Порошковые полимерные краски получили широкое применение как современный и высокоэкологичный продукт для получения качественного и долговечного покрытия.
Появление порошковых
красок кардинально изменило стандартное представление о лакокрасочных материалах: на рынке появился продукт, не обладающий резким запахом, высокой токсичностью и пожароопасностью. И, ко всему прочему, не в жидком виде, а в виде порошка.
Очевидные преимущества порошковых красок перед органо- и водноразбавляемыми красками позволили технологии порошкового окрашивания получить широкое распространение в различных отраслях промышленности , а самим материалам уверенно завоевать прочные позиции на рынке лакокрасочных материалов.
Порошковые краски различаются:
- по цвету: классификация по цвету стандартного производителя производится в соответствии с каталогом RAL;
- по типу плёнкообразующего : эпоксидные, полиэфирные, эпокси-полиэфирные(гибридные);
- по фактуре конечного покрытия: глянцевые, матовые, текстурированные, «муар», «антик» и др;
- по назначению: используются как для наружных, так и для внутренних работ, для антикоррозийной защиты, для получения декоративных покрытий, а так же покрытий, обладающих электроизоляционными и химстойкими свойствами.
Порошковые краски требуют специального промышленного оборудования для нанесения. Полимерное покрытие формируется при нагревании, как правило, выше 100°С (обычно в диапазоне 160-250°), соответственно, для порошкового окрашивания пригодны изделия из термостойких материалов.
Окраска порошковыми красками позволяет получать качественное, долговечное покрытие с отличными эксплуатационными и декоративными характеристиками.
Порошковые краски: область применения
На потребительском рынке порошковые краски - быстрорастущий сегмент и области их применения постоянно расширяются.
Наиболее востребованы порошковые краски в сегменте машиностроения, металлообработки, производстве материалов народного потребления.
Ниже приводится далеко не полный список изделий, при окрашивании которых используются порошковые ЛКМ:
Наименование изделия
|
Эпоксидная
|
Полиэфирная
|
Гибридная (эпокси-полиэфирная)
|
Велосипеды и мотоциклы
|
|
+
|
+
|
Электроаппаратура
|
+
|
|
+
|
Автомобильные принадлежности
|
+
|
+
|
+
|
Электро-бытовые приборы
|
|
+
|
+
|
Стеллажи
|
|
|
+
|
Газовые баллоны и огнетушители
|
+
|
+
|
+
|
Изделия, стойкие к химических реагентов
|
+
|
|
|
Батареи, котлы отопления, печи
|
+
|
|
+
|
Игрушки
|
+
|
+
|
+
|
Металлическая тара и упаковка
|
|
+
|
+
|
Осветительные приборы
|
+
|
+
|
+
|
Станки
|
+
|
|
+
|
Металлические детали для строительных работ
|
+
|
+
|
+
|
Оконные и дверные рамы
|
|
+
|
|
Трубы
|
+
|
|
|
Стеклянная тара
|
+
|
+
|
+
|
Краны и сантехника
|
+
|
|
+
|
Телефонные аппараты
|
+
|
|
+
|
Электрические щиты
|
|
+
|
+
|
Сельскохозяйственные машины
|
|
+
|
|
Садово-огородный инвентарь
|
|
|
|
Промышленные транспортные средства
|
|
+
|
|
Порошковые краски: способы нанесения
Большинство порошковых красок получают способом электростатического распыления. Оно основывается на сообщении частицам порошка электрического заряда. Суть данного метода состоит в следующем: частицы порошковой краски, проходя через распылитель ,получаютэлектростатический (отрицательный) или трибостатический (положительный) заряд и наносятся на поверхность изделия равномерным слоем, так как изделие заземлено и имеет электрический заряд той же полярности. Порошок при электростатическом нанесении распределяется равномерно по плоским поверхностям изделия и чуть более толстым слоем на острых углах и краях изделия, что улучшает качество покрытия.
Также используется метод нанесения порошковой краски «в кипящем слое» (псевдосжиженном слое). Такой метод эффективен при окрашивании изделий сложной конфигурации: проволоки, сетчатых изделий. Суть данного нанесения заключается в следующем: предварительно нагретое (до 50-60°С) изделие на короткое время помещают в ёмкость с порошковой краской, дно ёмкости имеет пористую мембрану. Через мембрану подаётся сжатый воздух, заставляющий порошок «вскипать». Воздушно-порошковая смесь приобретает физические свойства жидкости и выглядит как кипящая жидкость. Частицы порошка, расплавляясь при соприкосновении с нагретым изделием, оседают на поверхности изделия.
