Технология применения порошковой краски

Порошковая покраска и её технология

Содержание

  • 1 Немного об истории порошковой покраски
  • 2 Вот одни из преимуществ и недостатков порошковой покраски
  • 3 Технология порошковой покраски
  • 4 Методы порошковой покраски
  • 5 Область применения порошковых красок
  • 6 Примечание
  • 7 Вклад участников

Немного об истории порошковой покраски

60-е годы ХХ века считаются рождением порошковой покраски. В это же время был разработан и применен электростатический способ их распыления. На появление электростатического распыления были свои причины: экономические факторы, охрана окружающей среды, а также необходимость улучшения качества покрытий. Порошковые краски появились не только для того чтобы изделия имели привлекательный внешний вид, обеспечить качество и долговечность окрашиваемых поверхностей, но и для того чтобы снизить цену на покраску и вред для окружающей среды.

Вот одни из преимуществ и недостатков порошковой покраски

Основные положительные качества порошковой покраски состоят: в долговечности, снижению затрат и вреда для окружающей среды.

В ней не используются пожароопасные и вредные жидкие растворители, поэтому данная покраска практически безопасна как для человека, так и для флоры фауны. Отсутствие таких растворителей снижает стоимость покраски. Кроме того, выбор тонов, текстур и цветов практически не ограничен желанием и потребностью заказчика.

Порошковая покраска способна предоставить любые цвета, оттенки и фактуры: от золотистого или серебристого металлика, до поверхности под бронзу, дерево или гранит. Крася порошковой краской, получаются поверхности с различным глянцем, а также с рельефной фактурой, таких как антик или антрацит. Порошковая краска уже от колерована, что не требует таких дорогостоящих процедур как контроль вязкости и подбор тона. Это предают им наибольшую экономичность и прочность, стойкость и долговечность, и при всём этом достигается отличное качество, ровность и однотонность окрашиваемой поверхности. Порошковая покраска обеспечивает ударопрочное антикоррозийной покрытие, которое функционирует в режиме температур от 150 до -60 С и обеспечивает надежную электроизоляцию. И не реагирует на резкие перепады температур.

Порошковая краска и её экономические преимущества:

• Низкий процент отходов;

• На рабочую поверхность наносится до 96% краски;

• При избыточном напылении, краска собирается в красильной камере и готова к очередному нанесению;

• Высоко автоматизированная технология, обеспечивает легкость в уходе за покрытием, отсутствует необходимость его очистки и простоту в обучении рабочих (в основном на больших заводах); так же доступна для небольших предприятий с ручным нанесением порошковой краски.

• Отсутствие очистителей и растворителей, что не требует времени на их испарение, ни затрат на удаление паров.

Порошковая краска и экология:

• Отсутствуют вредные органические соединения;

• Экологически чистая технология производства;

• Низкая опасность возгорания;

• Снижены выделения химических запахов;

• Санитарно-гигиенические условия труда намного выше, чем при использовании обычных методов покраски;

• В процессе полимеризации предельно допустимые нормы концентрации летучих веществ не достигаются.

Преимущества порошковых красок в сравнении с красками на растворителях:

• При традиционных способах покраски невозможно достичь отличных физико-химических и декоративных свойств покрытий;

• Лучшие эксплуатационные свойства, высокое качество покрытий;

• Нет необходимости в грунтовки поверхностей;

• Для нанесения порошковой краски достаточно одного слоя. Это достигается за счёт 100 процентного содержания сухих веществ, дорогие многослойные краски этим свойством не обладают;

• В сравнении с обычными красками, порошковые краски обладают лучшими ударопрочными и антикоррозийными свойствами. Меньшая пористость в порошковом покрытии;

• Так как порошковая краска поставляется в готовом виде, то не требует особой подготовки и контроля вязкости;

• Потери при порошковой покраске около 2-5%, при покраски жидкими красками потери будут до 45%

• Отвердевание порошковых красок составляет 30 минут;

• Порошковая краска не занимает много места, поэтому не требует больших складских помещений;

• Высокая прочность порошковых красок при транспортировки обеспечивает минимальное повреждение покрашенных поверхностей, что обеспечивает снижение затрат на упаковку.

Возможные недостатки:

• При смене цвета, требуется чистый контейнер;

• Для предотвращения взрыва требуется чёткий контроль процесса покраски;

• Возникновения трудностей окрашивания очень тонких слоев;

• При низких температурах, также возникают трудности в покраске;

• При сборных конструкциях или нестандартных формах возникают некоторые ограничения в покраске.

Технология порошковой покраски

Есть три основных этапа технологии порошковой покраски:

1. Обезжиривание и удаление грязи с поверхности окрашиваемых изделий;

2. В камере напыления происходит нанесение порошковой краски.

3. В печи полемиризации происходит оплавление и полимерезация. Затем формируется пленка покрытия и охлаждение и отвержение покрашенной поверхности.

Лучше всего подготавливать и красить изделия на транспортной системе. На транспортной системе окрашенные изделия легко ездят от камеры напыления до печи полимеризации и наоборот. Также на транспортной системе проще подготавливать окрашиваемые поверхности к покраски. Каретки в транспортной системе легко передвигаются по рельсам. Производительность работы увеличивается, за счёт непрерывного процесса окраски на транспортной системе.

В начале процесса порошковой окраски производится подвес частей на транспортную систему. Рабочие должны понимать какие поверхности подлежат покраски, в каких местах можно сверлить технологические отверстия для подвеса деталей и как минимизировать затраты на время покраски труда и самой краски. Например, крася фасадную декоративную крышку, её можно подвешивать друг к другу тыльными сторонами, что обеспечивает меньший объем, занимаемый в печи, меньшее количество краски, т.к. краска, напыляемая с одной стороны будет попадать на другую сторону и соответственно лучшей прокрас изделия.

Затем окрашиваемые изделия подвергаются обжигу. Для этого они загоняются в специальную печь для просушки с целью предотвращения попадания на них влаги, после чего они охлаждаются.

Следующей этап размещение конструкций в камере напыления, где порошковая краска под действием сжатого воздуха и электрического распылителя наносится на окрашиваемую поверхность. Электрический заряд частички краски приобретают в распылители. За счёт этого частицы краски притягиваются к окрашиваемой поверхности и равномерно распределяются по ней.

Читайте также:
Чистка бассейна: примеры и варианты исполнения, отзывы

Затем окрашиваемые детали с нанесённым слоем краски помещаются в печь полимеризации на 20 минут. Температура в печи составляет от 180 до 220 градусов, все зависит от производителя краски. Формирование поверхности происходит за счёт оплавления и закрепления на окрашиваемой поверхности. После формирование пленки покрытия детали охлаждаются и снимаются с кареток.

Самый продолжительный и трудоемкий процесс это предварительная обработка поверхности. Часто ему уделяют мало внимания, однако именно на этом этапе достигаются необходимые условия для получения качественного покрытия. При предварительной обработки обеспечивается стойкость, эластичность, долговечность покрытия, оптимальное сцепление порошковой краски с поверхностью и улучшение антикоррозийных свойств. Во первых детали нужно зачистить и обезжирить. Это достигается механическим или химическими средствами. При механической очистке используются шлеф-машины, наждачка или пескоструйные насосы, также при маленьких размерах поверхности или уже окрашенных поверхностей возможна их протирка чистой тканью, смоченной в растворителе или Уайт-спирите. Другой способ – химическая очистка, применяются щелочные, кислотные или нейтральные вещества, а также растворители. Химическая очистка в основном используется на заводах в специальных ваннах. При химической обработке детали погружаются в специальные ванны с раствором или обрабатываются струйным способом (раствор под давлением подаётся через технологические отверстия). В данном случае эффективность обработки значительно выше, поскольку деталь подвергается механическому воздействию и осуществляется поступление чистого раствора к поверхности непрерывно. После обжига детали охлаждаются естественным путём. Затем при помощи транспортной системы они подаются в красильную камеру, где и происходит нанесение порошковой краски. В камере не осевшая краска собирается для дальнейшей утилизации, либо для повторного использования. Камера оснащена системой фильтров, а также системами циклонов. Камеры бывают проходные либо тупиковые. Тупиковые камеры служат для окрашивания малогабаритных изделий, проходные – хороши в использование для покраски длинномерных изделий. На заводах широко применяются автоматические камеры напыления, в них краска наносится очень быстро с помощью пистолетов-манипуляторов.

