41 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Нанесение лакокрасочных материалов методом окунания

Нанесение лакокрасочных материалов методом окунания и струйного облива. Суть методов, достоинства и недостатки

Нанесение лакокрасочных материалов окунанием— простой и произ­водительный метод, который может быть с успехом применен как в механизированном, так и в немеханизированном производстве.

Сущность метода заключается в том, что отделываемые изделия погружают в ванну, заполненную лакокрасочным материалом, затем извлекают из ванны и выдерживают в течение определенного времени над ванной или лотком для стекания избытка лакокрасочного мате­риала с поверхности Качество и толщина покрытия определяются свойствами поверхности, а также химическими и структурно-механичес­кими характеристиками Наносимого материала.

Условием применения этого метода является простая, хорошо обте­каемая форма изделия, без внутренних гнезд и полостей, в которых могли бы задерживаться лакокрасочные материалы. Таким методом можно отделывать профильно-погонажные изделия, ножки стульев, столов, корпусных изделий, рукоятки ножей, инструментов, спиннин­гов, гнуто-клееные элементы диванов, кресел, детали сельхозмашин, вагонов, автомобилей и др.

Схема на­несения жидких материалов методом окунания на примере плоской пластины представлена схематически на рис. 4.13. При погружении скорость окунания деталей в ванну, однако, не должна быть большой, так как при быстром погружении деталь увлекает за собой воздух, который образует пузырьки на покрытии детали при ее извлечении из ванны.

При извлечении изделия из жидкости с постоянной скоростью v в увлекается не только слой адсорбированной жидкости; вследствие адгезии и внутреннего трения F движение будет передаваться парал­лельным слоям лака

При окунании в высыхающие жидкости, какими являются лакокра­сочные материалы, процесс усложняется непрерывным изменением вязкости нанесенного слоя, вследствие чего стекание его замедляется, а затем прекращается. Очевидно, что быстросохнущие лакокрасочные материалы при прочих условиях образуют более неравномерные и толс­тые покрытия, чем медленносохнущие.

Нанесение лакокрасочных материалов методом окунания может осуществляться в различных вариантах. В условиях, когда объем окра­сочных работ невелик, а окрашиваемые изделия имеют небольшие массу и габаритные размеры, применяют ванны, в которые изделия погружают и извлекают вручную.

Вязкость свежего лака должна быть 30 . 40 с по ВЗ-246, вязкость лака в рабочей ванне в процессе работы 40 . 70 с. Температуру лака в ванне необходимо поддерживать за счет охлаж­дения 16.. .20°С.

Отделка изделий из древесины методом окунания имеет следующие преимущества: не требуется сложное оборудование, а также высококва­лифицированный персонал для обслуживания установок; возможность полного механизирования; одновременная отделка наружных и внут­ренних поверхностей большого числа различных изделий; практически отсутствие потерь лакокрасочных материалов; возможность создания покрытия с высокими показателями качества за одну технологическую операцию без облагораживания; совмещение операций грунтования и лакирования на одном и том же оборудовании.

К недостаткам метода могут быть отнесены возможность отделки изделий только обтекаемой формы без внутренних полостей и уступов; неравномерность покрытия по толщине; потребность создания специаль­ных условий повышения жизнеспособности реакционных систем; необ­ходимость больших объемов рабочих растворов лакокрасочных мате­риалов; потери растворителей с открытого зеркала ванны.

На изделие несложной формы без внутренних углов ЛКМ можно наносить методам струйного облива. Применяются медленно сохнущиеся ЛКМ (алкидные, меланиновые).Используют грунтовки, эмали, краски, лаки не используют.

Данный способ используют для отделки строительных изделий (окна, двери).

Читать еще:  К чему снятся яблоки

Схема установки струйного облива

I – входной тамбур, II – камера облива, III – паровой туннель.

1 – подвесной конвейер, 2 – изделие, 3 – воздушная завеса, 4- емкость с ЛКМ,

5 – насос, 6 – трубопровод для подачи ЛКМ, 7 – стек для ЛКМ.

В поровом туннели сушка не происходит, а наоборот происходит разжижение ЛКМ, для стека лишнего ЛКМ.

Применяется при отделке изделий обтекаемой формы:ножек стульев, шкафов, буфетов.Сущность: изделия погружают в емкость, наполненную ЛКМ , а затем после непродолжительной выдержки в ней извлекают и выдерживают до окончательного стекания излишков ЛКМ. Излишки собираются в специальные емкости после очистки и разведения растворителем до раб.вязкости повторно используется. Качество отделки зависит от :скорости погружения и извлечения детали, вязкость и тем-ра ЛКМ, сухого остатока ЛКМ, формы детали.

