а) и плотности (б) пенополиуретана. 5 страница

В настоящее время для глянцевой отделки стульев разработан также лак ПЭ-2515, а для матовой отделки стульев - два комплекта новых лакокрасочных материалов: лак ПЭ-2135 ПМ в комплекте с грунтом ПЭ-0188 УФ-отверждения и лак ПЭ-2116 ПМ в комплекте с грунтом ПЭ-0193 конвективной сушки (ТУ 6-10-11422-34-81).

Применение электростатического метода нанесения лака обеспечи­вает значительное повышение технико-экономических показателей (снижение трудоемкости примерно в 2 раза и расхода лака в 2,5…3,5 раза) и улучшение качества отделки по сравнению с пневматичес­ким распылением. Кроме того, повышается степень механизации и автоматизации процессов отделки, культура производства и улучшаются санитарно-гигиенические условия труда.

Суммарный расход материалов, применяемых для глянцевой отделки, составляет в среднем 360 г/м², для матовой отделки - 220... 240 г/м².

Не требуется облагораживания покрытий, образованных указанными лакокрасочными материалами.

В настоящее время лакирование стульев в электростатическом поле применяется на многих мебельных предприятиях отрасли.

Сущность метода заключается в том, что для перемещения частиц лака и нанесения их на поверхность изделия используется электрическое поле высокого напряжения, возникающее между двумя неподвижными электродами.

Процесс отделки состоит в распылении и движении частиц лакокра­сочного материала к изделию, которое в данном случае выполняет функ­цию осадительного электрода. В качестве распылительных устройств, применяют дисковые (для отделки изделий сложной конфигурации) и чашечные распылители (для отделки изделий простой формы). Распы­ление происходит за счет факела распыления лакокрасочных материалов, образующегося вследствие взаимного отталкивания одноименно заря­женных частиц.

Распыление осуществляют вращающимися или неподвижными излу­чающими электродами. По первому способу образование факела проис­ходит под действием электрических сил, по второму — при одновремен­ном действии механических и электрических сил. В этом случае на харак­тер образования факела оказывают влияние начальная скорость частицы в момент распыления, масса и вес ее и т.д. Качественное распыление можно получить лишь при равномерном факеле. Оптимальные режимы нанесения лакокрасочных материалов в электростатическом поле определяют экспериментальным путем.

Осаждение лакокрасочного материала на изделие сопровождается растеканием частиц и переходом их заряда на изделие, так как изделие выполняет функцию положительно заряженного электрода. Когда на изделии слой лакокрасочного материала достигнет определенной тол­щины, процесс осаждения замедляется и при достижении критической толщины совсем прекращается, так как при этом на поверхности лако­вой пленки скапливаются отрицательные заряды, которые отталкивают подлетающие к изделию частицы лакокрасочного материала, заряженные тоже отрицательно. Поэтому для обеспечения качественного лакировав ния и получения заданной толщины покрытия необходимо строго поддер­живать в оптимальном диапазоне значение основных параметров лако­красочных материалов и отделываемых изделий (удельное объемное сопротивление лаковой пленки, вязкость лакокрасочного материала, электропроводность изделия и т.д.).

В связи с этим к применяемым лакокрасочным материалам предъяв­ляются определенные требования: они должны обладать способностью приобретать электрические заряды при распылении и сохранять их во время движения к изделию (осадительному электроду), вязкостью в пределах 25…70 сПз, способностью распыляться с высокой дисперс­ностью, хорошим растеканием по поверхности изделия, высокой темпе­ратурой вспышки (не менее 28…35 °С).

Большое значение имеет электропроводность поверхностных слоев изделия. Для повышения электропроводности изделия его обычно покрывают токопроводящим слоем. Токопроводящие составы должны отвечать следующим требованиям: обеспечивать достаточную поверх­ностную проводимость, длительное время (не менее 24 ч) сохранять' постоянными электрические свойства поверхности, не оказывать влия­ния на цвет, технологические и эксплуатационные свойства изделия, обеспечивать возможность механизации нанесения на поверхность изде­лия.