Электростатическое напыление является самым распространенным способом нанесением порошковой краски. На заземленное изделие с помощью пульверизатора подаются электростатический заряженный порошок. Распылители сочетают в себе различные режимы:

Напряжение распространяется как вниз, так и верх. Регулируется сила факела (потока) краски и скорость её выхода. Меняется расстояние от факела до окрашиваемых поверхностей. Порошковая краска засыпается в бочок. Через перегородку бочка под давлением подается воздух, краска «закипает». Затем аэровзвесь из контейнера подаётся при помощи воздушного насоса (эжектора), разбавляется воздухом для низкой концентрации и подается в распылитель, где эта смесь за счет трения, приобретает электростатический заряд. При помощи сжатого воздуха заряженная порошковая краска попадает на нейтрально заряженную поверхность, оседает и удерживается на ней за счет электростатического притяжения. Различают две разновидности электростатического распыления: электростатическое с зарядкой частиц в поле коронарного заряда и трибостатическое напыление. При электростатическом способе напыления частицы получают заряд от внешнего источника электроэнергии (например, коронирующего электрода), а при трибостатическом – в результате их трения о стенки турбины напылителя. Заключительная стадия окрашивания происходит в печи плавление и полимеризации. Краска оплавляется и полимеризуется при температуре 180-220 °С в течение 20-30 минут, после чего порошковая краска образует пленку (полимеризуется). Основным требованием, к печи, является поддержание постоянной температуры (разброс температур в печи недолжен, превышать 5 градусов) для равномерного прогрева изделия. При нагреве в печи изделия с нанесенным слоем краски расплавляются, переходят в вязкое состояние и образуют непрерывную пленку, при этом вытесняя воздух, находящийся в слое порошковой краски. Часть воздуха все-таки остаётся в пленке, образовывая поры, что ухудшает качество покрытия. Для предотвращения появления пор покраску следует проводить при более высокой температуре, чем температура плавления краски где-то на 10-20 градусов выше, а слой краски должен быть более тонким. Для покраски больших металлических изделий, с толстостенными перегородками необходимо увеличивать время прогрева в печи, для лучшей полимеризации и адгезии.

Методы порошковой покраски

Различают четыре метода порошковой покраски: электростатическое распыление, с помощью потока воздуха (fluidized bed), электростатическое распыление с помощью воздушного потока (electrostatic fluidized bed) и нанесение с помощью факела (flame spray).

Электростатическое распыление – наиболее популярный на сегодняшний день метод порошковой покраски. Для всех прикладных методов, подготовка поверхности (то есть, очистка и конверсионное покрытие) должна создавать хорошую основу для нанесения покрытия. Поверхность должна быть подготовлена соответствующим образом. Лучшее качество нанесения краски достигается, если красить так называемой «сеткой Фарадея». Это когда изделие сначала красится вертикально по поверхности, затем горизонтально и выравнивается с небольшим отдалением пистолета в горизонтальном направлении. Рекомендуемое отдаление пистолета от окрашиваемой поверхности составляет 20-30см. Всё зависит от профиля, типа краски и настроек самого пистолета. Определение давления выхода краски, расстояние пламени пистолета от окрашиваемой поверхности и количества смешиваемой краски с воздухом может определить опытной и квалифицированный рабочий (обычно это достигается путём проб и ошибок).

Область применения порошковых красок

Порошковая покраска – это экологически чистая безотходная технология для получения высококачественных защитных и защитно-декоративных покрытий. Покрытия формируют из полимерных порошков, которые наносятся на поверхность изделия за счёт электростатического напыления. Такие покрытия, очень прочные и долговечные. Данный метод идеален для окраски кованых изделий, алюминиевых профилей и оцинкованных поверхностей.

Область применения порошковых красок постоянно расширяется. Они широко применяются в строительстве, в сельскохозяйственном машиностроении и приборостроении, автомобилестроении и других областях промышленности для окраски:

• Металлические конструкции и алюминиевые профиля (двери, фасады и алюминиевые окна);

• спортивный инвентарь (велосипеды, мотоциклы и снегоходы);

• медицинской техники (кровати, стулья, столы);

• кровельных материалов (металлические кровли, водостоки);

• бытовой техники (корпуса холодильников, стиральные машины, компьютеры)

• неметаллических изделий (предметы из гипса, керамики, стекла) и т.д.

Читайте также:
Чем обработать бетонную отмостку от разрушения?

Способы порошковой окраски металла

Порошковая покраска металла – современный метод окрашивания и защиты поверхностей. Жидкое покрытие с частицами порошка наносится на окрашиваемую деталь. Частицы удерживаются на поверхности силой электростатического притяжения. При высокой температуре частицы мелкодисперсного порошка расплавляются и полимеризуются, образуя единое качественное покрытие.

Характеристика и сферы применения порошкового окраса

Порошковая краска – жидкий состав на базе полимерных смол с отвердителями и модификаторами текучести. Для цвета добавлены пигменты. Температура обработки в камере 200–250 градусов. Технология порошковой покраски применяется для изделий, способных выдержать без деформации температуру, при которой происходит запекание покрытия.

Наибольшее распространение технология получила:

  • в промышленном производстве металлических изделий;
  • в металлургии;
  • в производстве строительных материалов.

Стекло, керамика, МДФ также окрашиваются по этому методу.

Порошковой краской покрывают широкий сегмент товаров и конструкций, в том числе:

  • мебель, бытовую технику;
  • медицинские инструменты, оборудование;
  • спортивный инвентарь;
  • листовой металл, алюминиевые профили.

Основные преимущества и недостатки порошковой покраски

Порошковая покраска хорошо защищает поверхность. Краска ложится плотным слоем, толщиной 35–250 мкм, количество пор меньше. Один слой заменяет 2–3 слоя обычной краски. Ровная прочная плёнка покрытия не царапается, не повреждается при транспортировке.

Технология производства работ позволяет собирать распылённую в воздухе краску для повторного использования. Потери красящего состава сведены к минимуму, составляют 1–4% общей массы. Процесс покраски металла несложный, нетрудоемкий, не требует большого количества работников. Эти факторы удешевляют стоимость нанесения на квадратный метр конструкции.

Коррозия металла, окрашенного таким способом, исключена. Металлические изделия не выцветают под солнечным светом, цвет, качество покрытия не меняется в любых погодных условиях. Разнообразная палитра имеет множество оттенков, воспроизводит сложные фактуры бронзы, гранита, серебра. Блеск варьируется от матового до глянца.

Порошковая краска поставляется производителем уже готовой к работе, растворитель не применяется. Детали под порошковую окраску не грунтуют.

К недостаткам порошковой покраски относятся:

  • состав не колеруется, выбор идёт из готовой палитры оттенков;
  • невозможность нанесения вручную, только в цеховых условиях на специальном оборудовании;
  • при дефекте в покраске металла исправить отдельный участок невозможно, деталь перекрашивается целиком;
  • материал металлической детали должен выдерживать 200–250 градусов, что не всегда возможно;
  • габариты деталей зависят от габаритов камеры полимеризации.

Разновидность порошковой окраски

Покраска металла проходит в три стадии. По подготовленной поверхности наносится порошковая краска. После напыления красящего состава деталь отправляют в печь для полимеризации.

Для нанесения покраски необходимо следующее оборудование:

  • Камера нанесения. Оборудована отсосами воздуха для сбора краски, возвращения её или утилизации.
  • Пневматический пистолет-распылитель. Вместе с питателем образует инструмент для нанесения порошковой покраски.
  • Питатель.
  • Камера полимеризации. Создаёт достаточную для завершения процесса температуру.

Установка, состоящая из пистолета-распылителя и питателя, создаёт смесь красящего вещества с воздухом, образовывает факел, придаёт электрический заряд частицам краски. Форма факела зависит от установленного сопла пистолета. Заряженные частицы, оседая на обрабатываемой заготовке, удерживаются силой электрического притяжения.

Существующие способы наложения

Способы наложения по типу получения частицами заряда называются электростатическим и трибостатическим.

Электростатическим методом заряд сообщается коронирующим электродом под высоким, 20–100 тыс. В, напряжением. Электростатические установки более мощные, производительные. При снижении напряжения электрода увеличивается скорость воздушной струи.

Трибостатический эффект достигается трением частиц друг об друга и материал корпуса пистолета. Корпус пистолета для повышения трения изготавливают из фторопласта.

Трибостатические установки дешевле, производительность работы агрегатов меньше, чем у электростатических. Процент оседания частиц на детали ниже. Не все краски по металлу рассчитаны на зарядку трением, нужно выбирать специальные или использовать адаптирующие добавки. Детали пистолета изнашиваются и требуют замены. Трибостатическим способом удобнее обрабатывать детали сложной формы, пазы, углубления. Электростатический метод в таких условиях не эффективен, оставляет непрокрасы.

По составу смол смеси разделяют на три категории:

  • эпоксидные краски;
  • эпоксидно-полиэфирные составы;
  • полиэфирные краски.

Эпоксидные порошковые покрытия

Эпоксидные краски по металлу прочные, стойкие к химическим веществам, маслу топливу. Грунтовка под них не требуется, сами могут быть грунтовочным слоем перед нанесением жидких порошковых окрасок. Толщина наносимого слоя до 500 мкм.

Эпоксидная краска не проводит электричество, за изоляционные свойства востребована в электротехнической, радиотехнической промышленности при окраске металла, требующей повышенных антикоррозионных свойств. Чёрные металлы, оцинкованная сталь фосфатируется, алюминий и алюминиевые сплавы хроматируются. Формируется ударопрочное покрытие с хорошей адгезией.

Эпоксидно-полиэфирные порошковые краски

Эпоксидно-полиэфирные покрытия более декоративны. На их основе можно получать сложные фактуры под тисненую кожу, эффекты состаренной поверхности, широкую палитру оттенков металлика с разной степенью блеска. Недостатком эпоксидно-полиэфирного покрытия является сниженная стойкость покраски к атмосферным явлениям и слабое противостояние процессам коррозии металла.

