Меню

НАНЕСЕНИЕ ПОРОШКОВОЙ КРАСКИ

НАНЕСЕНИЕ ПОРОШКОВОЙ КРАСКИ

Из всех перечисленных в разделе «Основы порошкового напыления» способах нанесения порошковой краски наиболее распространенным является пневмоэлектростатическое распыление.

На сегодня это основной метод нанесения покрытий в промышленности. Его популярности способствуют высокие эксплуатационные характеристики оборудования, простота конструкций, удобство в работе, возможность легко контролировать толщину покрытий и, что немаловажно, традиционно используемые годами в лакокрасочном производстве распылительные пистолеты.

Суть метода пневмоэлектростатического распыления достаточно проста: используя законы механики и электростатики произвести зарядку частиц, транспортировать их к покрываемой поверхности, распределить в виде равномерного слоя и удерживать в таком состоянии до помещения изделия в печь полимеризации.

Простейшая структурная схема технологического оборудования нанесения порошкового покрытия представлена ниже.

  1. Компрессор
  2. Блок управления
  3. Ресивер
  4. Блок очистки воздуха
  5. Регулятор давления
  6. Устройство подачи порошка
  7. Система рекуперации
  8. Распылительный пистолет
  9. Блок зарядки порошка

Блоки (1 – 7) являются типовыми, и применяются во многих технологических процессах.

Специфическими, применяемыми только при порошковом напылении, являются устройства зарядки порошка и сами распылительные пистолеты.

Зарядка частиц порошка производится в основном двумя способами:

  • электростатический (коронный);
  • трибостатический (контактный, фрикционный).

Механизмы зарядки в каждом из способов принципиально отличаются, и предъявляют ряд специфических требований, как к характеристикам напыляемых материалов, так и к условиям напыления. В настоящее время накоплена достаточно большая как теоретическая так и экспериментальная база данных, позволяющая объективно оценить преимущества и недостатки каждого из способов, выделить наиболее эффективные области их применения.[1,2,3,4].

Тем не менее, надо признать, что зарядка коронным разрядом в большом и малом производстве применяется чаще трибостатической. И, как утверждают практики, в основном потому, что она более эффективна по степени электризации для большинства существующих порошковых красок.

При этом практиками рассматриваются, и сравниваются серийно выпускаемые отечественные и зарубежные устройства. На наш взгляд более объективным является анализ потенциальных, теоретически обоснованных возможностей тех способов, которые учитывают перспективные разработки порошковых композиций.

Мы в своей работе используем как электростатические, так и трибостатические распылители собственных разработок (см. фото и раздел «Оборудование для порошковой покраски».)

При этом предпочтение отдаем трибостатическим системам.

Известно, что эффективность трибозарядки порошковых красок определяется следующими факторами:

  • отношением площади заряжаемой поверхности к объему порошка, что, в свою очередь, зависит от траектории полета частиц и степени турбулентности воздушно – порошковой смеси;
  • распределением частиц порошка по размерам;
  • оптимальным подбором материала, используемого в качестве зарядной поверхности.

В основном, все современные трибостатические распылители «акцепторного» типа, т.е. в качестве зарядных систем используются материалы способные при контакте с частицей порошка принимать заряд.

Для термореактивных порошков наиболее оптимальным материалом, применяемым в качестве зарядной поверхности внутри трибо – напылителя является фторопласт (см. «трибостатический ряд»).

Управление траекторией движения частиц в таких системах, как правило, ограничивается особенностями конструкций зарядных труб.

На наш взгляд в этом способе не до конца изучены возможности управления траекторией движения частично заряженного порошка за счет наложения дополнительных регулируемых электростатических, либо магнитных полей. Так, например, если конструкция зарядной системы обеспечивает движение воздушно – порошковой смеси такое, при котором каждая частица приобретает радиальную составляющую скорости, то продольное магнитное поле заставит частицы двигаться по винтообразной траектории (сила Лорентца).

В результате увеличивается эффективная площадь поверхности контакта внутри напылителя, и тем самым увеличивается удельный трибозаряд.

В последнее время, в связи с некоторым оживлением в области применения термопластичных порошков, особенно на основе полиэтилена (см. «трибоэлектрический ряд»), актуальной стала задача разработки «донорных» трибозарядных напылителей, у которых зарядная поверхность не принимает, а отдает электроны. Наши эксперименты по трибозарядке термопластичных порошков, разработанных для нанесения методом псевдоожижения, позволили выявить ряд особенностей и практических рекомендаций.

В частности: определены способы управления траекторией, а также выбраны оптимальные условия выполнения операции нанесения микрочастиц порошка (см.фото)

Поскольку средний размер этих частиц (медиана) в пределах 250 мкм пришлось полностью пересмотреть вопрос транспортировки частиц, учитывая изменения во взаимодействии сил электрических, гидродинамических, инерционных, силы тяжести, которые в свою очередь, зависят от размеров частиц их массы, диэлектрической постоянной, плотности потока.

В заключении необходимо отметить, что основное требование, которому должны удовлетворить все зарядные устройства – это стабильность параметров в процессе нанесения.

Критерием стабильности может быть постоянный удельный заряд частиц, который для большинства, промышленно выпускаемых, порошков лежит в пределах 0,5 – 2,5 мкКл/г.

Считаем так же своим долгом, отметить, что вопросы нанесения порошка, будучи непосредственно связаны с общей проблемой порошковой покраски, несмотря на достигнутые в этой области успехи, изучены пока не в полной мере.

БИБЛИОГРАФИЯ:

  1. Полякова К.К., Пайма В.Н. Технология и оборудование для нанесения порошковых покрытий., М., Машиностроение, 1972 г.
  2. Немчатов С.С. Технология получения полимерных покрытий. Ташкент, 1975 г. 232с.
  3. Яковлев А.Д. Машляковский Л.Н. Порошковые краски и покрытия. СПб., Химиздат, 2000 г., 64 с.
  4. Технология и оборудование для нанесения полимерных покрытий в электростатическом поле, под ред. Верещагина И. П. и др., М., Энергоиздат, 1990 г., 240с.