如今,从汽车到热水器,几乎所有的东西都在使用电,所以你可能认为自己走在了这方面的前沿,因为你的涂层温度控制系统是由电鼓毯和在线电加热器组成的。而且你是在它流行之前做的!

不幸的是,在这种方法中有一些鲜为人知的缺陷,可能会导致流体分配系统的故障,而不是解决您打算解决的问题。在这个两部分的系列文章中,我们将研究这些缺点中的前八个。这个月我们将讨论前四个,下个月结束后四个。那么,让我们开始吧……

1.主流逻辑是错误的

第一个问题是这种系统背后的主流逻辑,通常是这样的:“如果你加热到比你在工厂看到的最热的一天更高的温度,你将一直在加热模式下工作,你将有恒定的流体温度。”但这种逻辑存在固有的问题,它们始于你分配的液体的基本行为。

图1显示了一种普通涂料的粘度随温度的变化曲线。这表明了在正常环境温度范围内,涂料的典型非线性关系,粘度随着温度的升高而下降。由于温度超过35°C(95°F)时所观察到的“扁平化”现象,正是从这条曲线引出了仅热系统的主流逻辑。

威士伯080白色涂料粘度与温度曲线
图1:威士伯080白色涂料粘度与温度曲线。1

通过将温度提高到40°C(104°F)或以上,我们的涂层始终高于全年的环境温度(因此始终在加热模式下),同时也处于曲线最平坦的部分,温度的微小变化对粘度的影响最小。这完全说得通。

问题是,你需要应用的温度是一个产生最佳的薄膜构建,覆盖,颜色,附着力,光泽,完成质量,(例如,橘皮)等。威士伯公司建议这种特殊涂料的粘度为26±2秒,如图2所示。我们可以看到,这与从26.5°C到29.5°C(80°F - 85°F)的3°C窗口相关。如果油漆温度超出了这个狭窄的窗口,它就会超出其最佳粘度范围,性能就会受到影响。

在目标粘度范围内绘制威士巴080白色的粘度与温度曲线。
图2:在目标粘度范围内,威士伯080白色涂料粘度与温度曲线。1

提高温度会导致低粘度,这使得很难,如果不是不可能,建立可接受的薄膜厚度和涂层锋利的边缘。它还会产生流动问题——特别是在垂直表面上——导致运行和凹陷缺陷。

升高的温度也会使溶剂蒸发得更快。这可以导致干燥喷雾,减少流出和固化时间,从而降低光泽和增加橘子皮。此外,它增加了成本,因为必须添加更多的溶剂来抵消这种蒸发的影响。这与首先提高温度以减少对溶剂的需求的概念背道而驰。

升高的温度甚至会损坏敏感的配方,如Fluoropon, PVDF, Kynar, PVC和塑料溶胶,导致它们在应用前交联。它们可以使2K材料以更快的速度固化,188金宝搏bet官网减少流出,固化时间和锅寿命。

所以,首先要知道的是,你的电加热系统所基于的基本概念并不支持你的现代涂料配方的需求。

2.电加热器不能冷却

关于粘度,一个重要但经常被误解的事实是,每种涂料配方都有其独特的温度/粘度关系。图3显示了7种颜色的图,都是相同的树脂基类型,适用于相同的应用。但与人们普遍认为的相反,这些“相同”的涂层在25°C(77°F)下显示的粘度范围为21 - 31秒,而在10°C - 35°C(50°F - 95°F)温度范围内则有很大不同。为了从每种颜色中获得可接受的性能,必须改变应用系统的设置参数以补偿这些粘度的变化,或者必须始终如一地将涂层在其最佳温度下交付到应用点。这通常是在曲线中间的某个位置(当然是最陡的位置!)简而言之,这意味着热的时候要降温(比如夏天的下午),凉的时候要加热(比如晚上和冬天)。