Токопроводящие составы содержат порошкообразные (металлы, различные соли, графит) и жидкие (содержащие до 10 % электропрово­дящих веществ) электропроводящие компоненты. Распространено применение поверхностно-активных веществ в смеси с различными растворителями, в основном алкамон ДС-М, ОС-2, 5…10 %-ный раст­вор ОП-10 в уайт-спирите; 5…7 %-ный раствор ОП-7 в гидролизном спирте.

При многослойной отделке поверхностная проводимость снижается из-за увеличения толщины слоя покрытия и его высыхания. Поэтому на многих предприятиях недосушивают предыдущее покрытие, в резуль­тате чего электропроводность поверхности изделия сохраняется в необ­ходимом диапазоне.

Технологический процесс отделки изделия, мебели в электростати­ческом поле состоит из следующих операций: подготовки поверхности (влажность деталей или изделий -должна быть- равномерной, не менее 10±2 %, шероховатость поверхности не ниже 9…10-го класса, так как при этом способе отделки плохая подготовка поверхности не вуали­руется, а проявляется); грунтования с сушкой или отверждением в зави­симости от применяемой грунтовки и шлифованием (в качестве грун­товок применяют грунтовки на основе смолы КФЖ; грунтовки ПЭ-2118, ПЭ-0188 или ПЭ-0193); нанесения токопроводящего состава и сушки его; нанесения первого слоя лака в электрическом поле высокого напряжения, выдержки и сушки; нанесения второго слоя лака, выдерж­ки и сушки.

Контролируют следующие параметры технологического режима: напряжение и ток нагрузки, количество подаваемого лакокрасочного материала, скорость конвейера, расстояние между изделиями, влажность и температуру в камере.

Установка состоит из электролакировальной камеры проходного типа с прямым или петлеобразным монорельсом, но которому движутся каретки с закрепленными на подвесках изделиями. Распылители (обыч­но чашечные) в камерах с прямым монорельсом располагают по обе стороны отделываемых изделий. За один проход в них выполняется лишь одноразовое покрытие. В камерах с петлеобразным монорельсом распылители (дисковые) располагаются в центре петли и отделывают одновременно 5—6 стульев. Если монорельс образует две или три петли, в центре которых расположены дисковые распылители, то в камере можно одновременно производить двух- и трехкратное нанесение лака.

При распылении лакокрасочного материала наблюдаются его потери (5…15 %), которые складываются из потерь материала, осаждающего­ся на смотровых окнах, стенах, потолке и полу распылительной камеры, деталях конвейера. Это ухудшает работу конвейера, затрудняет визуаль­ные наблюдения за процессом отделки и создает повышенную пожароопасность. Для снижения потерь лакокрасочных материалов применяют различные экранирующие устройства, которые представляют собой легкий металлический каркас, на котором закреплен стальной провод, находящийся под высоким напряжением.

Дозирование лакокрасочного материала, поступающего на распыли­тель, производят в основном с помощью шестеренчатого насоса, обеспе­чивающего точную подачу заданного количества материала, так как завышение его приводит к натекам, а занижение к образованию "шагре­ни".

На длительность и качество отверждения лаковой пленки большое влияние оказывает сушка лакокрасочных покрытий. При применении полиэфирных лаков длительность отверждения обусловлена скоростью химического процесса полимеризации лака.

Отверждение полиэфирных лаков, наносимых в электростатическом поле, осуществляют конвекционным или ультрафиолетовым способом. При конвекционном способе применяются жидкие или газообразные теплоносители. Движение среды, в которой производится отверждение лакокрасочных покрытий, осуществляется вентиляторами или другими устройствами. В качестве теплоносителя используют пар, горячую воду, электрический ток, топочные газы и др. Нагрев лакокрасочных покры­тий производится контактной передачей тепла от циркулирующего воздуха.

Ультрафиолетовое отверждение происходит под действием энергии ультрафиолетовых лучей, вызывающих реакцию полимеризации.

Наиболее широко в настоящее время применяется конвекционный способ, что объясняется простотой конструкции сушильных камер, быстрым и достаточно равномерным нагревом поверхности изделий. К недостаткам этого способа относятся сложность управления темпе­ратурным режимом по зонам, относительно высокая длительность отверждения, довольно большие габариты камер. Конвективными суш­ками укомплектованы многие установки, в том числе линии электро­лакирования АО-25-БМ, разработанные ВПКТИМом.

