Procesul de aplicare a vopselei și lacurilor. Vopsele și lacuri (împărțire în clase și metode de aplicare). Baie de baie

18-9. METODE DE APLICARE A VOPSELELOR
Vopselele și lacurile se aplică pe suprafața produselor prin diverse metode: pulverizare pneumatică, pulverizare la presiune înaltă, pulverizare în câmp electric, pulverizare cu aerosoli. electrodepunere, turnare cu jet, scufundare, turnare, rulouri, tamburi, perie și spatulă.
Cea mai eficientă metodă de aplicare a unui material de vopsea și lac pentru un anumit aparat electric este selectată dintre cerințele pentru acoperire, dimensiunile și configurația aparatului electric, unitatea sau piesa de asamblare, condițiile de producție, fezabilitatea economică și volumul de producție.
Vopsire prin spray pneumatic. Aproximativ 70% din vopselele și lacurile produse sunt aplicate prin această metodă. Pulverizarea pneumatică este utilizată în principal fără încălzire.
Vopsire prin pulverizare de înaltă presiune (spray fără aer). Pentru vopsirea prin pulverizare cu încălzire, vopselele și lacurile sunt încălzite la 40 - 100 ° C și o pompă specială este furnizată dispozitivului de pulverizare sub o presiune de 4 - 10 MPa. Pistolul de pulverizare se formează din cauza căderii de presiune la ieșirea materialului de vopsea și lac din duza de pulverizare și evaporarea ulterioară rapidă a unei părți din solventul încălzit. Pierderea vopselei și a materialului de lac este de 5 - 12%. Avantajele acestei metode "- în comparație cu vopsirea cu pulverizare pneumatică sunt următoarele:
1) pierderile pentru vopsele și lacuri se reduc cu 20 - 35%;
2) se reduce consumul de solvenți;
3) ciclul de vopsire este scurtat.
Metoda specificată este recomandată pentru vopsirea dispozitivelor medii, mari și extra-mari în producție în serie și unică.
Când vopsiți prin pulverizare sub presiune înaltă fără încălzire, vopseaua și materialul de lac la 18 - 23 ° C este furnizat dispozitivului de pulverizare sub presiune.
Vopsirea cu pulverizare la rece are mai multe avantaje față de pulverizarea încălzită:
instalatiile sunt mai simple ca design si consum mai mic de energie.
Vopsire prin pulverizare într-un câmp electric de înaltă tensiune. Această metodă se bazează pe transferul particulelor de vopsea încărcate într-un câmp electric de înaltă tensiune creat între un sistem de electrozi, dintre care unul este un dispozitiv de pulverizare cu pulbere corona, celălalt este un aparat electric vopsit sau o parte a acestuia. Materialul vopselei și lacului pătrunde pe marginea coroană a pistolului de pulverizare, unde capătă o sarcină negativă și este pulverizat sub acțiunea forțelor electrice, după care este direcționat către produsul împământat, depunându-se pe acesta.
suprafaţă.
(fig. 18-11). Această metodă constă în faptul că produsul, vopsit cu vopsea și material de lac de la duzele dispozitivului de turnare, este plasat într-o atmosferă care conține o cantitate controlată de vapori de solvenți organici. Expunerea stratului aplicat de vopsea și material de lac într-o atmosferă de vapori de solvenți face posibilă încetinirea procesului de volatilizare a solventului din acesta în momentul inițial de formare a acoperirii. Acest lucru face posibil ca excesul de vopsea și material de lac să se scurgă din produs, iar cantitatea rămasă să fie distribuită uniform pe suprafață. În comparație cu vopsirea în câmp electric, cea mai bună calitate a acoperirii este oferită pentru piesele de orice configurație.
Metoda de pulverizare este utilizată pentru amorsarea și vopsirea produselor în producția de serie și de masă (Fig. 18-11).

Vopsire cu spray. Metoda este eficientă pentru lucrările de reparații, precum și pentru aplicarea șabloanelor și inscripțiilor și a altor operațiuni de vopsire de volum mic. Se produc cutii de aerosoli de vopsea si lac cu o capacitate de 0,15; 0,3; 0,5; 0,6 l.

