Лакокрасочные покрытия: методы формирования

Процесс отверждения (сушки) эпоксидных эмалей иначе формирование лакокрасочных покрытий, протекающий при определенных температурно-временных условиях, в значительной степени влияет на защитные, декоративные, физико-механические свойства таких покрытий. Поэтому представляют особый интерес для применения в условиях современных промышленных объектов.

Сушка, применяемая для отверждения лакокрасочных покрытий, бывает двух типов – естественная и искусственная, каждый из этих методов характеризуется свойственными только ему преимуществами и недостатками, а потому нуждаются в более подробном анализе.

Естественная сушка удобна тем, что может производиться в естественных условиях. Дорожные краски или краски для дорожной разметки, эмали ЭП-5155 двух цветов должны высыхать при естественных условиях, при естественной температуре в связи с этим она более предпочтительна, а иногда единственно возможна (при осуществлении работ по окрашиванию на открытых площадках, в производственных корпусах и т.д.).

Явно выраженным недостатком этого метода можно считать продолжительный период времени, необходимый для отверждения ЛКМ. В этой связи особо актуальными становятся методы, способствующие ускорению данного процесса. Проблему может решить применение быстросохнущих пленкообразователей (акриловых или перхлорвиниловых) либо усовершенствование, химическое или физическое, различных олигомеров (эпоксидных, алкидных и уретановых), которые как раз и характеризуются затяжным процессом высыхания. Процессы модификации данных составов сокращают время сушки в десятки раз (от 1-4 часов при температуре 20 °С вместо 24 часов). Сокращение времени отверждения позволяет применять такие эмали для ремонтных работ, конвейерного производства.

В свою очередь, использование для разбавления составов более летучих растворителей, уменьшение толщины наносимого слоя и количества слоев, применение катализаторов-отвердителей и ускорителей также способствует ускорению процесса отверждения эмалей в естественных условиях.

В настоящее время производители предлагают обширный ряд быстросохнущих в естественных условиях эмалей, которые могут быть использованы не только в процессе окрашивания на открытых территориях, в помещениях, во время ремонтных работ, но и применяются в поточном производстве. Ассортимент таких ЛКМ представлен эпоксидно-виниловыми эмалями ЭП-1155, ЭП-5116, ЭП-057, Эмаль Б-ЭП-5297 «ЭПОВИН», Эмаль Б-ЭП-433 «Эповин», акрилуретановыми эмалями, АК-511,Эмаль «Виниколор», АК-539, АК-540, АК-1301 и др

Искусственная сушка – трудоемкий, технологически сложный процесс, который требует значительных энергозатарат и применения специализированного оборудования. Но для крупных промышленных предприятий этот метод остается приоритетным. Отверждение покрытий в условиях искусственной сушки может происходить под воздействием теплового, лазерного, УФ-излучения, под влиянием индукции, радиации или потока ускоренных электронов. Существуют также менее распространенные и на сегодняшний день не получившие широкого применения в промышленности методы сушки лакокрасочных покрытий: радиочастотный, в магнитном поле, импульсно-лучевой.

Чаще всего в различных отраслях промышленности предпочтение отдается методу теплового отверждения, который, в свою очередь, подразделяется в зависимости от способа передачи энергии на конвективный, инфракрасный (или терморадиационный), и комбинированный терморадиационно-конвективный.

Конвективная сушка осуществляется в специальной камере под действием воздуха, нагретого с помощью газа, воды, электроэнергии и т.д до определенной температуры, и подходит практически для всех видов лакокрасочных составов. В ходе этого процесса первым высыхает самый верхний слой покрытия, более глубокие слои требуют и более продолжительного временного воздействия, что значительно затрудняет формирование толстослойного покрытия. А при неправильно подобранной летучей части эмали способствует образованию дефектов.

Инфракрасная сушка, напротив, нагревает лакокрасочный материал изнутри. Это приводит к сокращению времени сушки, более равномерному растеканию лакокрасочного состава, улучшению качественных показателей покрытия за счет облегченного выхода летучих продуктов из пленки. Временной промежуток, необходимый для нагревания изделия, заметно сокращается, при этом в значительной мере облегчается и технологический процесс благодаря отсутствию промежуточного теплоносителя – воздуха. Результатом этого становится повышение производительности за счет минимизации времени сушки (3-20 минут); возможность оперировать любыми видами лакокрасочных материалов; уменьшение расхода электроэнергии; допустимость бескамерной сушки; экономия на производственных площадях, автоматизации и механизации процесса.

Единственным, пожалуй, недостатком данного метода является невозможность обработки изделий и конструкций сложной конфигурации. В этом случае оптимально прибегнуть к комбинированному методу сушки.

Тепловые методы сушки возможно усовершенствовать за счет повышения реакционной способности пленкообразователей; путем использования более эффективных катализаторов и инициаторов отверждения в рецептуре самих ЛКМ или в атмосфере сушильных камер; путем применения высокотемпературных энергоносителей, аэродинамического нагрева. Эмали ЭП-5285 выдерживают кратковременный нагрев.Так, например, в условиях конвективного метода сушки нашли свое применение ускорители и инициаторы сушки. В условиях, когда температура не должна быть выше 70—80°С, уместно использование кислых ускорителей при отверждении меламиноалкидных, карбамидных и акриловых ЛКМ. Они позволяют окрашивать неметаллические и пластмассовые изделия, ускоряют процесс формирования покрытия, их использование ведет к сокращению расхода электроэнергии.

В зависимости от типа изделия можно применять и менее распространенные методы формирования покрытия. Так для изделий с обмоткой, насыщенной лакокрасочным составом, или для сушки покрытий на металлических лентах возможно использование индукционной сушки, в процессе которой токи высоких частот нагревают изделие и способствуют отверждению покрытия.

В случае использования порошковых лакокрасочных материалов для окрашивания МДФ рекомендовано применение методов на основе УФ-излучения. Можно достигнуть декоративного эфекта с эмалями ЭП-5287.Этот способ считается наименее энергозатратным, так как отверждение происходит в течение нескольких секунд.

Метод формирования покрытия при помощи потока электронов считается самым эволюционным и высокопроизводительным на сегодняшний день, но подходит лишь для обработки изделий простейшей конфигурации и плоских поверхностей с использованием лакокрасочных покрытий на основе олигомермономерных композиции.

При выборе метода искусственной сушки необходимо учитывать природу ЛКМ, требования, предъявляемые к физико-механическим и защитным свойствам покрытия, габариты и конфигурацию окрашиваемого изделия, производственные возможности, тип энергоносителя, экономическую целесообразность.