Порошковые краски: формирование покрытия
Процесс формирования покрытия происходит в печи отверждения (в камере полимеризации) вне зависимости от метода нанесения порошковой краски. После нанесения окрашенное изделие помещают в печь и выдерживают при температуре 160-200°С в течение 10-20 мин. При нагревании краска плавится и равномерно растекается по поверхности изделия, образую тонкую и прочную пленку толщиной 60-80 мкм.
- Наиболее распространённый метод отверждения порошковых красок – путём нагревания изделий конвеционным способом, предусматривающем полный прогрев всего изделия до нужной температуры;
- Низкотемпературный метод отверждения (при 120-130°С) применяется для окраски изделий, чувствительных к высоким температурам. Данный метод применим только для эпоксидных порошковых красок;
- Метод ИК-отверждения порошковой краски позволяет за короткое время полностью нагреть изделие до нужной температуры, что значительно уменьшает габариты оборудования и сокращает технологический процесс. Но данный метод подходит для изделий простой конфигурации, не отбрасывающих на себя тени, а так же предусматривает разработку специальной рецептуры краски;
- Метод УФ- отверждения также используется для получения порошковых покрытий. Но имеет ряд недостатков, а именно: невозможность получать матовые покрытия, отверждать краски оттенков желтого цвета, в частности при толщине покрытия 60-80 мкм.
Технологический процесс получения полимерного покрытия состоит из трёх последовательных операций:
- Подготовка поверхности к окрашиванию
- Нанесение покрытия на поверхность изделия
- Полимеризация порошковой краски
Предварительная подготовка поверхности - залог получения качественного и долговечного покрытия. От качества подготовки поверхности изделия перед окраской зависят такие свойства как адгезия, эластичность, атмосферостойкие и антикоррозионные свойства.
Наиболее распространена химическая подготовка поверхности, которая осуществляется в несколько стадий: обезжиривание поверхности и создание конверсионного слоя (цинкование или железное фосфатирование, хроматирование) с последующими промывкой и сушкой изделия.
Нанесение порошкового покрытия на подготовленную поверхность изделия производится в камере напыления. Камера порошкового напыления позволяет максимально эффективно использовать порошковую краску и обеспечить безопасные и комфортные условия работы. Конструкцией камеры предусмотрен сбор не осевшего на изделие порошка в коллекторное устройство, в котором порошок отделяется от воздуха фильтрацией или посредством циклонов. Собранный в восстановительном блоке порошок просеивается, после чего смешивается со свежим порошком и повторно используется. Для нанесения порошка на изделие используются как автоматические роботы - манипуляторы, так и ручные установки.
Современные установки ручного напыления позволяют использовать различный тип напыления (электростатический или трибостатический) на одной и той же установке. Зачастую переход от одного вида нанесения к другому производится посредством переключателя.
Роботы манипуляторы позволяют производить окраску изделий в автоматическом режиме, в широком диапазоне скоростей перемещения и габаритов изделия. Работа манипулятора синхронизируется со скоростью конвейера (транспортной системы). Стандартно манипуляторы управляются с центрального блока линии порошкового окрашивания.
Отверждение (полимеризация) порошка происходит в термокамере (камере полимеризации, печи полимеризации) под воздействием температуры. В камере происходит равномерный нагрев изделия до требуемой температуры. При нагреве изделия и происходит так называемое отверждение порошковой краски.
Главным преимуществом камер, предназначенных для формирования покрытий из порошковых материалов, по сравнению с применяемыми для жидких красок, является отсутствие зоны предварительного нагрева. Порошковые краски не содержат растворителей, поэтому необходимости в такой зоне нет.
Для формирования покрытий используются разные способы нагрева изделий: конвективный, индукционный, терморадиационный. Данные принципы нагрева применяются в соответствующих конструкциях камер, каждая из которых имеет свои особенности. Выбор той или иной конструкции камеры зависит от типа имеющегося топлива и вида окрашиваемых изделий. Для транспортировки изделий в разные участки в разные участки используется конвейер. Конвейер также может использоваться как своеобразное хранилище обрабатываемых изделий. Наличие транспортной системы необходимо для оборудования предприятий крупносерийного производства, использующих полуавтоматический или автоматический способ подготовки и нанесения покрытия. Конвейерная система позволяет транспортировать детали любого типа, размеров и конфигурации.