Полиэфирные порошковые краски

Полиэфирные порошковые краски – атмосферостойкие, механически прочные, стойкие к истиранию покрытия. Высокая адгезия полиэфирных составов позволяет наносить покрытие на все виды металлов, включая лёгкие сплавы. Хорошо изолируют электричество. Вступая в реакцию со щёлочью, слой покраски разрушается.

Особенности технологии нанесения порошковой краски и полимеризация

Нанесение порошковой краски проходит в три этапа:

  1. Подготовка поверхности. Включает в себя удаление загрязнений и нанесение дополнительных конверсионных покрытий для повышения защитных свойств и долговечности.
  2. Нанесение покраски в покрасочной камере с использованием установки.
  3. Полимеризация в печи при высокой температуре.

Химическое обезжиривание металла под покраску является обязательным. Остатки масла, химикатов или капли влаги могут вызвать пятна с изменением цвета, проколы, раковины. Заготовка осматривается на предмет наличия острых кромок, заусенцев, наплывов от сварных швов и пайки металла.

Необходимо очистить поверхность от ржавчины и пыли. Придание дополнительных свойств фосфатированием поверхности, хроматированием или пассивированием зависит от требований к покрытию.

Камера для нанесения оборудуется системой рекуперации, возвращающей микрочастицы в питатель.

Температура отвердения каждого вида краски указывается производителем в сопроводительных документах и, как правило, составляет 180–200 градусов. Под температурой полимеризации понимают температуру поверхности заготовки, а не температуру рабочего режима печи.

Читайте также:
Три альтернативных варианта глиняной черепицы. Какой из них выбрать?

Отвердение покраски в полимеризационной камере рекомендовано проводить при сниженных температурах и длительных сроках. Это позволит увеличить твёрдость и избежать таких дефектов покрытия, как шагрень и потёки.

Массивные металлические изделия рекомендовано прогревать заранее, чтобы срока нахождения детали в печи хватило для окончательного отвердения. Не допускается наличие пыли в помещении. Транспортировать металлическое изделие с неостывшей покраской запрещено.

Видео по теме: Порошковая покраска металла

Порошковая технология

Изделия из металла требуют мер, по защите поверхности, от воздействия внешней среды. Даже обычная вода, может самым серьезным образом, нанести вред дорогому изделию. Воздействие агрессивной среды оказывается еще более разрушительным. Коррозия наносит непоправимый вред. Защитить металл могут лаки и краски. Негативным моментом их применения является наличие опасных, и просто неприятных летучих соединений. Работать с лаками и красками вредно для здоровья.

Технология порошковой покраски

Ситуация выглядит более оптимистично при использовании технологии порошковой покраски, возникшей в прошлом веке. Этот способ обработки поверхности лишен обычных недостатков. В данном варианте, происходит надежная фиксация покрытия из порошка на поверхности металла, при повышенной температуре и под давлением.

Порошковые покрытия прекрасно проявили себя там, где детали из металла подвергаются воздействиям грязи, воды и агрессивных сред.

Прежде всего, высоким качеством отличаются строительные конструкции с подобным покрытием, входные двери и, конечно автомобильные диски. Все они выполняются исключительно с применением современных порошковых технологий, что обеспечивает им превосходное качество и устойчивость к неблагоприятным факторам.

Применение порошковой покраски стало прорывом в технической мысли. Этот метод нанесения декоративных и защитных покрытий стали широко применять в медицине и изготовлении спортивных снарядов и инвентаря. В любом случае технологии такого ряда существенно улучшают потребительские характеристики продукции и оборудования.

Таблица. Характеристики и области применения различных видов покрытий.
Покрытие Достоинства / Недостатки Области применения / Окрашиваемые объекты
Эпоксидное покрытие Достоинства Высокая реакционная способность, широкий интервал температур и относительно небольшое время отверждения, высокая прочность и эластичность покрытия, высокая стойкость к химикатам и растворителям, высокая коррозионная стойкость, хорошие электроизоляционные свойства Недостатки Низкая устойчивость к ультрафиолету, и, соответственно, слабая стойкость вне помещений, невысокая термостойкость, склонность к пожелтению при отверждении. Применение Транспортное машиностроение, приборостроение, электротехника, радио- и электронная промышленность, бытовая техника и подземные сооружения. В частности Электробытовые приборы, швейные машины, металлическая мебель, станки и инструмент, автомодели, велосипеды, торговое оборудование, кондиционеры, радиаторы, трансформаторы
Эпокси-полиэфирное покрытие Достоинства Хорошая растекаемость, стабильность цвета при формировании и эксплуатации, хорошие механические свойства по сравнению с эпоксидными покрытиями — повышенная атмосферостойкость Недостатки По сравнению с эпоксидным покрытием — пониженная стойкость к химреактивам, трудность получения матовых покрытий при низкотемпературном отверждении Применение Транспортное сельсхозмашиностроение, бытовая техника, приборостроение, производство оборудования и инструмента В частности Велосипеды, мотоциклы, авто-, мотодетали, холодильники, пылесосы, кондиционеры, металлическая мебель, водонагреватели и отопительные радиаторы, огнетушители, инструменты, детали швейных машин, утюги
Полиэфирное покрытие Достоинства Высокая устойчивость к ультрафиолету и, следовательно, атмосферостойкость, прозрачность непигментированных покрытий Недостатки Принято считать, что полиэфирные покрытия, содержащие триглицидилурат, токсичны, пониженная реакционная способность с отвердителем примидом. Механические свойства и адгезия несколько ниже чем у эпокси-полиэфирных покрытий Применение Tранспортное, сельсхозмашиностроение, строительство, производство металлической мебели В частности Авто-, мотодетали, мотоциклы и мотороллеры, садовое и сельхоз оборудование, инвентарь, металлочерепица, рамы и облицовочные фасадные плиты и панели, садовая мебель, столбы, арматура и решетки для ограждений, трансформаторы и др.
Полиуретановое покрытие Достоинства Очень высокая растекаемость, стабильность цвета при перегреве и воздействии УФ-лучей, высокая адгезия к различным субстратам, хорошие механические свойства и атмосферостойкость Недостатки Повышенное газовыделение при отверждении Применение Приборостроение, транспортное, сельскохозяйственное и химическое машиностроение, строительство В частности Детали автомобилей, вагонов, вертолетов, тракторов, металлическая мебель, панели зданий и сооружений, решетки для ограждений, кондиционеры
Полиакриловое покрытие Достоинства Высокие декоративные свойства, хорошая атмосферостойкость, высокая химическая стойкость Недостатки Высокая цена, плохая сочетаемость с другими порошковыми композициями Применение Автомобилестроение, бытовое и медицинское приборостроение В частности Салоны автомобилей, детали посудомоечных машин, светотехническое оборудование, элементы центрального отопления, медицинское оборудование и приборы, алюминиевые и стальные оконные рамы.

Технология порошкового покрытия

Для создания защитного покрытия применяются полимерные порошки. Они наносятся равномерным слоем на поверхность изделия. Затем происходит их полимеризация при заданной температуре. Эту стадию процесса осуществляют в особой печи.

Процесс требует некоторых предварительных действий. Сначала необходимо подготовить поверхность к нанесению защитного слоя. На этой стадии удаляется грязь с поверхности, окислы металла, происходит обезжиривание. Улучшения сцепления наносимого слоя добиваются фосфатированием.

После предварительной обработки детали, на нее наносят порошок. Это происходит в камере. На последней стадии деталь поступает в печь, где формируется защитная пленка.

Существенные объемы выпускаемой продукции предполагают применение транспортных систем. Они позволяют перемещать окрашиваемые детали, в том числе крупногабаритные. Только транспортные системы в состоянии обеспечить непрерывность производственного процесса. Это позволяет нарастить мощности производства.

Погдготовка поверхности к нанесению порошкового покрытия

Тщательно подготовить деталь перед покраской важно в любых обстоятельствах. Технология порошковой покраски в этом отношении ничем не отличаются. Процесс это сложный и трудный, он требует продолжительного времени. Уделить ему важно максимальное внимание. Только его полное и тщательно исполнение обеспечит получение защитного покрытия высокой надежности, обеспечит хорошую эластичность и оптимальное сцепление с основой, улучшит антикоррозионные характеристики.

При подготовке поверхности можно подобрать оптимальный способ ее обработки и средства для этого. Многое определяется характеристиками материала и требованиям к условиям использования детали.

На данном этапе происходит обезжиривание, ликвидация окислов травлением и механической обработкой. Важным условием получения хорошей адгезии является создание конверсионного слоя. Этот слой обеспечит полную изоляцию от влаги, предотвратит отслаивание.

Абразивная очистка поверхности перед окрашиванием дает возможность ликвидировать окалину и окислы. Очистка бывает механической, дробеструйной и дробеметной. Очистка происходит с применением гранул стали или чугуна, ореховой скорлупы.

После очистки поверхности приходит очередь порошковой грунтовки. Она обеспечивает эффективную защиту от коррозии.

В качестве пассивной защиты может служить грунт на эпоксидной основе. Он создает пленку, которая легко противостоит внешним воздействиям любого рода.

Активная защита выполняется цинкосодержащим грунтом. При его применении деталь можно использовать в самых жестких условиях. Проникающее повреждение детали может приводить к локальной коррозии. Но площадь ее поверхности существенно ограничена.

Нанесение порошкового покрытия

После предварительной обработки порошковая технология предусматривает нанесение собственно порошка. Перед нанесением слоя порошка деталь нужно промыть и высушить. Сушат детали в печах.

После охлаждения деталей можно приступать к нанесению порошка. Это выполняется его напылением. Процесс производится в специальной камере напыления. При этом частица порошка не проникают из камеры в помещение. Нанесение слоя порошка происходит с применением специального оборудования всего за секунды.

Особенно часто применяется электростатическое распыление. Заряженный порошок наносится на заземленную деталь. При этом напряжение между деталью и распылителем можно менять, регулировать ток, что означает выбор интенсивности струи. Можно выбрать оптимальное расстояние до детали.

Нужно отметить, что технологии порошкового покрытия предполагают две существенные разновидности распыления в электрическом поле.

Оно может выполняться в поле коронарного разряда или представлять собой турбостатическое распыление.

  • Электростатический способ предполагает наличие внешнего источника заряда.
  • Турбостатическое напыление происходит, при возникновении заряда частиц полимерного покрытия при их трении о стенки турбины при нанесении на окрашиваемую поверхность.

Выполнение полимеризации по порошковой технологии покрытия представляет собой, перевод слоя полимера на детали, в вязкое состояние путем оплавления, образование пленки, ее отверждения. Все это реализуется в печи. Камеры поляризации весьма разнообразны. Их конструктивное исполнение определяется конкретными нуждами производства.

Печь полимеризации управляется автоматикой. Блок управления печью обеспечивает контроль режима, определяет длительность процессов и его автоматическое прерывание. Печь может работать на любом топливе, в том числе, мазуте.

Печи могут иметь самую разную конструкцию. Определяющим моментом становится возможность быстрого подъема температуры. В этом отношении лучшими являются печи с рециркуляцией воздушных потоков.

В камерах напыления порошок полимера равномерно покрывает деталь. Но неверное обращение приводит к накапливанию статического электричества, это весьма опасно со всех точек зрения.

Для полимеризации порошка требует до получаса времени. Процесс протекает при температурах порядка 200 градусов. Особенно важно поддерживать этот температурный режим от начала и до конца. Разброс температур внутри камеры не должен превышать пяти градусов.

Процесс полимеризации происходит при расплавлении частиц порошка. Они становятся достаточно текучими, чтобы образовать на поверхности изделия сплошную пленку. Воздух, расположенный между частицами порошка под воздействием сил поверхностного натяжения просто вытесняется. Если этого не происходит по какой-то причине, качество покрытия становится заметно хуже. Эти поры существенно ухудшают состояние покрытия. Чтобы их не возникало, температура в печи должна ощутимо превышать температуру, при которой полимер становиться вязким. Кроме того, лучше получать тонкие покрытия.

Нагревание после оплавления частиц полимера обеспечивает диффузию краски в поверхность детали и последующее отверждение покрытия. Эта стадия особенно важна, поскольку позволяет определить характеристики покрытия.

Если окрашиваются массивные изделия, то температура на их поверхности поднимается очень медленно. Это означает, что полимер иногда не сможет отвердеть. Это приводит к низкому сцеплению полимерного покрытия с основой, потере его прочности и снижению защитных качеств.

Эта проблема разрешима. Достаточно нагреть деталь предварительно, а время отверждения сделать больше. Если отверждение полимера проводится при пониженной температуре, то возможность возникновения дефектных зон уменьшается, покрытие получается лучшего качества. В любом случае, приходится учитывать теплопроводность материала изделия и его габариты.

В процессе, охлаждение может происходить на конвейере или в специальных камерах, представляющих собой отдельный отсек печи отверждения.

Качество порошкового покрытия

На каждой стадии процесса получения порошкового покрытия, следует следить за точностью параметров. Для этого применяются точные современные приборы.

Полезным прибором будет термограф печей. Очень тщательной настройки требует оборудование статического нанесения порошка, контроль заряда детали и качества заземления.

Степень адгезии пленки к основанию, тоже можно померить с помощью аппаратуры. Все замеры дают возможность вовремя корректировать ход технологического процесса.

материалы по теме

Эпоксидные порошковые краски

Эпоксидные лакокрасочные материалы за время своего развития получили хорошую репутацию и на сегодняшний день имеют большую популярность как среди специалистов, так и среди простых людей, не каждый день сталкивающихся с ремонтными или строительными работами. Эпоксидными красками называются те краски, основным компонентом состава которых является эпоксидная смола.

Ультрафиолетовое отверждение

Лакокрасочная промышленность выпускает широкий ассортимент материалов: лаки, краски, эмали, грунтовки, растворители.

Если проанализировать рынок лаков и красок по всему миру, то можно убедиться, что из-за ужесточения экологических законов в большом количестве государств, снижается изготовление и использование лаков и красок, которые разбавляют органическими растворителями и которые производят с применением токсичных веществ.

Растет спрос на порошковые краски в нашей стране

Мировая популярность порошковых покрытий ежегодно удваивается. Для нашей страны это новый рынок, в текущем году потребность в порошковых красках в государстве достигнет практически пяти тысяч тонн, уверен Сергей Штепа, генеральный директор предприятия «Метаклэй».

Технология применения порошковой краски

Порошковая покраска, что это такое, где применяется порошковая покраска, технология порошковой покраски

Новейшие технологии порошковой покраски значительно потеснили жидкий метод окрашивания металлических покрытий. Изделия, прошедшие такую покраску, обладают дополнительными защитными и декоративными свойствами.

Характеристики порошковой покраски позволяют применять ее в разных отраслях промышленности и сферах народного хозяйства, а усовершенствованное оборудование сделало доступным использование порошковых красок и в быту.

Содержание

  1. Что такое порошковая покраска
  2. Достоинства и недостатки порошковой покраски
    • сравнительная характеристика порошковой и жидкой покраски
    • возможные недостатки применения порошковой покраски
  3. Технологический процесс порошковой покраски и его составляющие
    • этапы технологического процессавидео
    • необходимое оборудование и требования к помещениювидео
    • виды порошковых красок
  4. Порошковая покраска своими руками
    • организация технологического процессавидеовидеовидеовидео
    • основные меры безопасности
  5. Область применения порошковой покраски

Что такое порошковая покраска

Метод распыления порошковой краски на поверхность изделия был разработан в 50-х годах ХХ века. В России он активно начал применятся с 80-х годов.

Суть покраски заключается в следующем: в процессе напыления мельчайшие частицы сухой краски заряжаются электрически (электризация при трении или от внешнего источника). Окрашиваемое изделие имеет противоположный заряд, и частицы краски оседают на его поверхности.

Монолитное качественное покрытие формируется при дальнейшем нагреве изделия в специальной камере полимеризации. Порошок плавится, смачивает поверхность изделия и образует прочную пленку.

Достоинства и недостатки порошковой покраски

Сравнительная характеристика порошковой и жидкой покраски

Рассматривая два метода окрашивания, прежде всего, хочется отметить экологичность и экономичность порошковой покраски. Ведь при окраске не применяются токсичные, огнеопасные растворители, а сухая краска расходуется очень экономно (частицы, не осевшие на изделии, могут использоваться при следующем окрашивании).

Основные преимущества «порошкового» метода перед жидкой покраской:

  • Физико-химические свойства покрытия (устойчивость к коррозии и перепадам температур, ударопрочность) готовых изделий, окрашенных «порошковым» методом лучше идентичных показателей при жидкой покраске.
  • Порошковая покраска равномерно «ложится» на любые рельефные поверхности.

  • Покраска осуществляется без предварительной грунтовки изделия.
  • Достаточно нанесения одного слоя сухого вещества, тогда как для получения желаемого результата при «жидком» методе, иногда требуется многослойная покраска.
  • Перекрашивание изделий из одного цвета в другой происходит легче и быстрее.
  • Потери жидких материалов (красок) достигают 40%, сухих – до 4%.

  • Цикл окрашивания порошковой краской гораздо меньше (около 1,5-2 часа), чем жидкой краской (требуется время для высыхания нанесенного слоя красочного материала).
  • Порошковые краски не требуют специальных условий для хранения, в отличие от жидких огнеопасных материалов.
  • Изделия, окрашенные сухими красками можно транспортировать и без специальной упаковки, так как на поверхности образуется прочная защитная полимерная пленка.
  • Технология порошковой покраски высоко автоматизирована и не требует длительного обучения персонала.
  • Окрашивание происходит без выделения химического запаха, что улучшает санитарно-гигиенические условия труда.
  • Обладая неоспоримыми преимуществами, «сухая» покраска практически вытеснила из металлоиндустрии жидкую покраску.
Возможные недостатки применения порошковой покраски

Можно отметить некоторые недостатки порошкового окрашивания:

  • создание определенного температурного режима для плавления порошка (150-220 градусов) не позволяет окрашивать изделия из дерева и пластика;
  • достаточно крупные капиталовложения (единоразовые);
  • ограниченные возможности использования оборудования (в маленькой покрасочной камере не получится окрасить крупные детали, а печь крупных размеров будет неэффективно использоваться для обработки мелких изделий);
  • сложно отрегулировать нанесение краски тонким слоем;
  • могут возникнуть сложности при покраске в условиях низкого температурного режима.

Технологический процесс порошковой покраски и его составляющие

Этапы технологического процесса

Процесс окрашивания изделий порошковым методом можно разбить на три основных этапа:

  1. Подготовка поверхности.
  2. Нанесение полимерных красителей.
  3. Закрепление покраски, путем оплавления и последующим охлаждением.

Рассмотрим каждый из этапов более подробно.

Первая стадия заключается в очищении поверхности от грязи, окислов, и ее обезжиривании (удаление смазочного материала). Если площадь изделия не большая, то чистка проводится вручную – тряпочкой, смоченной в специальном моющем средстве или уайт-спирите. Для обработки большого количества изделий существуют камеры, в которых поверхность очищается мелкой стальной дробью или песком.

Изделия, которые будут эксплуатироваться на улице, и подвергаться воздействию окружающей среды проходят фосфотирование (стальные и чугунные поверхности) или подвергаются хроматированию (алюминиевые поверхности). Эти процедуры способствуют лучшему укреплению порошковой покраски на поверхности, и увеличивают защитные свойства металла.

На второй стадии краска напыляется на поверхность изделия в специальной камере или с помощью ручного пульверизационного пистолета.

При окрашивании в покрасочной камере «цветной порошок» засыпают в бункер, и с помощью компрессора начинают подачу сжатого воздуха – происходит электризация частиц краски. Насос подает воздушно-порошковую краску в напылитель.

При использовании ручного пистолета цветная пудра получает электростатический заряд, и попадает в виде аэрозоля на металлическую поверхность.

Окрашиваемое изделие должно быть заземлено, что позволит заряженным частицам краски прочно удерживаться на поверхности.

Не осевшая краска улавливается системой фильтров, установленной в покрасочных камерах, и может повторно использоваться.

Третья стадия – оплавление и формирование поверхности (полимеризация). Для плавления частиц краски и закрепления их на поверхности, изделие подвергается воздействию высоких температур (до 250 градусов) в термопечи. Температурный режим и время полимеризации зависят от вида порошковой краски.

Необходимое оборудование и требования к помещению

Для выполнения всех этапов технологического процесса необходимо специальное оборудование для порошковой покраски.

Окрасочная камера – ограничивает распространение не осевших частиц краски и препятствует проникновению пыли с производственного цеха. Зачастую, камеры оснащены системой фильтрации (рукоператор), которая очищает воздух и улавливает до 98% неизрасходованной краски. Кроме того камеры могут содержать эжектор обратной подачи, контролер и вытяжной вентилятор.

Краскопульт (распылитель) может изначально входить в окрасочную камеру или приобретается отдельно. С его помощью заряжаются частицы краски, и распыляются на поверхность в виде аэрозоля.

К напылителям относятся и ручные пистолеты, которые используются как в производстве, так и в быту.

Если в камере напыления не предусмотрена подача сжатого воздуха, то потребуется компрессор, для подачи воздуха под давлением.

Сушильная камера – печь, в которой происходит оплавление, полимеризация краски. Духовые шкафы промышленного назначения бываю газовые и электрические. Большинство печей оснащены пультом управления, позволяющим устанавливать различные температурные режимы и время автоматического отключения.

Для облегчения «покрасочного» процесса дополнительно можно использовать транспортные системы перемещения изделий, промышленный пылесос (для чистки фильтров и при переходе с одного цвета на другой).

Крупные производственные предприятия используют автоматизированные линии порошковой покраски готовых изделий.

Обустроить небольшой покрасочный цех можно на территории 100-150 кв. метров. Этого будет достаточно для расположения камеры напыления, печи для полимеризации, двух складов (для изделий под покраску и готовой продукции) и участка для предварительной обработке поверхности.

Окрасочная камера должна находиться на расстоянии не менее 5 метров от возможных источников возгорания.

Виды порошковых красок

В зависимости от того, где будет использоваться окрашиваемое изделие, применяют различные виды красок. В целом, сухие краски можно разделить на две группы.

  1. Термопластичные (покрытие формируется только за счет сплавления частиц краски, без химических превращений). Такие краски чаще используются для покраски изделий, эксплуатируемых внутри помещений. Они выполняют декоративные, защитные и аброзивостойкие функции.
  2. Термореактивные (пленка формируется в результате плавления и последующей химической реакции). Порошковая покраска металла, с использование этих красок, придает поверхности материалов механическую прочность и стойкость к растворителям. Широко используется в машиностроении.

Порошковая покраска своими руками

Организация технологического процесса

Стоимость окрашивания металлических изделий довольно высокая, поэтому организация порошковой покраски своими руками поможет сэкономить финансовые средства, а качество выполнения останется на достойном уровне.

Процесс порошковой покраски в домашних условиях идентичен рассмотренным этапам в мастерской, отличие может заключаться лишь в используемом оборудовании.

Для начала, необходимо оборудовать камеру для порошковой покраски. Важно определиться с габаритами окрашиваемых материалов. Для единоразовых покрасок мелких предметов подойдет «гаражный» вариант, а для выполнения покраски предметов крупного размера (корпус автомобиля) надо обустраивать полнофункциональную камеру.

Камера для напыления должна иметь замкнутое пространство с вентиляцией, системой нагрева воздуха и качественной сетью электропитания.

Помещения для напыления краски не должно содержать пыль, поэтому надо провести тщательную уборку, оборудуя камеру в гараже и запастись мощным пылесосом с насадкой типа «циклон».

Для равномерного напыления надо приобрести качественный пистолет для порошковой покраски, который сможет обеспечить должное давление (около 5-ти атмосфер).

Изготовить пульверизационный пистолет можно самостоятельно из бытового фена.

Печь для полимеризации можно купить готовую – ассортимент их на рынке очень велик. Если есть желание сэкономить, и время поэкспериментировать – приступайте к изготовлению духового шкафа.

Важно обеспечить равномерный прогрев изделия на температуре, не больше 300 градусов.

После подготовки места и установки оборудования можно начинать покраску.

Основные меры безопасности

При окрашивании изделий необходимо придерживаться основных правил, обеспечивающих безопасность работы:

  • вентиляция в напылительной камере должна работать;
  • покраску желательно осуществлять в резиновых (или хлопчатобумажных) перчатках и в обуви на прорезиненной подошве;
  • глаза необходимо защитить очками;
  • при работе с краскопультом важно проверить заземление в помещении;
  • для защиты дыхательных путей надо использовать респиратор.

Область применения порошковой покраски

Порошковое окрашивание обеспечивает равномерное, надежное покрытие без потеков и дает возможность широчайшего выбора цветов, уровня блеска и фактуры.

Прочные позиции заняла «сухая» покраска в производстве бытовых приборов (кухонных плит, стиральных и моечных машин, водонагревателей, холодильников, кондиционеров и т.д.).

Новая технология применяется при покраске кузовов и других элементов автомобилей (бамперов, дисков для колес, зеркал).

Производители велосипедов и комплектующих к ним, практически полностью перешли на порошковую покраску своей продукции.

В строительной отрасли покраска «цветным» порошком используется для покрытия стальных дверей, ворот, оконных рам и прочих металлоконструкциях.

Порошковый метод отлично зарекомендовал себя в окрашивании разных деталей промышленного, складского, торгового оборудования, а также в нефтяных скважинах и трубопроводах, где окрашенная поверхность поддается воздействию высокого давления и перепадам температур.

Порошковая краска по металлу: состав и технические характеристики, технология производства и нанесения

Порошковая краска представляет собой пигментированную дисперсную систему, состоящую из твердых частиц, способную равномерно распределяться на окрашиваемой поверхности при нанесении и образовывать защитный слой.

Порошковая краска по металлу: свойства и характеристики

Чтобы обладать качественными характеристиками, обращают внимание на следующие показатели:

  • составляющие дисперсии;
  • сыпучесть;
  • насыпная плотность;
  • способность к распылению;
  • свойства электризуемости;
  • уровень псевдоожижения и др.

Дисперсионный состав

Порошкообразные краски состоят из мелких частиц разных размеров (полидисперсные системы), которые имеют значительный разброс по величине. При высокой дисперсности выделяют 2 вида: истинные и агрегаты частиц (скопления истинных частиц, ведущие себя как отдельная частица). При традиционных методах нанесения дезагрегации практически не наблюдается, поэтому истинная величина частиц, с точки зрения технологичности теряет своё значение. Более важной технологической характеристикой выступает гранулометрический состав.

Если фракционирование с помощью сита варьируется в довольно широком диапазоне от 5 до 350 мкм, то оптимальный размер частиц порошков для электростатического распыления составляет 10 – 100 мкм. Более жёсткие условия по величине дисперсионных частиц соблюдаются при получении тонких слоев – от 3 до 40 мкм. А в случае использовании порошка в кипящем слое считается, что диаметр частиц должен быть соизмерим с толщиной покрытия и достигать 350 мкм.

Дисперсность частиц должна иметь свой оптимальный фракционный диапазон в зависимости от вида и толщины покрытия и метода нанесения порошка. Высокодисперсные порошки при более лёгком сплавлении и возможности получения тонких покрытий отличаются худшим псевдоожижением, сильнее увлажняются и склоны к неравномерному осаждению на поверхности изделий. Порошки со слишком широким фракционным диапазоном склонны к сепарации и пылению, могут иметь повышенный брак поверхности покрытия.

