Лицом к планете: боремся с ЛОС
При изучении Европейской директивы по ЛОС и растущего списка особо опасных химических веществ (SVHC), созданного европейским агентством химических веществ, становится понятно, что руководствоваться прописанными в них правилами все проблематичнее. Последняя версия Директивы Совета Европейского Союза 1999/13/ЕС регулирует крупные производства, но для того, чтобы объемы выбросов на них достигли минимальных регламентируемых значений, они должны быть действительно очень большими. Как же быть в ситуации, когда речь идет о цифрах, меньших, чем пять тонн в год?
Снижение эмиссии ЛОС может быть достигнуто с помощью изменения технологии, которое позволит путем разделения и экстракции либо сжигать растворители, либо улавливать испарения. Однако модернизация существующих заводов требует финансовых вложений. Почему бы вместо этого не направить инвестиции непосредственно в инновационные экологичные производства?
Постоянное увеличение списка особо опасных химических веществ приводит к возникновению все более серьезных проблем с рядом растворителей, таких как толуол, что в свою очередь ограничивает возможности создания конформных покрытий на основе растворителей. Таким образом, необходимо изучить как возможность использования растворителей с нулевым или минимальным содержанием ЛОС, так и развитие новых технологий нанесения покрытий и даже разработку принципиально иного оборудования.
В качестве альтернативы ЛОС-содержащим растворителям можно рассмотреть следующие группы веществ, которые будут детально описаны далее:
- конформные покрытия на водной основе
- силиконовые покрытия, полностью состоящие из твердых компонентов
- покрытия, полностью состоящие из твердых компонентов и затвердевающие под ультрафиолетовым излучением
Конформные покрытия на водной основе
Одним из главных преимуществ конформных покрытий на водной основе является то, что они так же, как и покрытия на основе растворителей, сохраняют свои защитные свойства в широком диапазоне температур. Покрытия на водной основе практически не отличаются от привычных покрытий на основе растворителей по химическим и физическим показателям, демонстрируя, например, аналогичную диэлектрическую прочность, долговременное сопротивление поверхностной изоляции и т.д.
При использовании конформных покрытий на водной основе следует учитывать необходимость увеличить температуру и продолжительность сушки. Необходимо также точно рассчитать все параметры исходя из нужной толщины покрытия и доступного сушильного оборудования. Одна из особенностей технологического процесса состоит в том, что вода испаряется быстрее, чем большинство растворителей, и для этого требуется более высокое напряжение.
Еще один нюанс: компоненты покрытия в воде не растворяются, значит придется работать с суспензией, вязкость этой субстанции возможно варьировать лишь немного, так как излишнее добавление воды будет негативно влиять на нее. Из-за этого конформные покрытия на водной основе всегда поставляются уже готовыми для использования. При транспортировке исключительно важно обеспечить определенную температуру среды – не ниже 0-4°C, иначе структура суспензии нарушится. При этом конформные покрытия на водной основе не горючи и не относятся к опасным веществам, что позволяет достаточно экономно перевозить и хранить их.
Отметим и то, что конформные покрытия на водной основе пахнут существенно слабее покрытий на основе растворителей, а это значит, что их использование снижает риски для работников производства.
Конформные покрытия, полностью состоящие из твердых компонентов
На самом деле, те покрытия, которые мы называем полностью состоящими из твердых компонентов, таковыми не являются: имеется в виду, что они полностью затвердевают, будучи нанесенными в жидкой форме. Такие покрытия можно разделить на две большие группы: органические полимеры и неорганические силиконы. Способы сушки также бывают разными: с помощью воздействия ультрафиолета, тепла или влажности, а также их комбинации.
Силиконы
Свойства конформных покрытий на основе силикона обусловлены химическими характеристиками кремния; они затвердевают под воздействием влаги либо тепла и считаются полностью состоящими из твердых компонентов. Такие покрытия демонстрируют исключительную термостойкость – до 200°C и остаются гибкими после затвердевания, что обеспечивает низкие нагрузки на паяные соединения. Силиконовые покрытия хорошо защищают от жидкой воды, но водяной пар будут поглощать, поскольку они пористые. Они достаточно хрупки под механическим воздействием, а перед нанесением таких покрытий поверхность должна быть очень тщательно подготовлена.
УФ-отверждение
УФ-отверждаемые полимерные конформные покрытия также относятся к полностью состоящим из твердых компонентов. Они практически не содержат растворителей и обладают отличной химической и термической стойкостью при постоянной рабочей температуре до 150°C.
Для затвердевания требуется воздействие интенсивного ультрафиолетового излучения на определенной длине волны в течение нескольких секунд. Но поскольку, как правило, речь идет о трехмерных объектах, имеющих теневые зоны, эффект должен быть подкреплен еще каким-то способом. Обычно используется вулканизация при комнатной температуре. С обработанными таким покрытием узлами можно производить какие-либо действия между этими двумя процессами.
Первое поколение УФ-отверждаемых конформных покрытий имеет ряд недостатков, которые могут быть выявлены при различных испытаниях. Это повышенная склонность к растрескиванию, особенно в областях, где покрытие образовало толстую пленку. А именно там и требуется повышенная защита (например, в местах соединений). Помимо этого, отмечается не лучшая адгезия и смачиваемость покрытия.
Эти и другие проблемы первого поколения УФ-отверждаемых конформных покрытий были проработаны при создании покрытий второго поколения, в результате чего появилось два очень разных продукта, которые отвечают большинству требований к обработке по параметрам вязкости и демонстрируют особые защитные характеристики.
Серия покрытий UV50 стала улучшенной версией UV40, а UV500 оказалась принципиально новой разработкой, которую удалось реализовать только благодаря появлению инновационного полимерного сырья. UV50 характеризуется повышенной устойчивостью к образованию трещин и высоким температурам, и как следствие, лучшей смачиваемостью и отличной сопротивляемостью химическим воздействиям.
UV500 представляет из себя абсолютно новое покрытие, чьи свойства обусловлены характеристиками полимера, на основе которого он создан. Это высокая устойчивость при термической нагрузке, превосходные смачивание и адгезия. Благодаря хорошей гибкости отвержденного покрытия снижается механическое воздействие на компоненты и паяные соединения. Защита от химического воздействия не совсем аналогична UV50, но вместе с тем сохраняется ремонтопригодность узла. Защита от конденсата столь же высока, как и у многих традиционных покрытий. Также UV500 демонстрирует высокую электрическую нагрузку и надежность.
Ответственное отношение к окружающей среде касается каждого, и должно лечь в основу производства будущего. Да, риск дополнительной финансовой нагрузки действительно существует, но при разумном подходе можно отказаться от использования растворителей в составе конформных покрытий так, чтобы это не привело к повышению издержек. Размер расходов зависит от типа покрытия и способа отверждения, но при подсчете общих затрат на модернизацию стоит учитывать и то, сколько сейчас тратится на закупку растворителя и обеспечение непрерывной работы традиционной сушки c температурой 80°C по сравнению с 15-30-ти секундными фазами УФ-сушки, сколько уходит на электроэнергию, техническое обслуживание и ремонт оборудования.
Подумайте об актуальности. Корректный выбор в пользу того или иного конформного покрытия в соответствии с потребностями вашего покупателя сильно уменьшит частоту отказов от продукции. Сейчас отсутствие растворителя в составе покрытия – это несущественный критерий, так сделайте его важным. Вы всегда сможете исключить его на время, если этого потребует определенная технология. Высокое качество продукции и ответственное отношение к экологии станут гарантией того, что к вам будут возвращаться клиенты, а не проданный товар.