Сушка покрытий

В процессе сушки жидкие отделочные покрытия отвердевают за счет сушильного агента (воздух, инфракрасные лучи и др.).

Различают сушку без принудительного воздействия сушильного агента при температуре воздуха 18—23 °С и с принудительным воз­действием сушильного агента. Существуют три основных вида суш­ки с принудительным воздействием сушильного агента: конвек­тивная нагретым воздухом, терморадиационная инфракрасными и ультрафиолетовыми лучами и аккумулированным теплом.

Отверждение покрытий в зависимости от применяемых отделоч­ных материалов происходит за счет испарения из отделочного ма­териала летучих растворителей либо совместного протекания про­цессов испарения летучих растворителей и химического превраще­ния пленкообразователя отделочного материала в твердое вещество. В обоих случаях на продолжительность процесса оказывает влияние температура сушки. С повышением температуры не только увели­чивается скорость испарения летучих растворителей, но и ускоря­ется протекание химических реакций. Нагрев отделочных покры­тий, содержащих летучие растворители, — наиболее эффективное средство ускорения сушки.

Различают три стадии высыхания покрытия.

Первая стадия (высыхание «от пыли») — когда на поверхности отделочного покрытия образуется тонкая пленка, к которой не прилипает пыль, образующаяся в помещении, но покрытие не яв­ляется полностью высохшим. При высыхании заготовок «от пыли» могут наносится на поверхность последующие покрытия.

Вторая стадия (практическое высыхание) — когда покрытие можно подвергать следующей обработке — шлифованию, полиро­ванию и др.

Третья стадия (полное высыхание) — когда покрытие полнос­тью высохло. Третья стадия завершается, как правило, при эксплу­атации изделия.

Конвективная сушка. Сушильным агентом служит циркулирую­щий нагретый воздух, омывающий отделочное покрытие. Процесс высыхания покрытия начинается с наружных слоев и постепенно распространяется в глубь покрытия. В связи с этим в начальный период сушки на наружной поверхности покрытия образуется твер­дая пленка высыхающего отделочного материала, затормаживающая выход паров растворителя из нижележащего слоя покрытия. Ука­занное обстоятельство увеличивает продолжительность сушки и ухуд­шает качество покрытия, так как испаряющиеся растворители при выходе прорывают пленку, образуя в ней проколы, кратеры, пузы­ри. Во избежание этого предусматривается ступенчатая сушка: сна­чала покрытие сушат при пониженной температуре воздуха (период интенсивного испарения растворителей, когда улетучивается боль­шая их часть), затем при повышенной (период сушки) и вновь при пониженной (период охлаждения). В зависимости от вида применяе­мого отделочного материала периоды сушки могут состоять из не­скольких ступеней, в которых происходит постепенное (ступенча­тое) повышение температуры. Охлаждение происходит либо при подаче охлажденного воздуха, либо выдерживанием в условиях цеха.

Конвективную сушку покрытий производят в тупиковых и про­ходных сушильных камерах. Тупиковые камеры представляют со­бой кабину, в которую через дверной проем закатывают тележки с готовыми изделиями или этажерки с деталями, покрытыми лако­красочным материалом. После высыхания покрытий камеру выклю­чают, тележки или этажерки выкатывают и разгружают, затем про­цесс повторяется. Сушильные тупиковые камеры применяют толь­ко на предприятиях с индивидуальным производством, а также они могут применяться в учебных мастерских.

Проходные камеры представляют собой туннель, внутри которого непрерывно или циклически по заданной программе передвига­ются на подвесках, тележках, этажерках или конвейерах готовые изделия или детали, покрытые лакокрасочным материалом. Загрузка туннеля происходит в один проем, а выгрузка — в другой без вык­лючения камеры. Проходные камеры применяют на всех предприя­тиях с серийно-массовым производством.

При сушке покрытий в камере циркулирует нагретый воздух, который, омывая покрытие, передает ему теплоту и удаляет пары растворителей. Продолжительность и температура сушки в зави­симости от вида отделочного материала и толщины покрытия оп­ределяются режимами сушки. Конвективный способ сушки наибо­лее экономичен, поэтому он наиболее широко распространен.

