СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЗАЩИТНО-ДЕКОРАТИВНЫХ ПОКРЫТИЙ НА АСБЕСТОЦЕМЕНТНЫХ ИЗДЕЛИЯХ
METHOD OF MAKING PROTECTIVE DECORATIVE COATINGS ON ASBESTOS-CEMENT ARTICLES

Предлагаемое изобретение относится к области производства строительных материалов и предназначено для получения защитно-декоративных покрытий на асбестоцементных изделиях, применяемых для облицовки фасадов, выполнения кровли, а также для внутренней отделки жилых, общественных, производственных зданий и сооружений.
Известен способ окраски асбестоцементных изделий жидкими красками на конвейерных линиях, применяемый ОАО «БелАЦИ», г. Белгород, включающий подогрев изделий до определенной температуры и последующую покраску (см. журнал «Строительные материалы», 2001, №5, стр.13). Подогрев изделий не обеспечивает высокую адгезию пленочного покрытия с обрабатываемой поверхностью.
Известен способ нанесения порошковых покрытий на неметаллические основы, заключающийся в обработке поверхности непроводящей основы паром и теплом с последующим нанесением порошкового покрытия методом электростатического напыления (см. заявку №2002117022 заявителя Е.И. ДЮПОН ДЕ НЕМУР ЭНД КОМПАНИ (US), опубл. 27.03.2004).
Недостатком известного способа является наличие операции обработки поверхности паром, что делает данный способ непригодным для нанесения порошковых покрытий, в частности, на асбестоцементные листы, так как после обработки паром асбестоцементного листа при полимеризации покрытия возникают дефекты в виде раковин, пузырей, проколов.
Известен также способ нанесения порошкообразного покрытия на поверхность изделия, включающий предварительный нагрев обрабатываемой поверхности, нанесение порошкообразной краски и термообработку (см. заявку 2002124429 заявителя Ященко В.Г., опубл. 27.03.2004).
Данный способ предусматривает предварительный нагрев поверхности изделия до температуры, обеспечивающей прилипание порошкообразной краски. Далее наносят порошкообразную краску на подогретую поверхность и снова нагревают изделие до температуры, обеспечивающей полную полимеризацию или отверждение порошкообразной краски.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является способ получения защитно-декоративного покрытия на асбестоцементных листах, включающий предварительный нагрев асбестоцементного листа и нанесение порошкового материала, причем на нагретую поверхность листа наносят полимерный порошок при температуре поверхности листа ниже температуры ее предварительного нагрева, а затем производят полимеризацию порошка при температуре поверхности ниже ее температуры при нанесении порошка (см. патент Российской Федерации №2281814, заявка №2005100225/12 от 01.11.2005, опубликована 20.08.2006).
Описанным способом практически невозможно получение качественного защитно-декоративного покрытия. Это обусловлено целым рядом факторов. Прежде всего, речь идет о неизбежности образования пузырей, неплотностей, высолов, проколов, неровностей и других дефектов на поверхности и в структуре покрытия. Объясняется это очень просто: при нанесении покрытия в один, а следовательно, утолщенный слой плохо реализуется механизм проникновения порошка и вплавления его в микронеровности поверхности асбестоцементного изделия, а также свободное удаление с этой поверхности микропузырьков воздуха, которые запираются в микронеровностях и в слое полимера.
Нагрев поверхностей изделий перед нанесением покрытия только усиливает эффект разрыхления покрытия, вызывая дополнительное увеличение объема воздуха в межпоровых пространствах за счет более интенсивного его нагрева и расширения в замкнутых пространствах.
При однослойном выполнении покрытия его поверхность получается достаточно неровной и рельефной, что в процессе эксплуатации способствует активизации внешних разрушающих воздействий, приводящих к высолам, проколам, образованию плесени и наростов.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение качества защитно-декоративных покрытий и изделий на их основе за счет повышения плотности, адгезионной прочности, ровности поверхности и равномерности распределения наносимых составов на поверхности изделий.
Поставленная задача достигается тем, что согласно способу нанесения защитно-декоративных покрытий на асбестоцементных изделиях, включающему нанесение порошкообразной краски на обрабатываемую поверхность изделия и термообработку, в соответствии с изобретением защитно-декоративное покрытие выполняется в два слоя, из которых первый слой является грунтом и наносится без предварительного нагрева, второй слой наносится из полимерного материала и температура его нанесения не превышает 50°C, а температура изотермической выдержки в камере термообработки составляет соответственно 175-205°C и 190-220°C и время выдержки 10-25 минут и 15-35 минут соответственно при нанесении первого и второго слоев покрытия.
В дополнительных вариантах реализации способа предусмотрено, что толщина первого слоя покрытия меньше толщины второго слоя покрытия, оба слоя выполняются из полимерного материала, в частности полиэфирной порошковой краски, и наносятся электростатическим способом.
Выполнение покрытия в два слоя обеспечивает хорошее заполнение наносимым в первом слое материалом микронеровностей поверхности асбестоцементного изделия, повышение его адгезионной прочности, структурной плотности и, следовательно, прочности и износостойкости как собственно покрытия, так и изделия в целом.
