Главная
АИ #34 (216)
Статьи журнала АИ #34 (216)
Применение растворителей в процессах промышленной окраски изделий из металла: пу...

Применение растворителей в процессах промышленной окраски изделий из металла: пути сокращения их использования

Рубрика

Экология, природопользование

Ключевые слова

окрашивание
растворители
лакокрасочный состав
альтернативные технологии окраски
роботизированная окраска
водные полиуретановые дисперсии
порошковое окрашивание
ультрафиолетовая сушка
система рециркуляции

Аннотация статьи

Рассмотрена опасность применения растворителей в процессах промышленной окраски металлических изделий, а также основные пути сокращения использования растворителей в процессах окраски.

Текст статьи

Окрашивание металлических изделий в производственных процессах находит широкое применение в различных отраслях – обрабатывающей, горнодобывающей, строительной, транспортной и других.

Для окрашивания применяется множество лакокрасочных материалов с различным составом, которые придают необходимые защитные и прочностные качества изделиям. Более 90% этих лакокрасочных составов содержат органические растворители.

Растворители в составе лакокрасочных материалов используются для растворения пленкообразователя и разведения лакокрасочных материалов до необходимой консистенции, чтобы можно было нанести тонким слоем окрашивающий состав на поверхность изделий при помощи краскораспылителя [1, с. 6-8].

При нанесении окрашивающего состава процесс формирования лакокрасочных покрытий протекает в две стадии. На первой стадии происходит испарение растворителя посредством массопереноса молекул растворителя из глубоких слоёв к поверхности. На второй стадии, когда основная часть растворителей испарится из лакокрасочного материала, происходит образование плотной плёнки [2].

Нередко растворители на предприятиях применяются ещё и для обезжиривания поверхности перед нанесением лакокрасочного материала, а также для удаления старых лакокрасочных покрытий.

Наиболее часто на предприятиях в качестве растворителей применяются: ацетон, толуол, сольвент, бензин, ксилол, этилацетат, уайт-спирит и другие.

Таким образом, при окрашивании изделий используется большое количество растворителей. Их применение представляет собой серьёзную проблему для окружающей среды и здоровья работников предприятий.

При использовании растворителей в воздухе рабочей зоны происходит образование взрывоопасных и токсичных паров, которые вредны для человека, так как могут при определённых условиях вызвать раздражение кожи и дыхательных путей, головную боль, головокружение, способствовать развитию заболеваний печени и почек [3].

Поэтому работникам, задействованным в производственных процессах окраски необходимо знать об опасности применяемых веществ (растворители являются легковоспламеняющимися веществами), предпринимать все возможные меры, позволяющие обезопасить свой организм от воздействия вредных паров растворителей:

  • работать при включенной системе вентиляции;
  • применять специальные защитные средства (одежду, обувь, средства защиты органов дыхания) при работе с ними;
  • хранить растворители и приготовленные лакокрасочные составы в закрытых ёмкостях, стойких к этим веществам;
  • после работы с растворителями тщательно мыть руки и лицо водой с мылом [4].

По всему миру ситуация с антропогенным воздействием растворителей на окружающую среды волнует умы учёных. Их многочисленные исследования были посвящены поискам альтернативных способов окраски и изменению состава лакокрасочных материалов, с целью снижения количества применяемых на производстве органических растворителей.

К альтернативным технологиям окраски, которые показали себя с хорошей стороны, можно отнести роботизированную окраску, использование водных полиуретановых дисперсий, порошковое окрашивание, ультрафиолетовую сушку изделий.

При использовании в процессах окраски роботизированных систем снижается количество используемых лакокрасочных материалов и улучшается качество покрытия [5].

Использование водных полиуретановых дисперсий вместо растворителей позволяет значительно сократить выбросы вредных веществ в атмосферу и не требуют специальных мер по утилизации [6].

Процесс порошкового окрашивания является экологически более безопасным по сравнению с окрашиванием составами, в которых присутствуют растворители. Порошковое окрашивание основано на использовании не жидких лакокрасочных составов, а порошка, который наносится на поверхность изделий электростатическим методом, в результате которого после термической обработки на изделии образуется твёрдое покрытие.

