Технология применения методом облива для сложных видов поверхностей
Существующая на Западе тенденция ухода от использования красок на растворителях связана как с ужесточением требований к охране окружающей среды, та к и с необходимостью качественного улучшения покрытий. Современные ЛКМ могут давать лучшие результаты при одновременном снижении вредного влияния на окружающую среду. Получение качественных лакокрасочных покрытий требует максимального соблюдения технологии нанесения, которая развивается также как и технология производства красок. Успешный переход отечественных предприятий на водоразбавляемые лакокрасочные покрытия возможен только после основательного подготовительного процесса, когда окрасочные производства будут готовы создать оптимальные условия для такого внедрения. В этой статье мы хотим ознакомить вас с особенностями водоразбавляемых покрытий, а также с опытом применения некоторых материалов на практике.
В настоящее время, наряду с традиционными лакокрасочными материалами на растворителях, FEDAL предлагает несколько альтернативных технологий покрытий: грунты и эмали с высоким сухим остатком (high solid, HS), водоразбавляемые краски (water borne coating, WBS).. Материалы FEIDAL с высоким сухим остатком успешно используются на протяжении многих лет. Они легко наносятся большой толщиной сухого слоя (150-300 мкм), имеют повышенную устойчивость в агрессивной атмосфере, быстрее высыхают и содержат минимальное количество растворителя. Преимущества эпоксидных грунтов с высоким сухим остатком ZG 80 и ZG 76 неоднократно были представлены нами в наших статьях.
Для большинства производителей водоразбавля емые краски наиболее пригодны для использования с точки зрения простоты нанесения и выполнения требований к охране окружающей среды. Однако следует помнить о том, что технология их применения сложней, чем технология применения орагнорастворимых красок. Специалисты FEIDAL рекомендуют наносить водные системы на чистую и химически стабильную подложку – это требование является критическим для водоразбавляемых материалов. Краски на растворителях могут покрыть и абсорбировать некоторое количество масляных загрязнений на поверхности, другая картина наблюдается в случае применения водоразбавляемых систем. Малейшее загрязнение маслом будет влиять на формирование покрытия. Поэтому качественное обезжиривание является необходимой операцией для такого типа материалов. Также рекомендуется применять фосфатирование. Выбор способа подготовки поверхности является весьма существенным, так как оптимальные антикоррозионные свойства и механическая прочность во многом зависит от тщательной подготовки поверхности и нанесения грунтовочного слоя.
Водные системы покрытий могут наноситься валиком, распылением, окунанием, обливом. Преимущества применения водоразбавляемых материалов FEIDAL мы хотим показать на примере окраски радиаторов охлаждения масла, которые используются в производстве трансформаторов. Радиатор окрашивается с помощью однокомпонентного грунта AG 08 и эмали AD 21 (фото 1-8) методом облива. Грунт на основе акриловых смол хорошо наносится как на стальные поверхности, с соответствующей подготовкой , так и на поверхности с горячей оцинковкой.
На снимках 1-2 показан процесс нанесения грунта AG 08 с помощью простейших технологических приемов и приспособлений. На поверхностях сложной формы, таких как радиаторы или трансформаторы, очень сложно получить качественные покрытия с достаточной толщиной и равномерностью лакокрасочного слоя в связи с наличием большого количества труднодоступных мест и неровных элементов конструкции. Даже при высокой квалификации маляра будут присутствовать отклонения от желаемого результата. Особенно ощутимы повышенные потери лакокрасочного покрытия при распылении. При методе облива можно многократно использовать лакокрасочные материалы и свести их потери к минимуму. Самым существенным аргументом является экологичность материалов и отсутствие опасности при возникновении пожаров. Аналогичные окрасочные участки с материалами на органических растворителях имеют повышенный уровень концентрации паров растворителей в связи с их интенсивным испарением с поверхностей окрашенных изделий и большим объемом лакокрасочных материалов в области облива. На таких участках требуется хорошая вентиляция и обязательное применение малярами средств индивидуальной защиты. Во время использования водоразбавляемой системы FEIDAL маляры чувствовали себя абсолютно комфортно без средств защиты органов дыхания.
Как видно на снимке 3, после облива грунтом остаются небольшие участки поверхности, которые необходимо подкрасить дополнительно, например, с помощью пневматического распыления. На снимке 6 данная подкраска производится эмалью. Нанесение эмали AD 21 производится по такой же технологии, как и с грунтом ( фото 4 и 5). На фото 7 и 8 виден результат окраски. Эмаль AD 21 содержит антикоррозионный пигмент – железную слюдку. Данный пигмент придает покрытию не только высокую атмосферную устойчивость, но и повышенные механические свойства. Кроме влияния атмосферы и воздействия ультрафиолетового излучения, материал должен работать в режиме постоянных перепадов температур ( в среднем от +80 C до +120 С). Требуемая толщина сухого слоя покрытия свыше 120 мкм и хороший внешний вид покрытия обеспечивают долговечную эксплуатацию изделия.
