СПОСОБ ОКРАСКИ ПОВЕРХНОСТЕЙ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2002 года по МПК B05D1/02 

Изобретение относится к области технологии нанесения лакокрасочных покрытий с пневматическим и кинетическим распылением краски.

Известен способ окраски поверхностей (Авторское свидетельство СССР 1168296 МПК В 05 В 1/06, 1989), содержащий мелкодисперсное распыление краски с образованием факела распыления и подачу концентрично факелу распыления расширяющегося кольцевого газового потока с образованием защитного газового колокола. Газовый колокол надежно предохраняет от попадания мелкодисперсных частиц краски в атмосферный воздух, снижает аэродинамическое сопротивление факелу распыления краски и повышает его дальнобойность.

Недостаток известного способа состоит в том, что образующий газовый колокол кольцевой поток газа сам испытывает значительное аэродинамическое сопротивление вследствие турбулентного трения о неподвижный атмосферный воздух, что снижает эффективность защиты факела распыления краски, который имеет большую плотность, чем поток газа в газовом колоколе вследствие наличия частиц краски.

Известен способ окраски поверхностей (патент 1769971 МПК В 05 D 1/02, 1992), содержащий мелкодисперсное распыление краски с образованием факела распыления и подачу концентрично факелу распыления краски предварительно охлажденного газа с образованием расширяющегося кольцевого газового потока в виде защитного газового колокола, обдуваемого в нижнем части со стороны, противоположной направлению перемещения факела распыления краски вдоль окрашиваемой поверхности, подогретым воздухом. В качестве газа используют, например, двуокись углерода, обладающую значительной плотностью и теплоемкостью. Формирование газового колокола из охлажденной двуокиси углерода позволяет существенно уменьшить турбулентные завихрения на граничной поверхности: газовый колокол - атмосферный воздух и увеличить дальнобойность газового колокола и факела распыления краски.

Недостатком известного способа является то, что при обдуве подогретым воздухом нижней части газового колокола ввиду того, что охлажденные частицы краски попадают в зону с повышенной температурой, на них происходит конденсация влаги. При возможном условии недостаточно интенсивного теплообмена между газовым колоколом и окружающей средой, что как раз обеспечивает эффективность газового колокола, и относительно низкой температуре окрашиваемой поверхности или ее малой теплопроводности (пластмасса, дерево и т. п. ) происходит резкое повышение влажности воздуха в факеле распыления, что в свою очередь может привести к нарушению качества окраски и снижению ее противокоррозионной стойкости. Предварительный нагрев окрашиваемой поверхности при этом может оказаться малоэффективным.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ окраски поверхностей (патент 1745364 МПК В 05 D 1/02, l992), содержащий мелкодисперсное распыление краски с образованием факела распыления и подачу концентрично факелу распыления краски предварительно охлажденного газа до (-20)-(-30)^oС газа с плотностью, превышающей плотность воздуха, с образованием расширяющегося кольцевого газового потока в виде защитного газового колокола. В качестве газа используют двуокись углерода, обладающую значительной плотностью и большой теплоемкостью. Охлаждение газа позволяет дополнительно повысить его плотность. В целом более плотный газ газового колокола, распространяясь в виде затопленной струи в менее плотном атмосферном воздухе, образует существенно меньше турбулентных завихрений на граничной поверхности раздела: газовый колокол-атмосфера, что увеличивает дальнобойность газового колокола, одновременно повышая дальнобойность факела распыления краски и снижая потери частиц краски в атмосферу. А введенный в предварительно охлажденный газовый поток порошкообразный хладагент, например сухая углекислота, повышает дальнобойность газового колокола и производительность путем дополнительного охлаждения газа непосредственно в расширяющемся кольцевом потоке и насыщения этого потока твердыми частицами.

