Исследование режимных параметров пленкообразования полиуретановых лакокрасочных покрытий при аэроионификации

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Исследование режимных параметров пленкообразования полиуретановых лакокрасочных покрытий при аэроионификации

Research of condition parameters of film-forming process of polyurethane paint-and-lacquer coatings at air ionization

Газеев М.В., Тихонова Е.В. (УГЛТУ, г. Екатеринбург, РФ)

Пленкообразование лакокрасочных материалов (ЛКМ) является самым продолжительным процессом отделки изделий из древесины. Повышение его скорости позволяет сократить потребность в производственных площадях, время цикла отделки, создать условия для использования современного оборудования. В настоящее время пленкообразование можно интенсифицировать за счет сообщения лакокрасочному покрытию (ЛКП) дополнительной энергии (нагрев, инфракрасное излучение и т.д.), а также путем введения катализаторов и инициаторов химических реакций в состав ЛКМ [1].

Рис. 1. Схема электроэффлювиального аэроионизационного устройства (ЭЭАУ) 1 - образец с лакокрасочным покрытием; 2 - электрод

На кафедре механической обработки древесины Уральского государственного лесотехнического университета ведутся исследования нового способа повышения скорости пленкообразования ЛКП, образованных жидкими ЛКМ аэроионификацией [2, 3].

Аэроионификация - это метод образования отрицательных аэроионов в поле коронного разряда электроэффлювиального аэроионизационного устройства (ЭЭАУ) (рис. 1). Впервые аэроионификация была предложена в начале XX века А.Л. Чижевским с целью искусственного создания благоприятного для человека режима воздуха внутри помещений [4]. Согласно проведенным исследованиям применение аэроионификации для повышения скорости пленкообразования ЛКП требует поиск и отработку режимных параметров метода [3]. Влияние аэроионификации на живые организмы обусловлено оптимальной концентрацией аэроионов в помещении, а для пленкообразования решающую роль играет величина напряженности электрического поля.

Для исследования вышеизложенного был проведен классический эксперимент, цель которого - определение зависимости времени пленкообразования ЛКП при аэроионификации от характера распределения электрического поля ЭЭАУ.

Пленкообразование производилось при аэроионификации и в естественных условиях (температура воздуха t = 20 ± 2 °С, влажность воздуха W = 60 ± 5 %). В качестве материала использовался двухкомпонентный полиуретановый лак Verinlegno I 362 VLX 36 (Италия). Покрытия формировались на подложках из древесины (ГОСТ 8486-86). Расход ЛКМ 120 г/м². По данным ранее проведенных исследований наиболее оптимальными условиями интенсификации пленкообразования полиуретановых ЛКМ аэроионификацией является расстояние между образцом и излучателем h = 0,025 м при напряжении U = 24 кВ [2]. В качестве переменного фактора было выбрано расстояние между электродами излучателя S = 0,02 ч 0,04 м. Время пленкообразования фиксировалось по ГОСТ 19007-73.

В результате проведенных исследований получены образцы ЛКП с круглыми опечатками (рис. 2). По отпечаткам можно предложить схему распределения электрического поля ЭЭАУ на поверхности ЛКП непосредственно под электродами (рис. 2б). Для получения равномерного ЛКП необходимо перемещение образца относительно электродов для перекрытия отпечатков их полей, где наблюдается сокращение времени пленкообразования ЛКП на всей поверхности образца в 1,5 ч 2 раза по сравнению с естественными условиями (рис. 3, 4). Таким образом, характер распределения электрического поля оказывает решающее влияние на эффективность аэроионификации: повышение скорости пленкообразования возможно только непосредственно под электродом ЭЭАУ, поэтому периодическое перемещение образца с ЛКП является необходимым условием применения метода.

а

б

Рис. 2. Образцы с лакокрасочными покрытиями, полученными методом аэроионификации при неподвижном положении образца во время пленкообразования: а - при расстоянии между иглами излучателя 0,02 м; б - при расстоянии между иглами излучателя 0,04 м со схемой распределения электрического поля: 1 - силовые линии электрического поля; 2 - электрод излучателя; 3 - образец с ЛКП; 4 - отпечаток электрического поля на ЛКП

пленкообразование лакокрасочный аэроионификация

а

б

в

Рис. 3. Образцы с лакокрасочными покрытиями, полученные:

а - в естественных условиях; б, в - при аэроионификации, с перемещением образца, расстояние между электродами излучателей S = 0,02 и S = 0,04 м соответственно

пленкообразование лакокрасочный аэроионификация

Рис. 4. Время пленкообразования двухслойного полиуретанового покрытия в разных условиях

Полученные покрытия подвергались испытанию на склерометрическую твердость (ГОСТ 27326-87). Результаты представлены на рис. 5.

По результатам визуальной оценки внешнего вида установлено, что при воздействии аэроионификации ЛКП приобретает матовость. Теоретически такой результат объясняется бомбардировкой ЛКП ионами с образованием многочисленных неровностей на поверхности покрытия. Таким образом, аэроионификация позволяет получать матовые ЛКП без использования специальных добавок.

Рис. 5. Склерометрическая твердость двухслойного полиуретанового покрытия

На основании проведенных исследований можно предложить следующий режим пленкообразования ЛКП полиуретановым лаком Verinlegno I 362 VLX 36 (Италия) при аэроионификации.

1. Напряжение на излучателе ЭЭАУ U = 24 кВ.

2. Расстояние между образцом и излучателем h = 0,025 м.

3. Периодическое перемещение образца с ЛКП в процессе пленкообразования с учетом характера распределения электрического поля ЭЭАУ.

4. Расстояние между электродами излучателя S = 0,04 м.

Библиографический список

1. Рыбин, Б.М. Технология и оборудование защитно-декоративных покрытий древесины и древесных материалов [Текст]: Учебник для вузов / Б.М. Рыбин; М.: МГУЛ, 2003. 568 с.

2. Газеев, М.В. Эффективность применения аэроионификации для интенсификации отверждения лакокрасочных покрытий, образованных алкидными лаками на древесине [Текст] / М.В. Газеев, Е.В. Тихонова // Деревообработка: технологии, оборудование, менеджмент XXI века. Труды III международного евразийского симпозуима. Екатеринбург, 2008. С. 37-41.

3. Газеев, М.В. Влияние аэроионификации на процесс пленкообразования полиуретановых лакокрасочных покрытий [Текст] / М.В. Газеев, Е.В. Тихонова // Современные проблемы лесозаготовительных производств, производства материалов из древесины: пиломатериалы, фанера, деревянные дома, заводского изготовления, столярно-строительные изделия. Материалы Международной научно-практической конференции. С.-Петербург, 2009. С. 60-64.

4. Скипетров, В.П. Феномен «живого» воздуха [Текст]: Монография / В.П. Скипетров, Н.Н. Беспалов, А.В. Зорькина; Саранск: СВМО, 2003. 93 с.

Размещено на Allbest.ru