Нанесение водоразбавляемых красок отличается от нанесения красок на растворителях. Эти отличие необходимо знать и использовать для повышения эффективности окраски , а также улучшения качества покрытия. Одной из областей науки, которую используют при нанесении водоразбавляемых красок, является реология – наука о текучести веществ. Реологичесике свойства водоразбавляемых ЛКМ можно использовать для получения хорошей тиксотропии материала, а также способности к растеканию после размешивания. Определенные реологичесик свойства являются очень полезными для водоразбавляемых красок. Например, они препятствуют выпадению пигмента в осадок при хранении. Благодаря этому мы получаем краски, которые очень быстро можно подготовить к нанесению, и при этом они остаются стойкими к образованию подтеков на окрашиваемой поверхности. Но эти же свойства создают определенные неудобства на таких этапах процесса окраски, как приготовление краски на складе, измерение вязкости или нанесение.
Здравый смысл подсказывает, что необходимо избегать замерзания водоразбавляемых красок. Их следует транспортировать и хранить при температурах 5-30 С. Поэтому водоразбавляемая краска всегда должна доводиться до температуры, при которой она будет использована, и при которой производятся замеры вязкости. Так как вода обладает приблизительно большей теплоемкостью, чем растворители, а структурное строение красок подавляет конвекционные течения, то требуется определенное количество времени для подъема температуры от низкой температуры складирования до нормальной температуры нанесения. Например, в случае цистерны объемом 1000 литров, без перемешивания, для поднятия температуры от 10 С до 20С при окружающей температуре 20С потребуется 3 дня. Такой промежуток времени должен учитываться при планировании операций складирования и приготовления красок к использованию.
Потребители красок требуют как можно более короткого времени от нанесения грунтовки до нанесения покрывного слоя и дальнейших операций. Однако свойства воды в этом не очень помогают. В сравнении с растворителями вода испаряется медленно, особенно при низкой температуре. Поэтому также требуется приложить больше энергии для испарения. Кроме того, скорость испарения снижается вместе с ростом относительной влажности (RH, relative humidity). Для небольших деталей , которые можно подвергать искусственной сушке, эта проблема не имеет значения. Но крупные детали, сохнущие на открытом воздухе, требуют соблюдения определенной влажности и температуры во время процесса. В средней и северной частях Европы эти параметры находятся в пределах 50-80% и 20-30 С, при этом незначительные изменения в рецептуре позволяют приспособить краски к нанесению в других условиях. Известно ,что особенно при высокой влажности большое значение имеет увеличение скорости прохождения воздуха (обдува) сушки, чем незначительный рост его температуры. Необходимо обеспечить чистоту воздуха, освободить от пыли и других загрязнений. При нормальной температуре окружающей среды практически невозможно нанесение следующего слоя краски на водоразбавляемый эпоксидный грунт или его отверждение, так как это бывает в случае использования некоторых красок на растворителях. Необходим определенный промежуток времени, который должен пройти между нанесением отдельных слоев, или же следует установить секцию подсушки с подогревом и принудительной вентиляцией с целью сокращения времени, необходимого между окрасками.
Важными являются также следующие этапы образования покрытия до его окончательного высыхания и отверждения. Водоразбавляемые краски содержат небольшое количество специальных растворителей, называемых со-растворителей. Современные водоразбавляемые ЛКМ содержат 0.1-15 % вспомогательных растворителей. Они играют ключевую роль в образовании готового покрытия и выполняют роль веществ, повышающих растворимость. В присутствии пленкообразователя они должны, по меньшей мере, неограниченно смешиваться с водой. Аномалия вязкости водорастворимых ЛКМ, известная под названием «водная горка», уменьшается или полностью устраняется при введении вспомогательных растворителей. Для сохранения наилучшей растворяющей способности в течении всего времени пленкообразования необходимо, чтобы вспомогательные растворители улетучивались в то же время, что и вода. Состав смеси растворителей , которые бы обеспечивали достижение наилучших свойств покрытия при заданных условиях пленкообразования, часто определяется экспериментально.
Несмотря на то, что путь получения качественных покрытий с применением водоразбавляемых красок кажется сложным, стоит помнить о том, что сами покрытия обладают достаточно высокими техническими характеристиками и имеют массу преимуществ. В связи с ужесточением экологического контроля и директивой по уменьшению использования материалов, вредных для окружающей среды, в последние годы в Европе активно переходят от ЛКМ на органических растворителях к водоразбавляемым. В соответствии с этой директивой каждое предприятие, производящее ЛКМ, имеет право выпустить в атмосферу строго определенное количество паров растворителя, и это количество очень небольшое. Поэтому современным водоразбавляемым материалам уделялось пристальное внимание, они интенсивно разрабатывались, совершенствовались и проходили самые тщательные исследования в отличие от органоразбавляемых. В связи с этим по своим защитным качествам эти покрытия сегодня даже лучше, чем некоторые традиционные ЛКМ на органических растворителях.
Для отечественных предприятий, использующие лакокрасочные покрытия, переход от традиционных грунтов и эмалей к водоразбавляемым, будет достаточно непростым. Затраты на комплексное оснащение участков по подготовке поверхностей (обезжиривание, струйно-абразивная очистка, фосфатирование), поддержка теплового режима для окраски, повышенные требования к хранению лакокрасочных материалов и другие мероприятия в данный момент могут позволить себе немногие.
Специалисты FEIDAL готовы внести свой вклад в этом вопросе, передав своим потребителям многолетний практический опыт. Охрана окружающей среды и здоровье собственных работников для предприятий в ближайшем будущем будут стоять в списке приоритетов на первых местах, и поэтому внедрять экологичные технологии и материалы необходимо уже сегодня.