Рассматриваемый метод обдадает достоинствами:сокращаются потери ЛКМ(т.к. используются избытки после стекания)

Снижается кол-во наносимых слоев( использование ЛКМ вс большим сухим остатком), процесс отделки поддается автоматизации и механизации.

Недостаток- трудность получения покрытий равномерной толщины по высоте средних и крупных деталей, особенно длиной свыше 300 мм.

Нанесение лакокрасочных материалов методом окунания

Нанесение лакокрасочных материалов окунанием не нашло широкого применения. Оно используется при отделке мелких изделий обтекаемой формы: ножек стульев, шкафов, буфетов и т. д. Сущность его заключается в следующем.

Изделия, подлежащие отделке, погружаются в емкость, наполненную лакокрасочным материалом, а затем, после непродолжительной выдержки в ней, извлекаются и выдерживаются до окончательного стекания излишков лакокрасочного материала. Окончательная сушка покрытия осуществляется в естественных условиям или в обогреваемых камерах.

Излишки лакокрасочного материала, стекающие с изделия, собираются в специальные емкости и после очистки и разведения растворителем до рабочей вязкости повторно используются для отделки.

Качество отделки зависит от ряда факторов, основными из которых являются: скорость погружения и извлечения детали (изделия) из емкости, вязкость и температура лакокрасочных материалов, его сухой остаток, форма детали (изделия) и др.

Опускание и извлечение деталей должны быть плавными и равномерными. Оптимальной скоростью окунания в лакокрасочный материал вязкостью 300-400 сек (по ВЗ-4) является
0, 2 м/мин, а извлечения — 0,1 м/мин. При таких режимах отделки покрытия получаются равномерными по толщине, без дефектов.

Для отделки деталей (изделий) методом окунания рекомендуется применять лакокрасочные материалы, имеющие повышенный сухой остаток и содержащие средне- и труднолетучие элементы, во избежание быстрого нарастания вязкости материала в емкости ввиду испарения растворителей. В мебельной промышленности для этих целей используется специальный лак ОД, имеющий 42-45% сухого остатка, который позволяет получать покрытия требуемой толщины за одно-два окунания вместо трех-пяти при использовании лаков НЦ-221.

Лучшему отеканию излишков лакокрасочных материалов и получению покрытий равномерной толщины способствуют отделка предварительно нагретых деталей (изделий), а также выдержка их после извлечения из емкости в парах растворителей тех же лакокрасочных покрытий. В том и другом случаях продолжительность отекания излишков сокращается в 5-8 раз.

Выдержка деталей (изделий) в парах растворителей возможна лишь при использовании механизированных установок, в которых между кабиной окунания и сушильной установкой предусмотрен туннель, заполненный парами растворителей и изолированный от смежных агрегатов воздушной завесой. Концентрация паров растворителей в туннеле создается либо за счет их отсоса из кабины окунания, либо за счет распыления растворителей, представляющих летучие элементы лакокрасочного материала.

Читать еще:  Как согнуть обычный лист гипсокартона

В ряде случаев для улучшения растекания лакокрасочного материала и особенно для снятия последней капли, образующейся в виде сосулек на отделываемых деталях с острыми кромками при стекании о них красок, эмалей или лаков, применяют специальные каплеосаждающие сетки, к которым подведено высокое напряжение (до 100 кв) с отрицательным знакам. В этом случае между сеткой и отделываемым изделием создается электростатическое поле высокого напряжения. При прохождении отделочных изделий через зону электростатического поля капли лакокрасочного материала стягиваются с них и попадают на сетку, а затем в сборник, установленный под ней. Собранный материал после очистки и разбавления используется повторно для отделки.

Метод окунания применяется при отделке изделий из древесины в сельхозмашиностроении, автостроении и вагоностроении.

Рассматриваемый метод отделки обладает рядом положительных особенностей:
сокращаются потери лакокрасочных материалов (ввиду повторного использования избытков и отсутствия туманообразования) и растворителей (ввиду использования лакокрасочных материалов с повышенной вязкостью);
снижается количество наносимых слоев (ввиду использования лакокрасочных материалов с большим сухим остатком); процесс отделки поддается механизации и автоматизации. Недостатком этого способа отделки является трудность получения покрытия равномерной толщины по высоте средних и крупных деталей, особенно длиной свыше 300 мм.

Создание механизированных установок для отделки деталей методам окунания не всегда экономически целесообразно. Это объясняется тем, что время, затрачиваемое на навеску деталей (особенно мелких) на конвейер установки, оказывается подчас весьма значительным. В результате этого коэффициент использования рабочего времени установки заметно снижается. В таких случаях выгоднее отделывать детали вручную, а сушить в естественных условиях.

