Технология покраски порошковой краской

Преимущества порошкового окрашивания

1. Минимальное количество отходов. Окрашивание на качественном оборудовании дает эффективность до 98%.

2. В лучшую сторону изменяются санитарно-гигиенические условия туда. Это экологически чистая технология, при которой даже в печи концентрация летучих веществ не доходит до предельно допустимых норм.

3. Не используются растворители, что дает меньшую усадку и практически отсутствие пор на поверхности изделия.
4. Более экономное использование материала при окрашивании. Порошковое покрытие затвердевает в течение получаса и дает возможность получить более толстое однослойное покрытие. Экономия также заключается в отсутствии необходимости содержать большие производственные площади для подсушивания изделия на воздухе. При транспортировке более твердое порошковое покрытие не повреждается, что дает возможность снизить затраты на упаковку.
5. Поверхность, окрашенная порошковой краской, устойчива к ультрафиолету, имеет электроизоляционные и антикоррозийные свойства.
6. Порошковая краска дает возможность создать палитру из более 5000 цветов.
7. Пониженная степень взрыво- и пожароопасности на производстве.

Недостатки порошкового окрашивания

1. Плавление порошка производится при температуре выше 150 0С, что не дает возможности окрашивать дерево и пластик.
2. Сложно нанести тонкий слой краски.
3. Оборудование для сухого окрашивания узконаправленное. В больших печах неэффективно окрашивать маленькие детали, а в небольшой печи нельзя окрасить поверхность большой площади.
4. Для каждого цвета необходимо использовать отдельный контейнер.
5. Сложно окрашивать предметы нестандартной формы или сборные конструкции.
6. Оснащение покрасочной линии требует больших вложений.
7. Если на поверхности появятся дефекты, локально устранить их не удастся, придется перекрашивать все изделие.
8. Нет возможности делать колеровку, использовать можно только заводские краски.

Плюсы и недостатки порошковой покраски металлоконструкций

Экономия средств.
Благодаря аспирационной системе потери краски составляют всего 1-4%.

Высокая степень автоматизации
производства, позволяющая быстро обучить рабочий персонал.

Отличные прочностные и декоративные свойства покрытия.

Универсальность.
С помощью этого метода окрашиваются любые металлоконструкции, в том числе изделия сложной формы.

В тоже время порошковая покраска конструкций проводится только в специально оборудованных помещениях и ограничена внутренними габаритами печи полимеризации. Возникшие при окраске локальные дефекты не устраняются – в отдельных случаях требуется полная перекраска изделия.

Еще один важный нюанс – полимерные краски не колеруются также, как жидкие. Конечный цвет определяется загрузочной рецептурой на начальной стадии и не может быть изменен по ходу процесса. Это достаточно трудоемкая процедура, требующая наличия спектрофотометра и соответствующего программного обеспечения.

1.4. Области применения порошковых красок

Перечень изделий, которые могут быть окрашены порошковыми красками, достаточно широк. Существуют отрасли промышленности, где особенно быстро растут темпы потребления порошковых красок. Примером могут служить покрытия внутренней поверхности труб для буровых нефтяных скважин и перекачивания нефти, функционирующие в условиях, где такие факторы, как повышенное давление, высокие температуры и присутствие вызывающих коррозию сред, способны оказывать разрушающее воздействие практически на все, за редким исключением, покрытия.

В США автомобильная промышленность потребляет около 15 % всех производимых в стране порошковых красок, и применение их все расширяется благодаря высокому качеству получаемых покрытий, по экономическим причинам, а также по соображениям экологии. Порошковые краски используются некоторыми производителями автомобилей для создания промежуточных грунтовочных слоев при получении наружных покрытий, а также для окончательной отделки внутренних деталей. Возрастает применение порошковых материалов для отделки различных автомобильных деталей, где необходима надежная защита наряду с хорошим декоративным видом. Диски колес, бамперы, рамки для зеркал, масляные фильтры, блоки двигателя, корпуса электрических аккумуляторов, рессоры — это лишь некоторые из многих деталей автомобилей, окрашиваемых порошковыми красками. Порошковые лаковые композиции для использования поверх основных наружных покрытий корпусов автомобилей являются альтернативой жидким органорастворимым лакам.

Производство товаров народного потребления представляет собой не единственную область рынка, использующую термоотверждаемые порошковые краски; на нее приходится около 17 % всего их потребления. Поскольку развивается тенденция замены силикатных эмалей порошковыми красками, использование порошков на рынке товаров народного потребления будет продолжать расти. В число областей применения порошковых материалов входит также окрашивание корпусов и кожухов различных изделий, морозильных камер, сушильных барабанов, корпусов стиральных машин и т. д.

