В машиностроении один и тот же лакокрасочный материал может применяться в разных условиях: одно изделие сушится в камере, другое — при комнатной температуре. При одинаковом материале и техническом описании результат различается по времени выхода изделия, внешнему виду покрытия и готовности к сборке.
Разберём, как режим сушки влияет на свойства покрытия на конкретных данных.
«Сушка» объединяет два разных процесса.
Физическое высыхание — испарение растворителя. Нагрев ускоряет этот процесс: чем выше температура и интенсивнее воздухообмен, тем быстрее удаляется летучая часть.
Химическое отверждение — образование поперечных связей между молекулами связующего. Нагрев ускоряет реакцию нелинейно: повышение температуры на 10 °C увеличивает скорость примерно вдвое-втрое.
У однокомпонентных алкидных материалов преобладает окислительная полимеризация, а у двухкомпонентных эпоксидных и акрил-полиуретановых составов происходит реакция между основой и отвердителем. Поэтому разные материалы неодинаково реагируют на режим сушки.
Рассмотрим три грунт-эмали при толщине сухой плёнки 50 мкм и относительной влажности 65 %:
| Показатель | ARMALKYD DTM 123 | ARMEPOX DTM 242 | ARMOPUR DTM 113 |
| Тип | 1К алкидная | 2К эпоксидная | 2К акрил-полиуретановая |
| Объём нелетучих | 52 ± 1 % | 58 ± 2 % | 51 ± 2 % |
| Сухая «от пыли» | 30 мин / 20 мин / 10 мин | 2 ч / 1 ч / 30 мин | 30 мин / 20 мин / 10 мин |
| Сухая «на отлип» | 5 ч / 3 ч / 1,5 ч | 6 ч / 4 ч / 2 ч | 6 ч / 4 ч / 2 ч |
| Межслойная выдержка | 15 мин / 5–7 мин / 5 мин | 2 ч / 1 ч / 40 мин | 15 мин / 5–7 мин / 5 мин |
| Температурная сушка | 60 °C — 30 мин | 60 °C — 30 мин | 60 °C — 30 мин |
| Полное формирование при естественной сушке | 7 суток | 7 суток | 7 суток |
| Жизнеспособность | — | 4 часа | 4 часа (3 часа для ярких цветов) |
Время высыхания «от пыли» для алкидной и акрил-полиуретановой эмалей составляет 30 / 20 / 10 минут при +10 / +20–23 / +35 °C соответственно. Для эпоксидной грунт-эмали — 2 / 1 / 0,5 часа.
При естественной сушке полное формирование покрытия у всех трёх материалов занимает семь суток. Температурная сушка при 60 °C сокращает этот срок до тридцати минут.
Разница важна не только для графика окраски, но и для организации производства. Изделие, высыхающее естественным способом, в течение недели занимает производственные площади либо эксплуатируется с покрытием, которое ещё не набрало проектные свойства. После камерной сушки изделие может сразу переходить на следующий этап, если соблюдены требования технологии.
Показательный пример приведён в техническом описании ARMEPOX DTM 242. При естественной сушке материал имеет полуглянцевый блеск 36–60 %. При температурной сушке при 60 °C в течение 30 минут блеск превышает 80 %.
Таким образом, один и тот же продукт при одинаковой колеровке может дать полуглянцевое покрытие при комнатной температуре и глянцевое — после горячей сушки. Причина заключается не в изменении оттенка, а в особенностях формирования плёнки.
Если часть изделий сушится в камере, а другая часть — в цехе, партии могут визуально различаться. Для машиностроительной продукции это создаёт риск несовпадения внешнего вида деталей в готовой сборке.
Алкидная и акрил-полиуретановая эмали высыхают «от пыли» за 30 минут при +10 °C и за 10 минут при +35 °C. Ускорение составляет втрое.
Эпоксидная грунт-эмаль при +10 °C высыхает за 2 часа, а при +35 °C — за 30 минут. Таким образом, её время высыхания сокращается в четыре раза.
Практический вывод для цехов без климат-контроля: эпоксидные материалы особенно чувствительны к сезонным перепадам температуры. Планировать производительность участка только по летним показателям некорректно.
Алкидная и акрил-полиуретановая эмали допускают нанесение следующего слоя через 5–7 минут при +20…23 °C. Для эпоксидной грунт-эмали требуется около часа.
При двухслойном нанесении разница может добавить к циклу окраски почти час только за счёт межслойной выдержки. На серийном производстве этот показатель влияет на выбор материала не меньше, чем его защитные характеристики.
Для всех трёх материалов действуют следующие требования:
Если поверхность холоднее точки росы, на металле конденсируется влага, что нарушает адгезию независимо от последующего режима сушки.
При нанесении и сушке в закрытых помещениях необходимы хорошая вентиляция и достаточное движение воздуха. Указанные времена высыхания приведены при влажности 65 %. При изменении влажности они могут меняться, особенно для акрил-полиуретановых материалов, поскольку изоцианатный отвердитель реагирует с влагой воздуха.
У двухкомпонентных материалов есть дополнительное ограничение — время жизни смешанного состава.
Для ARMEPOX DTM 242 и ARMOPUR DTM 113 оно составляет четыре часа. Для акрил-полиуретановой эмали ярких цветов — три часа. После истечения этого периода материал непригоден к использованию независимо от выбранного режима сушки.
Поэтому объём замеса необходимо согласовывать с фактической производительностью участка.
Важно различать три степени готовности:
Сухое «от пыли» — пыль не осаждается на поверхности. Изделие нельзя трогать или перемещать.
Сухое «на отлип» — покрытие не отлипает при касании. Изделие можно осторожно перемещать, но оно ещё не выдерживает эксплуатационные нагрузки.
Полностью сформированное покрытие — материал набрал конечные показатели твёрдости, стойкости и адгезии. При естественной сушке этот процесс занимает семь суток, при температурной — около тридцати минут.
Передача изделия в эксплуатацию до завершения отверждения может привести к повреждениям, которые ошибочно будут отнесены к качеству материала. На практике причиной становится нарушение режима технологического процесса.
Температурная сушка оправдана, если важна высокая пропускная способность участка, изделия быстро передаются на сборку или отгрузку, требуется глянцевое покрытие либо ограничены площади для выдержки.
Естественная сушка применима, когда изделия крупногабаритные и не помещаются в камеру, производство является единичным или ремонтным, присутствуют термочувствительные элементы либо длительный цикл не ограничивает производительность.
Смешивать режимы в пределах одного изделия не рекомендуется, поскольку различия в блеске могут привести к визуальной неоднородности покрытия.
Все три грунт-эмали входят в линейку грунт-эмалей для металла Armor Chemie. Подбор материала с учётом режима сушки, типа изделия и условий эксплуатации является частью работы технической службы производителя.
Отраслевые решения для окраски в машиностроении применяются в производстве железнодорожного и общественного транспорта, спецтехники, сельскохозяйственных машин, грузового автотранспорта и специализированных кузовов.