Состав, основы производства и ассортимент лакокрасочных материалов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Выпуск качественных изделий из древесины во многом определяется формированием защитно-декоративных покрытий, которое в настоящее время осуществляется преимущественно нанесением различных видов лакокрасочных материалов.

В производстве лакокрасочных материалов прослеживается четкая тенденция к сокращению производства лакокрасочных материалов, содержащих органические растворители. Все большую роль играют водоэмульсионные и порошковые материалы, а также составы, не содержащие летучих компонентов и изготовленные на основе жидких мономеров, олигомеров или полимеров, наносимых в состоянии расплава, так называемые 100%-ные лаки и краски.

Замена традиционных материалов на продукты, не содержащие органические растворители или имеющие их в ограниченном количестве, одновременно способствуют решению проблемы охраны окружающей среды.

Деревообрабатывающая промышленность по объему отделочных работ, выполняемых промышленными способами, занимает третье место после машиностроения и строительной индустрии, используя при этом значительное количество лакокрасочной продукции.

Цель работы заключалась в том, чтобы рассмотреть лакокрасочные материалы, их состав, основы производства и ассортимент.

Задания курсовой работы:

- дать общую характеристику лакокрасочных материалов;

- дать описание технологического процесса производства лакокрасочных материалов;

- проанализировать предприятия и регионы, где расположено производство;

- рассмотреть основные рынки сбыта, кто является покупателем и почему;

- рассмотреть методику расчета норм расхода материалов;

- дать характеристику и описание головного оборудования, произвести расчет производственной мощности



1. Анализ продукции

1.1 Производство лакокрасочных материалов

Лакокрасочные материалы (ЛКМ) -- это композиционные составы, наносимые на отделываемые поверхности в жидком или порошкообразном виде равномерными тонкими слоями и образующие после высыхания и отвердения пленку, имеющую прочное сцепление с основанием. Сформировавшуюся плёнку называют лакокрасочным покрытием, свойством которого является защита поверхности от внешних воздействий (воды, коррозии, температур, вредных веществ), придание ей определённого вида, цвета и фактуры.

ЛКМ подразделяются на следующие группы:

- краска,

- эмаль,

- разбавители и растворители,

- смывки,

- лак,

- олифы,

- грунтовка. [1]

1. Краски. Краски масляные -- изготовленные на основе олифы, имеют широкое применение как для наружных, так и для внутренних работ. Чаще всего используются для окраски полов.

Краски густотертые -- это, собственно говоря, полуфабрикат. Перед употреблением их необходимо разводить до необходимой вязкости олифой, добавлять сиккатив для ускоренного высыхания.

Водоэмульсионные краски или дисперсионно-акриловые краски. В них в качестве разбавителя используется вода. Они атмосферо- и водостойкие, достаточно долговечны. Используются для окрашивания стен и потолков внутри помещения. Они также широко используются для наружных работ.

2. Эмали. Эмали -- это готовые к употреблению краски. Перед употреблением их только размешивают. Они более глянцевые и стойкие к природным условиям.

Нитроэмали -- это готовая к употреблению краска, изготовленная на основе эфиров целлюлозы, отличается быстрым временем высыхания. Широко применяется как для наружных, так и для внутренних работ.

3. Разбавители и растворители. Разбавители и растворители служат для доведения красок до определенной, нужной для нанесения на поверхность вязкости.

Разбавители применяют для разбавления густотертых или загустевших красок до состояния, пригодного к применению. Они содержат пленкообразующие вещества или компоненты, которые не влияют на целостность связующих элементов краски.

Растворители -- используют для улучшения проникающих способностей краски. Они растворяют не только краску, но и пленкообразующее вещество, которое входит в состав краски, до необходимого состояния. Растворители необходимо применять осторожно, руководствуясь рекомендациями по применению, которые должны прилагаться к краске.

Скипидар -- применяется в качестве разбавителя. Используется в очищенном и неочищенном виде. Очищенный скипидар обладает сиккативными свойствами -- способствует более быстрому высыханию масляных красок. Неочищенный, наоборот, сдерживает и продлевает время высыхания краски (иногда это требуется, если площадь окрашивания очень большая).

Бензин-растворитель -- применяется для разведения густотертых масляных красок, загустевших лаков, для приготовления окрасочных составов с матовой поверхностью.

Керосин -- мало пригоден как разбавитель из-за своих жировых примесей, его хорошо использовать для «реанимации» очень старых красок, но с обязательным впоследствии применением сиккативных материалов для восстановления пленкообразующего вещества (надо отметить, что восстановленная таким образом краска может сохнуть более 10 дней.).

Ацетон -- используется как растворитель для нитролаков и нитроэмалей.

Каменноугольный ксилол -- пригоден как растворитель битумных лаков, придает им большие проникающие свойства.

Технический этилцеллозольв -- применяется для растворения лаков и красок. Автомобильный бензин -- пригоден для разведения масляных красок и лаков с содержанием битума. Технический бутелацетат используют для разведения старых нитрокрасок и эмалей.

4. Смывки. Смывки -- это средства для снятия старой краски, лакировочных покрытий, отвердевших шпаклевок -- они просто необходимы при ремонте квартир в старых домах.

Смывки очень токсичны, работая с ними необходимо использовать респиратор и резиновые перчатки.

5. Лаки. Битумные лаки -- используют для защиты металла от коррозии. Используют в основном для наружных работ. После высыхания образуют черную блестящую пленку.

Масляные лаки -- применяются внутри помещения. После высыхания образуют прозрачную, немного желтоватую пленку.

Спиртовые лаки и политуры -- используются для покрытия деревянных изделий. Они обладают хорошей механической прочностью и хорошей адгезией. Эти быстросохнущие лаки выдерживают многослойное покрытие. Как дорогие, в производстве требующие дорогостоящего сырья, практически не применяются в строительно-ремонтных работах.

Алкидные лаки -- применяются как для наружных, так и для внутренних работ. Используют для окрашивания деревянных или уже окрашенных поверхностей. При окраске ранее окрашенной поверхности не растворяют краску. После высыхания образуют твердую, слабо окрашенную пленку, обладающую хорошей адгезией и водостойкостью. Алкидные лаки по своим показателям превосходят масляные лаки прочностью и сроком эксплуатации.

Нитратцеллюлезные лаки (или нитролаки) -- применяются для внутренних и наружных работ. Это быстро сохнущие лаки. Служат для покрытия дерева, металла, стекла. После высыхания образуют твердую, почти бесцветную пленку.

Полиэфирные лаки -- представляют собой многокомпонентный состав. Покрытия этих лаков не дают усадки, они обладают выравнивающей способностью. Применяются в основном для деревянных изделий.

Полиуретановые и алкидно-уретановые лаки -- это дорогостоящие лаки, встречаются в продаже как дорогие паркетные лаки. Обладают высокими механическими свойствами, очень долговечны, износостойкие в эксплуатации. Эпоксидные лаки -- часто используются для изготовления шпаклевок и универсальных клеевых масс. Употребляются вместе с отвердителем. Получаемые пленки после высыхания обладают высокой механической прочностью, атмосферостойкие.

Нефтеполимерные лаки -- это группа лаков превосходит по своим качествам масляно-смолянистые лаки. Имеют широкое применение в лакокрасочной промышленности и в ремонтно-строительных работах. Существенно низкая цена делает эти лаки более доступными для широкого круга населения.

6. Олифы. Олифы, -- это пленкообразующий материал, получаемый на основе растительных масел и служащий разбавителем для масляных и густотерто-масляных красок. Олифы также являются основным связующим элементом в производстве масляных красок.

Существует три разновидности олиф.

Натуральные олифы -- универсальны в своем применении. Применяют как грунтовочный материал для масляных красок. Используются как связующий материал для изготовления масляных шпаклевок и как разбавитель почти для всех типов масляных красок.

Комбинированные олифы -- это тип олиф отличается от натуральных только тем, что содержат от 30 до 45% растворителя. Комбинированные олифы содержат еще и дополнительные добавки -- канифоль и низкомолекулярные каучуки, которые придают им более твердое и пластичное пленкообразование.

Синтетические олифы -- или полидиеновые олифы. По своим качествам они сильно уступают натуральным и комбинированным олифам. Но как достаточно дешевое средство они хорошо применимы для первичной обработки или пропитки древесины. Синтетические олифы хорошо и равномерно впитываются и значительно быстрее сохнут.

7. Сиккативы. Сиккативы применяются для ускорения процесса высыхания лакокрасочного покрытия. Их используют при разведении густотертых масляных красок и лаков. Избыточное применение сиккатива портит механические свойства краски, она становится хрупкой, а значит, недолговечной.

НФ-1 -- применяют при производстве лакокрасочной продукции и для самостоятельного разведения густотертых красок.

НФ-4 -- используется как добавка для более быстрого высыхания красок.

НФ-5 -- рекомендуется применять как добавку для высыхания в сложнокомпонентные эмали для внешних работ.

8. Грунтовки. Грунтовки -- это материалы которые используются для первичной обработки поверхности. Они служат фундаментальным и промежуточным звеном между поверхностью и декоративной (конечной) окраской. Грунтовки обеспечивают хорошее сцепление с поверхностью, выравнивают мелкие неровности, сглаживают пористость обрабатываемой поверхности и служат хорошей платформой для окрасочного материала.

Одним из самых важных технологических показателей лакокрасочных материалов является укрывистость. Эта характеристика показывает, какое количество ЛКМ необходимо израсходовать на 1 м2 окрашиваемой поверхности. Здесь учитывается равномерность нанесения одного слоя нанесения. Т.е., по этому показателю видна экономичность лакокрасочного материала.

Укрывистость в первую очередь зависит от оптических характеристик пигмента. К таким характеристикам относятся дисперсность пигмента и объемная концентрация в связующем, а также многие другие факторы. Значительно влияет на укрывистость химический состав лакокрасочного материала и цвет пленкообразующего материала, а также его физико-химические свойства и тип растворителя (вода, ацетон, и т.п.).

Механические характеристики покрытий важны для определения уровня защитных свойств, а также большой степени диктуют декоративные функции лакокрасочного покрытия на протяжении всей эксплуатации. Механические свойства покрытия- это твердость покрытия, пластичность, прочностные характеристики на случай удара, адгезия и т.д.

Твердость лакокрасочного материала - это его способность сопротивляться при проникновении инородного тела. Твердость пленки - это первая и важнейшая механическая характеристика лакокрасочного покрытия. Она как характеризует скорость высыхания, так и прочность покрытия.

Следующее свойство адгезия - характеризует степень прилипания лакокрасочного материала или прочность сцепления с поверхностью. Напрямую показатели адгезии связаны с механическими и защитными свойствами покрытий.

К сопротивляемости материала можно выделить водостойкость, это означает, что при воздействии пресной или морской воды покрытие способно не изменяться.

Морозостойкость покрытия означает сохранение его физико-механических свойств после нескольких циклов замораживаний и последующих оттаиваний.

Термостойким признается материал, который при предельно допустимой температуре может сохранить свои первоначальные функции в течение определенного периода времени.

Под атмосферостойкостью понимают способность лакокрасочного материала сохранять продолжительный период времени изначальные защитные, а также декоративные свойства в обычных атмосферных условиях. Численно атмосферостойкость выражается в годах, месяцах. Учитывается, что для каждой местности характерны свои стандартные климатические условия. [1]

В Беларуси с 1 июля 2011 года были введены в действие государственные стандарты СТБ EN 1062?1?2011 «Краски и лаки. Системы лакокрасочные для наружных минеральных и бетонных поверхностей. Часть 1. Классификация» и СТБ EN 13300?2011 «Краски и лаки. Водные материалы и системы лакокрасочные для внутренних стен и потолков. Классификация». Данные документы подготовлены Белорусским государственным институтом стандартизации и сертификации (БелГИСС) и являются прямым применением европейских требований.

Как отмечают разработчики, применение новых стандартов направлено на повышение конкурентоспособности отечественных лакокрасочных материалов, снижение технических барьеров в торговле, а также должны привести к упрощению диалога между производителем и потребителем.

Разработчики стандартов пояснили, что европейская система классификации лакокрасочных материалов осуществляется в зависимости от их физических и эксплуатационных свойств. Классификация, установленная в новых стандартах, учитывает современные запросы рынка, позволяет получать исчерпывающую информацию о потребительских свойствах продукции.

СТБ EN 1062?1?2011 распространяется на все лакокрасочные материалы и лакокрасочные системы для минеральных и бетонных поверхностей, включая используемые в системах наружной теплоизоляции. В стандарте установлена общая система обозначений лакокрасочных материалов и лакокрасочных систем, применяемых для замедления процессов старения, декоративной отделки и защиты как новых минеральных и бетонных наружных поверхностей, так и старых, с покрытием или без него. Также установлена система их классификации, основанная на определенных физических свойствах материалов.

СТБ EN 13300?2011 устанавливает общую систему классификации водных лакокрасочных материалов и лакокрасочных систем, предназначенных для декоративной отделки и защиты внутренних стен и потолков при нанесении на новые и старые, окрашенные и неокрашенные поверхности. В этом стандарте лакокрасочные материалы классифицируются по назначению (декоративная отделка, придание специальных свойств поверхности) и по химическому типу связующего вещества (компоненту, который оказывает наибольшее влияние на эксплуатационные показатели конечной лакокрасочной системы, например, цемент, силикат, акриловая смола, сополимеры и др.).

Безусловно, переход к новой классификации был запланирован как достаточно длительный и плавный. Одновременно в поддержку применения новых стандартов специалисты БелГИСС начали разрабатывать стандарты на методы испытаний продукции по предусмотренным в них показателям.

В 2012 году был введен СТБ ISO 1524?2012 «Материалы лакокрасочные. Метод определения степени перетира». Стандарт является одним из серии стандартов, распространяющихся на отбор проб и испытания лакокрасочных материалов и родственных им продуктов. Стандарт устанавливает метод определения степени перетира лакокрасочных материалов и родственных им продуктов с использованием измерительного прибора, градуированного в микрометрах.

Данные государственные стандарты идентичны международным требованиям. Они сформировали в нашей республике нормативную базу для проведения испытаний лакокрасочных материалов с целью их классификации в соответствии с европейским подходом. Он базируется на разделении данной продукции по классам в зависимости от таких качественных показателей, как блеск (G), толщина покрытия (Е), размер частиц (S), паропроницаемость (V), водопроницаемость (W), способность перекрывать трещины (А) и проницаемость диоксида углерода (С). Такой подход отвечает требованиям современного рынка и запросам потребителей, упрощает выбор нужных лакокрасочных материалов из имеющегося сегодня разнообразия.[3]

Что касается развития белорусского рьнка ЛКМ, то оно определяется действием таких факторов, как структура реальных потребностей, обеспеченных платежеспособным спросом; сырьевые и технологические возможности производителей; энергетические и транспортные расходы. Отечественная лакокрасочная промышленность идет по пути освоения прогрессивных технологий, обеспечивающих высокую эргономичность, экологическую чистоту и эстетику конечного продукта.

Более 50 % лакокрасочной продукции выпускается группой ведущих предприятий, расположенных в Центральном и Западном регионах Беларуси, при этом значительная доля прироста объемов достигается за счет создания новых предприятий и фирм, поскольку ввиду роста рынка этот вид деятельности крайне привлекателен. В стране насчитывается около 200 предприятий, выпускающих ЛКМ. Уровень рентабельности лакокрасочных производств - 40-60%.

За последнее десятилетие не только увеличился общий объем выпуска ЛКМ но и значительно повысился уровень научно-технического потенциала отрасли. Ключевыми факторами дальнейшего развития белорусского рынка ЛКМ являются проведение промышленной и таможенной политики, направленной на поддержку отечественного производителя; создание собственной сырьевой базы для производства конкурентоспособных ЛКМ и преодоления зависимости от поставок импортного сырья; выделение ключевых точек роста отрасли и направлений инвестирования.[2]



1.2 Рынки сбыта продукции

Краски, представленные на белорусском рынке, можно условно разделить на три категории: краски эконом-класса, стандартные краски и краски класса престиж. К краскам эконом-класса относятся большинство красок белорусских производителей, представителем которых является «Лидская лакокраска».

К краскам, которые являются стандартными, относится в большинстве своем продукция известных марок, произведенная на территории Беларуси. Это может быть краска «Caparol», «Alpina», однако сделана она будет не в Германии или Скандинавии, а в Беларуси по германским технологиям.

К краскам класса престиж можно отнести материалы известных производителей, однако они полностью сделаны на материнских предприятиях. В целом в Беларуси без проблем можно найти краски белорусских, российских, польских, немецких и скандинавских производителей любого из названных классов.

Отметим белорусских производителей лакокрасочной продукции. Наиболее известным из них является «Лидская лакокраска». Крупнейшее белорусское предприятие расположено в Гродненской области, но также имеет свои товарные склады в Витебске, Фаниполе, Могилеве, Бресте, Гомеле, Бобруйске, Пинске и Молодечно. Несмотря на то, что «Лидская лакокраска» представляет в первую очередь продукцию эконом-класса, именно это является ее преимуществом перед другими производителями, которые не могут себе позволить установить столь приемлемые для большинства потребителей цены. «Лидская лакокраска» постоянно развивается, представляя все новые и новые виды продукции, которая по качеству мало уступает стандартным краскам.

В Республике Беларусь продукция «Лидской лакокраски» поставляется на предприятия Министерства промышленности, Беллесбумпрома, Министерства строительства и архитектуры, Министерства транспорта и коммуникаций, Белорусской железной дороги, торговым организациям.

Более 70% продукции от общего объема выпуска экспортируется в разные страны: Россия, Украина, Узбекистан, Казахстан, страны Европы и Азии.

Производством и реализацией лакокрасочной продукции занимается в Беларуси и производственное предприятия «Эсгит», краски которой относятся к эконом-классу и стандартному классу. Для изготовления красок и грунтовок предприятие использует материалы таких известных фирм, как «Bayer», «BASF», «Omya», «Ciba» и других. Предприятие известно своими акриловыми красками (красками «КрЭС»), а также красками четырех сезонов - КРЭОЛИТ на основе смолы «Pliolite». Последняя устойчива к атмосферным воздействиям и образует паропроницаемую пленку, позволяющую основанию «дышать» и одновременно не пропускает воду внутрь.

Производители «Caparol», немецкая компания ООО «Lacufa GmbH Lacke und Farben», имеют свое представительство и презентационный центр в Минске, а также совместное предприятие «Диском», занимающееся производством знаменитых немецких красок в Бресте и в филиале предприятия, открывшемся в Витебске. Они представляют в большинстве своем краску стандартного класса, однако наряду с ними есть некоторые более дешевые и более дорогие материалы - правда, их меньшинство. Именно «Диском» занимается изготовлением упоминавшейся выше краски «Alpina», пользующейся высоким спросом и практически не уступающей в качестве лучшим мировым производителям.

Одним из лидеров по производству водно-дисперсионных лакокрасочных материалов в Беларуси является иностранное частное унитарное производственное предприятие «Кондор», входящее в шведский холдинг «Eskaro Group AB». Предприятие является резидентом свободной экономической зоны «Брест». «Кондор» представляет недорогие краски, относящиеся к эконом-классу и в большинстве своем к стандартному классу красок.

Офицальным дистрибьютором «Сondor» в Беларуси является компания «Белстройинтерьер».

Одним из старейших производителей краски в Беларуси является Минский лакокрасочный завод. ОАО «Минский лакокрасочный завод» - химическое предприятие Республики Беларусь, которое специализируется на выпуске лакокрасочных материалов для строительства, машиностроения, ремонтных работ, для предприятий оптовой и розничной торговли Беларуси, России и других стран СНГ. И завод, и организованное на его базе СП «Оли-Бело» представляют довольно широкий спектр эмалей, лаков и красок, разнящихся по качеству и цене. Однако почти все они, как и в «Лидской лакокраске», относятся к эконом-классу и приближаются по качеству к стандартному. Унитарные торгово-производственные предприятия ОАО «Минский лакокрасочный завод» расположены в Бресте, Барановичах, Орше, Могилеве, Гомеле и Гродно.

Белорусские производители экспортируют свою продукцию в соседние страны, где она конкурирует с аналогичными дешевыми ЛКМ российских производителей. [2]

Исходя из данных рисунка 1.1, можно сделать вывод, что главным экспортным покупателем является Российская Федерация (78,4%). Далее идут Украина, Казахстан и другие страны.

Рис. 1.1 - Географическая структура экспорта ЛКМ в 2015 году, %

По рис. 1.2 Товарная структура экспорта ЛКМ в 2015 году состояла из акриловых и виниловых ЛКМ на органической основе (в стоимостном выражении 56%, в натуральном - 51%), полимерных ЛКМ на органической основе (в стоимостном выражении - 26%, в натуральном - 28%), полиэстеровых ЛКМ (стоимостное выражение - 7%, натуральное - 11%), акриловых или виниловых ЛКМ на водной основе (стоимостное выражение - 9%, натуральное - 9%) и полимерных ЛКМ на водной основе (стоимостное выражение 3 %, натуральное - 2%).

Рис. 1.2 - Товарная структура экспорта ЛКМ в 2015 году, %

Россия является главным торговым партнером Республики Беларусь не только в производстве ЛКМ, но и многих других отраслях промышленности. Это объясняется тем, что, во-первых, Российская федерация - ближайшая большая страна с огромным потенциалом и широким рынком сбыта белорусской продукции, а, во-вторых, между Россией и Республикой Беларусь уже долгие годы складываются все лучшие таможенные и экономические отношения, что дает возможность нашим производителям поставлять продукцию на российские рынки с меньшими затратами.[4]

Разнообразие стоимостных характеристик отечественных и импортных лакокрасок различной сегментации приведено в таблице 1.1

Таблица 1.1 - Стоимостные характеристики ЛКМ

Наименование продукции	Цена, бел.руб.
	МЛКЗ	«Снежка»	«Лидская лакокраска»	«Альпина»
Краска стандартная, 2 кг.	6,50	7,65	9	21,10
Эмаль, 2 кг	12	14,55	15	28,10
Грунтовка, 2 кг	9,5	-	8	21,30

Проанализировав данные таблицы, можно отметить, что лакокрасочные материалы отечественного производства имеют относительно низкие цены по сравнению с красками и лаками, произведенными в других странах или же на территории Беларуси, но по зарубежным технологиям. Наиболее дорогостоящими являются эмали для покрытия изделий из древесины, затем грунтовки, а наиболее дешевыми являются краски.

Таким образом, проанализировав белорусские рынки сбыта лакокрасочной продукции, можно сделать вывод о том, что более 50 % лакокрасочной продукции выпускается группой ведущих предприятий, расположенных в Центральном и Западном регионах Беларуси. При этом значительная доля прироста объемов достигается за счет создания новых предприятий и фирм, поскольку ввиду роста рынка этот вид деятельности крайне привлекателен. В стране насчитывается около 200 предприятий, выпускающих ЛКМ. За последнее десятилетие не только увеличился общий объем вы-пуска ЛКМ, но и значительно повысился уровень научно-технического потенциала отрасли. Ключевыми факторами дальнейшего развития белорусского рынка ЛКМ являются проведение промышленной и таможенной политики, направленной на поддержку отечественного производителя; создание собственной сырьевой базы для производства конкурентоспособных ЛКМ и преодоления зависимости от поставок импорт-ного сырья; выделение ключевых точек роста отрасли и направлений инвестирования.



2. Сырье, применяемое для производства лакокрасочной продукции

Лаки и краски (лакокрасочные материалы ЛКМ) - это продукты которые при нанесении адгезируют с поверхностью, образуя защитную пленку. Они состоят из нескольких компонентов, каждых из которых имеет свое назначение, влияет на свойства краски и лакокрасочной пленки, формирующейся на поверхности.

Это, прежде всего, связующее, пигмент, наполнитель, растворитель и различного рода добавки, компоненты, в зависимости от содержания которых и классифицируют краски.

Например, в зависимости от связующего (обеспечивает адгезию к подложке и защищает ее) краски бывают масляные, алкидные, акриловые, силиконовые, силикатные, меловые, известковые, цементные и так далее.

Кстати, связующее (называемое иногда и смолой, и пленкообразователем) является одним из важнейших компонентов лакокрасочной продукции. От применяемого связующего зависят физико-механические свойства краски, то есть пленкообразование, эластичность, твердость, износостойкость, блеск и высыхание.