Производство садового оборудования и инвентаря также является крупным потребителем порошковых красок (около 7 % от общего их потребления). Промышленные производства потребляют около 56 % всех порошковых материалов. Под промышленными производствами подразумеваются все другие, за исключением вышеупомянутых автомобильной промышленности, производства товаров народного потребления, архитектурных сооружений и садового оборудования и инвентаря.

Большими потенциальными областями потребительского рынка могут быть производства изделий из алюминиевого проката, представляющие в настоящее время 4% всего североамериканского рынка, потребляющего порошковые краски. Последние достижения в развитии полиэфир-тригли-цидилизоциануратных (ТГИЦ) систем и материалов на основе фторсодержащих полимеров позволили порошковым краскам конкурировать с жидкими системами при окрашивании архитектурных сооружений по прочности, атмосфероустойчивости и стойкости к обесцвечиванию. Некоторые из таких покрытий в различных строительных областях успешно эксплуатируются более 15 лет.

Порошковые краски на потребительском рынке — самый быстро растущий сегмент в структуре всех лакокрасочных материалов. Из примерно 5000 видов порошковых красок на североамериканском рынке используется около 1000 (табл. 1.1).

Таблица 1.1

Электростатическое напыление

Технология порошковой окраски электростатическим напылением.

Рис. 1 — Технология зарядки коронным разрядом

Его популярность обусловлена следующими факторами: высокая эффективность зарядки почти всех порошковых красок, высокая производительность при порошковом окрашивании больших поверхностей, относительно низкая чувствительность к влажности окружающего воздуха, подходит для нанесения различных порошковых покрытий со специальными эффектами (металлики, шагрени, мауары и т.д.).

Наряду с достоинствами электростатическое напыление имеет ряд недостатков, которые обусловлены сильным электрическим полем между пистолетом распылителем и деталью, которое может затруднить нанесение порошкового покрытия в углах и в местах глубоких выемок. Кроме того, неправильный выбор электростатических параметров распылителя и расстояния от распылителя до детали может вызвать обратную ионизацию и ухудшить качество полимерного порошкового покрытия.

Оборудование для порошковой окраски — электростатический пистолет распылитель есть типовом комплексе порошковой окраски Альфа Колор.

Рис. 2 — Эффект клетки Фарадея

Эффект клетки Фарадея — результат воздействия электростатических и аэродинамических сил.

На рисунке показано, что при нанесении порошкового покрытия на участки, в которых действует эффект клетки Фарадея, электрическое поле, создаваемое распылителем, имеет максимальную напряженность по краям выемки. Силовые линии всегда идут к самой близкой заземленной точке и скорее концентрируется по краям выемки и выступающим участками, а не проникают дальше внутрь.

Эффект клетки Фарадея наблюдается в тех случаях, когда наносят порошковую краску на металлоизделия сложной конфигурации, куда внешнее электрическое поле не проникает, поэтому нанесение ровного покрытия на детали затруднено и в некоторых случаях даже невозможно.

Рис. 3 — Обратная ионизация

Обратная ионизация вызывается излишним током свободных ионов от зарядных электродов распылителя. Когда свободные ионы попадают на покрытую порошковой краской поверхность детали, они прибавляют свой заряд к заряду, накопившемуся в слое порошка. Но поверхности детали накапливается слишком большой заряд. В некоторых точках величина заряда превышается настолько, что в толще порошка проскакивают микро искры, образующие кратеры на поверхности, что приводит к ухудшению качества покрытия и нарушению его функциональных свойств. Также обратная ионизация способствует образованию апельсиновой корки, снижению эффективности работы распылителей и ограничению толщины получаемых покрытий.

Для уменьшения эффекта клетки Фарадея и обратной ионизации было разработано специальное оборудование, которое уменьшает количество ионов в ионизированном воздухе, когда заряженные частицы порошка притягиваются поверхностью. Свободные отрицательные ионы отводятся в сторону благодаря заземлению самого распылителя, что значительно снижает проявление вышеупомянутых негативных эффектов. Увеличив расстояние между распылителем и поверхностью детали, можно уменьшить ток пистолета распылителя и замедлить процесс обратной ионизации.

