Покраска порошковой краской: технология и методы
Принципы порошковой окраски металлических изделий
Использование красок на основе порошка началось с 60-х годов прошлого столетия. Они получили большую популярность за короткий промежуток времени благодаря привлекательному виду, эксплуатационным характеристикам. После порошковой окраски металлические изделия становятся более качественными.
Покрытие металла порошковой краской
Суть и особенности метода
В процессе напыления мелкие элементы краски заряжаются при трении или от внешнего источника подачи электричества. Благодаря электрическому полю частицы притягиваются к окрашиваемой поверхности. Осуществляется это благодаря отрицательному заряду изделия.
Частички, которые не осели на металл, улавливаются специальным механизмом покрасочной камеры и могут использоваться повторно. Когда деталь будет полностью покрыта красящим составом, ее помещают в нагретую камеру для запекания.
Процесс застывания краски состоит из трех этапов. Частицы порошка расплавляются, переходят в вязкотекучее состояние. Из расплавленной массы образуется монолитный слой. Последний этап — покрытие металлические поверхностей полимером. После его остывания получаются гладкие поверхности.
Сферы применения
Области применения технологии порошковой покраски:
- обработка стеклянных панелей, листов МДФ;
- порошковая окраска изделий из металла;
- покраска изделий из натурального, искусственного камня, керамики;
- покрытие алюминия.
Окрашивание автомобильных дисков (Фото: Instagram / polimerka22)
Способы нанесения
Существует два способа покраски металлических изделий порошковой краской. Перед выполнением работ нужно изучить особенности каждого из метода.
Электростатический
Впервые краскопульт для нанесения краски электростатическим способом был запатентован в 1941 году (некоторые утверждают, что это произошло с 1941 по 1944 год).
Принцип работы электростатического краскопульта заключается в том, что проходящая через сопло краска касается электрода, на который подается отрицательное напряжение до 10000 вольт.
Трибостатический
Для проведения этого способа используется специальный пистолет, на котором установлен ствол большой длины. На его внутренних поверхностях закреплен абразивный материал. Краска проходит через него и за счет трения заряжается отрицательным зарядом.
Окрашивание трибостатическим методом (Фото: Instagram / techsposob)
Виды красящих составов
- Термопластичные — нанесение декоративного слоя осуществляется при сильном нагреве. В качестве связывающей смолы могут применяться нейлоны, винилы, полиэстеры.
- Термореактивные — декоративное покрытие, образующееся благодаря химической реакции.
Детали, покрашенные термореактивным способом, подходят для жестких условий эксплуатации.
Преимущества и недостатки метода
Достоинства технологии порошковой покраски металла:
- экологичность красящего состава.
- минимальная усадка благодаря отсутствию растворителя;
- большой выбор цветов;
- высокая механическая устойчивость окрашенных поверхностей;
- привлекательный вид.
- Для покраски больших заготовок нужно покупать крупногабаритную печь.
- Невозможно нанести тонкий слой покрытия.
- Порошок плавится только при высокой температуре. Из-за этого технология не подходит для окрашивания пластиковых, деревянных заготовок.
Окрашивание металлических элементов (Фото: Instagram / ooo_pc_alvit)
Этапы окрашивания в домашних условиях
Чтобы самостоятельно покрыть металлические поверхности краской на основе порошка, нужно подготовить специализированное оборудование, изучить особенности проведения технологического процесса.
Инструменты и оборудование
Для проведения работ нужно подготовить:
- камеру для покраски (работы нельзя выполнять на открытом воздухе);
- порошковую краску;
- пистолет-распылитель;
- печь для сушки деталей.
Печное оборудование можно собрать самостоятельно.
Подготовка поверхности
Особенности подготовки металлических поверхностей:
- Очистить заготовки от загрязнений, ржавчины, налета.
- Окалины убрать болгаркой, шлифовальной машинкой.
- Легкие загрязнения удалить с помощью кислоты.
После очистки поверхности нужно обезжирить растворителем.
Нанесение состава
Процесс покраски металла:
- Заготовку нужно закрепить в покрасочной камере, нанести сухой порошок распылителем. Инструмент необходимо держать на одинаковом расстоянии от детали со всех сторон.