Ультрафиолетовая сушка - наиболее прогрессивный способ отверж­дения. Он обеспечивает быстрое качественное отверждение, не требует больших площадей, однако оборудование камер сложнее, чем конвек­ционных. УФ-отверждение лакокрасочных покрытий в настоящее вре­мя очень широко применяется практически во всех высокоразвитых зарубежных странах и все больше применяется в нашей стране. Для отделки стульев в электрическом поле лаками УФ-отверждения ВПКТИМ разработал комплект оборудования (линии А 241 и А 242).

ЛАКОКРАСОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ УСКОРЕННОГО ОТВЕРЖДЕНИЯ

Длительность отверждения лаков составляет примерно 95 % от обще­го цикла отделки. Поэтому при применении лаков длительного отверж­дения резко снижается производительность работ в отделочных цехах, уменьшается съем продукции с 1 м² площади, тормозится внедрение механизации и автоматизации процессов отделки. В последние годы проводятся активные работы по внедрению в производство способов интенсификации отверждения лакокрасочных покрытий.

Подвод тепла к отверждающемуся полимерному лакокрасочному покрытию может вызвать ускорение реакции полимеризации примерно в 6…8 раз, однако даже в этом случае невозможно создать высоко­производительные автоматизированные поточные линии отделки. Поэто­му во врем мире и в СССР для интенсификации отверждения лакокра­сочных покрытий применяют лучистые виды энергии: инфракрасного и ультрафиолетового излучения, потока ускоренных электронов.

ПОЛИЭФИРНЫЕ ЛАКИ ИНФРАКРАСНОЙ СУШКИ

Инфракрасное облучение применяется для ускоренного отверждения Лакокрасочных покрытий. При этом используют в основном беспарафи­новые полиэфирные лаки. Отечественная промышленность в настдящее время не выпускает полиэфирные лаки ИК-сушки, которые могли бы быть использованы в производстве мебели. Поэтому при работе установок по отверждению лаков с помощью инфракрасных лучей, как правило, применяют зарубежные лаки. Такие лаки выпускаются ря­дом зарубежных фирм (ФРГ, Австрии, Англии и др.).

Фирма "Фотеллер" (ФРГ) выпускает двухосновной лак инфракрас­ного отверждения ИРЕ-лак 52-306-0/0000. Этот лак поставляется в комплекте с ускорителем 55-305-0/0000, разбавителями 59-999-0/0000 и 19-960-0/0000, а также с грунтовкой 58-550-0/0000.

Лак наносят на лаконаливной матине, причем состав раствора лака для первой и второй головок различный, кроме того, для разбавления их применяются различные разбавители. Жизнеспособность обоих рабо­чих растворов не менее 1 мес. Для обеспечения качества отверждаемого покрытия перед лакированием вальцовым методом наносится грунт с расходом 15…20 г/м². Жизнеспособность грунта не менее 3 мес.

Фирма "Вилкинсон" (Англия) разработала рецептуры лаков (проз­рачных и пигментированных), отверждающихся под действием инфра­красных лучей в течение 30…40 с.

Обширная номенклатура лаков ИК-сушки разработана австрийскими фирмами. Так, фирма "Штольлак" выпускает материалы терморадиа­ционной сушки, отверждаемые при средне- и длинноволновом излучении. К ним относятся широкоизвестный глянцевый лак "Штольлюкс-У-500" и матирующий лак "Штольлюкс-У-200".

Фирма "Рейххольд Хемми" выпускает несколько модификаций многокомпонентных двухосновных полиэфирных лаков, например лаки № 449582 и № 349555, № 349704 и № 349700 и др. Эти лаки комп­лектуются специальными отвердителями, ускорителями и разбавителя­ми. Разработан новый полиэфирный лак инфракрасной сушки № 349745 для получения матовой поверхности с закрытыми порами.

Использование инфракрасных лучей для интенсификации реакции полимеризации лакокрасочных материалов обусловлено свойствами этих лучей. При попадании на предмет, поглощающий излучение, эти лучи передают ему свою электромагнитную энергию, которая превращается в тепловую, за счет чего происходит нагрев поверхности. При этом излу­чаемый поток частично отражается от него, частично поглощается им и частично проходит сквозь него. Количество отраженного, поглощенного и пропущенного потока излучения зависит от отражающей и поглощаю­щей способности тела-в данном диапазоне длин волн. Инфракрасное облучение охватывает широкий диапазон длин волн (0,76... 750 мкм).

При терморадцационной сушке используют Источники, генерирующие, инфракрасные лучи коротковолнового (0,76…1,4 мкм) и средневол­нового излучения "(1,4…3мкм), легко проникающие в лакокрасочные покрытия.

Эффективность терморадиационной сушки лакокрасочных покрытий зависит от степени проницаемости инфракрасных лучей. Существуют две гипотезы механизма процесса отверждения за счет поглощения ин­фракрасных лучей. По одной из них это процесс полимеризации, проте­кающий в результате интенсивного нагрева, т.е. зависящий целиком от температуры. Согласно второй гипотезе энергия инфракрасных лучей, представляющая собой лучистую энергию электромагнитных волн в определенном диапазоне длин волн (максимум излучения соответст­вует длине волны 1,4…3 мкм), вызывает колебания групп атомов, участвующих в процессе полимеризации, в результате чего происходят резонансные явления, приводящие к разрыву межатомных связей и об­разованию высокомолекулярных соединений. В этом случае на процесс отверждения воздействуют два фактора: температура и радиационный эффект.

Эффективность терморадиационного отверждения лакокрасочных материалов обусловлена характером взаимодействия покрытия с пото­ком инфракрасных лучей и подложки, так как часть потока ИК-лучей в зависимости от отражающих свойств покрытия отражается от него, проникшие лучи частично поглощаются покрытием, частично отражаются от подложки и часть их поглощается поверхностным слоем древесины. Глубина проникновения в этом случае зависит во многом от материала подложки.

Длительность отверждения под действием инфракрасного облучения и качество покрытия во многом определяются степенью поглощения ИК-лучей покрытием и подложкой. Так, если слой покрытия слабее поглощает лучи, чем подложка, то на границе лакового слоя и древесины выделяется больше тепла, чем в слое лака, поэтому температура внутрен­ней поверхности лака выше, чем наружной, и отверждение начинается изнутри, протекая за сравнительно короткое время. Однако при интен­сивном нагреве подложки находящийся в ней воздух и влага будут выходить наружу, приводя к образованию пузырей в покрытии. Наибо­лее высокое качество покрытия получается при оптимальном поглоще­нии энергии излучения слоем лака, что достигается регулирова­нием длины волны и интенсивности генерируемого инфракрасного излучения.

Терморадиационная сушка позволяет резко повысить скорость отвер­ждения лакокрасочных покрытий, исключить влияние окружающей сре­ды (температуры, влажности и запыленности воздуха, сквозняков и т.д.), проводить отверждение любых по толщине прозрачных и пигментирован­ных покрытий, получать покрытия с более высокими показателя­ми физико-механических свойств (твердостью, сопротивлением исти­ранию).

ОБОРУДОВАНИЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ТЕРМОРАДИАЦИОННОГО ОТВЕРЖДЕНИЯ ПОКРЫТИЙ

Для терморадиационной сушки применяют сушильные камеры.про­ходного типа непрерывного действия (рис. 25). В качестве источников излучения применяют: излучатели, нагреваемые электрическим током; инфракрасные и кварцевые лампы накаливания - высокотемпературные (свыше 15TJU С); кварцевые, стеклянные, керамические, металличес­кие трубчатые излучатели с нагревательными спиралями из нихрома -среднетемпературные (450…1500°С); металлические и керамические излучатели с большой поверхностью излучения - низкотемпературные (до 450 С).

Рис. 25. Схема камеры терморадиационного отверждения лакокрасочных покры­тий модели IRL фирмы "Хильдебранд" (ФРГ): I - вытяжной вентилятор; 2 - контактный датчик; 3 - вентилятор; 4 - нагрева­тельная секция; 5 - отделываемая деталь; 6 - подающий конвейер; 7 - излучаю­щее устройство; 8 - воздуховод подачи свежего воздуха; 9 - паровая нагрева­тельная секция; 10 - тепловой регулятор и указатель температуры воздуха

Наиболее широко применяются трубчатые излучатели, особенно метал­лические - ТЭНы, которые представляют собой нихромовую спираль, помещенную в металлическую трубку. В качестве внутренней изоляции используют кварцевый песок или кристаллическую окись магния. Труб­ка, через которую выведены концы токоведущей спирали, закрыта герметизирующим составом, поэтому срок службы ТЭНов большой, так как спираль не окисляется кислородом воздуха. Для ориентирова­ния потока инфракрасных лучей и более полного его использования ТЭНы комплектуют рефлекторами, изготовленными из полированного алюминия или его сплавов.

В последнее время за рубежом широко используются широкополост­ные металлические излучатели канального типа, обогреваемые жидким топливом, газом или электроэнергией. Применение их позволяет регу­лировать диапазон инфракрасного излучения путем изменения темпера­туры и в широком диапазоне менять интенсивность облучения. Такими облучателями оснащены камеры, выпускаемые фирмой "Хильдебранд" (ФРГ). Нагревание излучателей производится горячим металлические излучатели канального типа, обогреваемые жидким топливом, газом или электроэнергией. маслом. Наруж­ная поверхность излучателей, нагреваясь до 200…240 °С, испускает инфракрасные лучи, под действием которых отверждаются лакокрасоч­ные покрытия. При этом поверхность мебельных деталей нагревается до 70…90 °С.

В камере имеется система циркуляции подогретого воздуха с по­мощью вентиляторов, поэтому в ней сочетаются терморадиационная и конвекционная сушка.

Отверждение лакокрасочных покрытий производится поэтапно. Камера по температурному режиму разделяется на зоны по длине (око­ло 18 м). В первой зоне при температуре 30±2°С и скорости воздуха 3,5…4 м происходит испарение летучих компонентов, всплывание и равномерное распределение по поверхности парафина. Длительность выдержки в первой зоне 1,5 мин. Во второй зоне при температуре 58... 60 °С и скорости воздуха 1,5…1,8 м/с происходит желатинизация покрытия, длительность процесса - 1,5 мин. В третьей зоне при темпе­ратуре 110…115 °С и скорости воздуха 3,5…4 м/с в течение 3,5…4 мин покрытие отверждается под действием ИК-лучей. В четвертой зоне за 1,5 мин происходит охлаждение деталей при температуре 20…25 °С и скорости воздуха 3,5…4 м/с. Таким образом, продолжитель­ность выдержки деталей в камере составляет 8…8,5 мин. После этого детали укладывают в стопы и выдерживают в течение 8 ч при температу­ре 18…24 °С для стабилизации лакового покрытия.

Как уже указывалось, для терморадиационной сушки требуются спе­циальные лаки. В Краснодарском ПМО "Кубань" для замены импорт­ных лаков (ПЭ-лаков № 349704 и 349700 фирмы "Рейххольд-Хеми") разработаны и внедрены лаковые композиции на основе отечественных полиэфирных лаков холодного отверждения. Их применяют для отделки мебельных щитов, облицованных натуральным и синтетическим шпоном. Перед лакированием проводят грунтование низковязкой грунтовкой УФ-сушки с расходом 20…30 г/м². Ниже приведены составы рабочих растворов лаков для двухголовочной лаконаливной машины, мас. ч. Номера растворов даны в порядке их нанесения.

	1-й состав	2-й состав
Полуфабрикатный лак ПЭ-246 или ПЭ-265
Ускоритель № 31	1,3…1,5	–
3 %-ный раствор парафина марки А в стироле	1,5	–
5 %-ный раствор парафина марки В-3, В-4 или В-5 в толуоле	0,5…1,0	–
Отвердитель - гипериз	–
10 %-ный раствор диамета-х в полуфабрикатном лаке	–

До рабочей вязкости составы доводят добавлением растворителя № 646.

Режимы лакирования мебельных щитов и отверждения лакокрасоч­ных покрытий по рекомендациям Краснодарского ПМО «Кубань» приведены ниже.

