Сушіння лакофарбових матеріалів (лаків, фарб, ґрунтів)

У лакофарбових матеріалів (ЛКМ) два стійкі стани: рідке в банку і тверда плівка на поверхні пофарбованої деталі.

Усі ЛКМ проходять обов'язкову стадію під назвою процес плівкоутворення.

Для описупроцесу плівкоутворення досить знати, що ЛКМ містять смоли та розчинники, що складаються зазвичай з декількох рідин з різною летючістю.

У робочу суміш додається, як правило, розріджувач, що містить суміш рідин, леткість яких може бути іншою, ніж у розчинника базового ЛКМ. Можуть також додаватись отверджувачі, каталізатори зі своїми розчинниками.

Після нанесення леткі рідини випаровуються, а смоли утворюють плівку внаслідок фізичних та хімічних перетворень. Хімічні процеси продовжуються і в затверділій плівці, закінчуються вони лише через тиждень після нанесення.

Існують ЛКМ та іншого типу, отверждаемые УФ випромінюванням під час порядку секунд.

Стадії сушіння та плівкоутворення

У процесі сушіння та плівкоутворення можна розрізнити три характерні стадії, див графік внизу.

Мал. 1. Залежності кількості розчинника, що випарувався (прав, шкала) і товщини покриття (лев. шкала) від часу сушіння товстого шару лакового покриття

Тривалість сушіння від пилу

Стадія перша -тривалість сушіння від пилу, на графіку від нанесення лаку до моменту Т1. Звичайне значення тривалості сушіння від пилу – близько 10 хвилин.

На цій стадії відбувається найбільш інтенсивна втрата розчинників та швидке зменшення товщини покриття, що супроводжується швидким збільшенням в'язкості лаку.

Раніше випаровуються найбільш леткі компоненти, що призводить до дуже швидкого збільшення в'язкості.

Умомент Т1 на рідкому ЛКМ утворюється тонка поверхнева кірка. Поява поверхневої кірки різко знижує швидкість випаровування розчинників. Далі кірка росте вглиб і поступово гелеподібний стан переходить весь шар лаку.

Різка неоднорідність розподілу компонентів ЛКМ в сохнучому шарі призводить до виникнення внутрішніх потоків (розчинники - вгору, смоли - вниз), які можуть розбити навіть шар, що спочатку розтікся, на комірки з чергуванням піднятих і опущених ділянок, виходить апельсинова кірка.

Якщо після випаровування швидких фракцій розчинника шар ЛКМ залишається досить текучим, то комірчаста структура поверхні, що виникла, розгладжується.

Тривалість сушіння на відліп

Момент Т2 на графіку -тривалість сушіння на відлип. На цей момент весь шар втрачає рухливість (палець не залишає відбитка).

Подальше випаровування розчинників із все більш твердіючої плівки відбувається дуже повільно. Покриття перетворюється на склоподібний стан, хоча у ньому ще довго утримуються залишки розчинників.

Час сушіння

Процес збільшення твердості покриття може тривати близько тижня та більше. Час сушіння до складування визначається умовно для досягнення певної заданої твердості.

Мал. 2. Прилад для визначення твердості ЛКМ - твердомір типу олівця

Від чого залежить тривалість сушіння лакофарбових матеріалів

Тривалість сушіння залежить від товщини нанесеного шару лаку, але для різних ЛКМ по-різному.

У товстих шарах поява поверхневої кірки заважає випаровування розріджувачів з нижніх шарів, і тривалість повного випаровування розріджувачів швидко зростає зі зростанням товщини шару.

У поліуретанових фарб і лаків термін сушіння до шліфування або складування приблизно пропорційний товщині рідкого шару нанесеного.

Для поліефірних фарб і лаків з розчинником, що бере участь у кополімеризації, термін технологічного сушіння слабо залежить від товщини шару.

Увага!

Слід мати на увазі залежність тривалості сушіння від вологості повітря: при відносній вологості повітря 80% сушіння може вимагати у півтора рази більше часу, ніж при вологості 30%.

Причина цього полягає в тому, що волога з повітря займає мікроканали, по яких відбувається видалення розріджувачів з плівки на останніх стадіях сушіння.

Як прискорити сушіння лаку та фарби

Виробники ЛКМ пропонують способи прискореного сушіння при підвищеній температурі.

Відомо просте правило: підвищення температури в камері сушіння на 10 ° С скорочує час сушіння органорозчинних ЛКМ приблизно в 2 рази.

Мал. 3. Вертикальна сушка

Прискорена сушіння зазвичай включає три етапи:

• Обдув при 20°С. Тривалість етапу обдування при 20 ° С зазвичай близька до параметра Т1 - часу сушіння від пилу. Підвищення температури в цей період небезпечне, тому що інтенсивне випаровування великої кількості розчинників може призвести до бульбашення, формування нерівної поверхневої плівки.
• Витримка за підвищеної температури (до 50°С)
• Охолодження.

Якість покриття після фарбування значною мірою залежить від температури сушіння.

Підвищення температури призводить до більш щільного зшивання молекул поперечними зв'язками і в результаті підвищення твердості, вологостійкості та інших показників покриття.

Є для кожного ЛКМмінімальна плівкоутворювальна температура, її ще називають "біла точка", нижче цієї температури нанесений ЛКМ після сушіння стає білим, суцільної плівки не утворюється.

---