№1. Суть метода порошковой покраски

По сравнению со многими существующими лакокрасочными материалами порошковая краска – это новый тип покрытия. Технология была разработана в 1950-х годах, с тех пор значительно усовершенствовалась и сегодня применяется во многих областях промышленности.

Порошковая краска – многокомпонентная дисперсная система, основой которой является бесцветный нерастворимый в воде порошок. К нему добавляют красящие пигменты, отвердители, пленкообразующие смолы и прочие добавки, чтобы в итоге получилась смесь, обладающая всеми необходимыми для создания покрытия качествами. Величина отдельных зерен такой смеси около 10-100 мкм. Растворитель добавлять не требуется, в чем и заключаются основные преимущества метода. Покраску можно выполнять быстро, без запаха и вреда для окружающей среды.

Процесс порошкового окрашивания состоит из нанесения порошковой краски на заранее подготовленную, очищенную поверхность и полимеризации полученного слоя при высокой температуре. Технология нанесения порошка на поверхность имеет свои нюансы и особенности, от которых зависит вариант порошковой покраски. Чаще всего используют такие методы:

• электростатическое распыление;
• нанесение потоком воздуха;
• электростатическое распыление с потоком воздуха;
• нанесение пламенем.

Метод электростатического распыления самый популярный. Частицам краски внешним источником или трением придается электрический заряд. Поверхность, которую необходимо окрасить, получает противоположный заряд. Возникает электростатическое поле, благодаря которому частицы краски успешно оседают на поверхности. Те частицы, которые так и не «прилипли», впоследствии улавливаются и могут быть вновь использованы для окрашивания. После того, как слой порошка нанесен, изделие отправляется в камеру полимеризации, где происходит запекание краски.

Второй метод предусматривает предварительный нагрев окрашиваемой поверхности. Частицы краски с помощью воздушного потока удерживаются во взвешенном состоянии. Падая на разогретую поверхность, частицы «прилипают» и тают, образуя покрытие. Толщина слоя будет зависеть от степени нагрева поверхности и длительности контакта с порошком. Зачастую дополнительный нагрев не требуется, но в отдельных случаях применяют нагревание в камерах.

Третий метод – это что-то между электростатическим и воздушным напылением. Окрашиваемую поверхность предварительно не нагревают, а молекулы воздуха ионизируют, вследствие чего заряжаются частицы краски, которые удерживаются воздушным потоком. Поверхность с нейтральным зарядом быстро покрывается равномерным слоем заряженных частиц краски. Технология подходит для окрашивания небольших и относительно простых по форме предметов.

Метод окрашивания с помощью пламени – новое слово в сфере порошковой окраски. Краску плавят сжатым воздухом, после чего она подается в специальный пистолет и нагревается за счет сжигания пропана. Расплавленная субстанция наносится на поверхность. Дополнительного температурного воздействия в виде запекания в печи не требуется, поэтому подобным образом можно наносить покрытие даже на не самые термостойкие материалы. Используют метод для окрашивания больших предметов или элементов, которые закреплены таким образом, что демонтировать их сложно или невозможно.

В любом случае на поверхности формируется монолитное прочное покрытие в результате расплавления порошковой краски. Твердая пленка получается путем отвердения (термореактивные краски) или охлаждения (термопластичные краски).

Виды порошковых красок

Все выпускаемые виды порошковых красок можно разделить на две большие классификации – термопластические и термореактивные. Все зависит от того, какие вещества, образующие пленку, используются в составе.

Термопластичные порошковые краски

Термопластические краски содержат в своем составе термопластичные образователи пленки. Данный вид красок образует покрытие, не создавая при этом химических реакций, частицы сплавляются и затем эти сплавы охлаждаются. Термопластические краски имеют в своей основе поливинилбутирал, полиамид, поливинилхлорид и полиэтилен.

Назначение поливинилбутираловых красок состоит в защитной, декоративной функциях, они бензостойки, электроизоляционны и амбразивостойки.

Поливинилхлоридные краски устойчивы к влияниям моющих веществ, им не страшны атмосферные явления. Такими красками окрашивают поверхности как внутри, так и снаружи помещения.

Самыми популярными и распространенными являются полиамидные краски. При нанесении на поверхность они смотрятся наиболее красиво и эстетично, они прочны и тверды, они не боятся находиться под влиянием растворяющих веществ и истираний. Их применяют на деталях внутри помещений и для наружных объектов.