Режимы лакирования мебельных шитов

Температура воздуха в помещении, °С	18…28
Относительная влажность воздуха в помещении, %	не выше 70
Вязкость рабочего состава лака, с:
1-го	30…42
2-го	16..19
Температура рабочего состава лака в бачках лаконаливной машины, С:
1-го	20…25
2-го	24…28
Жизнеспособность рабочих составов при температуре не выше 30 °С, ч.	не мене 96
Соотношение количества рабочих растворов лака, наливаемых из 1-й и 2-й головок	3:1…4:1
Расход рабочего состава лака, г/м:
из 1-й головки	320…330
из 2-й головки	80…110
Число нанесений

Режимы ИК-сушки ПЭ лаков

Длительность, с:
испарения в камере при температуре 20-30 °С	90…120
желатинизации при температуре 40-50 С	120…130
отверждения при температуре ИК-излучателя 75.-85 С, температуре подаваемого в камеру воздуха 50-55 °С	210…240
охлаждения покрытия воздухом температурой 15... 25 °С перед штабелированием	50…60

После технологической выдержки проводят облагораживание поли­эфирных покрытий по режиму ВПКТИМа.

В 1984 г. Краснодарское ПМО "Кубань" отказалось от закупки по импорту лаков инфракрасной сушки, внедрив разработанные лаковые композиции, режимы лакирования и отверждения. По данным объеди­нения, стоимость разработанной лаковой композиции 1,09 р/кг, импорт­ный аналог закупается по цене 2,57 р/кг. Удельный расход энергии на отверждение новой лаковой композиции вдвое ниже, чем на сушку импортного аналога.

ПОЛИЭФИРНЫЕ ЛАКИ УЛЬТРАФИОЛЕТОВОГО ОТВЕРЖДЕНИЯ

В настоящее время за рубежом для отверждения лакокрасочных покрытий наиболее широко применяется ультрафиолетовое облучение. В последние годы этот способ получает все большее распространение и на мебельных предприятиях СССР. Это обусловлено тем, что применение лакокрасочных покрытий, отверждающихся под действием ультрафиолетового излучения, оборудование и технология отверждения имеют ряд преимуществ перед конвективной сушкой и инфракрасным облу­чением.

Основные преимущества применения способа ультрафиолетового излучения для отверждения лакокрасочных покрытий заключаются в следующем. Этот способ применим для любых типов полиэфирных лаков при добавлении в них небольших количеств, специальных ве­ществ — фотосенсибилизаторов. В лаки не требуется вводить отверди­тели и ускорители, что обеспечивает более длительную их жизнеспо­собность. Сокращается длительность отверждения покрытий более чем в 300 раз но сравнению с традиционными методами. Обеспечивается значительная экономия лакокрасочных материалов (в среднем в 1,5 ра­за). Значительно уменьшаются габариты камер отверждения, увеличи­вается производительность оборудования, технологический процесс отделки полностью механизируется. Могут применяться лаки, не требую­щие облагораживания (шлифования и полирования), что снижает трудо­емкость процесса отделки более чем в 2 раза, и матовые лаки, обеспе­чивающие высококачественную тонкослойную отделку.

Кроме того, лакокрасочные материалы, отверждающиеся под дейст­вием ультрафиолетового излучения, содержат, как правило, больше пленкообразующих, в результате чего снижается выброс в окружающую среду растворителей, что улучшает экологические условия.

Ультрафиолетовое облучение представляет собой лучистую световую энергию, оказывающую сильное активизирующее действие на реакцию полимеризации. Фотохимический процесс отверждения лакокрасочного покрытия, протекающий под действием УФ-лучей, отличается тем, что молекулы, реагирующие с ультрафиолетовым излучением (поглощаю­щие его), переходят в электронно-возбужденное состояние, приводя­щее к их распаду и образованию свободных радикалов, участвующих затем в реакции полимеризации. Скорость реакции зависит от интенсив­ности излучения и не зависит от температуры. УФ-излучение взаимо­действует не с каждым веществом реакционной смеси, а избирательно, т.е. лишь с тем, который его поглощает.

