрацию азота в газовом потоке на выходе из установки [23].

Ещё одним из способов, позволяющим наносить ЛКМ является безвоздушное распыление лакокрасочных материалов, которое осуществляется в результате резкого изменения давления краски, находящейся в системе под высоким давлением, при выходе её из краскораспылителя специальной конструкции в атмосферу (рис. 2.2). При выходе краски из сопла краскораспылителя давление падает до атмосферного, и растворитель мгновенно испаряется. Так как процесс сопровождается значительным расширением, то это способствует измельчению эмали.

Рисунок 2.2 – Схема установки безвоздушного распыления:

1 – бачок для краски; 2 – питающая линия; 3 – регулирующий клапан; 4 – шланг; 5 – краскораспылитель; 6 - нагреватель; 7 - насос

При нанесении покрытий безвоздушным распылением краска подается к соплу от гидравлического насоса под давлением 4, 0…6, 0 МПа при температуре 70…100⁰С. Применение окрасочных аппаратов безвоздушного распыления требует более тонкого помола лакокрасочного материала [24].

Нанесение покрытий безвоздушным распылением обеспечивает такую же адгезию с металлом, как и использование кистей, что позволяет применять его при нанесении грунтовочного слоя. Достоинствами этого способа окраски являются: высокая производительность; небольшой удельный расход лакокрасочного материала и растворителей; высокое качество покрытия; возможность применения менее мощной вентиляции; снижение затрат на оборудование; снижение продолжительности окраски; возможность применения всех лакокрасочных материалов, используемых для окраски.

Окраска деталей в электростатическом поле в последние годы получило широкое распространение. Сущность процесса состоит в том, что электрическое поле высокого напряжения создается между деталями, движущимися по заземленному конвейеру, и краскораспыляющим устройством, на которое подается высокий электрический потенциал. Частицы краски, получая отрицательный заряд, притягиваются к положительно заряженной детали и осаждаются равномерным слоем [21, 24].

Распыление краски в электростатическом поле может осуществляться двумя способами: пневматическими распылителями с установкой электродной корронирующей сетки между распылителем и окрашиваемой поверхностью; специальными быстровращающимися электростатическими распылителями. При применении пневматических распылителей не достигается полного осаждения частиц краски на детали, поскольку краскораспылитель расположен на некотором расстоянии от корронирующей зоны, и часть краски, не получившая электрического заряда, теряется. Для полного осаждения лакокрасочного материала на окрашиваемую поверхность сообщают заряд высокого напряжения непосредственно краске и распыляют её с помощью электростатических распылителей.

Рисунок 2.3 – Схема ручной установки для нанесения покрытий в электрическом поле:

1 – краскораспылитель; 2 – насос; 3 – источник высокого напряжения; 4 - бачок

Нанесение краски электрическими распылителями может выполняться в стационарных проходных камерах или с помощью переносных окрасочных установок.

Недостатками окрашивания деталей в электростатическом поле следует считать: трудность окраски поверхностей деталей сложной конфигурации (ребра, выступы, впадины); необходимость применения специальных экранов или токопроводящих вставок при окрашивании деталей из неэлектрических материалов (пластмассы, дерево и др.); повышенные требования к лакокрасочным материалам, которые должны иметь определенные электрические параметры (объемное сопротивление, диэлектрическую проницаемость); невозможность нанесения материалов повышенной вязкости или содержащих металлические порошки; необходимость применения сложного и дорогостоящего оборудования, а также использование высоко квалифицированного персонала.