Производительность механизированных установок для отделки деталей (изделий) методом окунания

Процесс нанесения покрытия методом погружения (окунания)

Метод погружения применяется для создания тонких пленок и нанесения покрытия. Технически метод основан на погружении подложки в емкость с материалом покрытия, после которого материал закрепляется на подложке и далее ему дается возможность стечь. Часть покрытия может быть удалена методом сушки или обогрева.

Этапы погружения (окунания)

Погружение может быть разделено на три основных этапа:

  • Подложку погружают в раствор при постоянной скорости;
  • Выдерживание подложки в растворе в неподвижном состоянии;
  • Подложку вынимают с постоянной скоростью. Чем быстрее подложка вынимается из раствора, тем толще будет слой материала на подложке.

Минусы и плюсы

Метод является довольно простым, ввиду чего его легко автоматизировать. Толщина пленки контролируется при помощи вязкости покрытия и скорости выхода из емкости. Емкости, применяемые в данном методе, могут быть различными по форме и размерам. Это позволяет наносить покрытия на более крупные подложки.
Одним из минусов является тот факт, что в нижней части пластины толщина пленки может быть больше, чем в верхней («клиновый эффект»). На краях подложки покрытие может стекать неравномерно, ввиду чего на краях покрытие будет более толстым. Так же пары растворителя могут уносить с собой частицы покрытия, ввиду чего оно становится неравномерным.

Краткая теория

Метод нанесения покрытия окунанием – процесс, в котором подложка погружается в жидкость, после чего извлекается при контролируемых условиях окружающей среды, что в конечном итоге приводит к нанесению покрытия. Толщина покрытия определяется скоростью подъема подложки, вязкостью жидкости и содержанием твердых компонентов. Если скорость подъема подложки подбирается с учетом того, что состояние системы будет находиться в Ньютоновском режиме, то толщина пленки может быть вычислена по уравнению Ландау-Левича [1].

Читать еще:  Собрать дом из сип панелей

h – толщина покрытия, η – вязкость

γLV – поверхностное натяжение жидкость-пар, ρ – плотность

g – удельный вес

В работах Джеймса и Строубридж [2] показано, что экспериментальные значения толщины кислотно-каталитического кремнозоля хорошо коррелируют с расчетными значениями. В методе погружения возникает интересный эффект: выбрав соответствующую вязкость, толщина покрытия может изменяться с высокой точностью от 20 нм до 50 мкм при сохранении высокого оптического качества. Схема процесса погружения изображена на рисунке 1.

Рисунок 1. Этапы процесса получения покрытия методом погружения: погружение подложки в раствор, образование мокрого слоя путем удаления подложки и преобразование слоя в гель путем выпаривания растворителя.

Если для покрытия выбраны реагирующие системы, например, как в случае с золь-гель покрытиями для которых используют алкоголяты или предварительно гидролизованные золи, то необходимо контролировать состояние окружающей среды. Окружающая среда оказывает влияние на испарение растворителя и может дестабилизировать этот процесс, что приводит к гелеобразованию и формированию прозрачной пленки из-за небольшого размера частиц золей (нм) [3]. Это схематически изображено на рисунке 2.

Рисунок 2. Процесс гелеобразования в ходе нанесения покрытия методом погружения, полученного путем выпаривания растворителя и последующей дестабилизацией золя (Бринкер и др. [3])

Частицы золя стабилизируются поверхностными зарядами, ввиду чего необходимо рассматривать условия стабилизации Штерна [4]. Согласно теории Штерна процесс гелеобразования можно объяснить приближением заряженной частицы на расстояние, при котором имеет место потенциал отталкивания. Данный потенциал приводит к очень быстрому гелеобразованию. Этот процесс протекает в точке гелеобразования, как показано на рисунке 2. Полученный гель подвергается термической обработке, причем температура спекания зависит от его состава. Однако из-за того, что частицы геля чрезвычайно малы, система характеризуется наличием избыточной энергии, ввиду чего в большинстве случаев наблюдается понижение температуры спекания по сравнению с системами сыпучих материалов. Тем не менее, следует учитывать тот факт, что щелочная диффузия в обычных стеклах, таких как, например, стекла, полученные из гашеной извести, начинается от нескольких сотен градусов Цельсия и, как показано, Банджем, щелочные ионы диффундируют в слой покрытия в ходе уплотнения. В большинстве случаев это не является весомым недостатком, так как улучшается адгезия слоя, но при расчетах оптических систем необходимо принимать во внимание влияние на показатель преломления.

Процесс окунания применяется для стекол Шотта на основе разработок Шредера [5] и Дислича [6, 7] для систем управления солнечной энергией (Calorex®) и антибликовыми покрытиями (Amiran®) на окнах. Так же процесс окунания используется и для оптических покрытий, например, в лампочках, для оптических фильтров или диэлектрических зеркал, которые изготавливаются различными компаниями малого и среднего бизнеса, специализирующимися на высокоточных многослойных системах.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector