Перед нанесением грунта или лакокрасочного покрытия поверхность должна быть свободна от жира и влаги. На поверхности, которую предстоит окрасить, всегда есть остатки горюче-смазочных материалов, различных технических составов, влага, пыль, другие загрязнения. Если наносить покрытие на неочищенную поверхность, вряд ли можно ожидать, что оно будет качественным и эстетичным. Для обезжиривания применяются органические растворители, щелочные или кислые водные моющие составы, а также эмульсионные составы. Водные щелочные составы хорошо очищают от загрязнений органического и неорганического характера, однако их эффективность мала для удаления шлифовально-полировочных составов и загустевших масел и смазок.
В промышленности, особенно при серийном и массовом производстве, обычно используют водные щелочные растворы при повышенных (70—80 °С) температурах. Но это малоприменимо в условиях домашней мастерской. Поэтому для обезжиривания деталей кузова и при проведении ремонтных работ лучше использовать уайт-спирит или очищенный бензин. Обезжиривание проводят,
протирая поверхность металла кистью либо хлопчатобумажной ветошью, смоченной в растворителе, с последующей сушкой на воздухе. При этом способе необходимо следить, чтобы в процессе обезжиривания на поверхности не оставались ворсинки от ткани.
Не рекомендуется использовать для обезжиривания керосин: он хотя и очищает поверхность от смазки и масла, но оставляет на ней пленку, к которой плохо пристает лакокрасочное покрытие.
Детали из черных металлов можно обезжиривать трихлорэтиленом. Но им нельзя обезжиривать изделия из алюминия и его сплавов, так как могут образоваться взрывоопасные смеси. Нельзя также обезжиривать им детали, смоченные водным раствором или эмульсиями, поскольку при этом может образоваться нерастворимая клейкая масса.
Водные моющие составы с кислой реакцией характеризуются более низкой моющей способностью, нежели щелочные, однако обладают способностью удалять с поверхности металла оксидные пленки.
Эмульсионные составы обладают комбинированным действием. Эти составы представляют собой эмульсию растворителя в воде, стабилизированную поверхностно-активными веществами. Достоинством таких составов является высокая эффективность процесса обезжиривания за счет одновременного растворения и эмульгирования загрязнений.
Обезжиривающая эмульсия, которую можно приготовить:
Трихлорэтилен 20 %
Приофосфат натрия 0,5 %
Ингибитор (амин) 0,5 %
Эмульгатор 2 %
Вода 77 %
В производственных условиях обезжиривание изделий перед окраской осуществляют в несколько стадий. Загрязнения на поверхности изделия неоднородны, они представляют смесь веществ, различающихся по химическому составу и физическим свойствам, поэтому необходимая степень обезжиривания достигается преимущественно сочетанием различных средств обезжиривания.
Предварительная подготовка заключается в том, что наружные поверхности кузова протирают с помощью щетки или ветоши уайт-спиритом. Места, имеющие легкий налет ржавчины, обрабатывают диоксидином. Диоксидин обладает раскисляющей способностью.
Состав диоксидина:
Изопропиловый спирт 16 %
Нитробензол 0,1 %
Этиловый спирт 12 %
Эмульгатор ОП-7 0,5 %
Фосфорная кислота 28 %
Вода до 100 %
Намного более практично применение специальных средств для обезжиривания: например, струйная промывка водным раствором состава «Омега-1», который обладает моющим и раскисляющим действием. Препарат «Омега-1» представляет собой смесь салициловой кислоты и поверхностно-активного вещества — синтанола ДС-10. Эта жидкость цветом от желтого до фиолетового, малоопасная в обращении. Рабочая концентрация препарата в воде составляет 10—15 %.
Окончательное обезжиривание кузовов производят водными щелочными моющими композициями, методами погружения или струйной промывки. Щелочные моющие композиции — это готовые к употреблению смеси солей фосфорной, борной и других неорганических
Обработка кузова перед покраской
кислот с поверхностно-активными веществами, обеспечивающими стабильное моющее действие и пониженное пенообразование. Для щелочного обезжиривания могут применяться также водные растворы.
Правильный выбор обезжиривающих составов зависит от того, как будет обрабатываться поверхность после обезжиривания. Так, если предполагается обработка изделия водным раствором, например фосфатирование, то для обезжиривания лучше применять водные щелочные составы.