Сыпучесть

Технические характеристики порошковых красок

Одним из обязательных условий к порошкообразным краскам являются необходимые показатели сыпучести, который определяется по времени истечения из откалиброванного отверстия или по углу естественного уклона, составляющего 36…45°.

На показатель влияет:

  • химический состав;
  • температура стеклования;
  • форма и величина частиц, гладкость поверхности;
  • увлажнение.

Низкая сыпучесть затрудняет равномерное распределение порошковой краски на окрашиваемой поверхности, усложняет технологическое оборудование.

Сыпучесть повышается у дисперсий с частичками сферической формы с низкой шероховатостью поверхности и повышением температуры стеклования, значительно снижается при снижении величины частиц и увлажнении порошков. Для повышения сыпучести используются специальные добавки, такие как пирогенный кремнезём или аэросил. Порошки предохраняют от увлажнения хранением в сухих складских помещениях в водонепроницаемой таре.

Насыпная плотность

Зависит от состава порошков, степени полидисперсности и формы частиц. В зависимости от вида плёнкообразователя плотность порошков может повышаться до двух раз. Пигментированные составы имеют большую плотность, которая увеличивается с повышением количества в составе пигментов и наполнителей.

Порошковая краска должна обладать достаточной высокой плотностью. При низкой насыпной плотности порошки неудовлетворительно «кипят», плохо распределяются на поверхности изделия.

Способность к электризации

Как и любые диэлектрики, частицы порошка во время изготовления, подготовки и использования приобретают электрические заряды. На уровень заряда влияет материал плёнкообразователя, величина частиц, влажность воздуха, интенсивность и вид механического воздействия и др.

Предрасположены к заряду частички эпоксидных, поливинилбутеральных, эпоксидно-полиэфирных и полиэтиленовых красок, что облегчает их нанесение методом электростатического напыления. Более мелкие частички порошков электризуются сильнее, дольше сохраняют заряд. При влажности воздуха более 70% электризуемость порошков значительно падает.

Электризация порошковых красок изменяет их физические свойства: снижаются сыпучесть и насыпная плотность. Чрезмерная электризация может привести к полной потере сыпучести. Уменьшение степени электризации порошковых красок вызывает значительные трудности. Даже длительная выдержка тонкого слоя порошковой краски на заземлённом металлическом листе не позволяет достичь полного изоэлектрического состояния. Степень электризации регулируют не только поверхностной обработкой и вводом антистатических добавок, но и направленным синтезом плёнкообразователей с заданными электрическими характеристиками. Используемое технологическое оборудование изготавливается из электропроводных материалов и качественно заземляется.

Способность к псевдоожижению

Технология нанесения в «кипящем слое» требует способности к псевдоожижению используемых порошков при продувке воздухом. Порошки из полиэтилена низкого давления, полиэфирных составов, полипропилена, поливинилхлорида и некоторых других материалов имеют низкую способность к псевдоожижению. Мелкодисперсные порошки с низкой сыпучестью и высокой влажностью могут вообще не «кипеть». Использование специального оборудования для получения «кипящего слоя», такие как вибровихревые установки, значительно повышает затраты на нанесение порошковых покрытий.

Свойство псевдоожижения повышается при увеличении частиц, создания шарообразной формы, снижении шероховатости поверхности и влажности.

Составы порошковых красок

Применение порошковой краски в промышленности

Среди компонентов выделяют:

  • плёнкообразователи;
  • пигменты и наполнители;
  • пластификаторы;
  • модификаторы;
  • отвердители и ускорители;
  • вспомогательные добавки

Характеристики плёнкообразователя:

  1. Являются твердыми веществами, которые могут находиться в аморфном или кристаллическом виде.
  2. Представляют собой сыпучие порошки.
  3. Малые показатели температуры плавки и вязкости расплава.
  4. Формируют пленку через расплавы при нагреве.
  5. Имеют высокую температуру деструкции.

Порошковые краски по виду плёнкообразователей, являющихся их основой, подразделяется:

  • термопластические;
  • термореактивые.

Термопласты не проходят химических изменений при нагреве и получили более широкое распространение за счёт:

  • стабильности получаемых композиций;
  • быстрого формирования покрытий;
  • доступность.

Основным недостатком термопластических плёнкообразователей является низкая адгезионная прочность.

К термопластическим краскам относятся:

  • полиэтиленовые;
  • поливинилбутералевые;
  • поливинилхлоридные;
  • полиамидные;
  • пентапластовые и другие.

Реактопласты при нагреве проходят химический процесс полимеризации и обладают:

  • повышенной адгезией;
  • могут формировать тонкие покрытия отличного внешнего вида благодаря низкой вязкости;
  • пониженные температурные условия формирования;
  • высококачественные характеристики покрытия в условиях эксплуатации.

Из минусов термореактивых плёнкообразователей можно отметить увеличение времени образования покрытия.

К термореактивным видам относятся:

  • эпоксидные;
  • полиэфирые;
  • полиакрилатные;
  • полиуретановые;
  • эпоксидно-полиэфирные и др.

Пигменты и наполнители

В красках порошкового вида помимо стандартных требований дополнительно обладают:

  • легкостью диспергируемости в расплаве плёнкообразователя;
  • устойчивостью к температуре, при которой формируется покрытие, одновременно не изменяя цвет и не разлагаясь;
  • инертностью к остальным компонентам состава.

При производстве сухим смешиванием, пигменты и наполнители должны стимулировать к:

  • повышению сыпучести;
  • снижению свойств комкования и слёживания;
  • улучшению «кипения»;
  • нанесению порошков на поверхность.

С помощью наполнителей и пигментов могут регулировать следующие свойства порошков и покрытий:

  • электризуемость;
  • термостойкость;
  • теплопроводность;
  • электропроводность;
  • магнитные свойства;
  • износостойкость;
  • адгезионную прочность;
  • горючесть;
  • биологическую инертность;
  • демпфирующую способность.

Использование металлических порошков в качестве наполнителей позволяют получать имитацию металлических поверхностей. Существенной трудностью в пигментировании порошкообразных красок является колеровка цвета в соответствии с цветовым стандартом RAL.

В случае отсутствия в порошковых ЛКМ пигментов и наполнителей, возможно получение прозрачных лаковых покрытий.

Пластификаторы

Покраска порошковой краской

В красках порошкового вида влияют как на физико-механические свойства покрытий, так и на температуру и время образования плёнки. Кроме того пластификаторы должны:

  • не нарушать агрегатные свойства полимера;
  • не ухудшать технологические характеристики(сыпучесть, гранулометрический состав и др.);
  • функционировать при температуре плёнкообразования.

Лучше с предъявляемыми требованиями справляются твёрдые пластификаторы, основным недостатком которых отмечается неполная совместимость с полимерами. Чтобы устранить этот недостаток используют комбинированные смеси твёрдых с жидкими.

Модификаторы, отвердители и вспомогательные добавки

Модификаторы способны улучшать характеристики с помощью физической или химической модификации. При этом наибольшее распространение получила физическая модификация за счёт добавок различных плёнкообразователей. Модификаторы регулируют и технологические параметры порошковой краски, такие как вязкость расплава, температура текучести и сыпучесть порошков.

Отвердители являются необходимым компонентом красок на основе термореактивых плёнкообразователей. Для активации процесса отверждения используют ускорители, соответствующие конкретным отвердителям. Если для процесса отверждения двухкомпонентных жидких красок достаточно смешать составляющие, то в порошковых красках все компоненты находятся в исходном составе без взаимодействия. Отвердители активируются только при температуре «спекания», «запуская» процесс отверждения после расплавления плёнкообразователя и формирования жидкой плёнки.

Отверждающая система является важным компонентом термореактивных красок, от которого зависит не только стабильность и условия отверждения, но и эксплуатационные характеристики получаемого покрытия (внешний вид, физико-механические и защитные свойства).

Вспомогательные добавки позволяют повысить:

  • атмосферную стойкость покрытия за счет снижения фотодеструкции полимеров при воздействии солнечной радиации;
  • стойкость к перепадам температуры;
  • сыпучесть порошка;
  • растекание расплава и т.д.

Технология производства порошковых красок

Распространенные варианты изготовления:

  1. Сухое смешивание компонентов.
  2. Смешение компонентов в расплаве с последующей дезинтеграцией до необходимого размера.

Метод производства порошков сушкой распыляемых жидких красок распространения не получил из-за значительных потерь растворителей, высокой себестоимости красок.

Сухое смешивание компонентов является главным вариантом изготовления порошковых красок из термопластичных материалов. Производство обходится без дорогостоящего оборудования и значительных трудовых затрат. Сложность состоит в получении стабильных, нерасслаивающихся при хранении и использовании композиций с равномерным распределением малых добавок.

Смешение компонентов в расплаве дает высококачественные однородные порошки со стабильным составом и структурой. Способ длителен, имеет много стадий, требует дорогостоящего и сложного оборудования. Может использоваться для любых твердых плёнкообразователей, но применяется в основном для реактопластов.

Покраска порошковой краской

Покраска автомобильных дисков порошковой краской

Основные способы нанесения порошковых красок на окрашиваемую поверхность:

  • электростатическое распыление;
  • в «кипящем слое».

Напыление порошка производится специальным пистолетом в покрасочной камере, в системе вентиляции которой имеются улавливатели порошка для его повторного использования.

При покрытии в «кипящем слое», порошок за счет равномерной продувки воздухом находится в псевдожидком состоянии. Краска наносится на поверхность детали путём окунания детали в ёмкость с псевдоожиженным порошком.

В обоих случаях частицам порошка перед нанесением специальным электродом придаётся определённый электростатический заряд, который обеспечивает равномерное распределение порошка и удерживание его на поверхности окрашиваемой детали.

После нанесения порошка деталь подвергается нагреву в печи, при котором формируется монолитное жидкое покрытие. Реактопласты дополнительно проходят полимеризацию.

Существующий метод газопламенного напыления порошковых лакокрасочных материалов распространения не получил из-за нестабильности технологии и существенного влияния человеческого фактора.

Порошковая краска: применение, достоинства и недостатки

Окраска изделий из металла

Порошковая краска по металлу первоначально использовалась как замена гальванических покрытий на небольших металлических деталях простой формы при серийном производстве. Экономичность и лёгкость механизации процесса получения покрытий при поточном производстве существенно расширили применение порошковых красок.

Основные потребители порошковых покрытий:

  • метизная продукция (проволока, лента, сетка), изделия бытового и сельскохозяйственного назначения;
  • металлическая мебель;
  • бытовые приборы и оборудование;
  • изделия электротехнической промышленности;
  • автомобильная промышленность;
  • сельскохозяйственное и транспортное машиностроение;
  • трубное производство;
  • металлическая и стеклянная тара, покрытие позволяет снизить толщину стекла до 30%;
  • оборудование химической промышленности;
  • строительные конструкции;
  • машины и оборудование пищевой промышленности.

На автомобильных заводах успешно работают автоматизированные линии покраски как дисков с производительностью до 3 млн. штук в год, так и автомобильных шасси габаритами до семи метров и производительностью до 58 штук в час. В трубном производстве используют технологию нанесения порошков на предварительно нагретые трубы. Разработаны порошковые краски для неметаллических материалов, таких как стекло, пластмасса, МДФ и другие.

Преимущества:

  • лёгкость механизации и автоматизации нанесения покрытий;
  • экологичность, отсутствие органических растворителей;
  • низкий расход краски;
  • возможность использования труднорастворимых полимеров;
  • безотходное производство покрытий, практически 100% использование покрасочного материала;
  • получение рабочего покрытия необходимой толщины в один слой;
  • равномерность слоя краски как на горизонтальных, так и на вертикальных поверхностях;
  • возможность нанесения покрытия в труднодоступных местах;
  • металл, окрашенный порошковой краской обладают химической стойкостью;
  • долговечность;
  • износостойкость.

Недостатки:

  • склонность к пылевыделению;
  • необходимость специализированного оборудования;
  • целесообразность использования только при серийном и массовом производстве;
  • взрывоопасность взвеси порошка в воздухе.

Видео: порошковая покраска металла

Рекомендовать использование порошковых лакокрасочных материалов в домашних условиях вряд ли уместно. Уникальными эксплуатационными свойствами данные покрытия не обладают, всегда можно найти традиционные материалы, образующие аналогичные или более качественные покрытия. Приобретать специальное оборудование что бы «своими руками» произвести покраску дисков своего автомобиля нецелесообразно.

Технология порошковой покраски

Покраска металлических изделий предназначена для защиты от негативного воздействия внешней среды. Кроме того, она улучшает металл и придает ему более привлекательный вид. Результат зависит как от качества самой краски, так и от выбранной технологии.

Сегодня, как никогда, растет популярность технологии порошковой покраски (вместо жидкой). Впервые эту методику использовали в 1960-х годах. Главными предпосылками для этого стали экономичность, забота об окружающей среде и эстетика самих изделий. На протяжении последних 10 лет этой технологией стали пользоваться и другие отрасли производства. Речь идет о сферах, где в обработке деталей используются лакокрасочные материалы.

Состав порошковой краски

Порошковая краска — это твердые частицы дисперсионного типа. Иногда к порошку добавляют и другие вещества. Например, акрилаты, цветовые пигменты, пленкообразующие смолы. Важно то, что среди ингридентов нет огнеопасных и токсичных компонентов. Она не предоставляет угрозы для живых оргазмов, и не наносит ущерб природе.

От чего зависит цена

Стоимость красителей бывает разной. От чего же зависит она зависит? На это влияют:

  • специфика поверхности изделия;
  • способ покраски;
  • работа мастера.

Сфера применения

Металлические изделия обрабатываются порошковыми красителями не только в сфере строительства, автомобилестроения, сельского хозяйства. Данная технология нашла применение в медицине, бытовой технике, изготовлении спортивного инвентаря.

Процесс порошковой покраски

1. Подготовка поверхности

Перед покраской поверхность обязательно обрабатывается пленкообразующей жидкостью, а также материалом в виде порошка. Это нужно для того, чтобы поверхность очистилась и стала шероховатой, так как без этого процесс покраски будет неэффективным.

Обработка может быть, как механической, так и химической.

2. Нанесение

Процесс покраски порошковой краской осуществляется:

  • Электростатическим напылением. Самый универсальный метод, который повсеместно используется в промышленности. Позволяет легко контролировать толщину покрытия. Подходит как для горизонтальных, так и вертикальных поверхностей. Благодаря заземлению металлическое изделие получает нулевой заряд.
  • Газопламенным способом. Это непопулярный метод, поскольку дает неравномерный эффект. Назначение – функциональное, но никак не декоративное.
  • Помещением в электризованный порошок. Чаще всего используется в изготовлении однотипных образцов. Обычно, для этого задействуется специальная конвейерная линия.
  • Плазменным напылением. Применяется для покрытия тонким слоем термостойких изделий.

Способ нанесения порошковой краски выбирается с учетом особенностей производства.

3. Формирование жидкой пленки (полимеризация)

Когда порошок нагревается до вязко-текучего состояния, он превращается в пленку. Как это происходит? Материал становится вязко-текучим, из него удаляется воздух. Потом этой жидкостью пропитывают поверхность изделия. Если для окрашивания применяются термореактивные краски, то при высокой температуре пленка отвердевает химическим путем.

4. Окончательное формирование покрытия

Пленка окончательно формируется, когда изделие остывает. В зависимости от вида красителя применяют быстрое или медленное охлаждение. В случае использования термопластичных красителей можно прибегать к методу «дублирующего спекания». Он позволяет убрать мелкие недостатки покрытия. Но этот способ нельзя использовать с термореактивными красками.

Оборудование для порошковой покраски

Порошковое окрашивание сильно отличается от традиционного жидкого. Одно из отличий – это оборудование.

Покраска порошком начинается с распыления на поверхность лакокрасочного материала пистолетом-распылителем. Когда частицы проходят через пистолет, то получают небольшой заряд. Благодаря этому порошок «прилипает» к поверхности.

Затем «прилипший» порошок нужно термически обработать в специальной камере (температура может достигать 200-250°С). Требования к самому помещению не слишком строгие. Это должно быть чистое, сухое и светлое место, со свободным пространством и хорошей вентиляцией.

На что нужно ориентироваться при подборе оборудования? В первую очередь, на финансовые возможности и характер активной площади.

Оборудование для порошковой покраски включает в себя:

  • Две камеры (камера напыления и камера полимеризации). Камера напыления может быть тупиковой и проходной. Если она проходная (то есть имеет вход и выход), то к ней нужна еще и транспортная система. Камера, или печь полимеризации – это место, где твердые частицы порошка расплавляются, а затем затвердевают. При этом формируется конечное равномерное покрытие по всей поверхности.
  • Электростатический распылитель. Это специальный пистолет для нанесения краски на металл. Он может быть трибостатическим или электростатическим. Первый не производит тока и может окрашивать труднодоступные места, однако на его работу сильно влияет влажность помещения. Второй работает от компрессора. Но образование тока влечет за собой физические явления, которые усложняют покраску изделий сложной формы, выемок, углов и т.п.
  • Компрессор. Нагнетает сжатый воздух в окрасочный участок.
  • Подвесной конвейер. Решает проблему транспортировки некрупных и нетяжелых деталей.
  • Рекуператор. Позволяет повторно использовать порошок. Он собирает не осевшую краску, пропускает через очищающий фильтр и возвращает в окрасочный процесс. Рекуператоры бывают картриджные и циклонные. Первые лучше использовать тогда, когда цвет меняется часто, а вторые – наоборот.

Самый главный элемент покраски – это печь полимеризации. Если речь идет об одноразовой покраске, то подойдет и обычная «духовка». Но мастера, которые профессионально занимаются порошковым окрашиванием, используют специальную камеру.

Камеры отличаются по цене и типу нагрева. Новинка отрасли – камера с инфракрасными нагревателями. Она позволяет использовать одновременно несколько оттенков. Кроме того, экономно расходует электроэнергию и предполагает регулировку мощности излучателей. Современные камеры оборудованы вентиляцией. Это позволяет вовремя удалять побочные продукты, а также проводить более качественную полимеризацию металлических изделий.

