Установка для формирования покрытий из порошковых ЛКМ

Формирование развитого национального рынка промышленного сервиса при установлении более или менее интеллигентных конкурентных отношений требует полной информационной открытости всех компаний. Очевидно, что в условиях перехода от государственного лицензирования к саморегулированию отраслевые союзы и объединения способны повлиять на ситуацию. Для формирования покрытий из порошковых ЛКМ находят применение установки, разные по форме, габаритам и принципу работы [1]. Наиболее широко используются тепловые нагревательные устройства конвективного типа, обеспечивающие «мягкий» нагрев разных по форме и толщине изделий. В случае однотипных изделий правильной формы часто применяют установки терморадиационного нагрева. Лучистый нагрев, по сравнению с конвективным, обеспечивает более быстрое формирование ПК независимо от того, применяют жидкие ЛКМ или порошковые. Время отверждения покрытий сокращается в 3-10 раз [2]. Проникающая как в жидкие, так и в порошковые составы, способность лучистой энергии растет с уменьшением длины волны и увеличением мощности излучения [3, 4]. Особенно эффективной для отверждения ПК является ближняя к видимой область ИК-излучения. Так, применяя источники ИК-излучения с длиной волны 740-1200 нм (NIR-технология), представляется возможным формировать ПК из термореактивных порошковых ЛКМ за 10-30 с. [5].

Наряду с источником ИК-излучения на эффективность процесса отверждения ПК, как показывает опыт, существенное влияние оказывают и конструктивные особенности нагревательных устройств. Ниже описана проходная безынерционная установка лучистого нагрева для получения ПК из порошковых ЛКМ на металлических деталях, предназначаемых для комплектования пассажирских железнодорожных вагонов1. Установка (рис. 1), разъемная по длине, состоит из корпуса, в котором размещены нагревательные элементы (ИК-излучатели), крепежа и роликовых опор. Корпус представляет собой двухстенную конструкцию, выполненную из листового алюминиевого сплава АМГ-5.

В поперечном сечении он представляет собой восьмиграннике верхней подвеской (креплением). Внутренняя стенка камеры - рабочая. Она имеет толщину 4 мм, с внутренней стороны отполирована по 9 классу чистоты. Наружная стенка выполняет функцию защитного кожуха; она не полирована, имеет толщину 1,5 мм. Расстояние между наружной и внутренней стенками равно 60 мм. В верхней части корпуса имеется продольная щель шириной 50 мм для прохода подвесок и удаления загрязненного воздуха из установки. Торцы камеры перекрыты стенками, в верхней части которых имеются проемы (окна) для транспортирования изделий. Цель полирования внутренней поверхности корпуса - повысить ее отражательную способность. Проведенные нами исследования показали, что коэффициент отражения лучистой энергии поверхностью алюминия растет с повышением ее чистоты, уменьшением температуры и увеличением длины волны падающего света. Так, степень отражения ИК-излучения с длиной волны 1500-2000 нм от полированной до указанного выше класса поверхности алюминия превышает 85%. Иначе говоря, всего не более 15% энергии расходуется на нагрев ограждающей поверхности установки. Сказанное позволило исключить общепринятую в нагревательных устройствах теплоизоляцию установки. Напротив, для увеличения отражательной способности предусмотрено охлаждение стенок камеры восходящими потоками воздуха между панелями. При этом температура защитного кожуха не превышает 40 °С.

Не исключается применение и водяного охлаждения. Важным вопросом при конструировании установки является правильное расположение нагревательных элементов (ламп). Это достигается расчетным путем или экспериментально. Важно, чтобы концентрация лучистой энергии на всех участках поверхности изделий с ПК была одинаковой. Только в этом случае исключается недоотверждение или переотверждение покрытия на разных участках поверхности. Направление излучения от ламп может быть скорректировано также с помощью специальных отражателей. Достоинства такого типа установок - крайне низкая инерционность, легкость конструкций, быстрота процесса отверждения, экономичность. После включения в сеть передача тепла от излучателей на изделия происходит практически мгновенно. Установка также быстро охлаждается после выключения. Конвективная составляющая нагрева крайне мала. Установки могут быть укомплектованы не только светлыми (ламповыми) излучателями, но и темными. В последнем случае (при одинаковой мощности) времени на отверждение ПК, однако, требуется больше. Промышленно апробированы две конвейерных безынерционных установки для получения ПК из термореактивных и термопластичных порошковых ЛКМ; мощность одной из них - 6 кВт, другой - 25 кВт; длина - 1,5 и 5,0 м, соответственно. Их применение позволило существенно (в 1,5 - 2,0 раза) снизить расход энергии на формирование ПК по сравнению с применявшимися ранее установками с темными излучателями и с теплоизоляцией корпуса. Безынерционные установки удобны и в камерном исполнении (в виде шкафов). Они не требуют разогрева и выгодны в энергетическом отношении.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Яковлев А. Д. Химия и технология лакокрасочных покрытий. С-Пб.: Химиздат, 2008. 448 с.

2. Павловский Л. Л. /В кн. Новое в технике и технологии лакокрасочных покрытий. Вып. 2. М., 1971.

3. Рабинович Г. Д., Слободкин Л. С. Терморадиационная и конвективная сушка лакокрасочных покрытий. Минск. Наука и техника, 1976. 172 с.

4.Лавров Л. И. Автореф. канд. дисс. ЛТИ им. Ленсовета, 1976.

5. Самойлов С. В. Машляковский Л. Н. //ЛКМ. 2002. № 4. С. 26-33.

По данным журнала “ПРОМЫШЛЕННАЯ ОКРАСКА”