После обработки необходимо проверить качество обезжиривания. Для этого нужно протереть поверхность чистой фильтровальной бумагой. Если на бумаге остаются следы жира или грязи, то поверхность необходимо еще раз тщательно промыть растворителем.
_________________________________________
Обезжиривание
В процессе механической обработки и сборки, а также при консервации поверхность металла изделия загрязняется жирами.
При обезжиривании щелочными растворами жиры растительного и животного происхождения — стеарин, сало, олеиновая кислота удаляют щелочными растворами. Под действием щелочей образуются растворимые соли жирных кислот — мыла, а жиры минерального происхождения — смазочные масла, вазелин, парафин — образуют эмульсии.
Мыла и эмульсии с поверхности легко удаляются водой. Обезжиривать изделия можно или путем погружения их в ванны с соответствующими растворами или: струей раствора, направляемого на поверхность под давлением нескольких атмосфер.
Для щелочного обезжиривания стального, чугунного литья и проката применяется, например, раствор, содержащий в 1 л воды 5—10 г кальцинированной соды и 3—5 г тринатрийфосфата. Обработка таким раствором, нагретым до 70—80°С, продолжается 1—3 мин в струйных камерах и 5—20 мин в ваннах. Для очистки сильно загрязненных поверхностей содержание тринатрийфосфата в 1 л воды доводится до 20—30 г и добавляется 5—10 г эмульгатора ОП-7. Эмульгатор ОП-7 заменяется иногда жидким стеклом. После щелочного обезжиривания поверхность изделий необходимо тщательно промыть водой, так как остатки щелочей могут разрушать лакокрасочные покрытия.
Обезжиривание щелочными растворителями представляет собой эффективный и экономичный процесс; однако данный метод непригоден, если на поверхности металла имеется толстый слой смазочных масел. Толстые слои жировых загрязнений необходимо предварительно удалить, например, промывкой горячей водой струйным методом.
Обезжиривание органическими растворителями (бензином, уайт-спиритом) широко применяется в лакокрасочных цехах и осуществляется двумя способами: промывкой в ваннах и протиркой поверхности хлопчатобумажной ветошью, смоченной указанными растворителями. Первый способ применяют для обезжиривания мелких изделий; второй — главным образом для обезжиривания крупногабаритных изделий.
Кроме того, для обезжиривания используют синтетические растворители, например, трихлорэтилен.
ПОДГОТОВКА ПОВЕРХНОСТИ МЕТАЛЛОВ
Свежеобработанная поверхность металлов за редким исключением золота, платины, титана и высококачественных нержавеющих сталей высокоактивна особенно легко покрывается окисной пленкой и способна поглощать содержащиеся в воздухе загрязняющие примеси, пыль и влагу. Поэтому еще раз рекомендуем производить склейку как можно быстрее по окончании обработки поверхностей.
Обезжиривание
Поверхности металлов практически всегда загрязнены маслами. Отсюда обязательной является операция обезжиривания, которую можно производить водяным паром, протиркой поверхности тканью, смоченной растворителем (пока на чистой ткани не перестанут появляться следы загрязнения). Весьма эффективна обработка в парах растворителя. Обезжиривание должно быть тщательным, во всех случаях не будет лишним прополоскать, промыть поверхность свежей порцией чистого растворителя. Иногда только обезжириванием и ограничиваются. Но при применении более сложных методов подготовки поверхности обезжиривание является в любом случае обязательным первым этапом об работки. Проверить эффективность обезжиривания можно легко, нанеся на обработанный металл воду. В отсутствие масел или жиров образуется водяная пленка, стекающая равномерно, без капелек и разрывов.
После обезжиривания каким-либо способом для удаления грязи и прочих неорганических остатков следует использовать очищающие составы или растворы моющих средств. Крепкие щелочные неингибированные растворы применяются для черных металлов, титана и некоторых медных сплавов. Для алюминия и его сплавов, когда следует избегать травления поверхности, нужно воспользоваться ингибированными растворами. В качестве крепких щелочных растворов в отсутствие твердых щелочей можно использовать такие широко распространенные моющие средства, как «Санитарный», «Крот». В качестве ингибированных щелочных растворов можно применять растворы синтетических моющих средств. Щелочную очистку обычно сопровождают химической или механической обработкой, так как обработанные щелочью поверхности несовместимы с большинством конструкционных клеев. Перед склеиванием поверхность следует осушить горячим воздухом.
