Некоторые аспекты процесса нанесения порошковых красок

Васенкова Е. Попов Ю. Субочев П. Некоторые аспекты процесса нанесения порошковых красок // Лакокрасочные материалы и их применение. 2002. №2-3. C.40-42

Фирма ООО ?Уссури?, являющаяся одним из крупнейших поставщиков порошковых красок (ПК), не только обеспечивает своих клиентов современными ЛКМ разнообразных цветов для полимерных покрытий различной текстуры, но и оказывает полный комплекс услуг по наладке оборудования и технологических режимов нанесения ПК.

Ранее (см. ЛКМ. 2001. № 2 ? 3 и № 7 ? 8) нами рассматривались некоторые результаты обследования промышленных печей отверждения ПК, реальных температурно-временных режимов и их соответствие рекомендациям разработчиков и поставщиков ПК.

В настоящей статье описывается программа расчета степени отверждения ПК в печах полимеризации на основе данных, полученных с помощью многоточечного прецизионного прибора CURVE-X (CШA).



Режим отверждения ПК является определяющим для получения покрытий с заданными физико-механическими свойствами и внешним видом. Так, например, низкие температуры в печи или малая скорость нагрева могут приводить к снижению блеска, а для текстурированных покрытий ? к изменению структуры поверхности, уменьшению адгезии из-за повышенной вязкости расплава ПК и плохой смачиваемости им поверхности изделий; чрезмерно высокая температура и время выдержки ? к разложению пигментов и деструкции пленкообразующего, что повлечет изменение цвета и ухудшение механических свойств покрытий.

Следует напомнить, что фирмы-производители ПК в технической документации в табличном виде приводят температурно-временные режимы отверждения, соответствующие температуре поверхности окрашиваемого изделия, а не воздуха в печи, например: 10 ? 15 мин при 200о С, или 20 ? 30 мин при 180о С, или 35 ? 40 мин при 160о С. Такие режимы практически реально неосуществимы. Рекомендуемые изотермические режимы отверждения отражают среднестатистические значения с учетом скорости нагрева и даны обычно с некоторым ?запасом? времени, необходимого для отверждения пленкообразующего. ?Запас? требует, как правило, значительно большего времени или более высокой температуры, чем минимально необходимые, что приводит либо к увеличению затрат на энергоносители, либо к уменьшению производительности.

На рис.1, а приведен температурно-временной режим отверждения ПК в конвейерной печи, определенный с помощью прибора Curve-X по шести датчикам: два датчика температуры воздуха, четыре ? температуры изделий в нескольких точках. Этот график только для температур воздуха в печи был приведен в предыдущем сообщении (№ 7 ? 8, рис. 6).Очевидно, что, обладая лишь приведенными данными; практически невозможно оценить, обеспечит ли этот температурный режим получение покрытия с заданными техническими характеристиками.




Нашей фирмой разработана программа расчета среднеинтегрального времени отвержения в условиях нестабильного протекания процесса с учетом изменения скорости реакции отверждения в зависимости от температуры. В предлагаемой программе данные выражают в процентах относительно минимально необходимого среднеинтегрального значения времени, рассчитанного интегрированием нелинейной функции , где t ? время, Т? температура отверждения для данного материала в зоне отверждения. Пример расчета: если при среднеинтегральном минимально необходимом времени отверждения, равном 15 мин, расчетное время составляет 12 мин, то подразумевается, что ПК отверждена на 80%, т.е. расчетное время отверждения при данной температуре на 20% меньше минимально необходимого. Если расчетное время ? 18 мин, то подразумевается, что ПК ?отвердилась на 120%? (не следует путать со степенью полимеризации!), т.е. расчетное время отверждения превышает минимально необходимое на 20%.

На рис. 2 по каждому сенсору приведен расчет степени отвержения ПК при температурном режиме процесса, показанного на рис. 1, а. В строке Summary указаны суммарное время пребывания изделия в зоне отвержения для каждого сенсора и процент отвержения ПК. В строке Max/Middl для каждого сенсора определена максимально достигнутая и среднеинтегральная температура, соответствующая времени пребывания в зоне отвержения. К достоинством разработанной программы относится не только расчет степени температурного воздействия на ПК при фактическом режиме работы печи, оценка его соответствия рекомендованному, но и возможность оптимизировать режим отверждения по максимальной температуре в печи (рис. 3). В строке Изм. Темп./% приведены значения, на которые нужно изменить максимальную температуру в печи для оптимизации режима.






В рассмотренном случае максимальная температура воздуха в печи составляет 218о С, что является слишком высокой (рис. 2, сенсор 6). Из рис. 3 следует, что для оптимизации режима программа предложила понизить температуру на 14?С (до 204о С). Максимальная температура в печи была снижена на 7о С, после чего измерение повторили (рис. 1, б). Данные, рассчитанные с помощью программы, приведены на рис. 4, а оптимизированный режим ? на рис. 5. Из сравнения полученных значений следует, что с помощью этой программы можно быстро и с достаточной точностью оптимизировать режимы отверждения ПК.






В результате проведенной работы за счет снижения температур отверждения ПК сокращены энергозатраты, улучшены декоративные и механические свойства получаемых покрытий. Использование предлагаемой программы помогло нашей фирме отработать по заказу многих клиентов режимы работы печей для различных изделий и различных типов ПК. Следующим этапом развития этой программы будет создание блока оптимизации отверждения ПК по времени пребывания изделия в печи.