Важно отметить, что на холодную, т.е. ненагретую, поверхность порошок особенно первого слоя ложится лучше, более ровным слоем, способствует качественной пропитке при расплавлении и последующему его отверждению. В определенной степени это справедливо и для покрытия второго слоя, но здесь температура может быть несколько выше и ограничивается верхним значением температуры 50°C. При этом температура нанесения может быть тем выше, чем меньше шероховатость поверхности. Именно это является основанием для установления диапазона нанесения укрывочных составов первого и второго слоев, принятых соответственно 175-205°C и 190-220°C.
Время изотермической выдержки выбрано из условия образования качественных покрытий, а соотношение толщин слоев покрытий обосновано величиной микронеровностей поверхности асбестоцементных изделий и оптимальной толщиной покрытия, обеспечивающей ее наилучшие эксплуатационные характеристики. Средние значения толщины покрытий первого и второго слоев составляют соответственно 30-120 и 70-250 мкм.
Выполнение и верхнего и нижнего слоев покрытия из одноименного материала упрощает технологию нанесения и предопределяет совместимость и качественную сращиваемость слоев.
Выбор в качестве материала для покрытий полиэфирной порошковой краски объясняется ее высокими технологическими и эксплуатационными качествами, сравнительно низкой стоимостью и хорошей наносимостью на рабочую поверхность электростатическим способом. Эту поверхность перед нанесением целесообразно зачищать.
Перечисленные отличительные признаки изобретения в своей совокупности служат достижению поставленной цели и являются новыми. Они не имеются ни у аналогов, ни у прототипа.
Разработанный способ получения защитно-декоративных покрытий на асбестоцементных изделиях характеризуется изобретательской новизной и хорошо воспроизводится в производственных условиях.
ПРИМЕР РЕАЛИЗАЦИИ СПОСОБА
Предприятие-изготовитель - ПРУП «Кричевцементношифер», г. Кричев Могилевской области.
Производимая продукция - листы асбестоцементные профиля 40/150 (1750×1130×5,8 мм) восьмиволновые с полимерным покрытием красного, коричневого, зеленого и синего цветов марки по морозостойкости F 100, технические условия по СТБ 1118-98 «Листы асбестоцементные волнистые».
Материал покрытий. Полиэфирная порошковая краска ППК-101.
Параметры и режимы реализации способа. Порошковая полимерная краска ППК-101 методом электростатического напыления наносится при температуре 20°C на лицевую и тыльную поверхности асбестоцементных листов, которые загружаются в камеру термообработки (печь), нагреваются и выдерживаются при температуре 190±5°C в течение 20 минут.
После отверждения покрытия первого слоя (грунта) и охлаждения изделий до температуры 40°C на их лицевую и тыльную поверхности методом электростатического напыления наносится порошковая полимерная краска ППК-101, а изделия загружаются в камеру термообработки (печь), где нагреваются и выдерживаются при температуре 200±5°C в течение 30 минут. После выгрузки из печи изделия охлаждаются на воздухе и отгружаются на склад готовой продукции. Стопы упаковываются в полиэтиленовую пленку и обвязываются полипропиленовой лентой.
Использование предлагаемого изобретения в сравнении с известными способами позволяет существенно улучшить качество как самих защитно-декоративных покрытий, так и изделий, на которые они наносятся. Качество покрытий обеспечивается, прежде всего, тем, что поверхность асбестоцементного изделия покрывается слоем грунта, который обеспечивает формирование прочной связи его с подстилающей поверхностью. Этому в полной мере способствует тот факт, что на холодном изделии полимерный порошок лучше заполняет микронеровности. За счет этого уменьшается количество внутрипорового воздуха, способного при последующем нагревании значительно увеличивать свой объем и приводить к образованию пузырей, проколов, кратеров и других дефектов на наносимом покрытии.
Важным механизмом повышения адгезионной прочности покрытия является, во-первых, выполнение покрытия двухслойным, во-вторых, увязка толщины первого укрывочного слоя (грунта) с размерами и состоянием поверхности асбестоцементного изделия. Именно по этой причине толщина первого слоя покрытия меньше толщины второго слоя.
В итоге выполняемых технологических операций достигается образование прочного и плотного покрытия, способного эффективно противостоять внешним, в том числе атмосферным, воздействиям. Это выражается, например, в повышении морозостойкости изделий, которая может превышать 200 циклов, устранении механического отслоения, образования высолов. Получаемая поверхность покрытия отличается повышенной гладкостью и ровностью и характеризуется большей износостойкостью и меньшим коэффициентом внешнего трения. Это дополнительно улучшает эксплуатационные показатели изделий, сводя к минимуму образование плесени, биологических наслоений, снего- и льдозадержания на поверхности.
Особо следует отметить, что предлагаемое технологическое решение обеспечивает решение важной экологической проблемы, связанной с исключением вымывания или выветривания волокон асбеста и расширением экспортного потенциала традиционных производителей асбестоцементной продукции.