Методы обезжиривания
На предприятиях меховой и овчинно-шубной промышленности применяются следующие методы обезжиривания: эмульсионный и органическими растворителями.
Эмульсионный метод обезжиривания. Этот метод обезжиривания получил наибольшее распространение. Он основан на использовании моющей способности поверхностно-активных веществ, к которым предъявляются следующие требования: они не должны отрицательно влиять на изменение свойств волосяного покрова и кожевой ткани; должны обладать моющей способностью в жесткой воде, т. е. в такой воде, где содержатся в большом количестве соли магния и кальция; обладать хорошей растворимостью в воде при комнатной температуре.
Моющая способность поверхностно-активных веществ зависит от строения молекул. На рис. 13 изображена схема удаления загрязнений с волосяного покрова шкур. Частицы жира и загрязнений плотно покрывают волос (рис. 13, а). Моющее вещество ослабляет силы сцепления между частицами загрязнений и волосом (рис. 13, б), в результате чего происходит постепенное обводнение поверхности загрязнения или жира пленкой моющего вещества. Таким образом, моющее вещество, обладая высокой смачивающей способностью, оказывает расклинивающее воздействие, и частицы жира и загрязнений отрываются от поверхности волоса (рис. 13, в).
Рис. 13. Схема удаления загрязнений с волосяного покрова: 1 - волос; 2 - жир; 3 - грязь; 4 - поверхностно-активное вещество
Факторы, влияющие на проведение обезжиривания. К факторам, влияющим на проведение процесса обезжиривания, относятся: природа применяемых моющих веществ, температура, продолжительность обработки и механические воздействия.
В настоящее время на предприятиях меховой промышленности используется большое количество разнообразных синтетических моющих веществ, которые полностью вытеснили мыла, ранее применяемые для проведения обезжиривания.
Мыла представляют собой натриевые и калиевые соли высших жирных кислот. Для приготовления мыла используют животные и растительные жиры. Натриевые соли жирных кислот представляют собой твердые мыла, а калиевые - жидкие. Особенно хорошей моющей способностью обладают мыла в щелочной среде, поэтому при обезжиривании в раствор добавляют небольшое количество карбоната натрия.
В меховой промышленности широко используются синтетические моющие вещества, которые имеют следующие преимущества перед мылами: обладают хорошей моющей способностью не только в щелочной среде, но и в нейтральной, что имеет очень важное значение, так как применение щелочной среды для обработки шкурок нежелательно; легче отмываются от волосяного покрова и кожевой ткани; устойчивы в жесткой воде.
Все выпускаемые в настоящее время моющие вещества могут быть разделены в зависимости от их биологической разлагаемости на три группы: биологически хорошо разлагаемые вещества (количество биологически разлагаемого вещества 85% и более); биологически среднеразлагаемые вещества (70-85%); биологически трудноразлагаемые вещества (менее 75%).
При выборе моющих веществ необходимо помнить, что отработанные рабочие растворы в ряде случаев засоряют сточные воды, очистка которых сопряжена с большими трудностями. В связи с этим, например, не рекомендуется применение такого моющего вещества, как препарат ОП-10, который биологически трудно разлагается.
Из большого количества синтетических моющих веществ в меховой и овчинно-шубной промышленности применяются следующие: стиральная паста "Новость", синтанол ДС, синтанол ДТ-308. сульфонол "Прогресс" и др. Поверхностно-активные вещества, которые применяются при обработке меха, должны легко удаляться с волосяного покрова и кожевой ткани при промывке водой, не оказывать отрицательного влияния на последующие процессы, не должны сильно обезжиривать кожевую ткань. Кроме того, они должны хорошо растворяться в воде и не иметь неприятного запаха.
Стиральная паста "Новость" представляет собой продукт переработки жирных спиртов, полученных при комплексной переработке кашалотового жира. Паста кремового цвета, хорошо растворяется в воде. Структурная формула СН3-(СН2)n-OSO3Na, n колеблется в пределах 9-17.
Синтанол ДС представляет собой полиэтиленгликолевый эфир, полученный из синтетических спиртов фракции С10-С18, обработанных оксидом этилена. Структурная формула R-О(СН2-СН2О)n Н, n в среднем равно 10-12, R - алкильный остаток, содержащий 10-18 атомов углерода. Синтанол ДС - прозрачная глицеринообразная жидкость светло-желтого цвета. Препарат обладает хорошими смачивающими свойствами.