Однако при окраске часть газового колокола взаимодействует со свежеокрашенной поверхностью, что при возможном условии недостаточно интенсивного теплообмена между газовым колоколом и окружающей средой и относительно низкой температуре окрашиваемой поверхности или ее малой теплопроводности (пластмасса, дерево и т. п. ), а также ввиду непрерывного движения газового колокола и факела распыления вдоль окрашиваемой поверхности вызывает резкое переохлаждение свеженанесенного слоя краски и в свою очередь может привести к нарушению качества окраски вследствие конденсации влаги, вызванной разницей температур окружающего воздуха и свеженанесенного слоя краски. Наличие влаги значительно снижает противокоррозионные свойства и качество покрытия.

Изобретение направлено на повышение качества окраски и противокоррозионной стойкости покрытия.

Решение поставленной задачи достигается введением в газовый колокол летучего ингибитора атмосферной коррозии, например ВНХ-Л-20 (ТУ 6-02-7-140-80), ВНХ-Л-49 (ТУ 38-40244-83), Г-2 (ТУ 6-02-830-78) (Розенфельд И. Л. , Персианцева В. П. Ингибиторы атмосферной коррозии. М. : Наука, 1985), концентрацией 50-100 г/м³.

Предлагается два способа решения данной задачи:
1. введение летучего ингибитора атмосферной коррозии, например ВНХ-Л-20, ВНХ-Л-49, Г-2 концентрацией 50-100 г/м³, в предварительно охлажденный газ при его подаче концентрично факелу распыления краски;
2. введение летучего ингибитора атмосферной коррозии, например ВНХ-Л-20, ВНХ-Л-49, Г-2 концентрацией 50-100 г/м³ в поток подогретого воздуха, обдувающего газовый колокол в нижней части со стороны, противоположной направлению перемещения факела распыления краски вдоль окрашиваемой поверхности.

На фигуре 1 показана схема реализации способа 1 окраски поверхностей.

Способ 1 окраски поверхностей осуществляют следующим образом:
производят мелкодисперсное распыление краски пневматическим или кинетическим методом с образованием факела распыления;
охлаждают газ с плотностью, превышающей плотность воздуха, например двуокись углерода, ниже температуры атмосферного воздуха;
вводят в предварительно охлажденную двуокись углерода - порошкообразный хладагент, например сухую углекислоту, и дополнительно вводят летучий ингибитор атмосферной коррозии, например ВНХ-Л-20, ВНХ-Л-49, Г-2 концентрацией 50-100 г/м³;
формируют из охлажденной смеси газообразной двуокиси углерода, порошкообразной сухой углекислоты и летучего ингибитора атмосферной коррозии кольцевой расширяющийся газовый поток концентрично факелу распыления краски с образованием защитного газового колокола;
направляют факел распыления краски на окрашиваемую поверхность.

Из рабочей камеры 1 через сопло 2 производят обычным образом мелкодисперсное распыление краски или лака с образованием по стрелкам А расширяющегося факела 3 распыления. Одновременно из источника 4, например баллона или газогенераторной станции, через экран 5 подают посредством патрубка 6 по стрелке Б в камеру 7 с кольцевым газовым соплом 8 двуокись углерода. Перед подачей в патрубок 6 двуокись углерода охлаждают в холодильнике 9 до температуры, которая ниже температуры атмосферного воздуха, например до (-20)- (-30)^oС, и с помощью дозатора 10 вводят в газовый поток из изотермического бункера 11 порошкообразный хладагент 12, например сухую углекислоту. Одновременно из бункера 15 при помощи дозатора 16 вводится летучий ингибитор атмосферной коррозии 17, например BНX-Л-20, ВНХ-Л-49, Г-2 концентрацией 50-100 г/м³. После выхода из кольцевого сопла 8 смесь углекислого газа, сухой углекислоты и летучего ингибитора атмосферной коррозии образует газовый колокол 13, который отделяет факел распыления краски 3 от атмосферного воздуха. Указанная смесь движется в газовом колоколе 13 попутно факелу распыления краски 3 со скоростью, равной или превышающей скорость движения последнего, в результате чего частицы краски в факеле 3 практически не испытывают аэродинамического сопротивления и не попадают в атмосферный воздух вплоть до контакта с окрашиваемой поверхностью 14. Наличие в газовом колоколе 13 летучего ингибитора атмосферной коррозии 17, например ВНХ-Л-20, ВНХ-Л-49, Г-2, концентрацией 50-100 г/м³ оказывает пассивирующее воздействие на окрашиваемую поверхность и компенсирует вредное воздействие влаги, образование которой возможно на свежеокрашенной поверхности при движении газового колокола и факела распыления вдоль окрашиваемой поверхности из-за разницы температур атмосферного воздуха и окрашиваемой поверхности. Одновременно насыщение газового колокола твердыми частицами сухой углекислоты и летучего ингибитора атмосферной коррозии на начальном участке его распространения позволяет увеличить его запас кинетической энергии.