Vopsele și lacuri, se formează ca urmare a formării peliculei (uscare, întărire) (materiale de vopsea) aplicate pe suprafață (substrat). Scopul principal: protecția materialelor împotriva distrugerii (de exemplu, - de coroziune, lemn - de degradare) și finisarea decorativă a suprafețelor. După proprietățile lor operaționale, vopselele și lacurile se disting pentru rezistente la atmosferă, apă, ulei și benzină, rezistente la substanțe chimice, rezistente la căldură, izolare electrică, conservare, precum și speciale. destinaţie. Acestea din urmă includ, de exemplu, antifouling (previne murdărirea părților subacvatice ale navelor și structurilor hidraulice de către microorganismele marine), reflectorizante, luminoase (capabile în regiunea vizibilă a spectrului atunci când sunt iradiate cu lumină sau radiații radioactive), termice. indicator (schimba culoarea sau luminozitatea strălucirii la o anumită temperatură), ignifug, anti-zgomot (izolat fonic). Ca aspect (grad de luciu, ondulare a suprafeței, prezență. Acoperirile cu vopsea și lac sunt de obicei împărțite în 7 clase.

Pentru a obține acoperiri cu vopsea și lac, se utilizează o varietate de materiale de vopsea și lac (LKM), care diferă prin compoziția și natura chimică a filmului. Pentru vopselele pe bază de formatori de pelicule termoplastice, vezi, de exemplu,. Despre materiale de vopsea pe baza de formatori de pelicule termorigide -, etc.; vopselele și lacurile pe bază de ulei includ; la uleiuri modificate - alchidice
Vopselele și lacurile sunt folosite în toate sectoarele economiei naționale și în viața de zi cu zi. Producția mondială de vopsea și materiale de lac este de aproximativ 20 de milioane de tone/an (1985). Peste 50% din toate materialele de vopsea și lac sunt folosite în inginerie mecanică (din care 20% - în industria auto), 25% - în industria construcțiilor. În construcții, pentru a obține vopsea și acoperiri de lac (finisare), se folosesc tehnologii simplificate pentru fabricarea și aplicarea materialelor de vopsea, bazate în principal pe agenți filmogeni precum dispersiile apoase sau altele.
Majoritatea straturilor de vopsea sunt obținute prin aplicarea materialelor de vopsea în mai multe straturi (vezi Fig.). Grosimea vopselei și vopselelor de lac cu un singur strat variază de la 3-30 microni (pentru vopsele și lacuri tixotrope - până la 200 microni), multistrat - până la 300 microni. Pentru a obține acoperiri multistrat, de exemplu, de protecție, se aplică mai multe straturi de materiale de vopsea diferite (așa-numitele acoperiri complexe de vopsea), în timp ce fiecare strat îndeplinește o funcție specifică: stratul inferior este un grund (obținut prin aplicarea). grunduri) asigură o acoperire integrată a substratului, inhibând coroziunea electrochimică

Protectie (in sectiune): 1 - strat de fosfat; 2 - sol; 3 -. 4 și 5 - straturi metalice; intermediar - chit (mai des folosesc un "al doilea grund", sau așa-numitul grund-chit) - nivelarea suprafeței (umplerea porilor, mici fisuri etc. proprietăți decorative și parțial de protecție.La primirea straturilor transparente, lacul este aplicat direct pe suprafata protejata.Procedeul tehnologic de obtinere a straturilor complexe de vopsea si lac cuprinde pana la cateva zeci de operatii legate de pregatirea suprafetei, aplicarea materialelor de vopsea, (intarirea) si prelucrarea intermediara a acestora.Alegerea procesului tehnologic depinde de tipul de materiale de vopsea și condițiile de funcționare ale vopselei, natura suportului (de exemplu, oțel, Al, alte metale și. construcții, materiale), forma și dimensiunile obiectului de vopsit.

Calitatea pregătirii suprafeței de vopsit determină în mare măsură aderența straturilor de vopsea și lac la substrat și durabilitatea acestuia. Pregătirea suprafețelor metalice constă în curățarea acestora cu o unealtă manuală sau electrică, sablare sau sablare etc., precum și cu substanțe chimice. moduri. Acestea din urmă includ: 1) degresarea suprafeței, de exemplu, tratarea cu soluții apoase de NaOH, precum și Na2CO3, Na3PO4 sau amestecurile acestora care conțin agenți tensioactivi etc. org. solvenți (de exemplu, white spirit, tri- sau tetracloretilenă) sau. format din org. solvent şi. 2) - îndepărtarea calcarului, a ruginii și a altor produse de coroziune de pe suprafață (de obicei după degresarea acesteia) prin acțiune, de exemplu, 20% H 2 SO 4 (70-80 ° C) sau 18-20% timp de 20-30 de minute -Fără HCl (30-40°C) care conține 1-3% coroziune acidă; 3) depunerea de straturi de conversie (schimbarea naturii suprafeței; folosită pentru obținerea vopselelor complexe durabile): a) fosfatarea, care constă în formarea pe suprafața de oțel a unei pelicule de ortofosfați trisubstituiți insolubili în apă, de exemplu Zn3 (PO4) 2. Fe 3 (PO 4) 2, ca rezultat al tratamentului metalic cu ortofosfați monosubstituiți solubili în apă Mn-Fe, Zn sau Fe, de exemplu Mn (H 2 PO 4) 2 -Fe (H 2 PO 4) 2, sau un strat subțire de Fe 3 (PO 4 ) 2 la prelucrarea oțelului cu o soluție de NaH 2 PO 4; b) (cel mai adesea electrochimic la anod); 4) obtinerea de substraturi metalice - zincare sau placare cu cadmiu (de obicei prin metoda electrochimica la catod).
Tratarea suprafeței prin metode chimice se realizează de obicei prin scufundarea sau turnarea unui produs cu o soluție de lucru în condiții de vopsire mecanizată și automată a transportoarelor. Chim. metodele asigură pregătirea suprafeței de înaltă calitate, dar sunt asociate cu spălarea ulterioară cu apă și suprafețe fierbinți și, în consecință, cu necesitatea epurării apelor uzate.