Синтанол ДТ-308 получают на базе синтетических жирных спиртов фракции С10-C13. В общем виде формула следующая: CnH2n+1(СН2СН2О)mН, где n равно 10-13, m равно 8. Препарат обладает хорошим моющим и смачивающим действием. Внешне представляет собой прозрачную слабоокрашенную жидкость без механических примесей. Биологическая разлагаемость препарата 87%, его относят к группе 1 биологически разлагаемых веществ. Нетоксичен, обладает корродирующими свойствами.
Сульфонолы (НП-3, НП-1, Б) - смесь натриевых солей алкилбензолсульфокислот
Кроме указанных моющих веществ химическая промышленность выпускает много других. В последнее время начали применять импортные моющие вещества: пельцвашмиттель - универсальное моющее средство, пельцвашмиттель ВНЛ - моющее средство, содержащее растворитель и рекомендуемое для особо зажиренных овчин, синтапон СР - средство, устойчивое в жесткой воде и применяемое при мойке и обезжиривании меховых овчин.
Применение того или иного продукта зависит от зажиренности меховой шкуры и ее особенностей. Часто для проведения обезжиривания используют одновременно несколько моющих веществ. Количество и выбор моющего вещества устанавливаются на основе практического опыта и научных исследований.
Повышение температуры усиливает образование пены и тем самым увеличивает моющую способность применяемых реагентов. Жировые вещества, содержащиеся в волосе, плавятся при температуре 35-40°С, проведение процесса при температуре 40°С обеспечивает хороший обезжиривающий эффект. Более высокая температура, особенно при использовании щелочных растворов, может привести к ослаблению связи волоса с кожевой тканью. Таким образом, сильно зажиренное сырье обычно обезжиривают при температуре 40°С, а менее зажиренное - при температуре 30°С.
Продолжительность обработки устанавливается равной 40-60 мин при оптимальных значениях температуры и концентрации моющих веществ. Более длительное пребывание шкур в растворе может привести к прекращению пенообразования, при этом частицы жира могут оторваться от частиц моющих веществ и вновь прилипнуть к волосу.
При энергичном перемешивании жир быстрее удаляется с поверхности волоса. Кроме того, уменьшается опасность обратного оседания загрязнений. В связи с этим для обезжиривания целесообразно применять вращающуюся аппаратуру.
Большое влияние на проведение процесса оказывает отжим шкур на мездрильной машине с тупыми ножами. Как показали исследования, чередование обработки шкур в растворе моющих веществ с последующим механическим отжимом на машинах дает очень хорошие результаты.
Практическое выполнение обезжиривания. Обезжиривание сырья проводится в зависимости от его зажиренности. Малозажиренные шкуры достаточно обработать в течение 40 мин в растворе моющего вещества при температуре 30-35°С и постоянном перемешивании. После обезжиривания шкуры отжимают и направляют на следующие процессы. При выделке меховой овчины моечно-обезжиривающий процесс складывается из ряда операций: мойка первая, отжим по волосу, стрижка волоса, мездрение, обезжиривание, промывка первая, мойка вторая, отжим.
Мойку первую и вторую проводят при ж. к. = 10 в течение 20 мин при температуре 42°С с применением стиральной пасты "Новость". Иногда в раствор добавляют формалин.
Очень часто для мойки меховых овчин используют отработанные вещества. Отжим по волосу после моек проводят на мездрильной машине ММ2-47 с тупыми ножами. Обезжиривание выполняется в баркасах при температуре 40°С в течение 60 мин. По составу обезжиривающий раствор отличается от моющего тем, что в нем содержится больше реагирующих веществ. В зависимости от зажиренности и загрязненности волоса проводятся два или три цикла обработок, при этом удаляется 70% жиров.
После обезжиривания волосяной покров шкур становится рассыпчатым, легко и равномерно окрашивается. Однако такое обезжиривание имеет существенный недостаток: оно слишком продолжительно, что объясняется необходимостью проведения большого числа загрузок и выгрузок сырья. Это значительно удлиняет производственный цикл.
Дело в том, что при мойке и обезжиривании шкуры загружают в баркасы небольшими партиями, а извлекают их только поштучно. Объясняется это тем, что механическое удаление жира на машине ММ2-47 производится лучше, если шкура еще не остыла и имеет температуру около 40°С. При такой обработке рабочие вынуждены перебрасывать большие тяжести (одна шкура, вынутая из баркаса, весит около 15 кг). Поэтому для облегчения труда рабочих и интенсификации отмочно-обезжиривающих процессов необходимо организовать поштучную обработку сырья. Для этого разрабатываются новые конструкции моечно-обезжиривающих аппаратов, в которых последовательно проводятся мойка, обезжиривание и отжим шкур.
Для уменьшения количества воды, необходимой для проведения процессов, и более экономного использования поверхностно-активных веществ рекомендуется использовать отработанные моющие растворы, особенно при переработке меховой и шубной овчины.
Обезжиривание органическими растворителями. Обезжиривание органическими растворителями заключается в обработке полуфабриката различными растворителями, извлекающими жир. К числу таких растворителей относятся бензин, скипидар, уайт-спирит, дихлорэтан, хлорид углерода и др. При использовании растворителей нужно иметь в виду, что они, как правило, полностью удаляют защитную жировую оболочку с волосяного покрова, что при несоблюдении условий работы может привести к ухудшению его внешнего вида, потере прочности и упругости. Кроме того, многие органические растворители токсичны и взрывоопасны. Вместе с тем при использовании их исключается теклость волоса и обеспечивается хорошее обезжиривание кожевой ткани.
Обезжиривание органическими растворителями широко применяется при выработке шубной овчины. В зависимости от имеющейся аппаратуры обезжиривание проводят по-разному. Если для обезжиривания применяется бензин, шкуры обрабатывают в течение 2 ч, затем их подсушивают для удаления бензина, а смесь бензина и жира перегоняют в дистилляционное отделение. Применение бензина огнеопасно, поэтому установки следует размещать вне основного производственного корпуса, что затрудняет организацию поточной линии.
Обработку шкур хлоридом углерода проводят в специальных аппаратах, в которых отжим и сушка осуществляются без выгрузки полуфабриката. Этот метод неудобен тем, что рабочим приходится работать непосредственно с токсичным растворителем.
В последнее время для обезжиривания меховой и шубной овчины используют тетрахлорэтилен СН2Cl2=СН2Cl2, трихлорэтилен и фреон-113. Эти растворители нетоксичны, поэтому сырье можно обрабатывать ими непосредственно в производственном помещении.
Хорошие результаты дает обезжиривание меховой овчины в специальном аппарате (рис. 14). Аппарат состоит из корпуса и барабана, в который загружают шкуры и подают растворитель. Кроме того, в аппарате имеются бак для хранения растворителя, грязеуловитель и фильтр для повторного использования растворителя. Аппарат снабжен системой автоматического и ручного управления. Барабан герметически закрывается плотно прилегающим люком. Однако при использовании аппарата для обезжиривания меховой овчины следует увеличить его производительность и организовать механизированную загрузку и выгрузку сырья. В настоящее время в аппарат одновременно можно загружать всего лишь 150 кг меховых овчин.
Рис. 14. Общий вид аппарата для обезжиривания
Рекомендуемая для внедрения технология обезжиривания шкур предусматривает проведение процесса при температуре 20°С в течение 8-12 мин после отмоки и промывки. Затем проводятся отжим, сушка при температуре 50°С и проветривание. Общая продолжительность всех процессов около 50 мин. Качество полуфабриката при этом получается лучше, чем качество полуфабриката, обезжиренного с применением эмульсионного метода. Применение органических растворителей позволяет значительно сократить производственный цикл, увеличить съем продукции и уменьшить загрязнение сточных вод. На основе органических растворителей (тетрахлорэтилена, трихлорэтилена) разработан также метод обезжиривания и крашеной шубной овчины.
Контроль обезжиривания. При проведении обезжиривания контролируют ж. к., температуру, продолжительность и концентрацию моющих веществ. Степень обезжиривания волосяного покрова меховой овчины определяют по отсутствию зеленого окрашивания волоса при действии на него подкисленного серной кислотой уксусного ангидрида (к 2 мл уксусного ангидрида добавляют 5 мл концентрированной химически чистой серной кислоты). Эта реакция называется холестериновой или реакцией Либермана.