СУДОСТРОЕНИЕ 2'2000
ЭКОЛОГИЧЕСКИ БЕЗОПАСНЫЕ ПОРОШКОВЫЕ КРАСКИ ДЛЯ СУДОСТРОЕНИЯ
Н. А. Виноградова (ГУП «Адмиралтейские верфи»),
В. Ю. Григорьев, канд. техн. наук («Гамма»), Л. А. Лебедев,
Е. В. Колесниченко (ГНЦ ЦНИИТС), З. Б. Уткина
(Университет технологии и дизайна СПб.) удк 667.633-492.2:629.5
Интенсивное применение в последние годы порошковых полимерных красок (ППК) обусловливается рядом их технических преимуществ, главными из которых являются: экологическая безопасность (технология нанесения ППК — безотходная и экологически чистая, отсутствие органических растворителей); процесс покрытия ППК легко поддается механизации и автоматизации; 100%-е использование порошковой краски; возможность значительного расширения ассортимента пленкообразующих материалов; хорошая адгезия и защита от коррозии; декоративность покрытия. Порошковые полимерные покрытия обладают высокими эксплуатационными свойствами, позволяющими прогнозировать их долговечность до 10— 12 лет.
Производство порошковых красок — наиболее быстро растущая отрасль промышленности в мировом производстве индустриальных лакокрасочных материалов. Эта тенденция, очевидно, сохранится и в перспективе [1].
Порошковые краски отличаются наиболее высокой степенью утилизации лакокрасочного материала по сравнению с другими: 1 кг порошковой краски эквивалентен 2,5 кг краски на основе органических растворителей (при содержании в последней 40% сухого остатка), 2,3 кг водорастворимой краски и 1,3 кг краски с высоким содержанием сухого остатка. Каждая тонна порошковой краски, применяемой вместо традиционной, снижает выбросы органических растворителей в атмосферу на величину до 1,5 т.
Мировое производство порошковых красок в 1995—1998 гг. составило свыше 520 тыс. т. Статистические данные показывают, что увеличение производства всех лакокрасочных материалов соответствует росту валового национального продукта и составляет, например для США, Италии, Франции, Германии, Финляндии и других стран 2,5% в год, а для порошковых красок — до 8—12% в год. Отсюда, мировой выпуск порошковых красок, оценивавшийся на 2000 г. в 845 тыс. т, к 2010 г. превысит 2 млн т в год [2].
В настоящее время в России и за рубежом выпускается широкий спектр ППК: эпо-
ксидные, эпоксиполиэфирные, поливинил-хлоридные, поливинилбутирольные и др. Эпоксидные краски, например, П-ЭП-134, П-ЭП-585, 64-1-89, 64-1-90, выпускаемые ОАО «НПФ "Пигмент"», а также «Бекри-нокс» марки KJ-533 и KJ-532 (фирма Herberts, Финляндия) и многие другие представляют собой гомогенизированные в расплаве смеси эпоксидной смолы, отвердите-ля, пигментов и наполнителей. Покрытия на их основе обладают хорошей адгезией, надежными защитными свойствами при малых толщинах (100—150 мкм) и хорошими электроизоляционными свойствами. Эпоксиполиэфирные порошковые краски типа «Пигма П-201», «Бекритекс» КР-45, «Бекримикс» KJ-587, KJ-586 представляют собой гомогенизированную в расплаве смесь полиэфирной и эпоксидной смол, отвердителя, пигмента и наполнителя. Покрытия на их основе являются коррозионно-стойкими в кислых средах, но не устойчивы в щелочных [3].
В ЦНИИ технологии судостроения разработаны руководящие документы РД5Р.ГКЛИ.3403-006 «Покрытия порошковые полимерные. Типовой технологический процесс» и РД5Р.ГКЛИ.3403-002—96 «Покрытия защитные порошковые полимерные внутренней поверхности судовых трубопроводов. Типовой технологический процесс получения» по использованию эпоксиполиэфир-ных порошковых красок типа «Пигма-201» в качестве защитно-декоративных и защитных порошковых полимерных покрытий деталей и конструкций в судостроении, судовом машиностроении, товаров народного потребления, изготовленных из стали, меди, алюминия и их сплавов.
Некоторые порошковые краски можно охарактеризовать как многофункциональные, т. е они обладают одновременно несколькими качествами: химической и атмосферной стойкостью, электроизоляционной стойкостью и стойкостью к истиранию — ППК на основе фторопласта, пентапласта, эпоксидных и других материалов [4, 5]. За рубежом, например, итальянская фирма Arsonsisi выпускает порошковые краски широкой номенклатуры типа эпоксидных, эпоксиполи-
ТЕХНОЛОГИЯ СУДОСТРОЕНИЯ И МАШИНОСТРОЕНИЯ
СУДОСТРОЕНИЕ 2'2000
эфирных и полиуретановых, нанесение которых осуществляется элект-ротрибостатическим способом. При этом получается различный вид поверхности в зависимости от требований заказчика: гладкая, «наждачная бумага», «шагрень», «антик», «молотковая эмаль». Фирма Amoco Chemical выпускает порошковые полиэфирные краски, обладающие хорошим блеском, твердостью и прекрасной адгезией, покрытия на их основе могут быть нанесены электростатическим способом или в псев-доожиженном слое.