Краски, основой которых является полиэтилен, как правило, используют с целью защитить поверхность от различных воздействий. Их физические и механические, антикоррозийные характеристики очень высоки. Они прекрасно изолируют от воздействий электрического напряжения. Но такой вид красок имеет два весомых недостатка – образуемые ими покрытия достаточно часто растрескиваются, а также такие краски недостаточно устойчивы к воздействия атмосферных явлений.

Термореактивные порошковые краски

Термореактивный образователь пленки является составляющим в термореактивных красках. Формирование таких поверхностей происходит путем плавления частиц между собой и последующих за этим химических процессов. Они не растворимы и не плавки. В состав термореактивных красок входят полиэфирная и эпоксидная смола, полиуретан, акрилаты. Чаще всего такие покрытия используют в машиностроительной отрасли.

Краски на основе эпоксида достаточно прочны, они не боятся воздействий растворителей, но если происходит их перенагревания, то они приобретают желтоватый оттенок. Если на такую поверхность воздействует ультрафиолет, то верхние слои покрытия подлежат разрушению, их консистенция становится подобной мелу.

Краска на основе полиэфира подлежит использованию для наружных работ. Верхний слой такой краски благодаря воздействию открытого, постоянно циркулирующего воздуха, не подлежит разрушению.

Краски, которые имеют в своем составе полиуретан, характеризуются устойчивым блеском. Такие краски обладают защитными свойствами, они абразивоустойчивы и оберегают поверхности от воздействия трения. Поверхности, покрытые полиуретановой краской, защищены также от воздействий атмосферного влияния, растворителей, жидкого топлива, воды и масел минералов. А также такие краски имеют безупречное декоративное нанесение, их покрытие схоже с видом жатого шелка.

Краска на основе акрилата также имеет защитные функции. Она защищает обрабатываемые ей объекты от различных воздействий, в том числе от щелочей и перепадов температур. В течение длительного времени поверхность с таким покрытием будет радовать вас своим внешним видом.

Полимеризация или запекание

Металлоизделие с нанесенной краской помещается в печь. В ней под воздействием постоянной температуры происходит нагревание детали и полимеризация краски. Частицы сплавляются, образуя пленку, затем отвердевают и охлаждаются. Весь процесс занимает около 15–30 минут. Время полимеризации зависит от размера изделия и типа печи.

Температура в камере полимеризации держится в пределах 150-200 0С и зависит от типа краски. Расплавленный порошок способен заполнить все микронеровности, что дает хорошее сцепление с поверхностью металла.

Все необходимые свойства краска получает на этапе отвердения это прочность, внешний вид, защита. После этого изделие должно охладиться в течение 15 минут. В противном случае покрытие может быть повреждено, на него налипнет пыль и грязь.

Преимущества порошковых покрытий

Технология порошковой покраски металла имеет много достоинств:

• Прекрасные физико-химические и декоративные свойства покрытий, которых невозможно достичь другими способами окраски, в том числе богатая палитра возможных цветовых решений.
• Хорошие эксплуатационные свойства покрытий
• Долговечность изделий, окрашенных порошковыми красками
• Нанесение покрытия в один слой благодаря 100%-му содержанию сухого вещества, что говорит об экономичности использования порошковых красок
• Малая пористость
• Улучшенные ударопрочные и антикоррозийные свойства по сравнению с другими красками
• Отсутствие необходимости контроля вязкости, так как порошковые краски поставляются непосредственному потребителю в готовом к использованию виде
• Потери при окраске порошковыми красками составляют 1-4%, а, например, при использовании жидких красок – около 40%
• Затвердевание покрытия в течение 30 минут
• Отсутствие необходимости в больших помещениях для хранения порошковых красок
• Минимум повреждений окрашиваемых деталей при транспортировке и снижение затрат на их упаковку
• Экологическая безопасность покраски порошковыми красками

Ввиду всех вышеперечисленных достоинств данного способа окрашивания металла, большинство промышленников сегодня отдают своё предпочтение именно ему.

ПОРОШКОВАЯ ПОКРАСКА

В спектр услуг компании «Артметалл» входят услуги порошковой покраски металла, снискавшей большую популярность в области покраски металлоизделий.

С её помощью поверхность приобретает высокие декоративные свойства, антикоррозию, ударостойкость. Ей не страшны: осадки, выгорание на солнце, высокие и низкие температуры. Ни одно лакокрасочное средство не может сравниться с эксплуатационными преимуществами порошковой краски.

Порошковая окраска металла позволяет получить качественное и надежное полимерное покрытие, дверей, ворот, заборов, оконных решеток и лестниц. После процесса порошковой окраски изделие становится стойким к органическим растворителям, бензина, растворам кислот, щелочей. Полимерно-порошковая покраска абсолютно экологически безопасна, её технология не предусматривает каких либо растворителей, не токсична и не пожароопасна.

Сфера применения порошковой покраски

Технология порошкового полимерного покрытия применяется:

• в производстве фасадных элементов,
• оконных профилей,
• металлической мебели,
• кровельных материалов,
• офисной и садовой мебели,
• ворот,
• заборов,
• мебельной фурнитуры,
• автомобильных дисков,
• приборных щитков,
• радиаторов,
• холодильников,
• спортинвентаря,
• дверей и практически любых других металлических поверхностей, которые нужно надежно защитить от коррозии, исключая потеки на вертикальных поверхностях и сморщивания покрытий при сушке.

Мы предоставляем услуги порошковой окраски, в следующих направлениях: оборудование, кровельные материалы, бытовая и медицинская техника, отопительные батареи, профили, конструкции, радиаторы.

Порошковые краски

Компания «АртМеталл» предлагает услуги по полимерному покрытию Ваших изделий из металла любой степени сложности. Используем краски от известных и проверенных временем производителей, цвета которых измеряются по шкале RAL. Подготовка поверхности изделия к процессу порошковой покраски включает в себя: очистка, обезжиривание, грунтовка (по желанию заказчика), сушка. Иногда бывает достаточно лишь обезжиривания органическим растворителем.

Кроме обычных гладких, матовых и глянцевых порошковых красок, которые используют многие, мы активно используем краски с различными текстурами и спецэффектами:

• антики
• шагрени
• металлики
• полимерные лаки
• краски с эффектом кожи, шелка, дерева

Каталог цветов RAL

Покраска типа «Крокодиловая кожа»

Покраска типа «Антик»

Покраска типа «Металлик»

Покраска типа «Сахара»

Технология порошкового окрашивания

Получить качественное декоративное покрытие на изделии из металла при помощи порошковой краски можно только путем строго соблюдения технологии окрашивания. Методика заключается в том, что сухие частицы краски распыляют на очищенную и обезжиренную поверхность. Ровный однородный слой порошка на изделии обеспечивается тем, что на отрицательно заряженную поверхность металла, частицы краски с положительным зарядом легко прилипают. Чтобы эти частицы превратились в слой краски, их запекают в печи при температуре от 150-250 0С.

Технология порошкового окрашивания состоит из трех этапов:

• подготовка;
• окрашивание;
• полимеризация.

Подготовка поверхности изделия к окрашиванию

Этот этап наиболее долгий и сложный. От предварительной подготовки поверхности металла будет зависеть дальнейшее качество покрытия: прочность, эластичность. Предварительный этап включает в себя:

• очистку от загрязнений;
• обезжиривание;
• фосфатирование.

С металлической поверхности удаляется ржавчина, окислы, грязь. Если старое покрытие оставить, то краска будет плохо сцепляться с поверхностью и покрытие прослужит недолго.

Самый эффективный метод удаления ржавчины и окислов – дробеструйная очистка. Для этого используется песок, стальные или чугунные гранулы. Мелкие частицы под сильным давлением или воздействием центробежной силы подаются на металл и оббивают с него загрязнения.

Можно использовать химическую очистку или травление. Для этого подойдет соляная, серная, азотная или фосфорная кислоты. Это более простой способ, позволяющий обработать большее количество изделий, чем дробеструйная чистка. Но он требует последующего промывания изделия от кислот, что ведет к дополнительным временным и финансовым затратам.

Фосфатирование изделия аналогично грунтованию. Поверхность обрабатывается составом, создающим фосфатную пленку, улучшающую адгезию.

Итог

Порошковое окрашивание — это наиболее экономичный, быстрый и экологичный способ получения надежной защитной поверхности на металле. Срок службы изделия значительно увеличивается, а декоративное покрытие может быть разнообразным не только по цвету, но и по структуре.

Сложности технологии заключаются в строгом соблюдении всех этапов. Для этого необходимо наличие специальной производственной линии. Проблемы могут возникнуть при:

• окрашивании крупногабаритных предметов;
• изделий сложной формы;
• конструкций из смешанных материалов.

Перед другими типами окрашивания сухой способ имеет бесспорные преимущества:

• безотходность;
• разнообразие красок по стоимости и свойствам;
• высокие физико-механические показатели окрашенной металлической поверхности.

По этим причинам порошковое окрашивание стало одним из самых популярных современных методов защиты металла от повреждений.