- Собрать остатки порошка можно специальным приспособлением — рекуператором. Если его нет, можно использовать пылесос циклонного типа.
- Запустить печь. Она должна быть расположена в хорошо проветриваемом помещении.
- Поместить деталь внутрь на 30 минут так, чтобы она лежала на заземленной раме.
Эксплуатировать изделие можно через сутки, когда декоративный слой полностью высохнет.
Рекомендации и техника безопасности
Рекомендации по проведению работ:
- Покраску нужно осуществлять в защитном костюме с маской, респиратором.
- Нельзя включать слишком сильную подачу воздуха при нанесении порошка. Это может привести к ускоренному износу оборудования, перерасходу красящего состава.
- Важно сделать правильное заземление, чтобы краска легла равномерно.
- Нельзя смешивать разные по цвету порошки.
- Хранить порошок нужно в теплом, сухом помещении.
- Нужно точно следовать технологии спекания порошкового вещества. Любое нарушение приведет к появлению визуальных дефектов.
Внутри покрасочной камеры должно быть хорошее освещение. Его можно обеспечить с помощью ламп дневного света. Чтобы покрасить заготовку большого размера, можно использовать красящий пистолет с пропановой горелкой.
Окраска металла порошковой краской — популярная технология нанесения декоративных покрытий. Ее применяют на промышленных предприятиях, в домашних условиях (при наличии покрасочной камеры).
Порошковая окраска металла: технология
Без специального покрытия железо быстро теряет первоначальный вид и ржавеет. Конечно, можно просто покрасить его кистью или пульверизатором. Но самым надежным способом защиты от коррозии является порошковая окраска.
Суть метода
Технология порошковой окраски позволяет получить на металле тончайший слой полимера, выглядящий единым целым с поверхностью. В промышленном производстве железо окрашивают именно этим способом. С помощью него обрабатывают детали механизмов, кованые изделия, мебель, входные двери, предметы бытовой техники.
Вначале металл равномерно покрывают сухими частицами порошка с помощью распылителя, подключенного к источнику напряжения. Они подаются под давлением вместе с потоком воздуха и удерживаются на поверхности за счет электростатического притяжения. Далее в специальных печах под воздействием повышенных температур или химических активаторов краска полимеризуется. В результате образуется тончайшая, но очень прочная пленка.
Окраска порошковой краской металлических изделий позволяет получить покрытие, не боящееся даже значительных перепадов температур и воздействия ультрафиолетовых лучей. Поцарапать или повредить полимерную пленку каким-либо другим способом даже при транспортировке не так-то просто. Да и выглядит она необычайно декоративно.
Виды порошковых красок
Их подразделяют по способам образования пленки на поверхности. Выделяют две основные группы подобных красок:
- термопластичные: покрытие образуется под воздействием высоких температур 150-200°С за счет плавления и дальнейшего затвердевания порошка.
- термореактивные: наносятся с помощью химических акриловых, эпоксидных или полиэфирных реагентов.
В промышленности больше распространен второй способ. Покрытия, нанесенные с помощью термореактивных реагентов, не боятся длительного нагрева и пребывания на солнце. Порошковое окрашивание металлических изделий в домашних условиях чаще производится термопластичным способом.
Требуемые материалы и оборудование
Итак, дадим подробное описание технологии порошковой окраски металла. Для создания на нем прочного слоя напыления понадобятся:
- печь (камера) для полимеризации: ее можно изготовить самому или приобрести в специализированном магазине;
- пистолет-распылитель: так как стоит подобное устройство немало, его можно также собрать из преобразователя, часто используемого в зажигалках для газовых плит, блока питания и обычной пластиковой бутылки;
- естественно, сама краска.
Печи для сушки потребуется подключить к источнику напряжения, равному 25 кВт. В работе она будет выдавать 6 кВт, на разогреве чуть больше – 12 кВт. Для ее изготовления понадобится толстый листовой металл для корпуса, ТЭНы, вентилятор тангенциального типа, в котором воздушные массы будут перемещаться в одном направлении, а также любой негорючий теплоизолятор для обшивки.