На рис. 224, а показана схема трехсекционной сушильной тупико­вой камеры для конвективной сушки покрытий. В каждую секцию камеры загружается тележка с готовым изделием или этажерка 10 с деталями 11. Загрузка и выгрузка происходят через проем, за­крываемый дверями 1. Корпус камеры изготовлен из стальных ли­стов 5, промежуток между которыми заполнен теплоизоляцион­ным материалом 9. Под камерой в полу расположены каналы 12 для подачи подогретого воздуха в камеру. Вентилятор 6 прогоняет воздух через калорифер 3. Нагретый воздух по нагнетательному воз­духоводу 4 нагнетается в секции камеры через щелевидные трубо­проводы, установленные с одной стороны секций. Циркуляция воздуха внутри секций происходит в поперечном направлении, от-

Рис. 224. Схемы камер конвективной сушки покрытий:

а — тупиковой; б — проходной; 1 — дверь; 2 — выхлопной воздуховод;

3 — калорифер; 4 — нагнетательный воздуховод; 5 — стальной лист; 6 — вентиля­тор; 7 — всасывающий воздуховод; 8 — отсасывающий канал; 9 — теплоизоляци­онный материал; 10 — этажерка; 11 — деталь; 12 — каналы для подачи воздуха в камеру; 13 — камера сушки; 14, 17 — ленточные конвейеры; 15 — перекладчик;

16 — роликовый конвейер

сос воздуха — через отсасывающий канал 8. Поступающий в сек­ции камеры воздух нагревает изделия и через всасывающий возду­ховод 7 снова засасывается вентилятором к калориферу. Частичный выброс отработанного воздуха в атмосферу происходит через вых­лопной воздуховод 2.

На рис. 224, б показана схема проходной камеры непрерывно­го действия конвективной сушки с расположением деталей на движущемся конвейере. Деталь 11с нанесенным на нее лакокра­сочным материалом поступает по ленточному конвейеру 14 в ка­меру ступенчатой сушки 13. Пройдя камеру, деталь перекладчи­ком 15 допускается на нижний конвейер и по роликовому 16 и ленточному 17 конвейерам движется в обратном направлении и охлаждается. Циркуляция воздуха внутри камеры происходит в поперечном направлении.

Терморадиационная сушка. При терморадиационной сушке су­шильным агентом служат инфракрасные лучи, облучающие отде­лочное покрытие. В качестве источника инфракрасного излучения применяют светлые излучатели — электролампы накаливания, от­личающиеся от обычных ламп накаливания алюминированной или серебряной колбой, и темные излучатели (трубчатые, панельные и др.), нагреваемые с помощью электрических спиралей, при­родного газа и др.

При инфракрасном нагреве сушка покрытий для различных отде­лочных материалов основана на их способности пропускать или поглощать инфракрасные лучи определенной длины. В обоих случа­ях образование твердой пленки высыхающего отделочного матери­ала начинается снизу, на границе отделываемой поверхности и покрытия, поэтому образующиеся пары растворителей беспре­пятственно удаляются из покрытия. При инфракрасном нагреве в сушильных камерах значительно нагревается воздух, что также спо­собствует высыханию отделочных покрытий.

Продолжительность сушки инфракрасными лучами зависит от вида отделочного материала, свойств отделываемой поверхности и толщины покрытия, с увеличением которой продолжительность сушки возрастает.

Продолжительность сушки отделочных материалов, пропуска­ющих инфракрасные лучи, зависит от эффективного нагрева от­делываемой поверхности. В этом случае покрытие сохнет в основ­ном за счет передачи ему теплоты от отделываемой поверхности, хорошо поглощающей инфракрасные лучи. Если инфракрасные лучи плохо поглощаются отделываемой поверхностью, но хорошо отде­лочными материалами, то теплота инфракрасных излучателей кон­центрируется в основном в покрытии. Продолжительность сушки в этом случае зависит от эффективного нагрева покрытия.

Сушку инфракрасными лучами производят в проходных сушиль­ных камерах.

Сушка ультрафиолетовым облучением. Для сушки шпатлевок, грун­товок, лаков и эмалей применяют сушильные камеры, в которых сушильным агентом являются ультрафиолетовые лучи с заданной длиной волн.

В обычном виде отделочные материалы не чувствительны к уль­трафиолетовым лучам, поэтому в них вместо инициаторов отверж­дения вводят специальные вещества, способные под действием ультрафиолетовых лучей вызывать реакцию полимеризации и, сле­довательно, отверждение отделочных материалов. Такие вещества,
увеличивающие чувствительность материалов к свету, называют фотосенсибилизаторами (фотоинициаторами), а способ отвержде­ния отделочных материалов, модифицированных фотоинициато­рами, — фотохимическим.