На фигуре 2 показана схема реализации способа окраски поверхности: на фигуре 3 показан разрез А-А на фиг. 2.

Способ 2 окраски поверхностей осуществляется следующим образом:
- производят мелкодисперсное распыление краски пневматическим или кинематическим методом с образованием факела распыления;
- охлаждают газ с плотностью, превышающей плотность воздуха, например двуокись углерода, ниже температуры атмосферного воздуха;
- формируют из охлажденного газа кольцевой расширяющийся поток концентрично факелу распыления краски с образованием защитного газового колокола;
- направляют факел распыления краски с газовым колоколом на окрашиваемую поверхность и перемещают вдоль нее;
- подогревают атмосферный воздух;
- подогретый атмосферный воздух насыщают летучим ингибитором атмосферной коррозии, например ВНХ-Л-20, ВНХ-Л-49, Г-2 концентрацией 50-100 г/м³, и обдувают его попутным потоком газовый колокол под углом к внешней образующей поверхности колокола на расстоянии от окрашиваемой поверхности со стороны, противоположной направлению перемещения факела распыления краски вдоль окрашиваемой поверхности.

Из рабочей камеры 1 через сопло 2 производят обычным образом мелкодисперсное распыление краски или лака с образованием по стрелкам Б расширяющегося факела распыления 3. Одновременно из источника 4, например баллона или газогенераторной станции, через кран 5 подают посредством патрубка 6 по стрелке В в камеру 7 с кольцевым газовым соплом 8 двуокись углерода. Перед подачей в патрубок 6 двуокись углерода охлаждают в холодильнике 9 до температуры, которая ниже температуры атмосферного воздуха, например до (-20)- (-30)^oС. После выхода из кольцевого сопла 8 двуокись углерода образует расширяющийся газовый колокол 10, который при попутном движении по стрелкам Г отделяет факел распыления краски 3 от неподвижного атмосферного воздуха и тем самым снижает аэродинамическое сопротивление движению факела распыления 3 и уменьшает до минимума захват частиц краски из факела 3 атмосферным воздухом. Факел распыления краски 3 и газовый колокол 10 взаимодействуют с окрашиваемой поверхностью 11 и перемещаются вдоль нее в направлении, указанном стрелкой Д. Одновременно через воздухозаборник 12 засасывают компрессором 13 атмосферный воздух, который после нагрева в калорифере 14 и насыщения в обогатителе 19 летучим ингибитором атмосферной коррозии, например ВНХ-Л-20, ВНХ-Л-49, Г-2, до концентрации 50-100 г/м³ подают по магистрали 15 к обдувочным соплам 16, которые жестко связаны, например, кронштейном 17 с камерой 7. Из обдувочных сопел 16 подогретый ингибированный воздух выходит по стрелкам Е кольцевым потоком 18, попутным газовому колоколу 10 и направленным под углом α к его внешней образующей поверхности, причем кольцевой поток 18 пересекается с образующей поверхностью газового колокола 10 на расстоянии h от скрашиваемой поверхности 11, достаточном для компенсации пониженной температуры газового колокола 10 в результате его турбулентного перемешивания с кольцевым потоком 18 до достижения поверхности 11. Обдувочные сопла 16 и кольцевой поток 18 расположены относительно факела распыления 3 и газового колокола 10 со стороны, противоположной направлению перемещения факела 3 по стрелке Д вдоль окрашиваемой поверхности 11. Наличие в кольцевом потоке 18 летучего ингибитора атмосферной коррозии, например ВНХ-Л-20, ВНХ-Л-49, Г-2, концентрацией 50-100 г/м³ оказывает пассивирующее воздействие на окрашиваемую поверхность и компенсирует вредное воздействие влаги, образование которой возможно на охлажденных частицах краски при попадании их в область с повышенной температурой.