Нагревательные элементы располагают параллельно друг другу на противоположных стенках печи. Основная часть вентилятора крепится вне камеры. Его наваривают таким образом, чтобы выход был узким, а вход достаточно широким. В сушильной печи также необходимо сделать отдельную камеру для напыления. Для обработки крупных деталей лучше предусмотреть тележки рельсового типа.
Подготовка поверхности
Этот этап считается самым важным. Технология порошковой покраски металлических изделий подразумевает полную очистку поверхности от ржавчины и загрязнений. При наличии даже мельчайших следов коррозии покрытие просто осыплется.
Зачищать поверхность следует наждачкой или металлической щеткой до блеска, так, чтобы не осталось не одного, даже мельчайшего ржавого пятнышка. Для удаления значительного слоя коррозии используют травление соляной или серной кислотой. Старый слой краски или чернение также полностью удаляются. Для этого используются специальная смывка.
После полной зачистки металл необходимо обезжирить растворителем. Далее для увеличения адгезии (сцепления с краской) поверхность грунтуют. Последний этап – пассивирование, то есть обработка смесью натрия и нитрата хрома для защиты от коррозии.
Нанесение краски
Процесс довольно прост. Помещаем требуемую деталь в отсек напыления и подключаем краскопульт к источнику питания.
- Сухой порошок наносится с помощью распылителя равномерно. Для этого необходимо держать инструмент на одинаковом расстоянии от поверхности в течение всего времени обработки.
- Сухие частички краски под воздействием электрического напряжения сами прилипнут к поверхности. Если его достаточно, при поднесении бутылки с металлической пробкой ближе 20-30 мм должны появиться мелкие искры.
- Учтите, что смешивать несколько видов порошка для получения нужного оттенка не рекомендуется. Цвет получится неравномерным.
- Сбор остатков порошка в производственных условиях производится с помощью специального оборудования – рекуператора. В домашних условиях можно воспользоваться пылесосом циклонного типа. На пол лучше заранее настелить газеты.
Основные этапы окрашивания
Опишем подробно технологию нанесения порошковой краски на металл:
- Печь следует установить в помещении, имеющем принудительную вытяжку. Все работы проводятся в защитном костюме, марлевой повязке или респираторе и очках.
- Для освещения понадобятся лампы дневного света. Использовать обычные лампочки не следует – мельчайшие частицы порошка будут к ним притягиваться.
- Покрытые сухой краской изделия помещаются на полчаса в печь. Крепить их следует на раме, имеющей заземление.
- Добиться равномерного прогрева разного вида деталей в домашних условиях непросто. Для получения монолитной и прочной полимерной пленки температуру каждый раз придется подбирать опытным путем.
- Для каждого вида краски существуют особые рекомендации, описанные в инструкции производителя, в том числе и точное время полимеризации. Его следует неукоснительно соблюдать.
- Основные сложности возникают при окрашивании деталей разных размеров. Для каждой из них может понадобиться отдельная печь.
- Никакой дополнительной обработки не требуется. После остывания и отверждения в течение суток окраска считается оконченной. Сушка производится обычным способом на открытом воздухе.
- Для окрашивания крупногабаритных изделий можно использовать пистолет с пропановой горелкой. Сухой порошок, проходя через нее, сразу же расплавляется и подается в полужидком состоянии. Сама окрашиваемая деталь при этом не нагревается.
Таким образом, нанесение порошковой краски на металл даже в домашних условиях вполне реально. Подобным методом можно обрабатывать не только железо, но и закаленное стекло, способное выдержать температуру 150-200°С.
Покраска порошковой краской изделий из металла, правила нанесения
Отличия в составе и технологии использования порошковой краски, выделяют данный вид покрытия в «особый класс» относительно остальных лакокрасочных материалов. В настоящее время порошковая окраска металлических изделий получила существенное распространение в промышленности, начиная от самолётостроения вплоть до выпуска бытовых товаров и принадлежностей.
Порошковая окраска металлических изделий: технология процесса и основные этапы
Технологический процесс порошковой покраски разделяются на следующие этапы:
- подготовка окрашиваемой поверхности;
- нанесение краски в виде порошка;
- формирование жидкой плёнки при высокой температуре;
- химическое отверждение плёнкообразующего материала (при использовании термореактивных красок);
- окончательное формирование покрытия.
Подготовка поверхности
При подготовке окрашиваемой поверхности следует учитывать, что необходимо обеспечить не только смачиваемость с жидкой фазой плёнкообразователя, но и равномерное распределение порошковых материалов при напылении. Уделяется внимание как удалению всевозможных поверхностных загрязнений, так и обеспечению поверхности необходимой шероховатости. Дополнительно к механическим способам подготовки поверхности могут использоваться и химические, такие как обезжиривание, травление или фосфатирование.
Нанесение порошковых материалов
Порошковая окраска металла осуществляется:
- электростатическим напылением;
- погружением во взвешенный слой электризованного порошка;
- газопламенным способом.
Благодаря своей простоте и универсальности, наибольшее применение получило нанесение краски электростатическим напылением. Для плоских поверхностей могут использоваться специальные магнитные щётки-валики по технологиям, используемыми в копировальной технике. Окунание в «кипящий слой» используется на автоматических линиях при конвейерном производстве однотипных изделий. Газопламенный способ из-за чрезмерной неравномерности слоя и свойств получаемого покрытия распространения не получил. Существующее плазменное напыление отличается применением низкотемпературной плазмы для нагрева частиц и использованием инертного газа; ограничивается использованием термостойких порошков при нанесении тонких покрытий на термостойкие материалы.
Удержание и равномерность распределения на поверхности металлических изделий порошковых материалов обеспечиваются за счет электростатических сил взаимодействия заряженных частиц краски и «электронейтральной» поверхности. Перед напылением частицы краски в пистолете получают электрический заряд:
- в поле коронарного заряда, создаваемого электродом;
- за счет трения о поверхность оборудования.
Заряд частиц, как правило, отрицательный, величина заряда должна соответствовать оптимальному диапазону, позволяющему удерживать частицы на поверхности до образования жидкой плёнки и не нарушающему технологию нанесения. Регулируется характеристиками электрода или скоростью движения частиц при трении о поверхность оборудования, площадью и материалом поверхности.
При электростатическом напылении покрытия одинаково качественно формируются на горизонтальных и вертикальных поверхностях. Нулевой заряд металлического изделия обеспечивается заземлением.
Формирование жидкой плёнки
Технология нанесения порошковой краски
Пленкообразование происходит при нагреве порошковых материалов до вязко-текучего состояния, при этом происходит:
- деформация и вязкое течение материала;
- удаление воздуха;
- смачивание жидким материалом поверхности подложки.
При производстве труб и металлического профиля используется нанесение порошка в «кипящем слое» на предварительно нагретые заготовки, процесс формирования жидкой плёнки происходит за счет аккумулированного тепла или дополнительного нагрева.
В случае использования термореактивных красок при высокотемпературной выдержке дополнительно происходит химическое отверждение жидкой плёнки за счет полимеризации или поликонденсации плёнкообразователей. Это удлиняет время высокотемпературной выдержки, повышает затраты и снижает производительность. Существуют составы на основе термореактивных смол, ускоренное отверждение плёнок которых происходит при ультрафиолетовом облучении.
Окончательное формирование покрытия
Итоговое формирование пленки происходит при охлаждении изделия. Условия могут отличаться как скоростью охлаждения, так и средой. Прочностные характеристики покрытия и силы адгезии, в зависимости от условий формирования, может изменяться на десятки процентов. При этом для разных видов полимеров практикуется ускоренное и замедленное охлаждение . Охлаждение покрытия в пластифицирующих полимерных средах может снизить внутренние напряжения покрытия до нуля.
В отличие от термореактивных, термопластичные краски позволяют легко устранять дефекты покрытия с использованием повторного «спекания».
Широко используется порошковое окрашивание в строительной промышленности при производстве профиля из стали и алюминия, изготовлении дверей, ворот и других металлоконструкций. В автомобильной промышленности применяется при производстве дисков колёс и других деталей.
Несмотря на сложность колеровки, некоторые производители предоставляют порошковые краски до 250-ти цветов по таблицам RAL.
Порошковая окраска металла: правила и рекомендации
Процесс подготовки металлических деталей к покраске
При покраске металлических изделий порошковой краской как на промышленных линиях, так и своими руками в домашних условиях, необходимо следовать таким рекомендациям:
- Используйте порошковые материалы проверенных производителей.
- Без правильного заземления металлического изделия нарушается электростатический механизм удержания и распределения порошковых материалов на поверхности. Поэтому необходимо следить за состоянием подвесных крючков, обеспечивающих заземление деталей. Следует предусмотреть технологическую операцию очистки крючков и контроль цепи заземления.
- Напыление порошковых материалов необходимо производить минимально необходимым количеством воздуха. Чрезмерная подача воздуха приводит к:
- перерасходу краски;
- повышенному износу оборудования;
- нарушению технологии электризации частиц порошка;
- изменению гранулометрического состава краски;
- ухудшению видимости в окрасочной камере.
- Качественное покрытие получают при использовании воздуха нужной кондиции. При этом следует уделять внимание не только отсутствию пыли, но и содержанию в воздухе влаги и масла. Необходимо использовать соответствующие фильтры до подачи воздушной смеси в оборудование. В качественном воздухе:
- размер твёрдых частиц не превышает 0,3 мкм;
- точка росы не превышает 4 °С (т.е. при 20 °С влажность не более 35%);
- содержание масла не более 0,1 промилле.
Оборудование для порошковой окраски
- При повторном использовании порошковых материалов учитывается изменение исходного состава, прежде всего гранулометрического. Не следует превышать количество допускаемых добавок регенерированных материалов в исходные порошки. Тщательно гомогенизируйте смесь порошков перед использованием.
- Не допускайте смешивания краски различных цветов и видов. При переходе на другую краску необходимо тщательно очистить всё оборудование. Желательно иметь для каждой используемой краски отдельные расходные бункера и шланги.
- Без подготовки поверхности не получите качественного покрытия. При этом следует учитывать назначение и условия эксплуатации изделия. Раму велосипеда надо подготавливать несколько иначе, чем элементы офисного стола. Небрежная подготовка приводит к:
- поверхностным дефектам покрытия;
- отслоению краски;
- преждевременному разрушению покрытия в агрессивной среде.
- Стоимость исходного порошка не определяет реальную экономичность покрытия. Следует учитывать:
- расход материалов на единицу площади поверхности;
- долговечность покрытия;
- устойчивость к воздействию вредных условий;
- внешний вид.
- Учитывайте условия хранения порошковых материалов. Повышенная температура может снизить как технологические характеристики порошка, так и эксплуатационные свойства покрытия. Используемая тара должна быть водонепроницаема из-за высокой гигроскопичности материалов. Обычно рекомендуемая температура в складе не должна превышать 25…28 °С, влажность не более 50%.
- Строго соблюдайте рекомендуемую технологию «спекания» порошка. Следует учитывать, что температура воздуха в рабочей зоне печи является косвенной характеристикой техпроцесса. Работа установки должна обеспечивать равномерный прогрев металла изделия до оптимальных температур. В зависимости от вида материала и массы изделия оптимальная температура воздуха и время выдержки могут меняться и отражаются в инструкции.
- Своевременно выполняйте технические регламенты по поддержанию работоспособности оборудования участка. Профилактическое обслуживание, включая регулярную очистку, осмотр, ремонт и замену компонентов, является основой безупречной работы и получения качественной продукции. Используйте запасные части оригинальных производителей. Хорошо зарекомендовало себя оборудование компании TESLA.
Техника безопасности
Основными видами угрозы при порошковой окраске изделий являются:
- попадание пыли в лёгкие и на поверхность кожи маляра;
- образование взрывоопасной пылевоздушной смеси.
Видео: порошковая покраска металлических дверей
Все, кто сталкивался с покраской металлоизделий на практике, знают – покрасить алюминий задача не из простых. Трудность состоит в том, что изделия из алюминия отличаются очень плохой сцепкой с традиционными жидкими красками, а после нанесения красителей поверхность быстро трескается, теряя покрытие. Несколько удачнее проходит окрашивание с помощью распыления аэрозольных красок.
Наиболее оптимальным вариантом является порошковая покраска – новая современная технология, позволяющая добиться стойких и надежных результатов. Порошковый слой равномерно распределяется на алюминевой поверхности, а последующая полимеризация частиц образовывает прочное покрытие изделий и деталей, которое прослужит долго.
Особенность алюминия состоит в том, что при контакте с воздухом металл окисляется, покрываясь защитным слоем оксида. Поэтому порошковое покрытие должно быть рассчитано на выполнение двух функций – декорирования и защиты. Защита заключается в создании непроницаемой пленки, предохраняющей металл от воздействия воздуха, влаги и других внешних факторов.
Специальная порошковая краска по алюминию обладает рядом ощутимых преимуществ:
- отличные параметры прочности и сцепки покрытия;
- надежная защита алюминевой детали от окисления и отставания слоев краски;
- стойкость покрытия к атмосферному и температурному воздействию;
- простота и скорость окрашивания алюминия;
- безотходная технология нанесения красящего вещества;
- экологическая и пожарная безопасность процесса;
- экономичность промышленного метода покраски за счет малых энергетических и материальных затрат.
Технология покраски с помощью красящего порошка заключается в нанесении напыления красителя на специально обработанную поверхность алюминиевой конструкции и последующей термохимической реакции материалов. Для этого изделие с нанесенным напылением подвергается нагреву в специальной камере, за счет чего частицы прочно сплавляются и образуют прочный пленочный слой, обладающий защитными свойствами.
Этапы технологии покраски алюминия порошковой краской
Процесс порошковой покраски алюминия выполняется в промышленных условиях с помощью специального оборудования. Он состоит из трех основных этапов:
- Подготовка поверхности. Перед окраской алюминий необходимо тщательно очистить от загрязнений, удалить пыль, грязь и жировые пятна, промыть в специальных моющих средствах. После обезжиривания следует промыть изделие в чистой воде для удаления всех следов химических веществ. Далее следует трехступенчатая химическая обработка металла с помощью щелочей и кислот, после чего деталь окончательно промывают в воде, подвергнутой деионизации.
- Нанесение краски. Наносятся порошковые красители при помощи специальных ионизирующих пистолетов. Принцип нанесения заключается в создании электростатического поля – деталь заземляют, а частицы порошка подаются через распылитель с электродом. В нем путем подачи высокого напряжения порошок получает электрический заряд и притягивается к поверхности изделия. На алюминиевой поверхности образуется равномерное порошковое покрытие. Остатки порошка, которые не притянулись к изделию, могут использоваться повторно.
- Полимеризация. Покрытые слоем порошка изделия помещают в специальную камеру с высокой температурой (160-210С), где происходит сплавление частиц красителя и формирование защитного покрытия. В зависимости от типа краски, образуется термопластичный или термореактивный слой. Термопластичные красители изготавливаются на полимерной основе и характеризуются отличными внешними данными. При этом подаются термическому и химическому воздействию. Термореактивные краски за счет химических процессов образуют новые прочные соединения, устойчивые к большинству агрессивных факторов.
Палитра порошковых красителей для алюминевой поверхности отличается разнообразием. Среди термореактивной группы для окрашивания алюминия доступна полная цветовая шкала по системе RAL с тремя степенями блеска – глянец, матовый и матовый с отблеском. Тип и цвет покрытия подбирается с учетом технологических требований окрашиваемого изделия. Качественные краски проверенных производителей изготавливаются в соответствии с требованиями современных сертификатов безопасности и обеспечивают оптимальный результат.
Порошковая окраска металлических изделий-технология выполнения
Современные технологии окрашивания металлических изделий порошковыми красками стремительно развиваются. Использование жидких лакокрасочных материалов в производственных условиях постепенно уходит на второй план. Большинство производителей металлоизделий делает выбор в пользу порошковых красок, так как они обеспечивают качественное и долговечное декоративно-защитное покрытие.
Что такое порошковые краски
Этот высокотехнологичный красящий материал обладает уникальными свойствами, которых нет у жидких красок. Они состоят из красящих пигментов, пленкообразующих смол и катализаторов, обеспечивающих отвердение материала. В их составе отсутствует растворитель, а в функции дисперсионной среды выполняет воздух. Это делает порошковые краски менее токсичными и более дешевыми в производстве.
Что окрашивают сухими красками
Метод порошкового окрашивания подходит не для всех поверхностей. Его используют, когда необходима дополнительная защита от коррозии, долговечность и прочность. В некоторых случаях порошковая краска способна обеспечить электроизоляцию.
