СУШКА ЛАКОКРАСОЧНЫХ ПОКРЫТИЙ

Естественная сушка применяется главным образом для быстросохнущих лакокрасочных материалов (перхлорвиниловых, акриловых, нитроцел- люлозных и др.).

Поэтому во всех случаях, когда на детали или изделия нанесены покрытия и их можно сушить при повышенной темературе, необходимо этим пользоваться.

В тех же случаях, когда изделия имеют значительные размеры (самолеты, вертолеты) и в них имеются детали и смазки, не допускающие нагрева при повышенной температуре (резина, остекление и тл.), ограничиваются сушкой при естественной температуре.

На процесс естественной сушки влияют температура и влажность воздуха помещений, в которых производится сушка. Процесс сушки значительно ускоряется при беспрерывной смене воздуха, с которым растворители уносятся с поверхности окрашиваемого изделия. При неподвижном воздухе он насыщается парами растворителей и процесс сушки замедляется. Однако скорость испарения растворителей не должна быть чрезмерной, ибо в этом случае в покрытии возникают большие внутренние напряжения, отрицательно влияющие на его свойства (ухудшается адгезия, могут появиться трещины). Кроме того, при слишком быстром образовании покрытий на основе обратимых пленкообразующих (нитроцеллюлозы, перхлорвинила и др.) задерживается удаление растворителей из нижних слоев.

Режим сушки покрытий подбирают таким, чтобы улетучивание растворителей происходило постепенно.

Искусственную сушку осуществляют в специальных сушильных камерах, которые в зависимости от способа передачи тепла могут быть конвекционными и терморадиационными.

На авиационных заводах нашли широкое применение конвекционные сушильные камеры периодического действия. Они используются для сушки различных деталей, загружаемых на многоярусные тележки. Если же детали сушат в подвешенном состоянии, то камеру оборудуют подвесными приспособлениями.

В конвекционных сушильных камерах передача тепла от его источника к деталям осуществляется циркулирующим в камере горячим воздухом.

На продолжительность и равномерность сушки оказывает большое влияние система распределения поступающего в камеру нагретого воздуха. По всей камере температура воздуха должна быть достаточно равномерной, только в этом случае высушенные покрытия приобретают необходимые свойства. Нагретый воздух по воздуховоду подается в воздухораспределители, сделанные в виде прямоугольных воздуховодов, с отверстиями для выхода воздуха в нижнюю зону сушильной камеры. Нагретый воздух, стремясь подняться вверх, распределяется по всей камере.

Для регулирования подачи воздуха отверстия снабжены задвижками, позволяющими равномерно распределять воздух по длине отдельных секций камеры. Для контроля температуры камеры снабжены термометрами сопротивления и термопарами с самопишущими приоборами.

В процессе сушки воздух постепенно обогащается парами растворителей. Чтобы можно было использовать воздух многократно и не допустить насыщения его таким количеством паров, при котором он становится взрывоопасным, часть воздуха, обогащенного парами растворителей, выбрасывается в атмосферу, а к остающемуся подмешивается такое же количество свежего воздуха.

Рис.

конструкции их позволяют регулировать температуру по всему объему сушилок как на полу, так и по высоте, что крайне важно, ибо только при этих условиях можно получить покрытие с необходимыми свойствами на

Из описанного выше принципа работы сушильных камер следует, что всей поверхности детали или изделия. Поэтому в процессе сушки необходимо строго следить за работой сушильных камер.

Сушка в терморадиационных сушильных установках основана на поглощении окрашенной поверхности тепловых лучей (инфракрасных), излучаемых различными источниками. Сначала нагревается окрашиваемая поверхность изделия, затем нанесенное на нее покрытие (рис. 37). Благодаря тому, что образование покрытия начинается от поверхности металла, в начальной стадии сушки пары растворителей беспрепятственно улетучиваются. Это исключает возможность образования пузырей, имеющих место при конвекционной сушке, где образование их возможно вследствие стремления не успевших улетучиться остатков растворителей проникнуть через образовавшуюся поверхностную тонкую пленку.