Источником ультрафиолетового излучения являются ртутные квар­цевые лампы низкого и высокого давления. Лампы низкого давле­ния (люминесцентные) представляют собой стеклянные трубки раз­личной длины, в торцы которых впаяны ножки, несущие на себе электроды. В трубку вводится небольшое количество ртути, создаю­щее при нормальной температуре некоторое давление насыщающих ее паров, и инертный газ (аргон), облегчающий зажигание лампы. Лампы низкого давления работают при температуре 5—50 °С. Для сушки покрытий применяют лампы мощностью 40—80 Вт.

Лампы высокого давления излучают энергию вследствие воз­буждения атомов ртути, содержащейся в трубке в виде паров. В та­ких лампах в процессе работы создается значительное давление, поэтому для изготовления трубок применяют механически проч­ное и тугоплавкое кварцевое стекло. Рабочая температура ламп вы­сокого давления достигает 700 °С, в связи с чем они излучают не только ультрафиолетовые, но и инфракрасные лучи, которые мо­гут оказывать нежелательное воздействие на отверждаемое покры­тие (пузырение и др.). Поэтому лампы высокого давления в про­цессе работы охлаждают, помешая их в охлаждающую камеру за стеклянным экраном, в которую подается воздух. Для сушки по­крытий применяют лампы мощностью 1000—4000 Вт.

На рис. 225 показаны схемы камер фотохимического отвержде­ния покрытий лампами низкого (рис. 225, а) и высокого (рис. 225, б) давления. Детали 6 с нанесенным на них отделочным материалом конвейером 1 подаются в камеру 2, где облучаются от ламп низко­го 5 или высокого 7 давления. Для создания интенсивного потока ультрафиолетовых лучей над лам­пами установлены рефлекторы 4 из полированного алюминиево­го листа. Лампы высокого давле­ния установлены в охлаждающей

Рис. 225. Схемы камер фотохимического отверждения покрытий источниками низкого (а) и высокого (б) давления:

1 — конвейер; 2 — камера отвержде­ния; 3, 10 — вентиляторы; 4 — рефлек­торы; 5 — лампы низкого давления;

6 — деталь; 7 — лампы высокого давления; 8 — охлаждающая камера;

9 — экран

камере 8 с экраном 9 из стекла. Внутрь камеры для охлаждения ламп подается воздух приточным вентилятором 10. Отсос воздуха и паров растворителя производится вытяжным вентилятором 3.

Облучение покрытий в камерах высокого давления происхо­дит при постоянно зажженных или работающих короткими (около 0,001 с) импульсами лампах. При импульсном облучении не про­исходит заметного нагрева покрытия, поэтому конструкция ламп и камер сушки не требует сложной системы охлаждения.

Фотохимическое отверждение лакокрасочных покрытий с ис­пользованием импульсного облучения осуществляется обычно в два этапа. На первом этапе в зависимости от вида лакокрасочного ма­териала и его толщины покрытие облучают в течение 1—2 мин при температуре 50 °С лампами низкого давления. За этот период ла­кокрасочный материал нагревается, в результате чего улучшается его разлив и происходит выравнивание пленки на поверхности де­тали. Затем под лампами высокого давления покрытие отверждает­ся1 за 15—90 с. Отвержденное таким способом покрытие не требует последующего облагораживания.

Сушка аккумулированной теплотой. Сущность метода сушки от­делочных покрытий этим способом заключается в предваритель­ном нагреве отделываемой детали перед нанесением на нее отде­лочного материала. Древесину нагревают до 40—80 °С в зависимости от видов применяемых отделочных материалов.

При сушке теплота идет снизу вверх, т. е. от отделываемой по­верхности к наружному слою покрытия. Пары растворителей уда­ляются беспрепятственно, так как поверхностный слой покрытия имеет меньшую вязкость в период испарения растворителей. В связи с этим улучшаются условия сушки, разлив отделочного материа­ла и качество покрытия. Так как теплота, аккумулированная в де­тали, обычно недостаточна для высыхания отделочного покры­тия, указанный метод сушки применяют в комбинации с конвек­тивными или терморадиационным. Нагревают деталь в камерах проходного типа.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *