Нанесение порошковых лакокрасочных материалов основано на их способности легко превращаться в аэрозоли. Аэрозоли осаждаются на твердой поверхности в результате:
• электризации аэрозольных частиц (сообщается заряд, противоположный по знаку заряду поверхности);
• контактирования аэрозоля с нагретой поверхностью;
• контактирования аэрозоля с липкой поверхностью подложки;
• конденсации аэрозоля на холодной поверхности.
В отдельных случаях применяют нанесение порошковых красок на горизонтальную поверхность насыпанием, насеиванием и т.д.
Более 75% всех ЛКМ (как жидких, так и порошковых) в настоящее время наносится способами, основанными на аэрозольной технологии. Это обусловлено тем, что в состоянии аэрозолей наиболее легко осуществляется дозирование ЛКМ, зарядка и тонкослойное распределение по поверхности. Однако многие из этих способов связаны с большими потерями ЛКМ. Особенно это относится к способу пневматического распыления, где среднее значение потерь составляет 45%.
Все способы нанесения жидких и порошковых красок подразделяются на механизированные и ручные. Первые используются при окрашивании объектов и изделий в условиях массового, поточного и нередко мелкосерийного производства; вторые — в быту, а также при единичном производстве в промышленности и строительстве.
ЛКП характеризуются определенными пределами толщины, чаще всего 10-300 мкм. Общая толщина ЛКП транспортного средства, полученного в соответствии с отечественной заводской технологией окраски, составляет, как правило, 90-110 мкм, при перекраске же в заводских условиях она может доходить до 130-140 мкм.
В настоящее время легковые автомобили в массовом производстве выпускаются на предприятиях: ВАЗ, ГАЗ, КамАЗ, Ижмаш, АЗЛК, ЛуАЗ, УАЗ, технология окрашивания автомобилей на которых различается. Грузовые автомобили на предприятиях ГАЗ, ЗИЛ, МАЗ, КамАЗ, КрАЗ, ММЗ, УралАЗ окрашиваются по одной схеме (табл. 3).
Таблица 3. Основные системы лакокрасочных покрытий, применяемые на отечественных автомобильных заводах
Предприятие-изготовитель Первый грунтовочный слой Второй грунтовочный слой Отделочный слой декоративной эмали Толщина покрытия, мкм
Легковые автомобили ВАЗ, ГАЗ, КамАЗ, Ижмаш, АЗЛК ВКЧ-0207, ВКФ-093, G-1083, В-ЭП-1090 ЭП-0228, ГФ-571 Эмали типа МЛ, акриловые эмали 90-110 ЛуАЗ, УАЗ ВМЛ-0143, ФЛ-03к, глифталевые Нет То же 45-60
Грузовые автомобили ГАЗ, ЗИЛ, МАЗ, КамАЗ, УралАЗ, КрАЗ, ММЗ ВКЧ-0207, ВКФ-093, ВМЛ-0143, ФЛ-03к, глифталевые Эмали типа МЛ, МЧ, ХВ, ГФ, НЦ — кузов и металлические платформы; МЧ-145 — деревянные платформы 45-60
Технология окрашивания автомобилей зарубежного производства. Создание защиты от коррозии начинается с придания определенных свойств кузовному листу. Зарубежные фирмы, производящие легковые автомобили, используют в серийном производстве:
• оцинкованный лист;
• алюминированную сталь (стальные листы с покрытием из металлического алюминия или алюминиевых сплавов), окрашенную цинкообогащенными грунтовками;
• цинкрометалл[4] — стальные листы, окрашенные материалами на основе водной дисперсии цинковой и хромовой пыли в эпоксидной смоле.
Общая схема конвейерной окраски автомобилей состоит из нескольких этапов. Прежде всего кузов очищается от шлифовочной пыли, жира, антикоррозионного масла в очистительных и обезжиривающих ваннах. Затем на него напыляется цинкофосфатный слой. После просушки кузов погружается в ванну с водным раствором грунтовочного лака, который в результате электрохимической реакции оседает на поверхности и в полостях кузова. Затем кузов подвергается сушке в печи 20 минут при температуре 120°C, после чего сварные швы и стыки уплотняются и герметизируются специальным материалом для предотвращения щелевой коррозии. Затем наносится второй выравнивающий слой грунта, на который после промежуточной шлифовки с использованием ротационных распылителей наносится декоративный слой эмали. На днище, арки колес и пороги (участки, подверженные ударам камней) наносится вязкий защитный ЛКМ на основе ПВХ. Окончательная сушка длится 25 минут при температуре 120-140°C.
Для нанесения слоев грунта используются методы анафореза или катафореза. При анафорезе основной стадией процесса является подача напряжения между рабочей поверхностью (анодом, которым является корпус автомобиля) и катодом. В результате на рабочей поверхности образуется плотная пленка, имеющая высокую твердость и хорошую адгезию к фосфатированной металлической подложке. Катафорез — метод, при котором катодом является корпус автомобиля.
Использование катафореза привело к появлению толстостенного грунтовочного покрытия (30-40 мкм) в один слой как кузова, так и деталей автомобилей из пластмассы. Толстостенные грунты более эффективно защищают кузов от коррозии, стойки к удару и имеют более гладкую поверхность, что позволяет исключить промежуточный грунтовочный слой при окраске или уменьшить его толщину без снижения качества ЛКП.
Используемые в настоящее время системы ЛКП при конвейерной окраске легковых автомобилей приведены в табл. 4.
Основные типы декоративных покрытий импортных автомобилей делятся на следующие группы:
• алкидные или полиэфирные покрытия с насыщенным цветом — наносятся в два слоя способом «мокрый по мокрому». Для отверждения ЛКП сушку проводят в течение 20 минут при температуре 130°C;
• однослойные термореактивные и термопластичные акрилатные покрытия с насыщенным светом и типа «металлик». Термоотверждаемые покрытия получаются при взаимодействии акрилового полимера с меламиноформальдегидной смолой после отверждения в течение 20 минут при температуре 130°C. Для получения покрытий типа «металлик» в связующее вещество вносится тонкодисперсная алюминиевая пудра, чешуйки которой, располагаясь параллельно поверхности, обусловливают зеркально отражение света. При введении цветных пигментов создается широкая цветовая гамма покрытий;
Таблица 4. Основные системы лакокрасочных покрытий, применяемые на зарубежных автомобильных заводах
Система окраски Система ЛКП Толщина слоя, мкм Примечание С грунтовкой, наносимой окунанием Грунт, наносимый окунанием 12-18 Использовалась до внедрения метода электроосаждения в 60-с гг. В настоящее время имеет очень ограниченное применение Грунт, наносимый электрораспылением в два слоя способом «мокрый по мокрому» 40-50 Декоративный слой 45-55 С двумя слоями грунтовки Грунт, наносимый электроосаждением 20-25 Наиболее широко используется в массовом производстве. Первый грунтовочный слой может наноситься методом анафореза или катафореза Грунт, наносимый электрораспылением в два слоя способом «мокрый по мокрому» 23-35 Декоративный слой 45-55 С одним слоем грунтовки, наносимой катафорезом Грунтовочный слой, наносимый катафорезом 30-40 Метод перспективен, экономичен, ускоряет процесс окраски Декоративный слой 45-60
• покрытия типа «металлик», состоящие из основного (базисного) слоя и слоя прозрачного лака — в настоящее время получили наибольшее распространение. Для основного слоя толщиной 10-15 мкм используют либо полиэфиры, либо акрилатный полимер с добавлением меламиновых смол. Эффект «металлик» создается за счет определенной ориентации металлических пигментов, в роли которых используются бронзовые чешуйки, реже — медные, цинковые, железные и никелевые (размером в несколько микрон). Для прозрачного слоя толщиной 35-50 мкм используют термореактивный акрилатный полимер, отверждаемый меламиновой смолой. Окончательное отверждение покрытия происходит в течение 30 минут при температуре 130°C;