Metode de aplicare a vopselelor și lacurilor lichide.

1. Manual (perie, spatula, rola) - pentru vopsirea obiectelor de dimensiuni mari (structuri de constructii, unele structuri industriale), corectare. acasă; se folosesc materiale de vopsea cu uscare naturală (vezi mai jos).

2. Rolă - aplicare mecanizată a materialelor de vopsea folosind un sistem de role, de obicei pe produse plate (produse din tablă și laminate, elemente de panou de mobilier, carton, folie metalică).

3. Scufundarea într-o baie plină cu materiale de vopsea. Materialele de vopsea tradiționale (pe bază de solvenți) sunt reținute pe suprafață după îndepărtarea produsului din baie din cauza umezirii. În cazul vopselelor și lacurilor pe bază de apă, se utilizează de obicei scufundarea cu depunere electro-, chimio- și termică. În conformitate cu semnul încărcăturii de pe suprafața produsului vopsit, se disting ano- și catoforetice. - particulele de materiale de vopsea se deplasează ca rezultat către produs, care servește după caz. anod sau catod. Cu electrodepunerea catodica (neinsotita, ca la anod), se obtin vopsea si vopsea de lacuri care au rezistenta crescuta la coroziune. Utilizarea metodei de electrodepunere face posibilă protejarea bine a colțurilor și marginilor ascuțite ale produsului, a cusăturilor sudate, a cavităților interne împotriva coroziunii, dar poate fi aplicat un singur strat de materiale de vopsea, de la primul strat, adică. previne electrodepunerea celui de-al doilea. Cu toate acestea, această metodă poate fi combinată cu pre. prin aplicarea unui sediment poros din altele. Electrodepunerea este posibilă printr-un astfel de strat.În timpul chemodepoziției se folosesc materiale de vopsea de tip dispersie, care conțin, atunci când interacționează cu un substrat metalic, pe acesta se creează un înalt polivalent (Me 0: Me + n), provocând straturi de suprafață de vopsea. materiale. În timpul depunerii termice, pe o suprafață încălzită se formează un precipitat; în acest caz, special este introdus în materialul de vopsea cu dispersie în apă. adăugarea unui surfactant care își pierde solubilitatea atunci când este încălzit.

4. Turnare cu jet (turnare) - produsele vopsite trec prin „perdeaua” materialelor de vopsea. Sablarea este utilizată pentru vopsirea unităților și părților diferitelor mașini și echipamente, turnare - pentru vopsirea produselor plate (de exemplu, tablă, elemente de panou de mobilier, placaj). Metodele de turnare și scufundare sunt utilizate pentru aplicarea materialelor de vopsea pe raționalizate. produse cu o suprafață netedă, vopsite într-o singură culoare din toate părțile. Pentru a obtine L, p. De grosime uniforma fara pete si lasari, produsele vopsite se pastreaza intr-un solvent provenit din camera de uscare.

5. Pulverizare:

a) pneumatic - folosind pulverizatoare de vopsea manuale sau automate în formă de pistol, materialele de vopsea cu o temperatură de la temperatura camerei la 40-85 ° C sunt furnizate sub (200-600 kPa) de aer purificat; metoda este foarte productivă, asigură vopsea și vopsea de bună calitate pe suprafețe de diferite forme;

b) hidraulice (fara aer), realizate sub presiune generata (la 4-10 MPa in cazul incalzirii materialelor de vopsea, la 10-25 MPa fara incalzire);

c) aerosol - din cutii umplute cu materiale de vopsea si. folosit pentru retușarea mașinilor, mobilierului etc.

