15. Нанесение жидких лкм методом пневмораспыления. Основы способа. Достоинства и недостатки.
Самый распростр. способ нанесения ЛКМ, дает высокодекоративные покрытия. Достоинства: универсальность, высокая производительность, простота технологии, очень хорошие качества покрытия.
Этим методом можно наносить практически любые жидкие ЛКМ (необходимо снизить η) и окрашивать изделия различных размеров и групп сложности, изготовленных практически из любых материалов. Лучше всего наносить методом пневмораспыления (ПР) быстро сохнущие ЛКМ (НЦ, бутилацетат, эфироцеллюлозные, полиакрилатные). ПР бывает ручное и автоматическое. Недостатки: 1) способ неэкономичный. Потери составляют до 40% частиц аэродисперсии жидких ЛКМ; 2)высокая взрыво-, пожароопасность (горит не жидкость, а пары); 3) очень плохие санитарно-гигиенические нормы; 4) повышенный расход растворителя для доведения ЛКМ до требуемой вязкости (17-35 сек).
Сущность способа: ПР заключается в образовании аэрозоля путем дробления жидкого ЛКМ струей сжатого газа (обычно воздух). Аэрозоль, двигаясь в направлении газовой струи при ударе о деталь коагулирует (слипается). Образуется сначала жидкая пленка, затем переходит в твердое состояние.
Дробление ЛКМ происходит в форсунках с кольцевым газовым каналом. В результате выхода из форсунки одновременно струи ЛКМ и струи воздуха происходит их смешение и дробление ЛКМ (для того, чтобы шло дробление воздух направляют под углом) (струи пересекаются и происходит дробление). Дробление ЛКМ происходит только если скорость движения воздуха много больше критической скорости движения воздуха (W>>Wкрит)
Wкрит = 3,38 ·
,
где R-газовая постоянная, Т-температура.
Распыление ЛКМ происходит при скорости движения струи 300-450 м/с, это и есть Wкрит. При этих скоростях привыходе из форсунки давление газа д.б. не менее 2 атм. Для хорошего распыления рабочее давление Р=2-6 атм. Оптим. значение вязкости ЛКМ 17-35 с по ВЗ-4. При этих условиях образуется аэрозоль с размером частиц от 6 до 8 мкн.
Аэрозольная струя ЛКМ перемещаются к изделию в турбулентном режиме (турбулентность необходима при дробления). Идет тумонообразование, поэтому экономия ЛКМ очень низкая. Для уменьшения туманообразования применяют насадки с различной конструкцией распыляющего сопла.
Технологические режимы. Кач-во ЛКМ зависит от технолог. режима распыления ЛКМ. Параметры распыления ЛКМ: 1)давления сжатого воздуха равно 2-6 атм. (<4 – плевки, >4 – завихрения); 2)расход воздуха;3) соотношение объемов воздуха и ЛКМ; 4)расстояние от сопла до изделия.
Высокое давление воздуха благоприятствует распылению, однако вызывает повышенный износ ЛКМ. Из-за быстрого испарения растворителя покрытие часто получается матовым, =>, надо использовать нелетучие растворители. При медленном высыхании ЛКМ возможно сдувание жидкого слоя с поверхности.
Оптим. соотношение расхода воздуха и расхода ЛКМ (Vв/VЛКМ) ≈ 0,3÷0,6, т.е. расход воздуха в 2 раза меньше расхода ЛКМ. Оптимальное расстояние распылителя до изделия 20-40 см. Толщина однослойного покрытия 10-40 мкн. Используют след. краскораспылители: КР-10, КРУ-1, ЗИЛ, ГАЗ. Производительность при распылении рассчитывается по формуле:
F=60·K·ω·S, где К – коэффициент перекрытия, К=0,7÷0,8; ω – скорость перемещения КР относительно изделия (ω=15÷20 м/мин для ручного КР, ω=30÷60 м/мин для автоматич. КР); S – расчетная ширина полосы окраски. Ширина полосы окраски от 40 до 60 см. Если цифры подставить в формулу, то производительность составляет 100÷500 м2/ч. Подаваемый воздух должен обязательно очищаться от влаги, масла и др. механ. загрязнений.
ЛКМ обычно подается в КР: из стакана, кот. находится над распыителем; из красконагнетательного бака; из системы централизованной подачи ЛКМ.
Обязательной составной частью краскораспылительной установки является краскораспылительная камера, снабженная вентиляцией и системой улавливания краскопыли. Ресивер – уменьшает давление от 4 до 2 атмосфер.
Пневмораспыление ЛКМ в нагретом состоянии.
При ПР темп-ра ЛКМ при выходе из сопла резко падает. Это связано с адиабатическим расширением воздуха и испарением р-лей. Понижение темп-ры при испарении р-лей зависит от их летучести, т.е.: от теплоты парообразования и давления при испарении. При распылении НЦ лаков темп-ра падает с 20 ºС до 6÷8 ºС. Снижение t ºС приводит к увеличению вязкости ЛКМ, => плохое растекание ЛКМ на изделии. Поэтому:
либо распыляют ЛКМ заведомо более низкой вязкостью;
либо распылять ЛКМ предварительно подогретый;
либо для увеличения растекаемости ЛКМ на подложке предварительно подогревать саму подложку.
Подогрев изделия исп-ся редко. Наибольшее распространение получил 2-ой способ. Эмпирически определены темп-ры нагрева разл. ЛКМ перед пневмораспылением. Темп-ры нагрева нах-ся в диапазоне для разных ЛКМ от 55 до 70 ºС одновременно подогревают воздух. В нагретом состоянии можно наносить многие ЛКМ. Экономически выгодно нагревать те ЛКМ, в кот. содержатся дорогие раств-ли (НЦ лаки (раств-ль: бутилцеллозольв)). Не рекомендуется нагревать высокореакц. системы (ЭП, ПУ).