Для масляных красок связующим могут служить: масло, высыхающее путем окисления (чаще всего льняное), олифа на льняном масле, маслонасыщенная алкидная смола или смесь различных масел. Льняное масло представляет низкомолекулярное связующее, которое хорошо проникает в древесину, образуя плотную водонепроницаемую пленку. Краски на льняном масле отличаются высоким сухим остатком, поскольку это связующее не нуждается в разведении растворителями. Эти краски часто применяются в качестве грунтовок, например, для обшивки досками. Преимуществом масляных красок есть высокая степень наполняемости и небольшой расход. Но для них характерно медленное высыхание.

Для алкидных материалов связующим является алкидная смола. Этот "лак" в основном изготавливается путем варки растительных масел (льняного, таллового, соевого и других) вместе со спиртными и органическими кислотами или кислотными ангидридами. Алкиды - это ассортимент связующих, позволяющих изготавливать лакокрасочные материалы для широкого применения путем выбора связующего.

Для дисперсионных, то есть водоразбавляемых материалов, самое распространенное связующее поливинилацетат (ПВА), полимеры поливинилацетата! стирол/акриловые сополимеры, стирол/бутадиен сополимеры и разные смеси данных связующих.

Связующим дисперсионных лакокрасочных материалов для наружных работ являются, как правило, полиакрилаты, обладающие достаточной атмосферостойкостью.

В водоразбавляемых ЛКМ частицы связующего диспергированны в воде, причем получается эмульсия связующего и воды. Иногда, в такие краски вводят масло или алкидную смолу, эмульгированные и растворимые в воде. В процессе высыхания частицы связующего (шарики эмульсии) уплотняются теснее друг к другу, спекаются и приклеиваются, образуя лакокрасочную пленку.

Разными вариантами связующих можно существенно влиять и на свойства дисперсионных лакокрасочных материалов. Например, новые акриловые связующие позволяют изготавливать краски с высокой эластичностью, приспособленные к специфике "живущей" древесины, то есть с водоотталкивающими свойствами и одновременно "дышащей" способностью.

Выбор связующего для дисперсионных лакокрасочных материалов исключительно широк в настоящее время и, следовательно, богат ассортимент готовой продукции: глянцевые твердые лаки для пола, износостойкие, интерьерные краски без запаха, материалы для окраски мебели, широкий спектр материалов для наружных работ.

Эпоксидные, или, как их еще называют, двухкомпонентные состоят из двух частей связующего: эпоксидной смолы и отвердителя. Эти компоненты вступают в реакцию между собой, образуя крайне твердую пленку, стойкую к химическим и механическим нагрузкам. При применении таких красок следует запомнить, что они имеют ограниченную жизнеспособность - время применения после перемешивания смолы и отвердителя.

Для неорганических лакокрасочных материалов для фасадов связующим является гашенная известь, жидкое стекло (силикатные материалы) или цемент. Такие материалы применяются для красок каменных фасадов. лакокрасочный сбыт декоративный покрытие

В зависимости от растворителя (жидкость, в которой растворяется связующее, тем самым снижая вязкость) краски бывают на растворителях (уайт-спирит, толуол, ксилол, этилгликоль) и водоразбавляемые.

Лакокрасочные материалы можно классифицировать и в зависимости от среды применения (для наружных и внутренних работ), от области применения (строительные, промышленные или художественные), от вида сушки (физическая, химическая, термическая), от степени блеска и в зависимости от подложки (металл, дерево, минеральные поверхности).

В настоящее время рынок строительных материалов предлагает потребителю огромное разнообразие лакокрасочных материалов. Наряду с традиционными, уже ставшими привычными продуктами (масляные, алкидные, меловые, известковые краски) появилось множество видов лакокрасочной продукции, отвечающей совершенно новым современным требованиям.

Особой популярностью все больше пользуются сухие смеси полимерминеральных красок, в состав которых входят минеральные вяжущие и органические связующие, пигменты, красители, наполнители, водо-удерживающие, стабилизирующие и адгезионные добавки. Растворные смеси таких красок готовятся смешиванием сухих смесей с водой и используются непосредственно на месте выполнения окрасочных работ.

В настоящее время сырье для лакокрасочной продукции отечественные производители предпочитают использовать чаще всего импортное - доля импортных составляющих в готовых красках у многих производителей достигает больше третьей части. Чаще всего используется сырье, приобретаемое в Германии, Голландии, Великобритании, Румынии, Польше, Словакии, Словении и других странах.

Отечественное сырье - это растворители, в том числе олифа, частично лаки, красители. Остальное же сырье - спецдобавки, придающие краске высокую кроющую способность, блеск, повышают скорость высыхания, придающие ЛКМ определенный срок хранения и высокие эксплуатационные показатели. Как отмечают отечественные производители, таких добавок нужно немного - около 1-1,5% массы композиции. Применение добавок, импортируемых из-за рубежа, значительно увеличивает качественные показатели ЛКМ, которые сказываются на цене уже готовой продукции. Но сегодня производитель осознанно идет на увеличение цены, чтобы не проиграть в качестве. Конечно, это в большей степени касается крупных отечественных производителей, выпускающих современную лакокрасочную продукцию и старающихся приблизить ее к мировым нормам качества.[7]

2.1 Расчет норм расхода материала

Нормы расхода ЛКМ определяют на все виды материалов, применяемых в производстве для образования ЗДП на поверхности деталей изделия. Нормы расхода рассчитывают по каждому виду ЛКМ с учетом технологических и конструктивных признаков.

- группа ЛКМ: полиэфирная, полиуретановая, нитроцеллюлозная, меламинная, полиакриловая и т.д.;

- исполнение поверхности покрытия (подгруппа ЛКП): Рл - рельефное (покрытие с открытыми порами), Гл - гладкое (покрытие с закрытыми порами);

- категория покрытия: 1 или 2 (в зависимости от показателей внешнего вида ЛКМ);

- группа сложности отделываемых поверхностей: 1, 2, 3 (в соответствии с конструктивными признаками отделываемой детали);

- способ нанесения ЛКМ: наливом, пневматическим распылением, вальцами и т.д.

Норму расхода основных ЛКМ определяют в рабочем растворе и дифференцированно по составляющим его компонентам на все виды основных и вспомогательных ЛКМ, используемых для создания ЗДП.

