При нанесении лакокрасочных материалов распылением жидкий материал предварительно диспергируется — переводится в состояние аэрозоля.
Существует два способа получения аэрозолей: диспергационный и конденсационный. Диспергационный способ заключается в образовании взвешенных в воздухе частиц из твердых или жидких тел. При конденсационном способе переход жидкости в капельное состояние достигается вследствие конденсации паров. Последний способ при низкой концентрации и малых размерах частиц не нашел применения в технологии лакокрасочных покрытий. В промышленности применяется исключительнодиспергационный способ, отличающийся простотой, надежностью и относительно малыми затратами энергии на образование аэрозоля. Легкоосуществлять дозирование, зарядку и тонкослойное распределение аэрозолей на поверхности жидких и твердых (порошковых) материалов.
В зависимости от типа диспергаторов различают распыление пневматическое, или аэродинамическое, при котором материал дробится струей сжатого воздуха или другого газа; центробежное, при котором материал распыляется под воздействием центробежной силы; гидравлическое, или гидродинамическое, при котором жидкость продавливается под большим давлением через сопло д распыляется вследствие резкого перепада давления; электростатическое, при котором материал переходит в состояние аэрозоля в электрическом поле; ультразвуковое, при котором диспергирование происходит под действием высокочастотной вибрации.
Механизм распыления жидкостей независимо от типа диспергирующих устройств одинаков: жидкость первоначально вытягивается в узкие струи (тяжи), которые дробятся (распадаются) на капли разного размера под влиянием поверхностных сил.
Склонность жидкостей к диспергированию зависит от их вязкости, летучести й поверхностного натяжения. Легче переходят в аэрозольное состояние низковязкие жидкости с высоким поверхностным натяжением, например вода. Лакокрасочные материалы, представляющие собой неводные жидкости, диспергируются труднее и образуют менее стабильные аэрозоли. Известен предел вязкости (порядка 10 Па • с), выше которого диспергирование жидкостей становится неэффективным вследствие больших энергетических затрат и низкого качества получаемых аэрозолей.
Наиболее важными свойствами аэрозолей являются концентрация, размер частиц, полидисперсность, стабильность (кинематическая и агрегативная устойчивость).
Все технические аэрозоли полидисперсны. Для получения покрытий предпочтительно использование аэрозолей с небольшой полидисперсностью, с размерами частиц 30...60 мкм. Степень полидисперсности и размер частиц зависят от вязкости и поверхностного натяжения лакокрасочного материала и условий распыления. Они изменяются по мере удаления аэрозоля от кромки распылителя. При движении аэрозолейжидких красок протекают два процесса: испарение растворителей,приводящее к уменьшению размера частиц (капель), и коагуляция частиц, сопровождающаяся их укрупнением. В результате полидисперсность аэрозоля уменьшается и его концентрация по сечению факела постепенно выравнивается.
Пневматическое распыление. Сущность способа пневматического распыления заключается в образовании аэрозоля дроблением жидкого лакокрасочного материала струей сжатого воздуха. Образующийся аэрозоль движется в направлении газовой струи и при ударе о поверхность изделия коагулирует, капли сливаются, образуя на поверхности слой жидкого лакокрасочного материала.
Для распыления лакокрасочного материала применяют специальные распылители, основной рабочей частью которых являются форсунки. По принципу смешения воздуха с распыляемым лакокрасочным материалом их разделяют на форсунки наружного и внутреннего смешения
Преимущество способа электрического нанесения: универсальность, сокращение потерь на туманообразование и пролетание частиц мимо изделия до 5-10 % и общее сокращение расхода лака; снижение расхода электроэнергии на вентиляцию камер и сокращение кратности воздухообмена в цехах; возможность автоматизации процесса лакирования, повышение качества покрытий за счет более равномерной их толщины.
К недостаткам методам следует отнести необходимость применения низковязких распыляемых материалов и связанное с этим низкое содержание сухого остатка многих лаков и красок.
21