Преимущества порошковой покраски металлических изделий

  • Экологическая чистота. Порошковая краска не предоставляет угрозы для человека и окружающей среды. Конечно, если соблюдать базовые правила безопасности. Например, работать нужно в респираторе, ведь даже безвредный по составу порошок может оседать в легких.
  • Минимизация отходов. Технология покраски порошком практически не имеет отходов благодаря специфике оборудования. Распылитель не может нанести покрытие с первого раза. И здесь на помощь приходит рекуператор, который готовит не осевшую краску к повторному использованию.
  • Отсутствие токсичных растворителей. Благодаря этому на поверхности не образовывается большое количество пор, а также снижается усадка.
  • Повышенная прочность поверхностей. Порошковое покрытие хорошо защищает от вредных воздействий. Например, от ультрафиолетового излучения, коррозии и различных растворителей.
  • Широкий спектр оттенков. Современная палитра насчитывает 5 тысяч цветов с различными фактурами. Кроме того, краска может быть глянцевой, полуматовой или матовой. Также есть структурные поверхности: антик (имитация старого металла), шагрень (подобие апельсиновую корки), муар (мелкозернистая поверхность с бархатистым видом), крокодил (имитация крокодиловой кожи), металлик.
  • Низкая степень взрывоопасности. Это легко определить даже по запаху. В отличие от жидких красок, порошковая не обладает резким неприятным запахом, что и свидетельствует об отсутствии вредных компонентов.
  • Экономическая выгода. Этот процесс занимает не много времени. Весь цикл проходит за 30 минут, обеспечивая качественный результат. Потеря материала минимальна. Технология высоко автоматизирована, что позволяет легче обучать рабочих.

Минусы технологии

  • Чрезмерно высокая температура плавки (более 150 °С). Это ограничивает сферу применения. Невозможно работать с деревом и пластиком.
  • Сложность нанесения краски тонким слоем.
  • Некоторые ограничения в работе оборудования. Небольшая камера не может окрасить большую поверхность, а большая камера нецелесообразна для работы с мелкими деталями.
  • Отсутствие возможности локального перекрашивания. Если результат будет неудовлетворительным, придется полностью перекрашивать изделие.

Чем порошковая покраска металлических изделий лучше, чем жидкая?

Прежде всего, порошковое окрашивание выгоднее в экологическом и экономическом плане. Обычная жидкая краска содержит пожароопасные растворители, а в порошковой их нет. Ее частицы могут использоваться повторно.

Преимущества порошковой покраски металлических изделий перед жидким окрашиванием:

  • более сильная устойчивость к негативным воздействиям внешней среды;
  • более ровное распределение, как следствие, повышение эстетических показателей;
  • более экономный расход, ведь во многих случаях достаточно всего одного слоя;
  • меньшая потеря материала (не больше, чем 4%);
  • более богатая палитра оттенков;
  • более быстрый цикл окрашивания (на всю процедуру уходит не больше, чем 2 часа);
  • более удобное хранение материалов;
  • автоматизация производства, что позволяет сократить расходы на обучение работников;
  • более экологическое производство.

Именно благодаря вышеперечисленным преимуществам покраска порошком становится все более популярной.

Методы нанесения порошковых красок

Современные методы нанесения порошковых красок позволяют получить долговечное и надёжное покрытие поверхностей, прежде всего металлических. Порошковая краска значительно превосходит жидкие аналоги по прочности и сроку эксплуатации.

В её составе — пигменты, плёнкообразователи, катализаторы для быстрого отверждения покрытия. Дисперсионной средой при окрашивании является воздух, а летучий растворитель в них полностью отсутствует, что удешевляет производство и делает сами краски безопасными — нетоксичными.

Сфера применения

Порошковый способ окраски используется, когда необходимо обеспечить прочность, долговечность, защитить изделие от коррозии, а в отдельных случаях осуществить дополнительную электроизоляцию.

Преимущество технологии порошкового напыления в том, что можно использовать различные методы нанесения порошковых красок, в том числе автоматические.

В промышленности порошковая покраска применяется для:

  • защиты и повышения эстетичности металла, прежде всего — стали;
  • профилей из алюминия любого назначения;
  • кованых изделий;
  • медицинской техники;
  • офисной металлической мебели;
  • бытовых приборов;
  • оборудования для торговли.

Так как полимеризация красок происходит при повышенной температуре (180 градусов), порошковый метод покраски мало пригоден для деревянных и пластиковых предметов.

Виды порошковых красок

Наиболее широко используются термореактивные краски. (80% от всего объёма). Готовое покрытие образуется после значительных химических преобразований, и становится неплавким и нерастворимым.

Термопластичная краска работает без химических реакций при нанесении, только под действием температуры. Частицы красящего порошка сплавляются в плёнку, затем расплав охлаждается. Так как состав затвердевшего покрытия соответствует составу исходного материала, возможно вторичное использование после повторного плавления. В качестве плёнкообразователей применяются полиэфиры и олигомеры нейлона и винила.

Методы нанесения порошковых красок

1. Способ электростатического напыления — часто встречающийся способ порошковой окраски. Частица краски прилипает к поверхности за счёт электростатического взаимодействия. Порошок, который не прилип в процессе покраски, можно использовать ещё раз: в покрасочной камере есть специальное оборудование для её сбора.
2. Другой способ нанесения порошковой краски — воздушный поток направленного действия (fluidized bed). Частицы равномерно распределяются по окрашиваемому изделию, предварительно нагретого в камере. Чем точнее будет определена оптимальная температура нагревания, тем качественнее окажется покрытие. Автоматическое нанесение порошковой краски в «кипящем слое» используется в Москве при конвейерном производстве. Способ разработан для термопластичных красок, так как покрытие получается достаточно толстое. Окрашивают таким способом сетки или крупногабаритные плоские изделия. В ванну с пористым днищем подаётся под давлением воздух, в результате чего образуется псевдоожиженный слой краски. Окрашиваемые изделия нагреваются до температуры, превышающей температуру плавления самого окрашивающего материала. Время выдержки и температура обуславливают толщину покрытия. Если изделие крупногабаритное, то оно аккумулирует достаточное количество тепла, чтобы процесс отверждения покрытия прошёл до конца. Если же этого не произошло, например, при окрашивании металлоёмкой техники, изделие отправляется в камеру полимеризации на доотверждение. Преимущества способа: получение толстослойного покрытия всего за нанесение в один цикл.
3. Третий способ нанесения порошковой краски — применение открытого пламени (flame spray). Нанесение порошкового покрытия осуществляется пистолетом, оснащённым пропановой горелкой. При попадании в пламя горелки, частицы плавятся, и оказываются на окрашиваемой поверхности уже полужидкими. Само же окрашиваемое изделие предварительно не нужно нагревать. Метод окрашивания с помощью пламени используется для создания термопластичных покрытий.
Краска, прошедшая сквозь горящий пропан, формирует на поверхности прочный слой. Так как прямого нагревания окрашиваемого изделия не происходит, способ может использоваться не только для металла, но и для каучука, камня, композитов. Его успешно применяют для крупногабаритных или стационарно закреплённых объектов.

Электростатическое нанесение порошковой краски, особенности и виды

В промышленности используются два вида электростатического напыления: с зарядом частиц полем коронного разряда («корона»), или трибостатическое напыление, при котором частицы заряжаются трением о стенки напылителя.
1. Электростатическое нанесение Метод окрашивания коронарным зарядом требует высоковольтного оборудования. Коронный разряд ионизирует воздух, при прохождении через ионизированный слой краска электризуется.
При использовании этого способа могут появляться непрокрашенные участки в отверстиях изделия. Краска прежде всего, осаждается на выступающих его частях, следовательно, изделие, имеющее сложную конфигурацию, может быть окрашено неравномерно.
2. Трибостатическое нанесение Это нанесение краски с помощью воздушного потока, и удерживание её на окрашиваемой поверхности за счёт заряда, который частица получает при трении о диэлектрик – фторопласт. Из него изготавливаются рабочие узлы краскораспылителя. Трибостатические установки для окрашивания имеют меньшую стоимость.
Однако не любые краски можно зарядить трением достаточно сильно. Необходимо отбирать подходящие, или использовать специальные добавки.
Недостаток метода — быстрый износ пистолета, используемого для окрашивания. Но пазы и углубления прокрашиваются таким способом результативнее.
Дополнительный источник питания при таком способе не нужен, поэтому его себестоимость намного ниже. Кроме того, исключается риск возгорания от случайно возникшей искры. Нанесение оптимально для изделий сложной формы. Но нужно учесть, что степень электризации не так велика, и производительность у такого способа примерно в два раза ниже. Эффективность будет определяться размерами и формой деталей, а также временем, затраченным на саму операцию.
При трибостатическом способе нанесения порошкового покрытия скорость воздушного потока в камере не должна превышать 0,3 м/сек, это даст возможность избежать влияния турбулентности на равномерность нанесения.

Порошковый метод окрашивания — экологичное нанесение прочного и эстетичного окрашенного слоя, выполняющего защитную функцию. Сложность лишь в необходимости обязательного соблюдения всех технологических параметров, что предполагает наличие сложного оборудования или целой производственной линии.
Компания Евро-Декор уже много лет на рынке порошковых красок, мы поставляем качественную продукцию производственным организациям и несмотря на то, что сами не занимаемся окрашиванием можем порекомендовать наших партнеров.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: