Нанесение покрытий в электростатическом поле

Методы нанесения лакокрасочных материалов

Методы нанесения жидких и порошковых ЛКМ различны. Применяется несколько способов нанесения жидких ЛКМ:

Ручной (кистью, шпателем, валиком) - для окраски крупногабаритных изделий (строительных сооружений, некоторых промышленных конструкций), исправления дефектов. в быту; используются ЛКМ естественной сушки.

Валковый - механизированное нанесение ЛКМ с помощью системы валиков обычно на плоские изделия (листовой и рулонный прокат, полимерные пленки, щитовые элементы мебели, бумага. картон, металлическая фольга).

Окунание в ванну, заполненную ЛКМ. Струйный облив (налив) - окрашиваемые изделия проходят через «завесу» ЛКМ. Струйный облив применяют для окраски узлов и деталей различных машин и оборудования, налив - для окраски плоских изделий (листового металла, щитовых элементов мебели, фанеры).

Распыление:

а) пневматическое - с помощью ручных или автоматических пистолетообразных краскораспылителей, ЛКМ с температурой от комнатной до 40-85 °С подается под давлением (200-600 кПа) очищенного воздуха; метод высокопроизводителен, обеспечивает хорошее качество лакокрасочного покрытия.

б) гидравлическое (безвоздушное), осуществляемое под давлением, создаваемым насосом (при 4-10 МПа в случае подогрева ЛКМ, при 10-25 МПа без подогрева);

в) аэрозольное - из баллончиков, заполненных ЛКМ и пропеллентом. применяют при подкраске автомашин, мебели и др.

Методы нанесения порошковых ЛКМ:

насыпание (насеивание);

напыление (с подогревом подложки и газопламенным или плазменным нагревом порошка. либо в электростатическом поле);

нанесение в псевдоожиженном слое (вихревом, вибрационном).

Наиболее часто используемым на практике методом нанесения полимерных покрытий является электростатический метод. Он в сравнении с другими имеет следующие преимущества:

1. Высокая производительность и технологичность;

2. Экономный расход полимерного порошка;

3. Возможность нанесения покрытий одинаковой толщины на поверхности сложной формы, многослойных и композиционных покрытий;

4. Возможность автоматизации процесса нанесения.

Электростатические методы нанесения полимерных покрытий предполагают реализацию следующих основных стадий процесса:

1. Электрическая зарядка дисперсных частиц полимера.

2. Перенос этих частиц из зоны зарядки на поверхность изделия.

3. Монополизация (оплавление) полимерного покрытия.

В общем случае электрозарядка полимерных порошков может осуществляться следующими способами: контактным методом; поляризацией; ионной адсорбцией.

Контактная зарядка осуществляется при непосредственном контакте двух твердых тел. Контакт может быть и динамическим, в этом случае протекает трибоэлектризация. В зависимости от характера электризации, знака заряда при электризации материалы составляют так называемый трибоэлектрический ряд – это ряд, в котором впереди размещается материал, получающий положительный заряд при трении с другими, размещенными в ряду после данного материала. Этот ряд следующий: шерсть, полиамид, вискоза, хлопок, натуральный шелк, поливиниловый спирт, лавсан, поливинилхлорид, полиэтилен, политетрафторэтилен.

Характер контактной зарядки может быть определен с помощью эмпирического правила Кена: положительный заряд при контакте получают те диэлектрики, у которых более высокая диэлектрическая проницаемость.

Степень и характер электризации зависит не только от природы полимера, но и от температуры, наличия или отсутствия на поверхности адсорбированных слоев. При этом надо учитывать, что поверхность порошка, как правило, неоднородна. Поэтому есть основания считать, что на поверхности полимерной частицы имеются области, содержащие различные по знаку заряды. Следователь- но, частицы полимера нужно рассматривать как объекты, имеющие избыточ- ный заряд и дипольный момент. Так как перенос частиц осуществляется, как правило, в неоднородных электрических полях, то данное обстоятельство оказывает значительное влияние на характер их движения.

Известно, что основным параметром, определяющим знак заряда при контактной электризации, является работа выхода электронов. При этом адсорбция кислорода на поверхности твердого тела всегда увеличивает работу выхода элек- тронов, а адсорбция влаги снижает эту работу. Работа выхода электрона достаточно сложным образом зависит также от степени заполнения поверхности ад- сорбционной фазой.

При контакте одинаковых по природе тел также наблюдается их электризация. Известно, что если тело имеет более высокую температуру, то при контакте с телом такой же природы, оно получает преимущественно положительный за- ряд.

Наиболее значительны по своей эффективности процессы трибоэлектризации. В ряде случаев для интенсификации процессов электризации дисперсных частиц, на заряжающую поверхность подают напряжение 30-50 кВ.

Электризация поляризацией заключается в появлении поверхностного заряда при размещении полимера во внешнее электрическое поле. Она особенно эффективна при зарядке полярных полимеров при относительно высоких температурах.

Электризация ионной адсорбцией реализуется, например, при обработке полимерных порошков в коронном разряде.

Полимерный порошок, нанесенный на поверхность детали, удерживается на ней электростатическими силами. При определенной толщине покрытия, напряженность возникающего электрического поля может быть даже выше напряженности пробоя воздуха; в результате происходит электрический разряд, нарушающий сплошность полимерного слоя. По этой причине толщи- на наносимого полимерного порошкового слоя относительно невелика.

Все известные устройства, с помощью которых осуществляют электростатическое осаждение полимерных покрытий, разделяют на камерные и струйные.

В камерных установках (рис. 1) зарядка полимерного порошка и его осаждение осуществляется, как правило, в замкнутом объеме. Под действием механических колебаний, создаваемых электромагнитом, и поступающего через пористое дно воздушного потока происходит перевод полимерного порошка в псевдоожиженное состояние и одновременно - его зарядка. Деталь, на поверхность которого наносится покрытие, заземляется и вносится в камеру. Под действием электрического поля, создаваемого между заряжающим электродом и деталью, происходит перенос частиц полимера и их закрепление на поверхности.

Рис.1. Схема камерной установки для нанесения полимерных покрытий

В струйных устройствах образуется направленный поток заряженных частиц полимера с помощью специального распылительные устройства (пистолета). Часто металлическую деталь предварительно нагревают до температуры выше температуры плавления полимера 30-500 С. Основной недостаток струйных установок – достаточно большая невосполнимая потеря порошка (до 25%).

Дата добавления: 2017-01-14