Файл: Иноземцев, Г. Б. Электронно-ионная технология в деревообрабатывающей промышленности.pdf

внсимым от состояния развития радиационной техники, что сдержи­ вало промышленное внедрение его. Однако радиационный способ показывает его успешную конкурентоспособность с «классиче­ скими» способами сушки — терморадиационным и конвекционным.

Сущность этого способа заключается в том, что лаковое по­ крытие отверждается под действием электронного луча, который не только ускоряет процесс, но и способствует повышению хими­ ческой сопротивляемости покрытия и улучшению его свойств.

В момент прохождения через лакокрасочный материал уско­ ренные электроны вызывают ионизацию и возбуждение его моле­ кул, в результате чего образуются активные радикалы, обусловли­ вающие процесс сополимеризации.

Радиационная технология особенно эффективна при нанесении покрытий на подложки из древесины, пластика и других пористых материалов. При этом исключаются причины деформации и по­ вреждения покрытий из-за термического расширения, испарения летучих ингредиентов из внутренних слоев, более быстрого высы­ хания поверхности. Радиационная технология отверждения высо­ коэкономична и с точки зрения капитальных и эксплуатационных затрат.

Стоимость необходимого оборудования и энергоемкости на­ много ниже. Так, затраты на электроэнергию в 8—10 раз меньше, чем при других способах сушки.

Внедрение радиационного отверждения также расширяет но­ менклатуру покрытий и составов, области их применения.

В 1968 г. в СССР в промышленность внедрена установка для изготовления высококачественных полиэтиленовых трубок и про­ вода с полимерной изоляцией. Предварительные данные показали, что стоимость этой установки намного ниже, чем установки типа «Tiger». Эта установка может быть использована для отверждения полиэфирных покрытий на щитовых деталях из древесины. Однако развитие радиационных способов отверждения связано не только с созданием ускорителей электронов, но и с созданием новых ла­ кокрасочных материалов.

В области разработки пленкообразующих составов актуаль­ ным направлением является получение полиэфиров.с более высо­ кой радиационной чувствительностью, новых мономеров с сенсиби­ лизаторами, добавок, модифицирующих существующие полиэфир­

ные лаки.

В этом направлении, а также для разработки автоматизирован­ ного технологического процесса отделки щитовой мебели с исполь­ зованием ускоренных электронов проводятся работы в ла­ боратории электротехнологии УкрНИИМОД совместно с Институ­ том физической химии и Институтом химии высокомолекулярных соединений АН УССР.

Направления этих работ следующие: создание новых пленко­ образующих материалов с использованием нелетучих и безопас­ ных ненасыщенных мономеров; исследование процесса отвержде-

125

ния полиэфирных композиций на древесине; разработка технологии изготовления покрытии с использованием электронных ускори­

около 1 кет. На рис. 37 показана принципиальная схема ускори­ теля УЭ-0.4М.

Применение РУП-400-5-1 обусловливается тем, что в настоя­ щее время в СССР не изготавливаются ускорители электронов, пригодные для данного процесса.

Экспериментальные исследования по отверждению полиэфир­ ных композиций на древесине на установке УЭ-0.4М полностью подтвердили преимущества радиационного способа отверждения. Эксперименты показали, что применение ускоренных электронов позволяет полностью отказаться от использования ускорителей и катализаторов, что неограниченно увеличивает жизнеспособность лаковых составов, позволяет перейти на однокомпонентные си­ стемы. Исключение катализаторов намного повышает эксплуата­ ционные свойства и долговечность покрытия. При этом способе

126

появляется возможность исключения растворителей и замены их реакционноспособными, участвующими в процессе отверждения, мономерами.

Это упрощает технологический процесс, уменьшает пожаро- и взрывоопасность-, сокращает расход лакокрасочных материалов,, снижает стоимость покрытий.

Все вышеперечисленные преимущества способа отверждения,, возможность регулирования скорости процесса отверждения обе­ спечивают создание высокопроизводительных поточных линий для получения защитно-декоративных покрытий, особенно на изделиях, щитового и рулонного типа. Это резко повышает производитель­ ность и решает проблему получения покрытия с высококачествен­ ной поверхностью.

Время высыхания пленки составляет не более 5 сек, а себе­ стоимость отделки 1 м2 поверхности составляет 0,218 руб.

Предварительные технико-экономические показатели процессаотверждения полиэфирных композиций следующие: энергия элект­

Эти данные полностью подтверждают экономическую целесооб­ разность внедрения способа радиационного отверждения. Эконо­ мически обоснованно и рентабельно применение его при крупно­ масштабном производстве с выпуском 1,8 млн. м2 отделанной поверхности в год. Такая производительность без разработки спе­ циального ускорителя может быть достигнута при использовании модернизированных генераторов УЭ-0,4М с шириной охвата по­ верхности 1800—1900 мм и скорости движения транспортера 8— 9 м/мин.

Предварительные расчеты показывают, что в этом случае тре­ буется установка в ряд трех ускорителей УЭ-0.4М.

Значительное место уделяется вопросу влияния ускоренных электронов на физико-механические свойства лакокрасочных по­ крытий и на др.евесину. Установлено, что древесина, защищенная покрытием, отвержденным дозой до 10 Мрад, не изменяет физико­ механических свойств.