油漆粘度与温度的颜色关系
图3:油漆粘度与温度的颜色关系。2

3.把加热器放在哪里很重要

通常在源鼓周围包裹一个加热毯,或在泵和应用程序之间放置一个在线加热器。这是有道理的,因为这些都是容易到达的点。但是这样在热源和应用点之间的距离太远了。图4显示了我们为一个典型的机器人喷雾系统创建的热模型。它允许你输入一系列变量(树脂属性,环境温度和头部温度),并查看它们如何影响整个系统的温度(以及粘度)。但最终决定结果的只有一种温度。应用点-如红色箭头突出显示的。

典型喷雾系统热模型。
图4:典型喷雾系统热模型。3.

让我们假设在我们到达这一落点之前,内联加热器正好在落点中(它可能正好在落点中,因为它离开了落点—而且经常是这样!)我们可以看到它正在加热油漆到95°F(35°C)。但是我们所处的环境温度是70华氏度(21摄氏度),所以在通向机器人的整个过程中,油漆的温度都在下降——朝着环境的方向移动。在这个特殊的例子中,油漆在1°F的环境温度70.6°F。

当油漆到达零件的时候,加热器所做的所有辛苦工作(以及你以电的形式付出的代价)都消失了。这就好像系统里根本没有加热器一样!发生这种情况的原因是加热器需要放置在离应用点太远的地方。这是因为电加热对能量的要求很高,这使得它在防爆环境中实施起来困难和昂贵。

图5显示了一个很好的例子,在展台内的2K油漆系统上安装了两个在线加热器。

内置加热器安装在本质安全的油漆间内。
图5:内置加热器安装在本质安全的油漆间内。4

另一种常见的解决方案是将在线加热器安装在展台墙壁的外面,那里不需要本质安全线,如图6所示。虽然这解决了与本质安全的电源线路相关的问题和成本,但它使热源远离实际应用点。

内嵌式加热器安装在油漆室墙壁外。
图6:内嵌式加热器安装在油漆室墙壁外。5

那么,为什么这是一个问题呢?

4.加热器设定值不是应用温度

如上面的模型所示,涂层离开加热器时的温度与到达涂敷点时的温度是不一样的。但它的变化程度取决于多种因素。显然,人们首先想到的是从早到晚和季节之间环境温度的变化,但涂层穿过的路径周围的环境也会发生变化,这取决于管道遵循的路径和路径上的材料。188金宝搏bet官网例如,如果路径是“向上和越过”运行在桁架水平,它将暴露在更高的温度。相反,如果它穿过壕沟或地下室,它将暴露在较低的温度下。这些温度的影响是由涂层路径组分的组成决定的。例如,它是由钢管还是软管组成的?它绝缘吗?到处都是吗?包括配件、过滤器、调节器、流量计等?

接下来的问题是涂层暴露在这些条件下多少次。它是直接流向机器人并在一个死胡同里停止,还是循环?如果是再循环,它是在机器人身上再循环还是只在液滴处?这决定了涂层在应用之前可以在环境环境中停留多长时间,这是决定应用时温度(因此是粘度)的一个重要因素。

结论

很明显,尽管在它们的实现中很常见,但如果你想从涂层应用系统中获得稳定、可预测的性能,就必须了解和管理在线电加热器的许多问题。在下个月的最后一期文章中,我们将研究接下来的四个重要考虑因素,特别关注电加热对喷雾性能的影响,并以最糟糕的“鲜为人知的事实”结束,它可能每年要花费您数十万美元!

参考文献

1油漆温度和粘度数据由Alsco金属公司提供-罗克斯伯勒,北卡罗来纳州。

2涂料粘度与温度数据由Sherwin-Williams公司提供。

3.喷雾系统热模型由圣克莱尔系统公司提供。

4电加热2K油漆系统图片由CFAN -圣马科斯,德克萨斯州提供(注意:这已经被现代的热/冷系统所取代。)

5消息来源因请求而被扣留。