Преимущество изобретения состоит в том, что образование конденсата влаги на частицах краски и свежеокрашенной поверхности компенсируется пассивирующим действием летучего ингибитора атмосферной коррозии, например ВНХ-Л-20, ВНХ-Л-49, Г-2 концентрацией 50-100 г/м³, входящего по способу 1 в предварительно охлажденный газ при его подаче концентрично факелу распыления краски, по способу 2 в поток подогретого воздуха, обдувающего газовый колокол в нижней части со стороны, противоположной направлению перемещения факела распыления краски вдоль окрашиваемой поверхности. При этом охлажденный газовый колокол, защищая факел распыления краски от контакта с неподвижным атмосферным воздухом, не оказывает вредного воздействия на свежеокрашенную поверхность.

В целом это значительно повышает качество окраски и противокоррозионную стойкость покрытия, снижает вероятность попадания частиц краски из факела распыления в атмосферный воздух и улучшает санитарно-гигиенические условия труда.

Изобретение относится к области технологии нанесения лакокрасочных покрытий с пневматическим и кинематическим распылением краски и направлено на повышение качества окраски и противокоррозионной стойкости покрытия. Согласно первому варианту способа в предварительно охлажденную двуокись углерода - порошкообразный хладагент вводят, например, сухую углекислоту и дополнительно летучий ингибитор атмосферной коррозии, например ВНХ-Л-20, ВНХ-Л-49, Г-2, концентрацией 50-100 г/м³. Согласно второму варианту способа в поток подогретого воздуха, обдувающего газовый колокол в нижней части со стороны, противоположной направлению перемещения факела распыления краски вдоль окрашиваемой поверхности, вводят летучий ингибитор атмосферной коррозии, например ВНХ-Л-20, ВНХ-Л-49, Г-2, концентрацией 50-100 г/м³. Техническим результатом изобретения является значительное повышение качества окраски и противокоррозионной стойкости покрытия, снижение вероятности попадания частиц краски из факела распыления в атмосферный воздух и улучшение санитарно-гигиенических условий труда. 2 с. п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ окраски поверхностей, включающий мелкодисперсное распыление краски с образованием факела распыления и подачу концентрично факелу распыления краски газового потока из охлажденной до -20. . . -30^oС двуокиси углерода с введением в охлажденный поток порошкообразного хладагента - сухой углекислоты, отличающийся тем, что дополнительно в охлажденный поток двуокиси углерода вводят летучий ингибитор атмосферной коррозии, например ВНХ-Л-20, ВНХ-Л-49, Г-2 концентрацией 50-100 г/м³. 2. Способ окраски поверхностей, включающий мелкодисперсное распыление краски с образованием факела распыления и подачу концентрично факелу распыления краски газового потока из охлажденной до -20. . . -30^oС двуокиси углерода с введением в охлажденный поток порошкообразного хладагента - сухой углекислоты, отличающийся тем, что в поток подогретого воздуха, обдувающего газовый колокол в нижней части со стороны, противоположной направлению перемещения факела распыления краски вдоль окрашиваемой поверхности, вводят летучий ингибитор атмосферной коррозии, например, ВНХ-Л-20, ВНХ-Л-49, Г-2 концентрацией 50-100 г/м³.