Наряду с прямыми фотохимическими процессами, при которых при поглощении молекулой света образуются свободные радикалы, вступающие в реакцию полимеризации, могут протекать процессы образования свободных радикалов из молекул вещества, поглощаю­щего свет, но не участвующего в реакции полимеризации. Такие ве­щества называются фотосенсибилизаторами. Введение их в реакционную смесь, например в лаки, нечувствительные к ультрафиолетовому излу­чению, делает их чувствительными к световой энергии. Молекула сенси­билизатора, поглощая квант Света, распадается на радикалы, которые путем соударения переносят поглощенную ими> энергию на компоненты лака. Под воздействием этой энергии расщепляются двойные связи меж­ду атомами углерода ненасыщенных полиэфиров и возникает цепная реакция полимеризации, сопровождающаяся выделением энергии, приводящая к образованию прочных трехмерных структур, в которых мономеры образуют мосты между молекулами ненасыщенных смол. Таким образом, фотосенсибилизаторы только инициируют реакцию полимеризации, завершающуюся отверждением лакокрасочного покры­тия.

В качестве лакокрасочных материалов для ультрафиолетового отвер­ждения в мебельной промышленности применяют в основном ненасы­щенные полиэфирные смолы, в качестве фотосенсибилизаторов — произ­водные карбонильных соединений: антрахинон, хлорантрахинон, бензоин, метиловый эфир бензоина, бензофенон и др. Наиболее эффективными из них являются производные антрохинона, бензоин и его производные (например, изобутиловый и метиловый эфиры бензоина, бензилдиме-тилкетал). Производство эфиров бензоина освоено в СССР на Рубежанс-ком ПО "Краситель". Однако выпуск отечественных сенсибилизаторов не обеспечивает потребностей в них предприятий, применяющих ультра­фиолетовую сушку лакокрасочных покрытий. Поэтому используют импортные сенсибилизаторы "Тригонал-14", "Дарокур 1173", '"Игра-кур 651" и др.

Во многих странах, в том числе и в СССР, проводятся большие работы по изучению процессов, протекающих при УФ-отверждении лаков, и влия­нию различных факторов на качество образующихся лакокрасочных покрытий. Значительные работы в этом направлении проведены фирмой "Райххольд-Хеми" (Австрия). Была исследована зависимость качества образующегося лакового покрытия от вида и концентрации сенсибили­затора, расстояния между УФ-излучателями и поверхностью пленки, времени облучения, концентрации мономера в растворе лака и т.д.

На рис. 26 показано влияние вида сенсибилизатора и его концентра­ции на твердость лаковой пленки. Ход кривых показывает, что наиболее эффективным из испытанных материалов является бензоилдиметилке-тал. Твердость определялась по маятниковому прибору. Твердость образующейся пленки выше, чем при использовании в качестве сенсиби­лизаторов бензоилэфирных соединений. Это объясняется тем, что под действием УФ-излучения бензоилдиметилкетал разлагается на большее число радикалов, чем бензоилэфирные соединения, что обусловливает повышение интенсивности процесса полимеризации раствора лака. При увеличении концентрации сенсибилизатора в исследуемом интервале твердость лакового покрытия повышается. Это обусловлено повыше­нием скорости полимеризации, в особенности скорости старта.

о 1,0 2,0 3,0 Концентрация фотоинициатора,% Рис. 26. Зависимость твердости лакового покрытия от вида и концентрации фото­сенсибилизатора: 1 - бензилдиметилкетал; 2 - бензоинбутилэфир; 3 - бензоинизопропилэфир

На рис. 27 показано влияние расстояния между поверхностью пленки и УФ-излучателем на качество (твердость) образующегося покрытия. Расстояние изменяли от 18 до 33 см. Как показывает ход кривых, в дан­ном диапазоне расстояний для применяемой системы (полиэфирная смола, модифицированная алиэфирными группами)^ твердость практичес­ки не изменялась. Если учесть, что применяемые в настоящее время в ка­честве УФ-излучателей ртутные лампы выделяют, кроме УФ-лучей, и тепловые ИК-лучи, то увеличение расстояния от излучателей до облучае­мой поверхности должно вести к замедлению процесса полимеризации по двум причинам: за счет снижения интенсивности УФ-излучения и за счет уменьшения термического эффекта.

Дата добавления: 2015-07-10