Для ускорения процесса высыхания красок и лаков применяют ультрафиолетовые лампы. При этом необходимость использовать растворители в составе лакокрасочных материалов, отсутствует [7].

Также учёными были разработаны новые типы оборудования для окраски, снижающие количество применяемых растворителей, такие как распылительные пистолеты с низким давлением, системы рециркуляции растворителей.

Исследованиями доказано, что краскопульты с низким давлением позволяют более эффективно переносить лакокрасочный материал на поверхность изделий, что соответственно позволяет сократить расход растворителей и уменьшить выбросы в атмосферу.

Системы рециркуляции растворителей позволяют повторно использовать растворители, что в целом снижает их потребление и уменьшает затраты на утилизацию [8].

Выводы

Применение органических растворителей в промышленных процессах окраски представляет собой серьёзную проблему для окружающей среды и здоровья работников. Конечно, полностью исключить применение растворителей в производственных процессах окраски невозможно. Однако снизить неблагоприятное воздействие на экологию можно с помощью различных современных технологий – совершенствование процедуры окрашивания поверхностей, роботизация производства, применение более рациональных способов очищения и других, которые позволяют минимизировать использование растворителей. На предприятиях, где это возможно сделать без ущерба качеству производимых покрытий и экономически целесообразно необходимо внедрять данные технологии. Это позволит снизить неблагоприятное воздействие паров растворителей на окружающую среду и улучшить экологическую ситуацию в целом.

Список литературы

  1. Морозова В.С., Кокорин В.В. Растворители: классификация и пожарная опасность // Актуальные исследования. 2024. № 33 (215). С. 6-8. URL: https://apni.ru/article/9917-rastvoriteli-klassifikaciya-i-pozharnaya-opasnost.
  2. Пленкообразование жидких органорастворимых лакокрасочных материалов https://studopedia.ru/19_59093_plenkoobrazovanie-zhidkih-organorastvorimih-lakokrasochnih-materialov.html?ysclid=m04gg1v6eq487089681.
  3. Цепкова Г., Власенко А. Хронические профессиональные заболевания, обусловленные воздействием наиболее распространенных органических растворителей https://cyberleninka.ru/article/n/hronicheskie-professionalnye-zabolevaniya-obuslovlennye-vozdeystviem-naibolee-rasprostranennyh-organicheskih-rastvoriteley.
  4. Защита работника от воздействия органических растворителей и лакокрасочных материалов https://centr-utm.ru/poleznoe/zashchita-rabotnika-ot-vozdeystviya-organicheskikh-rastvoriteley-i-lakokrasochnykh-materialov/.
  5. Роботизированная окраска: Современные технологии в промышленном производстве - https://3mv.ru/199713-robotizirovannaja-okraska-sovremennye-tehnologii-v-promyshlennom-proizvodstve.html.
  6. Голованова К.В., Михайлов Д.Е., Маляшова А.Ю., Зенитова Л.А. Промышленное производство и применение водных полиуретановых дисперсий https://cyberleninka.ru/article/n/promyshlennoe-proizodstvo-i-primenenie-vodnyh-poliuretanovyh-dispersiy.
  7. Ультрафиолетовое отверждение. http://lkmprom.ru/analitika/uf-otverzhdaemye-poroshkovye-lakokrasochnye-materi/.
  8. Процесс рециркуляции для лакокрасочных систем. https://www.tehnology-pro.ru/process-recirkulyacii-dlya-lakokrasochnykh-sistem.html.

Поделиться

141

Морозова В. С., Кокорин В. В. Применение растворителей в процессах промышленной окраски изделий из металла: пути сокращения их использования // Актуальные исследования. 2024. №34 (216). С. 44-46. URL: https://apni.ru/article/9954-primenenie-rastvoritelej-v-processah-promyshlennoj-okraski-izdelij-iz-metalla-puti-sokrasheniya-ih-ispolzovaniya

Актуальные исследования

#40 (222)

Прием материалов

28 сентября - 4 октября

осталось 2 дня

Размещение PDF-версии журнала

9 октября

Размещение электронной версии статьи

сразу после оплаты

Рассылка печатных экземпляров

22 октября