Исходными данными для расчета норм расхода отделочных материалов являются:

1) карты технологического процесса отделки изделия;

2) размеры отделываемых поверхностей детали;

3) количество поверхностей в детали, отделываемых идентичным ЛКМ;

4) количество одноименных деталей в изделии;

5) подгруппы и категории ЛКМ;

6) группа сложности отделываемой поверхности;

7) норматив расхода и способ нанесения ЛКМ. [8]

На рисунке 2.1 представлено отделываемое изделие.

Рисунок 2.1 - Общий вид и размеры изделия

Разрабатываемое изделие - табурет.

Исходя из габаритных размеров изделий и их конструкции, определяют размеры деталей, сборочных единиц, входящих в рассматриваемое изделие.

На основании характеристики вида поверхностей мебели, подлежащих отделке, и вида ЗДП, который должен быть создан на каждой поверхности, составляют спецификацию изделия (таблица 2.1).

Таблица 2.1 - Спецификация составных частей изделия

Сборочные единицы и детали	Кол-во деталей с одинаковыми покрытиями,шт	Габаритные размеры, мм
		длина	ширина	толщина
Ножки	4	375	25	25
Царга	4	250	75	20
Крышка	1	320	320	20

Основным материалом, из которого изготовлен табурет, является массив дуба. В качестве исходных данных расчета древесных материалов служат чертежи изделия и спецификация их составных частей, а также утверждения их удельной нормы и показатели использования сырья и материалов. На основании чертежей и спецификации деталей устанавливаются размеры, площадь поверхностей и объемы деталей.

Результаты расчета площадей отделываемых поверхностей представлены в Приложении А.

Поверхности (внутренний и лицевую) обрабатывают нитроцеллюлозным лаком, который имеет название НЦ-218 (ГОСТ 4976-83). Его применяют при отделке различных деревянных изделий. Это прозрачный лак холодного отверждения, который образует на поверхности древесины блестящие прозрачные покрытия, позволяющие сохранить натуральный цвет и текстуру древесины. Характеристика лака НЦ-218 приведена в таблице 2.2.

Таблица 2.2 - Характеристика лака НЦ-218

Показатель	Значение
Цвет по йодометрической шкале, мг йода не менее	20
Условная вязкость по ВЗ-4, с	50-85
Массовая доля нелетучих веществ, %	30-34
Продолжительность высыхания при 20°С, ч, не более	0,15

При создании ЗДП необходимо соблюдать следующие условия:

- относительная влажность воздуха в цехе должна быть не выше 70 %;

- температурный режим в цехе - не ниже 18 ?С

Технологический процесс имеет следующую структуру:

удаление пыли - покраска кромок детали - втирание красителя и удаление его излишков - сушка - удаление ворса (шлифование) - обработка грунтовкой - выдержка - сушка - шлифование кромок - покрытие лаком - выдержка - сушка - охлаждение - облагораживание кромок - контроль качества - устранение дефектов

Карта технологического процесса отделки поверхностей деталей табурета-стремянки приведена в таблице 2.3 [8].

Таблица 2.3 - Карта технологического процесса отделки поверхностей деталей табурета лаком НЦ-218

Выполняемая операция	Материалы	Применяемое оборудование	Режим операции
1	2	3	4
Удаление пыли	-	Волосяная щетка	Вручную
Крашение кромок детали	Водорастворимый краситель №4	Окрасочная камера ККП-1,краскораспылитель Advance фирмы DeVilbis	Вязкость по ВЗ-4-20 с,расход 100г/,давление воздуха-0,2 МПа
Втирание красителя	Ватные тампоны,марля	-	Вручную
Сушка	-	Конвективная сушильная камера тупикового типа	Продолжительность сушки 10 мин при температуре 50 ?С
Шлифование	Шлифованная шкурка	Рабочее место, прижимная колодка либо шлифованная губка	Вручную
Грунтование кромок деталей	Грунтовка БКК	Окрасочная камера ККП-1	Вязкость по ВЗ-4-20-25 с,расход 200 г/,давление воздуха-0,2 Мпа
Выдержка	-	Роликовый конвейер под вытяжным зонтом	Продолжительность выдержки 5 мин при температуре 20 ?С
Сушка	-	Конвективная сушильная камера тупикового типа	Продолжительность сушки 25 мин при температуре 45-50 ?С
Охлаждение	-	Роликовый конвейер под вытяжным зонтом	Продолжительность охлаждения 5 мин при температуре 20 ?С
Шлифование	Шлифованная шкурка	Рабочее место, прижимная колодка либо шлифованная губка	Вручную
Удаление пыли	-	Волосяная щетка	Вручную
Лакирование кромок пластей	Лак НЦ-218	Окрасочная камера ККП-1,краскораспылитель Advance фирмы DeVilbis	Вязкость по ВЗ-4-20-25 с,расход 250 г/,давление воздуха-0,2 Мпа
Выдержка	-	Роликовый конвейер под вытяжным зонтом	Продолжительность выдержки 5 мин при температуре 20 ?С
Сушка	-	Конвективная сушильная камера тупикового типа H_2 O	Продолжительность сушки 25 мин при температуре 45-50 ?С
Охлаждение	-	Роликовый конвейер под вытяжным зонтом	Продолжительность охлаждения 5 мин при температуре 20 ?С
Шлифование	Шлифованная шкурка	Рабочее место, прижимная колодка либо губка	Вручную
Разравнивание	Разравнивающая жидкость PME,ватные тампоны,марля	Рабочее место	Расход 30 г/
Сушка	-	Конвективная сушильная камера тупикового типа	Продолжительность сушки 3 ч при температуре 20 ?С
Контроль качества сырья	-	Визуально	Сравнение с эталоном
Устранение дефектов	-	Рабочее место в зависимости от вида дефекта	В зависимости от вида и размера дефекта

Расчет норм расхода ЛКМ представлен в приложении Б.



