Сушка лакокрасочных покрытий

После нанесения на поверхность детали слой лакокрасочного покрытия подвергают сушке с тем, чтобы удалить с поверхности лишний растворитель и получить пленку покрытия с заданными светотехническими и физико-механическими параметрами.

Различают естественную сушку при температуре окружающей среды 15-25°С и искусственную при 100-200°С. Процесс естественной сушки протекает от нескольких часов до нескольких суток. Искусственная сушка протекает от нескольких минут до 1-2 ч.

По конструктивному признаку сушильные печи подразделяют на печи периодического и непрерывного действия. По способу нагрева печи подразделяют на конвекционные, терморадиационные и индукционные.

В печах периодического действия детали помещают в рабочее пространство печи и выдерживают там при 100-150° С в течение 20-60 мин в зависимости от вида лакокрасочного покрытия. Регулирование температуры в печах осуществляется при помощи терморегуляторов.

Печи непрерывного действия, как правило, встраиваются в окрасочные линии и имеют на торцах отверстия - шлюзы, через которые проходит транспортный конвейер с деталями.

Конвекционные сушильные печи. При конвекционной сушке окрашенные поверхности изделия нагреваются в результате их контакта с горячим воздухом, циркулирующим в рабочем пространстве печи. Для нагрева воздуха применяются калориферы, нагреваемые паром или электроэнергией. Для повышения эффективности конвекционных печей используется рекуперация воздуха, т.е. нагретый воздух с помощью вентилятора перегоняется по замкнутому контуру через калорифер в сушильную камеру. Следует, однако, иметь в виду, что воздух постепенно насыщается парами растворителя, поэтому часть его необходимо удалять и добавлять свежий воздух. При недостаточной подаче свежего воздуха процесс высыхания замедляется из-за недостатка кислорода, а на покрытии образуется тончайшая корка, под которой остается невысохшая краска.

Недостатком конвекционных сушильных печей является их низкий тепловой КПД, так как только незначительная часть тепла расходуется непосредственно для сушки. Большая часть тепла тратится на нагрев камеры и выделяется наружу с парами растворителя.

Терморадиационные сушильные печи. При терморадиационной сушке нагрев окрашенной поверхности изделия осуществляется под действием энергии инфракрасных лучей большой интенсивности. Эффект основан на том, что лучи, попадая на изделие, поглощающее излучение, нагревают его. Инфракрасный нагрев дает больше тепла, чем конвекционная сушка. Процесс отвердевания покрытия также развивается благоприятнее, начиная с внутренних слоев и распространяясь к поверхности. Нагрев идет также за счет передачи тепла улетучивающимися продуктами испарения.

Процесс высыхания в терморадиационных печах протекает значительно быстрее, чем в конвекционных, и составляет от нескольких минут до получаса. В качестве источника инфракрасных лучей применяют специальные инфракрасные ЛН или трубчатые электрические нагреватели (ТЭН). Равномерное распределение тепловой энергии лучше всего обеспечивают лампы с зеркальным отражателем или обычные ЛН с рефлектором. Источником инфракрасных лучей могут быть также твердые тела, нагретые до 400-500° С. Такие лучи глубже проникают в слой покрытия и обеспечивают быстрое и равномерное высыхание краски. Кроме того, они служат дольше ламп и практичнее их. Существенным недостатком электрических нагревателей (ТЭНов) является большой расход электроэнергии, поэтому большее распространение получили излучатели, нагреваемые газом. При этом горелки, нагревающие панели до 150-400°С, могут находиться как внутри их, так и снаружи. Время сушки в терморадиационных сушильных печах зависит от расстояния от излучателя инфракрасной энергии до поверхности изделия и достигает 30-36 мин.

Печи с радиационно-конвекционным нагревом (комбинированные), используемые для сушки изделий сложной формы. В печах такого типа сушка осуществляется одновременно излучателями и циркулирующим воздухом, приводимым в движение вентиляторами. Движение горячего воздуха в камере способствует выравниванию температуры на окрашенной поверхности и равномерному высыханию покрытия. Радиационно-конвекционные печи весьма эффективны и широко применяются в светотехническом производстве. Они обеспечивают сушку без пережога краски на выступающих частях деталей и удовлетворительное высыхание ее в углублениях. Рабочая температура не менее 130°С.

Индукционные сушильные печи. При индукционной сушке окрашенные поверхности нагреваются теплом, возникающим в массе детали под действием вихревых токов, образующихся при воздействии переменного магнитного поля на металл изделия. Процесс сушки протекает интенсивно и не уступает по скорости и качеству сушки терморадиационному нагреву. Основным элементом такой печи является источник переменного электромагнитного поля - индуктор, состоящий из магнитопровода и обмотки.

Индукционная сушка наиболее эффективна при сушке изделий из листовой стали. Продолжительность сушки в зависимости от конфигурации деталей 15-30 мин. В светотехническом производстве применяется ограниченно для сушки автомобильных фар, некоторых других СП.