Aplicarea vopselelor prin “hot spraying ”

APLICAREA VOPSELELOR PRIN   “HOT SPRAYING ”

A treia posibilitate de obtinere a vopselelor cu continut inalt de solide constain scaderea vascozitatii sistemelor de vopsire prin incalzire.

In acest caz se pun urmatoarele probleme:

a)       care este stabilitatea vopselelor la depozitare la temperatura de aplicare mai inalta, hot spraying, spre deosebire de cold spraying, la temperatura de 20⁰C

b)      care sunt solventii mai potriviti

c)       ce cantitate de solvent este economisita prin cresterea temperaturii de aplicare

d)      care este efectul hot spraying asupra calitatii peliculei

e)      cat de economic este procedeul hot spraying

a)

Stabilitatea la pastrare la temperatura mai mica depinde de reactivitatea rasinilor melaminice, catalizator, tipul si cantitatea de solventi si reactivitatea poliesterului.

Reactivitatea rasinilor melaminice este determinata de gradul de eterificare a grupelor metilol. Este indicat sa se utilizeze rasini melaminice care sunt eterificate cat mai complet posibil cu grupe metilol. Aceste rasini pot fi inca stabilizate prin utilizarea in plus a alcoolilor sau alti solventi purtand grupe hidroxil.

Drept catalizator, nu sunt indicati acizii liberi, deoarece ei produc prereticularea si o crestere a vascozitatii pentru o temperatura de aplicare de70 – 80⁰C.

Catalizatorii blocati neionici au o comportare mai avantajoasa.

Poliesterii avand o vascozitate mai mica prezinta o stabilitate mai mare a vascozitatii dupa o solicitare prelungita la temperatura fata de poliesterii cu vascozitate mai mare.

Chiar cu o formulare optima, astfel incat vascozitatea sa fie optima vopselele cu un continut de solide de 70 – 80% (in greutate) prezinta cresteri in vascozitate de 10 – 20% din vascozitatea initiala la o solicitare termica prin stocare prelungita de 16 ore la 70⁰C. Ca urmare, este necesar ca aducerea la temperatura dorita de aplicare sa se faca cu putin timp inainte de aplicare.

b)

Solventii potriviti pentru aplicarea prin spraying la temperatura mai ridicata vopselelor cu continut inalt de solide sunt aceeasi ca cei pentru aplicarea la temperatura obisnuita (cold spraying). Acestia sunt in principal solventi care au o actiune buna de solvatare asupra liantilor, o vascozitate si o densitate joasa, adica esteri, glicoli, eteri si alcooli cum sunt etilglicol acetatul, butilglicolul, alcoolul benzilic, etilglicolul.

Punctul de inflamabilitate al vopselei va fi astfel ajustat incat sa fie situat deasupra temperaturii de aplicare.

Figura 2.28 ne da o relatie intre vascozitatea vopselei si temperatura de aplicare.

Figura 2.28. : Relatia intre vascozitatea vopselei si temperatura de aplicare

Vascozitatea la temperatura de aplicare intre 25 si 35 secunde cupa   STAS ø 4 mm. Cand este utilizata o vopsea simpla pe un poliester cu masa moleculara joasa, acesta valoare va fi atinsa la 60⁰C, independent de tipul de solvent.

Vopseaua avand la baza un poliester cu masa moleculara mai mare atinge vascozitatea indicata mai sus la aproximativ 70 – 80⁰C, iar acesta depinde intr-o mare masura de tipul de solvent. Ambele sisteme de vopsire au continuturi de solide mai ridicate in comparatie cu vopselele cu aplicare cold spraying.

c)

Cantitatea de solvent economisita prin cresterea temperaturii de aplicare este ilustrata in tabelul 2.24 :

Tabelul 2.24. : Cresterea in continutul de solide si economisrea de solventi prin cresterea temperaturii

Temperatura de stropire (0C)	Economisirea de solvent   (g/kg vopsea)	Continut de solide  greutate %
20	0	73-75
30	10-40	74-78
50	50-90	78-82
70	80-100	81-85
90	90-110	82-86

Aplicarea vopselelor cu continut inalt de solide prin hot spraying nu numai ca nu permite obtinerea unor pelicule cu un continut crescut de solide cu aproximativ 7 – 10% fata de cold spraying dar in plus imbunatateste anumite proprietati ale acoperirii, ca de exemplu reducerea scurgerii vopselei de pe suprafete verticale.

Penru reducerea scurgerii de pe suprafetele verticale, cantitatea necesara de agent tixotropic, in cazul aplicarii vopselelor cu continut ridicat de solide prin hot spraying, este mult mai redusa fata de cold spraying, iar luciul este crescut. Totusi, in timp ce majoritatea solventilor in cold sprayng pleaca numai in cuptorul de coacere, astfel incat pot fi recuperati mai usor sau arsi dupa aceea, in procedeul hot spraying o proportie mai mare de solventi este volatilizata deja in cabina de stropire. Ramane de studiat daca acest dezavantaj al hot spraying este sau nu compensat prin cantitati initiale (in vopseaua lichida) mai mici de solventi.

In literatura este ilustrata o calculatie pentru hot spraying in comparatie cu cold spraying, se studiaza comparativ pentru cele doua procedee cantitatea de energie, costurile pentru ridicarea temperaturii. Din aceste statistici se constata ca la prima vedere procedeul hot spraying este mai putin economic deoarece costurile solventilor sunt mai mari datorita necesitatii utilizarii acelor solventi cu punct mai inalt de fierbere.

Totusi o calculatie mai realista poate fi realizata numai pentru fiecare caz individual in parte.

Problema concreta care ne intereseaza din punct de vedere al poluarii mediului inconjurator este : ce cantitati de constituienti volatili sunt eliberati pe m² de suprafata vopsita cand sunt utilizate vopsele cu continut redus de solventi.

Cantitatea de constituienti volatili pe unitatea de arie (I_F) scade odata cu cresterea continutului de solide F_X a vopselei, dar el creste cu cresterea subtirimii stratului de vopsea S si densitate vopselei uscate t, in concordanta cu urmatoarea relatie, care este aratata grafic in figura 2.29.

100-F_K

I_F = S ρ t—

F_K

Figura 2.29. :

Densitate vopselei uscate ρ t este influentata de tipul si gradul de pigmentare.

Concluzii : cel mai mare succes in protejarea mediului inconjirator este asigurat prin trecerea de la vopselele cu continut conventional de solvent. Este de asemenea evidentca, la aceeasi subtirime a stratului de vopsea aplicata si acelasi continut de substante solide, o vopsea usor pigmentata elibereaza mai putine substante toxice (noxe) pe m² de acoperire decat o vopsea inalt pigmentata [58].