При сушке инфракрасными лучами мощность теплового потока во много раз выше, чем при конвекционной сушке. Благодаря более интенсивной передаче тепла от источников нагрева к окрашенной поверхности и благоприятным условиям пленкообразования (передаче тепла от нижних слоев лакокрасочного покрытия к верхним) сушка покрытий происходит в 4 ... 15 раз быстрее по сравнению с конвекционной.

Для терморадиационной сушки окрашенных изделий применяют различные сушильные устройства. Они могут быть в виде легких стационарных или передвижных щитов, стационарных камер или тоннелей.

Как в сушильных камерах других типов, для поддержания концентрации паров растворителей на допустимом уровне камеры оснащаются вытяжной вентиляцией.

Например, при расстоянии 100 мм время высыхания покрытия равно 3 мин, при 300 мм — 10 мин, а при 500 мм — 31 мин. На практике расстояние изделий от источников излучения обычно 100 ... 400 мм. Благодаря значительному поглощению тепла толстостенными изделиями нарастание тепла на их поверхностях происходит замедленно. Этим и объясняется более медленное высыхание покрытий, нанесенных на толстостенные изделия. Установлено, что применять терморадиационную сушку покрытий, нанесенных на отливки толщиной более 30 мм, неэкономично.

При всех прочих равных условиях наиболее быстро высыхают краски черного, коричневого, голубого и зеленого цвета, медленнее сохнут серые и бежевые. Белые покрытия при сушке инфракрасными лучами могут пожелтеть, поэтому не рекомендуется сушить их в терморадиационных сушилках.

При сушке окрашенных изделий сложной формы (выступы, углубления) расстояние отдельных участков поверхности до источника излучения получается различным, вследствие чего возможно неравномерное высыхание покрытий, поэтому для сушки таких изделий используются радиационно- конвекционные сушильные камеры. В них сушка осуществляется одновременно излучателями и горячим воздухом. Движение горячего воздуха в камере способствует выравниванию температуры на окрашенной поверхности, что создает условия для равномерного высыхания покрытий на всей поверхности изделия независимо от его конфигурации.

Для сушки небольших поверхностей и особенно при ремонте покрытий используют главным образом ламповые излучатели. На рис. 38 показан передвижной щит с ламповыми излучателями для сушки покрытий на небольших поверхностях.

Рис. 39. Схема работы аппарата каталитического сжигания паров органических растворителей

Рис. 38. Рефлекторный ламповый передвижной щит

Сжигание паров органических растворителей, образующихся в процессе сушки лакокрасочных покрытий. Для безопасности работы сушилок в них не должно допускаться концентрации растворителей выше нормы, при которой они становятся пожаро- и взрывоопасными. Для обеспечения подобных условий применяется мощная вентиляция. Однако выброс в атмосферу воздуха, содержащего органические растворители, загрязняет ее, что ведет к ухудшению санитарно-гигиенических условий в прилегающих районах. Для очистки газовых выбросов из сушильных камер используют метод каталитического сжигания (окисления) паров растворителей на поверхности катализаторов, а для сушильного оборудования с газовым обогревом — метод термического сжигания.

На рис. 39 представлена схема работы аппарата каталитического сжигания паров органических растворителей. Из сушильной установки 9 паровоздушная смесь поступает в камеру 1 предварительного нагрева, где нагревается подогревателем 2 до температуры, необходимой для протекания реакции каталитического окисления. Нагретая смесь паров органических растворителей и воздуха проходит через слой катализатора 3. Пары окисляются до углекислого газа и воды, при этом выделяется значительное количество тепла.

Основная часть газового потока, очищенного от растворителя, смешивается со свежим воздухом, поступающим в установку при открытом шибере 4, направляется в сушильную установку вентилятором 6, приведенным в движение двигателем 7. Из установки воздух удаляется при открытом шибере 5. Схема предусматривает возможность частичного возвращения паровоздушной смеси в установку через шибер 8.

Степень очистки воздуха от паров растворителей равна 70 ... 100 %. При этом количество поступающего свежего воздуха уменьшается на 70 % (за счет возврата нагретого и очищенного газового потока), что позволяет уменьшить общие энергозатраты примерно на 50 %.