К перспективным способам отверждения лакокрасочных покры­ тий относится также воздействие ультрафиолетовых лучей. Сущ­ ность этого способа заключается в том, что ультрафиолетовые лучи с длиной волны от 2000 до 4000 А в присутствии специальных ка­ тализаторов (сенсибилизаторов) резко сокращают процесс поли­ меризации некоторых лакокрасочных материалов, например по­ лиэфирных лаков.

Обычно процесс отверждения (высыхания) протекает за счет улетучивания растворителей и химических реакций, зависящих от действия и свойств катализаторов. В свою очередь действие ката­ лизаторов существенно зависит от количества поступления кис­

127

лорода. Интенсифицировать, этот процесс можно подачей актив­ ного кислорода (озона). С этой целью .и используются ультрафио­ летовые лучи.

В 1967 г. фирмой «Бауэр» (ФРГ), а в дальнейшем в Англии, Франции, Австрии были выпущены различные однокомпонентные полиэфирные лаки со специальными сенсибилазаторами, чувстви­ тельными к действию ультрафиолетовых лучей.

Этот способ получил значительное развитие и применяется рядом зарубежных фирм. В качестве источников ультрафиолето­ вых лучей используются лампы низкого давления или ртутные лампы высокого давления. Время сушки полиэфирных покрытий составляет от 1 до 6 мин.

В мебельной промышленности этот способ (особенно в СССР) имеет пока ограниченное применение, так как иа древесине свет­ лых пород и мореных поверхностях наблюдается значительное из­ менение цвета. В связи с этим проводятся работы по совершенст­ вованию техники и технологии отверждения полиэфирных покры­ тий на древесине этим способом. Так, сотрудниками Львовского лесотехнического института совместно с работниками’ ростовской мебельной фирмы имени Урицкого успешно внедрен фотохимиче­ ский способ отверждения полиэфирных покрытий, в принципе ана­ логичный вышеуказанному. .Этот способ апробировался в произ­ водственных условиях с применением лака ПЭ-246 и «Политэкс». В качестве источников ультрафиолетовых лучей применялись лампы типа РКС-2,5М, которые размещались в обычной сушиль­ ной камере размером 14500X1100X2100 мм.

Внедрение этого способа показало его экономичность и пер­ спективность, так как, помимо сокращения продолжительности про­

бельной фабрике, Ужгородском ФМК, Львовской фабрике «Кар­

неспособности рабочих растворов лака, сокращение расхода отде­ лочных материалов, возможность механизации и автоматизации технологического процесса, улучшение условий труда.

Фотохимический и радиационный способы высокоэкономичны и перспективны.

Однако, учитывая предварительные технико-экономические расчеты, предпочтение должно быть отдано способу отверждения ускоренными электронами, так как при этом способе может быть достигнуты более высокая производительность и более низкая

Г28

себестоимость 1 м2 отделанной поверхности (0,218 руб. против 0,596 руб. при фотохимическом способе).

Применение радиационного-способа для отверждения лакокра­ сочного покрытия не исчерпывает всех возможностей использова­ ния его в технологии деревообрабатывающих производств.

ПРИМЕНЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ В ТЕХНОЛОГИИ ДЕРЕВООБРАБАТЫВАЮЩИХ ПРОИЗВОДСТВ

В последние годы значительное внимание уделяется вопросам использования электромагнитных полей для интенсификации раз­ личных технологических процессов, в частности в процессах шли­ фований и полирования различных поверхностей, пропитки и кра­ шения пористых материалов, окраски изделий сложной конфигу­ рации и т. д.

Наиболее перспективно использование электромагнитных полей в процессе шлифования и полирования. Эту технологию начинают успешно внедрять на ряде предприятий Советского Союза при об­ работке листовых материалов из дюралюминия, внутренних по­ верхностей труб, измерительного инструмента, подшипников, валов и т. д.

Установлено, что способ м а г н и т н о - а б р а з и в н о г о шлифо­ вания имеет ряд существенных преимуществ перед известными, широко применяемыми в настоящее время. К таким преимущест­ вам относятся: сокращение продолжительности обработки (в 10— 15 раз), улучшение качества и чистоты обработки (с 6—7-го класса до 11—13-го), снижение энергоемкости процесса, возмож­ ность обработки криволинейных и труднодоступных участков по­ верхности, механизация процесса.

Э л е к т р о м а г н и т н ы й способ обработки основан на исполь­ зовании свойств магнитных полей, заключающихся в способности фиксировать, удерживать или транспортировать материалы, об­ ладающие электромагнитными свойствами. Для этого могут быть использованы железные порошки, керметы, крошка чугуна, кото­ рые выполняют роль своеобразного режущего инструмента с боль­ шим количеством режущих граней.

Специфическая особенность, свойственная только данному спо­ собу,— ориентированное резание. Это может быть объяснено сле­ дующим: в магнитном поле все элементы магнитно-абразивного материала ориентируются своей наибольшей осью по направлениюсиловых линий. В процессе обработки режущие грани его притуп­ ляются, изнашиваются и прежняя ось уменьшается. При этом всегда будут возникать две наиболее удаленные точки, являю­ щиеся геометрическим местом новой наибольшей оси, т. е. обра­ ботка всегда производится острыми кромками. Эта особенность не только значительно позволяет увеличить продолжительность ис­ пользования абразивного материала, но и исключает применение специального крепежного инструмента, роль которого будет выпол-