Creaturi. lipsa metodelor de pulverizare - pierderi mari de materiale de vopsea (sub formă de grajd. transportate în aerisire, datorită depunerii pe pereții cabinei de vopsire și în filtre hidro), ajungând la 40% la pulverizare pneumatică. Pentru a reduce pierderile (până la 1-5%), se utilizează pulverizarea într-un câmp electrostatic de înaltă tensiune (50-140 kV): ca urmare a unei descărcări corona (de la un electrod special) sau a încărcării de contact (de la un pulverizator), particulele de vopsea capătă o sarcină (de obicei negativă) și se depun pe un articol vopsit care servește semnul opus. Această metodă este utilizată pentru a aplica vopsea și vopsea multistrat pe metale și chiar nemetale, de exemplu, lemn cu cel puțin 8%, cu un strat conductor.

Metode de aplicare a vopselelor pulbere: umplere (semănat); pulverizare (cu încălzire a substratului și încălzire cu flacără sau cu plasmă, sau în câmp electrostatic); aplicare într-un pat fluidizat, de exemplu, vortex, vibrație.
Multe metode de aplicare a materialelor de vopsea sunt utilizate la vopsirea produselor pe liniile de producție cu transportoare, ceea ce face posibilă formarea vopselei și lacurilor la temperaturi ridicate, ceea ce le asigură proprietățile tehnice ridicate.
Așa-numitele acoperiri de vopsea cu gradient se obțin și prin aplicarea unică (de obicei prin pulverizare) a materialelor de vopsea care conțin amestecuri de dispersii, pulberi sau soluții de formatori de film incompatibili termodinamic. Acestea din urmă se exfoliază spontan cu un solvent comun sau când sunt încălzite peste punctul de turnare al formatorilor de film. Datorită substratului selectiv, un formator de peliculă îmbogățește straturile de suprafață ale straturilor de vopsea, al doilea - pe cele inferioare (adezive). Rezultatul este o structură de vopsea cu mai multe straturi (complexă).
Uscarea (întărirea) materialelor de vopsea aplicate se efectuează la 15-25 ° C (uscare rece, naturală) și la temperaturi ridicate (uscare la cald, „cuptor”). Uscarea naturală este posibilă atunci când se utilizează materiale de vopsea pe bază de formatori de film termoplastic cu uscare rapidă (de exemplu, rășini perclorovinil, nitrați de celuloză) sau formatori de film cu legături nesaturate în molecule, pentru care O 2 sau umiditatea servesc ca agenți de întărire, de exemplu rășini alchidice. și, respectiv, poliuretani, precum și atunci când se utilizează materiale de vopsea în două pachete (întăritorul este adăugat la acestea înainte de aplicare). Acestea din urmă includ materiale de vopsea bazate, de exemplu, pe rășini epoxidice întărite cu di- și poliamine.
Uscarea materialelor de vopsea în industrie se realizează de obicei la 80-160 ° C, pulbere și unele materiale speciale de vopsea - la 160-320 ° C. În aceste condiții, volatilizarea solventului (de obicei, unul cu punct de fierbere înalt) este accelerată și are loc așa-numita termostabilizare a agenților formatori de film reactivi, de exemplu, rășini alchidice, melamină-alchidice, fenol-formald. Cele mai comune metode de întărire termică sunt convective (produsul este încălzit prin circulația aerului cald), termoradierea (sursă de încălzire - radiație IR) și inductive (produsul este plasat într-un câmp electromagnetic alternant). Pentru a obține vopsea și lacuri pe bază de oligomeri nesaturați, întărirea sub influența radiațiilor UV, se folosesc și electroni accelerați (fascicul de electroni).
În procesul de uscare, au loc diferite procese fizico-chimice, ducând la formarea de vopsea și acoperiri de lac, de exemplu, umezirea substratului, îndepărtarea org. solvent și, polimerizare și (sau) policondensare în cazul agenților formatori de film reactivi cu formarea de polimeri reticulați. Formarea straturilor de vopsea și lac din materiale de vopsea pulbere include fuziunea particulelor. aderența picăturilor formate și umezirea substratului cu acestea și uneori termorigide. Formarea peliculei din materialele de vopsea dispersive în apă se termină cu procesul de autoeziune (adeziune) a particulelor de polimer, depășind așa-numitul. min. temperatura de formare a peliculei apropiată de temperatura de tranziție sticloasă. Formarea straturilor de vopsea din materiale de vopsea organodispersive are loc ca urmare a coalescenței particulelor de polimer umflate într-un solvent sau plastifiant în condiții naturale de uscare, cu încălzire pe termen scurt (de exemplu, 3-10 s la 250-300 ° C).