Таблица 2.4 - Расчет нормы расхода шлифовальной шкурки

Шлифованная шкурка	Вид материала шлифуемой поверхности	Способ шлифования	Площадь шлифования,	Норматив расхода шлифованной шкурки ,/	Норма расхода шлифованной шкурки,
Бумажная № М63	Лак НЦ-218	Ручной	0,289	0,012	0,0034

Таблица 2.5 - Расчет нормы расхода вспомогательных материалов

Операция	Применяемый материал	Единицы измерения	Норматив расхода на выполнение одной операции	Площадь, на которой выполняется операция ,	Нормы расхода на изделие
Фильтрование рабочего раствора лака НЦ-218	Марля	/	0,002	0,289	0,000578
			0,001		0,000289

Таблица 2.6 - Расчет растворителей для промывки оборудования

Оборудование	Кол-во станков	ЛКМ	Растворитель	Норматив расхода на одну промывку,кг	Кол-во рабочих дней в году	Потребное количество на год,кг
Краскораспылитель Advance фирмы DeVilbis	1	НЦ-218	Разбавитель РМЛ	5	252	1260

Объем производства табуретов составляет 30000 шт. Сводные нормы расхода на один табурет представлены в таблице 7.

Таблица 2.7 - Сводная ведомость расчета основных и вспомогательных материалов на годовую производственную мощность

Используемые материалы	Расход материалов на одно изделие	Расход материалов на годовую программу
Лак НЦ-218 в исходной вязкости в т. ч.:	0,07225	2167,5 кг
Лак НЦ-218 в исходной вязкости	0,057511	1725,33 кг
Разбавитель РМЛ № 646	0,01473	441,9 кг
Разравнивающая жидкость PME Марля	0,000578 0,000289	17,34 кг 8,67 кг
Шлифовальная шкурка(бумажная основа) № М63	0,0034	102

Стоимость лака составляет 7,5 бел.руб за 1 кг. Стоимостные затраты на создание 30000 штук табуретов составят 12940 бел.руб.



3. Технология создания защитно-декоративных покрытий

При разработке технологического процесса рекомендуется придерживаться следующей последовательности.

1. Провести анализ возможных вариантов технологического процесса создания защитно-декоративного покрытия и выбор из них наиболее рационального для каждой кострукторско-технологической группы изделия.

2. Установить состав и последовательность выполнения технологических операций для выбранного варианта технологического процесса и выбрать необходимое оборудование.

3. Выбрать или рассчитать режимы выполнения технологических операций.

4. Установить параметры для контроля качества выполнения каждой технологической операции и выбрать средства контроля.

5. Рассчитать необходимое количество оборудования для выполнения программы выпуска изделий.

Основные стадии технологических процессов создания защитно- декоративных покрытий и входящие в них операции, приведены в табл.3.1.

Таблица 3.1 - Стадии и их содержание при создании защитно-декоративного покрытия на поверхностях древесины [7]

Стадия процесса	Содержание стадии технологического процесса
	Прозрачная отделка	Непрозрачная отделка
1. Подготовка поверхности к отделке	Очистка поверхности подложки от пыли. Удаление ворса	Очистка поверхности подложки. Местное шпатлевание
2. Нанесение покрытия	Крашение. Грунтование и порозаполнение. Лакирование	Сплошное шпатлевание. Окрашивание
3. Облагораживание поверхности покрытия	Выравнивание поверхности покрытия. Полирование. Матирование. Удаление полировочных паст	Выравнивание поверхности покрытия. Полирование. Удаление полировочных паст



При выборе варианта технологического процесса следует учитывать требования, предъявляемые к покрытию, и свойства материалов. Необходимо также оценивать перспективность применяемой технологии и фактор ее воздействия на окружающую среду. Выбирая технологические операции процесса создания защитно-декоративных покрытий, следует стремиться к их минимальному количеству и наименьшему расходу отделочных материалов.

В зависимости от требований, предъявляемых к качеству поверхности покрытия, конструкции и геометрии обрабатываемых деталей из древесины и древесных материалов и их объема, экономических показателей могут применятся различные способы окраски.

К ним можно отнести:

-ручные методы;

-распыление и его основные модификации;

-окунание;

-струйный облив;

-налив;

-нанесение вальцами;

-обработка в барабане;

-протягивание;

-окраска в вакуумной камере

-автоматическое окрашивание.

При вальцовом методе ЛКМ наносят на вальцовых станках общего и специального назначения, а также печатных машинах разной конструкции. Сущность способа заключается в подаче определенного количества ЛКМ, распределения его между вальцами, переносе некоторой его части на движущуюся заготовку. Наносящий валец контактирует с деталью. Эластичное покрытие наносящего вальца способствует также компенсации разнотолщинности покрываемой поверхности.

К достоинствам вальцового метода относятся:

-высокая производительность;

-возможность автоматизации процесса окраски;

-минимальные потери ЛКМ;

-возможность нанесения материалов различной вязкости;

- возможность нанесения очень тонких слоев ЛКМ.

У вальцового способа нанесения имеются и недостатки:

- возможность окраски только плоских щитов;

- сложность нанесения материалов, вязкость которых быстро изменяется;

-относительно быстрый износ наносящих вальцов.

Станки бывают со встречным и попутным вращением вальцов. Вальцовым методом можно наносить красители, грунтовки, шпатлевки, лаки, печатные рисунки. Для крашения щитов применяют станки марок КЩ, КЩ-9, для нанесения грунтовок, шпатлевок и лаков - отечественные станки МЛН1.03, ВЩ9-1, ОД-58, ШПЩ-9, а также импортные.

Сущность плоского налива заключается в том, что детали с помощью конвейера перемещаются под наливными головками, создающими непрерывную завесу жидкого отделочного материала, который наносится равномерным по толщине слоем на всю поверхность детали. Отделку щитов эмалями и лаками выполняют в основном на лаконаливных машинах различной конструкции.

Достоинствами способа лаконалива являются:

- высокая производительность;

-минимальные потери ЛКМ;

-за одну операцию можно нанести на отделываемую поверхность большее количество материала, чем при других методах нанесения, без образования наплывов и потеков;

-процесс нанесения материала не зависит от погрешностей размеров деталей и искажений их формы.

Для получения сплошной лакокрасочной завесы применяют различные устройства: наклонные экраны, наливные головки с донной щелью, со сливной плотиной, с комбинацией этих устройств.

Условием использования метода окунания является простая, хорошо обтекаемая форма отделываемого изделия без внутренних углов и гнезд, в которых мог бы задерживаться ЛКМ. Метод окунания наиболее применим для отделки деталей стульев, ножек обеденных столов, шкафов, буфетов, табуреток, ручек, вешалок и др.

