|
|
Сушка лакокрасочных материалов
Два устойчивых состояния ЛКМ
У лакокрасочных материалов два устойчивых состояния:
- жидкое в банке
- твёрдая плёнка на поверхности окрашенной детали.
|
Плёнкообразование
Все ЛКМ проходят обязательную стадию под названием процесс плёнкообразование.
Для описания процесса пленкообразования достаточно знать, что ЛКМ содержат смолы и растворители, состоящие обычно из нескольких жидкостей с различной летучестью.
В рабочую смесь добавляется, как правило,
разбавитель, содержащий смесь жидкостей, летучесть которых может быть иной, чем у растворителя базового ЛКМ. Могут также добавляться
отвердители, катализаторы со своими растворителями.
После нанесения летучие жидкости испаряются, а смолы образуют плёнку в результате физических и химических превращений. Химические процессы продолжаются и в отвердевшей плёнке, заканчиваются они только через неделю после нанесения.
Существуют ЛКМ и другого типа,
отверждаемые УФ излучением за время порядка секунд.
|
Стадии сушки и пленкообразования
В процессе сушки и плёнкообразования можно различить три характерные стадии, см график внизу.
 |
| Рис. 1. Зависимости количества
испарившегося растворителя (прав, шкала) и толщины покрытия
(лев. шкала) от времени сушки толстого слоя лакового
покрытия |
Длительность сушки от пыли
Первая стадия сушки
лакокрасочных материалов
Стадия первая - это длительность сушки от пыли, на графике от нанесения лака до момента Т1. Обычное значение длительности сушки от пыли - около 10 минут.
|
На этой стадии происходит наиболее интенсивная потеря растворителей и быстрое уменьшение толщины покрытия, сопровождаемое быстрым увеличением вязкости лака.
Раньше всего испаряются наиболее летучие компоненты, что приводит к очень быстрому увеличению вязкости.
В момент Т1 на жидком ЛКМ образуется тонкая поверхностная корка. Появление поверхностной корки резко снижает скорость испарения растворителей. Далее корка растёт вглубь и постепенно в гелеобразное состояние переходит весь слой лака.
Резкая неоднородность распределения компонентов ЛКМ в сохнущем слое приводит к возникновению внутренних потоков (растворители - вверх, смолы - вниз), которые могут разбить даже первоначально ровно растёкшийся слой на ячейки с чередованием приподнятых и опущенных участков, получается апельсиновая корка.
Если после испарения быстрых фракций растворителя слой ЛКМ остаётся достаточно текучим, то возникшая ячеистая структура поверхности разглаживается.
Длительность сушки на отлип
Вторая стадия сушки
лакокрасочных материалов
Момент Т2 на графике - длительность сушки на отлип. К этому моменту весь слой теряет подвижность (палец не оставляет отпечатка).
|
Дальнейшее испарение растворителей из всё более твердеющей плёнки происходит очень медленно. Покрытие переходит в стеклообразное состояние, хотя в нём ещё долго удерживаются остатки растворителей.
Время сушки
Процесс увеличения твёрдости покрытия может длиться около недели и более.
Время сушки до складирования определяется условно по достижению некоторой заданной твёрдости.
 |
| Рис. 2. Прибор для определения
твердости ЛКМ - твердомер карандашного типа |
От чего зависит продолжительность сушки лакокрасочных материалов?
Продолжительность сушки зависит от толщины нанесённого слоя лака, но для различных ЛКМ по-разному.
Кроме того, продолжительность сушки зависит от влажности воздуха: при относительной влажности воздуха 80% сушка может потребовать в полтора раза больше времени, чем при влажности 30%.
Причина этого заключается в том, что влага из воздуха
занимает те микроканалы, по которым происходит удаление
разбавителей из плёнки на последних стадиях сушки.
|
В толстых слоях появление поверхностной корки мешает испарению разбавителей из нижних слоев, и продолжительность полного испарения разбавителей быстро возрастает с ростом толщины слоя.
Время сушки полиуретановых ЛКМ
У
полиуретановых красок и лаков срок сушки до шлифовки или складирования примерно пропорционален толщине нанесённого жидкого слоя.
|
Время сушки полиэфирных ЛКМ
Для
полиэфирных красок и лаков с растворителем, участвующем в сополимеризации, срок технологической сушки слабо зависит от толщины слоя.
|
Как ускорить сушку лака и краски
Производители ЛКМ предлагают способы ускоренной сушки, при повышенной температуре.
Зависимость времени сушки от
температуры в камере сушки
Известно простое правило: повышение температуры в камере сушки на 10°С сокращает время сушки органоразбавимых ЛКМ примерно в 2 раза.
|
 |
| Рис. 3. Вертикальная сушка |
Три
этапа ускоренной сушки:
- обдув при 20°С. Длительность этапа обдува при 20°С обычно близка к параметру Т1 - времени сушки от пыли. Повышение температуры в этот период опасно, потому что интенсивное испарение большого количества растворителей может привести к пузырению, формированию неровной поверхностной плёнки.
- выдержка при повышенной температуре (до 50°С)
- охлаждение.
|
Качество покрытия после покраски в значительной степени зависит от температуры сушки
Повышение температуры приводит к более плотной сшивке молекул поперечными связями и в результате повышение твердости, влагостойкости и других показателей покрытия.
|
Почему
после сушки нанесенные лакокрасочные материалы становятся
белёсыми?
Есть для каждого ЛКМ минимальная пленкообразующая температура, её ещё называют "белая точка", ниже этой температуры нанесенный ЛКМ после сушки становится белёсым, сплошной пленки не образуется.
|
|
МЕНЮ