Фирма DuPont Powder Coating Sweden также выпускает порошковые краски — эпоксиполиэфирные и поливинилхлоридные. Продукция этой фирмы аттестована на соответствие системы качества международному стандарту ISO 9001 и имеет сертификат ISO 14001 [6].
Применение порошковых красок требует использования специальных установок для их нанесения и повышенной температуры (140— 200 оС) для отверждения покрытий.
Технологический процесс окрашивания изделий ППК состоит из трех последовательных операций: предварительная очистка от окалины и ржавчины и обезжиривание; нанесение ППК; тепловое формирование покрытия (при температуре от 140 до 200 оС). Зарубежными и отечественными фирмами выпускается большое количество установок для нанесения ППК.
Способы нанесения ППК на поверхность металлических изделий весьма разнообразны, но наиболее распространенными являются электростатический и трибостатический. Электростатическое напыление использует эффект притяжения электрически заряженных частиц порошка от источника высоковольтного напряжения к покрываемому изделию. За рубежом и в нашей стране выпускаются разнообразные установки для нанесения ППК. Так, фирма «Корсар» (Россия) предлагает удобный в работе и простой в обслуживании комплект оборудования: универсальный ручной распылитель, имеющий встроенные высоковольтный преобразователь напряжения и эффективную систему искропредуп-реждения, комбинированный блок управления и систему подачи краски. Автоматическое поддержание
тыс.т
800
600
400'
1985 1990 I99S 2000
Мировое производство порошковых красок в 1985-1995 гг. и прогноз на 2000 г.
оптимального режима зарядки порошка обеспечивает качественную окраску и широкие технические возможности при окрашивании как наружных, так и внутренних поверхностей изделий сложной конфигурации.
Фирма «Экор» (Россия) предлагает экологически чистую технологию нанесения ППК в электростатическом поле. Установка предусматривает возможность подключения электростатического пистолета с дополнительным поддувом воздуха. Эффективный псевдоожиженный слой в бачке-питателе создается не только за счет равномерной подачи воздуха, но и вибрации емкости с порошком. Основной трудностью при промышленном применении метода электростатического напыления порошковых покрытий является преодоление экранирующего эффекта при окрашивании изделий с выступающими узлами и кромками. Для решения этой проблемы выбираются распылители с внутренней зарядкой краски, обеспечивающей лучшую проникающую способность и высокое качество окрашивания.
Американская фирма Nordson — один из ведущих в мире производителей окрасочного оборудования по нанесению ППК — разработала установку «Verso-Spray» для ручного распыления ППК, снабженную уникальной автоматической системой контроля (AFC) потока порошка, воздуха и электростатических параметров. Это позволяет наносить ППК на изделие любой конфигурации (включая внутренние полости), а также регулировать толщину покрытия. Современные установки трибостатичес-кого напыления с рекуперацией порошка характеризуются высоким КПД использования порошковых полимерных материалов и не загрязняют окружающую среду.
Научно-производственное предприятие «Тристан» (Россия) выпускает несколько модификаций три-бостатических напылителей, например, модели ТН, которые состоят из генератора воздушно-порошковой смеси, электродозатора-распылителя, модуля управления и линии связи. Порошковая краска загружается в генератор, к напылителю подводится от пневмосети сжатый воздух давлением 0,4—0,6 МПа. Порошковая краска в генераторе перемешивается в определенной концентрации с воздухом и в виде воздушно-порошковой смеси подается на электродозатор-распылитель. Распылитель представляет собой устройство, где частицы порошка, проходя по лабиринтным каналам, ударяются о поверхность этих каналов и приобретают заряд в результате трибо-эффекта (трение диэлектрика о диэлектрик). На выходе распылителя формируется факел заряженных частиц порошка, который направляется на окрашиваемую поверхность изделия и под действием электростатических сил притягивается к ней, равномерно покрывая ее. Распылители фирмы «Тристан» безопасны и надежны в работе, удобны и просты при эксплуатации.
Фирма «Прэсто» (Россия) разрабатывает и изготавливает оборудование для нанесения ППК трибо-статическим или электростатическими методами. Так, в установках модели УЭСН-Т трибостатический напылитель модели ТСН-7 укомплектован порошковым контейнером, соплами (насадками) для изменения формы факела, шлангом для подключения к пневмосети или компрессору, а также оснащен регулятором, влияющим на производительность работы напылителя в процессе окрашивания. Блок управления установкой снабжен триботестером со световой индикацией, позволяющим контролировать качество порошковой краски, воздуха, используемого для работы, техническое состояние распылителя и условия окружающей среды.
Отечественная фирма «ТехноЭкоПласт» также разрабатывает и выпускает комплектные установки «Трибостат-1» и «Трибостат-2» для напыления ППК, включающие ручные трибостатические пистолеты-распылители с дефлекторами для
СУДОСТРОЕНИЕ 2'2000
ТЕХНОЛОГИЯ СУДОСТРОЕНИЯ И МАШИНОСТРОЕНИЯ
изменения размеров и конфигурации окрасочного факела и дозаторы порошка на 1 и 1,5 кг.
Порошковая технология окрашивания, по мнению специалистов ЦНИИТС, хорошо «вписывается» в блочно-модульную концепцию постройки судов, так как, с одн
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.