Основные методы распыления лакокрасочных покрытий

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Жидкость -- вещество, находящееся в жидком агрегатном состоянии, занимающем промежуточное положение между твёрдым и газообразным состояниями. Основным свойством жидкости, отличающим её от веществ, находящихся в других агрегатных состояниях, является способность неограниченно менять форму под действием касательных механических напряжений, даже сколь угодно малых, практически сохраняя при этом объём.

Молекулы жидкости не имеют определённого положения, но в то же время им недоступна полная свобода перемещений. Между ними существует притяжение, достаточно сильное, чтобы удержать их на близком расстоянии.

Физические свойства характеризуются температурным расширением, сжимаемостью, упругостью, испаряемостью и вязкостью.

Температурное расширение - это свойство жидкости изменять свой объем при изменении температуры.

Основным свойством жидкостей является текучесть. Если к участку жидкости, находящейся в равновесии, приложить внешнюю силу, то возникает поток частиц жидкости в том направлении, в котором эта сила приложена: жидкость течёт. Таким образом, под действием неуравновешенных внешних сил жидкость не сохраняет форму и относительное расположение частей, и поэтому принимает форму сосуда, в котором находится.

Вязкость капельных жидкостей в значительной мере зависит от температуры с повышением температуры вязкость капельной жидкости уменьшается, а воздуха увеличивается. объясняется тем, что вязкость обусловлена силами межмолекулярного сцепления, которые с увеличением температуры жидкости уменьшаются, а в газах молекулы движутся беспорядочно и с ростом температуры эта беспорядочность увеличивается, что и вызывает увеличение вязкости.

Вязкость играет существенную роль при перекачивании жидкостей по трубам, опорожнении резервуаров при работе различных машин и механизмов.

1. Безвоздушное распыление

Безвоздушное распыление -- метод распыления (способ нанесения лакокрасочных покрытий, позволяющий получить максимально качественную пленку) при котором нанесение покрытия происходит с помощью диспергирования потока лакокрасочных материалов (ЛКМ), которое достигается за счет резкого падения давления при выходе из сопла специальной формы с 200--250 атм. (до 500 атм.) до атмосферного давления. В данном методе воздух участвует как тормозящая среда, которая уменьшает скорость потока аэрозоля и позволяет ему мягко лечь на окрашиваемую поверхность. К особенностям факела, следует отнести резкую границу краев пятна и высокую неоднородность капель по размеру.

Для безвоздушного распыления краски применяют специальное окрасочное оборудование высокого давления, состоящее из насоса, нагнетающего краску (до 200-500 атм), шлангов высокого давления, безвоздушного краскопульта и безвоздушного окрасочного сопла.

У данной технологии есть два основных достоинства: практически полное отсутствие тумана и очень высокая производительность окрасочных работ. Но есть и очень существенный недостаток: декоративное качество поверхности получаемой лакокрасочной пленки в 3-4 раза хуже, чем при пневматическом распылении.

Обычно окрасочное оборудование безвоздушного распыления применяют для работы со строительными красками и грунтами при окраске больших площадей плоской формы, или для промышленной окраски, не требующей хорошего качества покрытия: например, железнодорожные вагоны.

Преимущества:

· ниже потери продукта,

· отличная эффективность переноса,

· выше скорость работы,

· больше автономии в работе оператора,

· низкое потребление разбавителей,

· отлично подходит для тиксотропных лаков,

· удобный в работе пистолет,

· лучше экология, благодаря уменьшения паров растворителя.

Недостатки:

· не идеальный эстетический эффект,

· дорогостоящее оборудование,

· трудоемкое техническое обслуживание и промывка,

· потери продукта из-за отбоя,

· дорогостоящие сопла,

· требуются устройства предварительной атомизации.

2. Пневматическое распыление

Пневматическое распыление -- метод распыления (способ нанесения лакокрасочных покрытий) с помощью распылителя при котором нанесение покрытия ЛКМ осуществляется в результате воздействия потока сжатого воздуха, поступающего из воздушной головки, на струю распыляемого материала, вытекающего из отверстия, соосно размещенного внутри головки материального сопла окрасочного пистолета. Для данного метода нанесения краски необходимы окрасочный пистолет и компрессор.

При распылении сжатый воздух вытекает из кольцевого зазора головки с большой скоростью (до 450 м/с), в то время как скорость истечения струи ЛКМ ничтожно мала.

В процессе распыления образуется движущаяся масса полидисперсных капель диаметром 6--100 мкм (так называемый факел). Для пневматического распыления ЛКМ используется давление сжатого воздуха 0,2 -- 0,6 МПа (2-6 атм.) при вязкости ЛКМ 14 -- 60 с. по вискозиметру ВЗ-264-4.