Tratamentul intermediar al vopselelor de vopsea si lacuri: 1) slefuire cu folii abrazive a straturilor inferioare de vopsea pentru a indeparta impuritatile, a conferi mata si imbunatati aderenta intre straturi; 2) lustruirea blatului, un strat folosind, de exemplu, diverse paste pentru a da vopselei o strălucire ca oglindă.
Un exemplu de schemă tehnologică pentru vopsirea caroseriei auto (sunt enumerate operațiunile secvențiale): degresarea și fosfatarea suprafeței, uscarea și răcirea, amorsarea cu grund de electroforeză, întărirea grundului (180 ° C, 30 min), răcire, aplicarea zgomotului. compuși izolatori, etanșați și inhibitori, aplicarea unui grund epoxidic două straturi, întărirea (150 ° C, 20 min), răcirea, șlefuirea grundului, ștergerea corpului și suflarea cu aer, aplicarea a două straturi de alchid-melamină. uscare (130-140 ° C, 30 min).
Proprietățile acoperirilor sunt determinate de compoziția materialelor de vopsea (tip. Pigment etc.), precum și de structura acoperirilor. Cele mai importante caracteristici fizice și mecanice ale vopselei și vopselelor de lac sunt aderența la substrat (vezi. Adeziune), duritate, încovoiere și impact. În plus, vopseaua și straturile de lac sunt evaluate pentru rezistența la umiditate, rezistența la intemperii, rezistența chimică și alte proprietăți de protecție, un set de proprietăți decorative, de exemplu, transparența sau puterea de ascundere (opacitate), intensitatea și puritatea culorii și gradul de luciu. .
Puterea de ascundere este obținută prin adăugarea de umpluturi și pigmenți la materialele de vopsea. Acesta din urmă poate îndeplini și alte funcții: vopsea, crește proprietățile de protecție (anti-coroziune) și da special. proprietățile acoperirilor (ex. conductivitate electrică, capacitate de izolare termică). Conținutul volumetric al pigmenților din emailuri este chit. - până la 80%. „Nivelul” limitativ al pigmentării depinde și de tipul de materiale de vopsea: în vopselele pulbere - 15-20%, iar în vopselele cu dispersie de apă - până la 30%.
Majoritatea materialelor de vopsea conțin solvenți organici, astfel încât producția de vopsea și vopsele de lac este explozivă și periculoasă de incendiu. În plus, solvenții utilizați sunt toxici (MPC 5-740 mg/m 3). După aplicarea materialelor de vopsea, este necesară neutralizarea solvenților, de exemplu, oxidarea termică sau catalitică (post-ardere) a deșeurilor; la costuri ridicate ale materialelor de vopsea și lac și utilizarea solvenților scumpi, este recomandabil să se elimine - absorbția dintr-un amestec de vapori-aer (conținutul de solvenți nu este mai mic de 3-5 g / m 3) de către un lichid sau absorbant solid (cărbune activ, zeolit) cu regenerare ulterioară, În acest sens, materialele de vopsea au un avantaj, neconținând solvenți organici, și vopselele cu conținut crescut de solide (/ 70%). În același timp, cele mai bune proprietăți de protecție (pe unitate de grosime), de regulă, sunt deținute de vopsea și straturile de lac din materiale de lac și vopsea. utilizate sub formă de soluții. Deficiența vopselelor și vopselelor de lac, îmbunătățirea suportului, stabilitatea la depozitare (prevenirea depunerii pigmenților) a emailurilor, a vopselelor cu dispersie în apă și organice se realizează prin introducerea în vopsea a materialelor în faza de fabricație sau înainte de aplicarea aditivilor funcționali; de exemplu, formularea vopselelor cu dispersie în apă include de obicei 5-7 astfel de aditivi (dispersanți, stabilizatori, agenți de umectare, coalescenți, agenți antispumanți etc.).
Pentru a controla calitatea și durabilitatea, vopselele sunt efectuate extern. inspectarea și determinarea cu ajutorul instrumentelor (pe probe) proprietăți - fizice și mecanice (aderență, elasticitate, duritate etc.), decorative și de protecție (de exemplu, proprietăți anticorozive, rezistență la intemperii, absorbție de apă). Calitatea vopselelor și vopselelor de lac este evaluată în funcție de unele dintre cele mai importante caracteristici (de exemplu, vopselele rezistente la intemperii - prin pierderea luciului și cretare) sau prin sistemul qualimetric: vopselele, în funcție de scop, sunt caracterizate printr-un anumit set NS proprietăți ale căror valori sunt x i (i)