Установки для окунания несложные по конструкции. В простейшем случае, когда объем окрасочных работ невелик, а окрашиваемые изделия имеют небольшую массу и малые габаритные размеры, применяют ванны, в которые изделия погружают и извлекают вручную. В массовом и крупносерийном производстве изделия при окраске транспортируются на подвесных конвейерах

В данной курсовой работе был выбран метод распыления для создания защитно - декоративных покрытий.

Перевод жидкого ЛКМ в аэрозольное состояние путем дробления его струей сжатого воздуха - основа пневматического распыления. В результате взаимодействия сжатого воздуха при давлении 0,3-0,5 МПа с лакокрасочной композицией образуется окрасочный факел, который состоит из частичек ЛКМ, движущихся по направлению к окрашиваемой поверхности, осаждаясь на которой, частицы формируют покрытие.

Достоинствами этого способа являются:

- универсальность;

- простота технического осуществления;

- достаточно хорошее качество получаемых покрытий.

К недостаткам можно отнести:

- большие потери ЛКМ на туманообразование;

- большой расход растворителей, связанный с необходимостью доведения материала до вязкости значительно меньшей, чем это требуется для хорошего растекания;

- при использовании органоразбавляемых композиций повышается пожароопасность и загазованность рабочих зон;

- трудности при нанесении высоковязких материалов.

Интересной модификацией метода окраски воздушным распылением представляется предложенный в последнее время способ «большой объем - низкое давление» (HVLP). Он основан на применении краскораспылителя, рабочее давление воздуха которого не превышает 0,07 МПа на выходе из распылителя при входе 0,2 МПа [8].

3.1 Оборудование, применяемое для создания защитно-декоративных покрытий

Выбор типа и конкретной модели оборудования зависит от вида применяемого отделочного материала. Для создания защитно-декоративных покрытий на деталях изделий из древесины, в основном, применяются жидкие лакокрасочные материалы, реже, различные отделочные пленки и пластики.

Расчетное количество оборудования для выполнения годовой производственной мощности определяют по выражению:

где Т - потребное количество часов работы оборудования для выполнения годовой программы, ч; Тэф - эффективный фонд работы оборудования в году, ч.

Потребное количество часов работы оборудования для выполнения годовой программы вычисляют по следующей формуле:



где - годовая производственная мощность, комплекты/год; - часовая производительность оборудования, комплекты/ч.

Годовой эффективный фонд времени рассчитывают по формуле

где В - количество выходных дней в году; П - количество праздничных дней в году; Р - количество дней для ремонта оборудования в году (Р = 2 для станков с ручной подачей); C - число рабочих смен; т - продолжительность смены, ч.

Номинальный фонд времени при пятидневной рабочей недели с учетом выходных и праздников составляет 246 рабочих дней.

Загрузку оборудования находят из следующего соотношения:

где - расчетное количество оборудования, округленное до ближайшего целого значения, шт; - количество принятого оборудования, шт.

3.2 Выбор и обоснование головного оборудования, расчет производственной мощности предприятия

При всем многообразии известных методов нанесения лакокрасочных материалов выбор того или иного метода нанесения производят исходя из свойств применяемого отделочного материала, а также размеров, конфигураций отделываемых поверхностей. Основное внимание при этом обращают на возможность механизации и автоматизации процессов, повышение производительности труда, снижение потерь материалов, уменьшение энергетических и других затрат, повышение качества покрытий.

В данном случае используется способ нанесения лакокрасочных материалов методом безвоздушного распыления (лак НЦ-218 и грунтовка БНК).

В технике отделки процессы пленкообразования, то есть отверждения нанесенных на поверхность изделия лакокрасочных материалов, играют очень важную роль. Отверждение покрытий должно обеспечивать хорошую адгезию и укрывистость покрытия, отсутствие на нем дефектов (потеков и т.д.), высокие механические показатели при отсутствии внутренних напряжений. Таким образом, наиболее совершенными методами отверждения будут те, которые обеспечат получение высококачественных покрытий с минимальными временными и энергетическими затратами.

Для создания покрытия на основе лака НЦ-218 выбираем агрегат Wagner Pro Spray PS-34.

Техническая характеристика распылительной камеры:

Мощность, кВт: 1,8

Напряжение, В: 230

Максимальное давление, МПа (бар): 23 (230)

Вес, кг: 43

Максимальная подача, л/мин: 4,45

Максимальный размер насадки: 0,034”

Годовая программа отделки при известной производительности основной единицы оборудования определяется по формуле:



где n - количество основных единиц оборудования, принятых для выполнения технологических операций, n = 1;

Пг - годовая производительность оборудования, м2, шт. или щ/ст.

где Псм - сменная производительность оборудования, м2, шт. или щ/ст;

Тэф - эффективный фонд времени работы оборудования в году при односменной работе, дн.;

С - количество смен работы в сутки.

Эффективный годовой фонд рабочего времени рассчитывается по формуле:

где Тном - номинальный годовой фонд времени; Тном = 246 дн.;

Крем - коэффициент, учитывающий простой оборудования в связи с его ремонтом; Крем = 0.9

Расчет производительности краскораспылителя выполняют по следующей формуле:



где U - скорость перемещения краскораспылителя, м/мин (15-20 м/мин);Кр и Км -коэффициенты использования рабочего машинного времени; В - ширина факела; m - количество проходов распылителя, необходимое для получения покрытия определенной толщины,S - площадь i-й детали, входящей в комплект и обрабатываемой данным распылителем; а - количество одинаковых деталей, входящих в комплект изделия, шт; с - количество слоев, наносимых распылителем на i-ю деталь.

Количество оборудования определяется по формуле 3.1.1.

Принимаем 2 распылительные камеры.

Производственная мощность ведущих подразделений определяется по формуле:

где n - количество единиц одноименного ведущего оборудования, ед.;

Нт - часовая техническая мощность единицы оборудования, ед.;

Ф - фонд времени работы оборудования, часов.

шт



3.3 Технологический процесс производства с описанием

Технологические операции выполняются в определенной последовательности. Разработанный технологический процесс создания защитно-декоративного покрытия на деталях изделия состоит из следующих потоков: отделки кромок, линии крашения и грунтования, а также лакирования пластей.