Метод пневматического распыления получил широкое распространение при окрашивании промышленных изделий практически во всех отраслях промышленности.

История изобретения.

Изобретение метода распыления краски приписывают Фрэнсису Дэвису Миле (фр. Francis Davis Millet). В 1892 году, работая в крайне сжатых сроках, для завершения строительства колумбийской экспозиции на Всемирной выставке,после ряда экспериментов, Милле остановился на смеси масла и свинцовых белил, которые могут наноситься с помощью специального сопла и шланга меньше по времени, в сравнении с традиционным окрашиванием ручной кистью. В 1949 году Эдвард Сеймур изготовил первый аэрозольный баллончик с краской.

Преимущества:

· простота устройства и обслуживания окрасочного оборудования при высокой степени надежности его работы, сравнительно низкая его стоимость;

· возможность нанесения почти всех ЛКМ с различными наполнителями при минимальном объеме приготовленного материала;

· возможность окрашивания промышленных изделий различных габаритов и конфигураций любой группы сложности;

· получение покрытия любого класса по внешнему виду (ГОСТ 9.032-74), включая покрытие I класса.

Недостатки.

Недостатком метода является большое количество загрязненного красочным аэрозолем воздуха, который образуется при распылении ЛКМ и должен быть очищен и удален через водяные или сухие фильтры в окрасочных камерах. Повышенное туманообразование ведет к дополнительным потерям ЛКМ.

В зависимости от способа подачи лакокрасочного материала (ЛКМ) к распылительной головке краскопульты (окрасочные пистолеты) делятся на четыре типа:

· с подачей ЛКМ из верхнего красконаливного стакана (краскопульты с верхним бачком), обладает лучшей пропускной способностью при повышенной вязкости материала.

· с подачей ЛКМ из нижнего красконаливного стакана (краскопульты с нижним бачком), рекомендован для окраски больших деталей, например боковины грузового фургона или целиком кузова автомобиля однородными эмалями одного цвета.

· с подачей ЛКМ под давлением из системы подачи ЛКМ (красконагнетательный бак, подающий насос, централизованная краскоподача) (краскопульты с принудительной подачей). Способ приемлем там, где в течение длительного времени проводится окраска большого объема деталей одним цветом.

· С боковым расположением красочной ёмкости -- значительным плюсом можно назвать его универсальность применения так как вращающееся присоединение позволяет работать как с вертикальными поверхностями, так и потолочными, краска при этом не выльется в лицо.

3. Комбинированное распыление

Комбинированное распыление -- это метод нанесения лакокрасочных покрытий известный за рубежом как метод Airmix, Aircoat, Mistless, Duo, AA-технология и др., является комбинацией двух методов распыления: безвоздушного и пневматического.

Сущность комбинированного распыления заключается в том, что лакокрасочный материал вытесняется с относительно большой скоростью за счет сравнительно высокого гидравлического давления -- 3,0-5,0 МПа (30-50 атм.) из эллиптического отверстия сопла окрасочного пистолета, подобного безвоздушному. При таком давлении на выходе из сопла образуется резко очерченный факел предварительно раздробленного материала.

Под воздействием струи воздуха крупные капли лакокрасочного материала дополнительно дробятся и равномерно распределяются по ширине факела, ликвидируя при этом различного рода «кромочные» дефекты, которые могут возникать при безвоздушном распылении.

Подаваемый в небольших объемах в факел предварительно раздробленного окрасочного материала сжатый воздух низкого давления не приводит к образованию красочного тумана, а наоборот способствует более полному осаждению мелких частиц окрасочного материала, которые за счет торможения в воздушной среде и потери скорости не долетели бы до окрашиваемой поверхности.

Метод комбинированного распыления используется в авиастроении, деревообработке, мебельной промышленности и др.

Преимущества метода.

По сравнению с пневматическим распылением:

· резкое снижение потерь лакокрасочного материала на туманообразование и, как следствие улучшение санитарно-гигиенических условий работы;

· возможность работы при менее мощной вентиляции, так как удалять необходимо в основном только пары растворителей с небольшим количеством воздуха.

По сравнению с безвоздушным распылением:

· комбинированное распыление повышает качество получаемого покрытия -- не ниже 3 класса по ГОСТ 9.032-74.

· возможность изменять давление на материал и в небольших пределах увеличивать или уменьшать расход материала

· возможность изменять форму факела даже при одном и том же сопле.

Недостатки метода.

К недостаткам метода комбинированного распыления можно отнести:

· ограниченность его применения для нанесения окрасочного материала с легко выпадающими в осадок пигментами и наполнителями;

· ограниченность использования метода при окраске с частой сменой вида или цвета наносимого окрасочного материала, при окраске с минимальной производительностью или размерами факела распыляемого окрасочного материала, при нанесении малого объема окрасочного материала;

· трудность применения метода для окраски изделий особой сложной конфигурации.

Вихревой распылитель.

Вихревые процессы в газовых и жидких средах характеризуются, с одной стороны, значительными перепадами температуры и давления, что приводит к высокоинтенсивным процессам с энергетической точки зрения, с другой -- избирательным воздействием на газовые и мелкодисперсные среды.

Многообразие требований, предъявляемых к процессу распыления материалов при решении конкретных практических и технических задач, привело к разработке и созданию устройств распыления с использованием различных физических процессов для формирования мелкодисперсного потока.

В качестве примера и для сопоставления можно привести следующие изделия.

Гидравлические распылители или гидравлические форсунки.

Механические распылители.

Пневматические распылители.

Распыление в электрическом поле.

Ультразвуковое распыление.

4. Ультразвуковые распылители жидкостей

безвоздушный лакокрасочный ультразвуковой диспергатор

Назначение: ультразвуковое распыление жидкостей с целью получения мелкодисперсного аэрозоля.

Обеспечивают: получение аэрозоля с дисперсностью в диапазоне 5…30 мкм при производительности распыления жидкостей, близких по вязкости к воде, в диапазоне от 5 мл/мин до 3 л/мин. Диспергаторы работают на частоте 22…66 кГц. В основе работы лежит способ ультразвукового распыления в тонком слое.

Преимущества ультразвуковых диспергаторов:

- диспергаторы выполнены прямоточными и функционируют при напоре жидкости 200…900 мм водяного столба, что позволяет отказаться от дорогостоящих нагнетательных устройств традиционных способов распыления;

- не требуют подогрева и, следовательно, не оказывают влияния на температурный режим того пространства, в котором они функционируют, в отличие от испарительных распылителей;

- не приводят к изменению давления при использовании в камерах с замкнутым объёмом в отличие от диспергаторов, использующих для распыления сжатый воздух;

- отсутствие трущихся и механически изнашивающихся деталей исключает возможность попадания продуктов износа в окружающую среду;

- благодаря расположению выходных сопел в зоне высокоамплитудных ультразвуковых колебаний обеспечивается незасоряемость распылителей;

- наличие электронной схемы возбуждения позволяет создавать на их основе мехатронные системы поддержания заданной влажности с использованием микропроцессорного управления.

Разработаны конструкции диспергаторов на различные производительности, исследована зависимость дисперсности аэрозоля от параметров резонансных колебаний распыляющей поверхности, создана система автоматизированного проектирования.

Мелкодисперсный распылитель жидкостей.

Распылитель оригинальной конструкции создает куполообразное, многоярусное распыление жидкостей в виде «тумана» и открывает неограниченные возможности его практического применения.

Применение:

Распылитель новой конструкции имеет широкий диапазон функциональных возможностей и может применяться:

- для полива и увлажнения почвы на садово-огородных участках и газонах;

- создания микроклимата в теплицах, на сырьевых площадках;

- на молочно-товарных фермах и других местах содержания различных видов животных и птиц;

- в градирнях - для охлаждения воды на предприятиях;

- в водоемах - для обогащения воды кислородом воздуха;

- в качестве фильтров - для очистки жидкостей от взвесей.

Оригинальный распылитель нового типа создает многоярусное куполообразное распыление жидкостей в виде «тумана» (в диаметре до 15 метров), позволяет достичь большого эффекта орошения почвы, не уплотняя ее, создает благоприятные условия и микроклимат для роста растений.

Достоинства:

- мелкодисперсное распыление жидкостей в виде «тумана» с равномерным распределением влаги по всей площади распыления;

- исключение закупорки рабочей части распылителя;

- простота конструкции и эксплуатации;

- универсальность в применении и широкие функциональные возможности;

- создаваемый купол мелкодисперсного распыления в 3,5 раза больше, чем у известных распылителей аналогичного назначения.

Техническая характеристика:

Распылитель обладает высокой эффективностью и не требует подготовки к работе. Достаточно к штуцеру распылителя подсоединить шланг с водой. Для создания давления воды можно использовать практически любые бытовые насосы, либо использовать напор воды от общей централизованной магистрали.

Оптимальная высота, на которую устанавливают распылитель: 2,0 - 3,5 м. Снижение давления воды и высоты установки распылителя уменьшает площадь обработки участка.

Размещено на Allbest.ru