Порошковое окрашивание применяют в основном в промышленном производстве для:
- кованых изделий, алюминиевых профилей и оцинкованного металла;
- лабораторного и медицинского инвентаря;
- мебели;
- бытовой техники;
- спортивного инвентаря.
Преимущества порошкового окрашивания
-
Минимальное количество отходов. Окрашивание на качественном оборудовании дает эффективность до 98%.
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.
Недостатки порошкового окрашивания
- Плавление порошка производится при температуре выше 150 0С, что не дает возможности окрашивать дерево и пластик.
- Сложно нанести тонкий слой краски.
- Оборудование для сухого окрашивания узконаправленное. В больших печах неэффективно окрашивать маленькие детали, а в небольшой печи нельзя окрасить поверхность большой площади.
- Для каждого цвета необходимо использовать отдельный контейнер.
- Сложно окрашивать предметы нестандартной формы или сборные конструкции.
- Оснащение покрасочной линии требует больших вложений.
- Если на поверхности появятся дефекты, локально устранить их не удастся, придется перекрашивать все изделие.
- Нет возможности делать колеровку, использовать можно только заводские краски.
Виды порошковых красок
По типу образования пленки сухие краски принято подразделять на:
- термореактивные. Готовая пленка образуется после химических преобразований;
- термопластичные. Окрашивание происходит под воздействием высокой температуры без химических реакций.
Термореактивные краски более распространены. Для их приготовления используются акриловые, эпоксидные или полиэфирные смолы. Их преимущество заключается в том, что поверхность не будет деформироваться после повторного разогрева. Термореактивные краски могут применяться для окрашивания изделий, которые будут эксплуатироваться в тяжелых условиях.
В термопластичных красках в качестве смол могут использоваться полиэстеры, винилы или нейлоны. Твердое покрытие образуется без химической реакции только путем остывания и затвердевания. Состав затвердевшей краски аналогичен составу исходного материала. Это позволяет повторно производить нагревание и плавление порошка.
Способы нанесения порошковой краски
Технология окрашивания при помощи сухого материала позволяет применять несколько вариантов распыления порошка.
Нанесение краски направленным потоком воздуха. Изделие нагревается и при помощи краскопульта частицы порошка распределяются по поверхности. Качественное покрытие получается только после наиболее точного определения температуры нагревания металла. Недостатком этого метода является необходимость дополнительной термической обработки после полимеризации.
Электростатическое напыление. Этот метод окрашивания наиболее распространен. Прилипание частичек обеспечивается электростатическим напряжением. После полимеризации изделие остывает в естественных условиях. Не прилипший порошок можно повторно использовать, для его сбора предусмотрены специальные камеры. Лучше всего этот метод подходит для изделий простой формы и небольшого размера.
Оборудование для сухого окрашивания
В порошковом окрашивании нанесение краски не является заключительным этапом. Чтобы полимер закрепился на поверхности, его нагревают в печах. Линия порошкового окрашивания состоит из:
- камеры для нанесения порошка. В этой герметичной камере наносится красящее вещество на металл;
- электростатического распылителя для нанесения порошка. Благодаря статическому электричеству, создаваемому источником высокого напряжения, краска равномерно наносится на конструкции любой формы;
- камеры полимеризации. Она обеспечивает постоянную температуру и оснащена системой вентиляции. В ней происходит процесс полимеризации краски и ее равномерное распределение по изделию;
- компрессора. Он предназначен для создания определенного давления в камере окрашивания;
- устройства для транспортировки металлоизделий. Тяжелые и большие окрашенные изделия должны аккуратно перевозиться, чтобы порошок с них не осыпался. Это обеспечивают специальные тележки, передвигающиеся по монорельсу.
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.
Нанесение краски
Окрашивание производится путем электростатического напыления в специальных камерах с системой отсоса воздуха, которая не дает краске попасть наружу. Для окрашивания крупных предметов используются камеры проходного типа, а для мелких деталей тупиковые. Есть камеры, в которых краска наносится автоматическими пистолетами-манипуляторами.
Распыление производится пневматическим пистолетом. Положительно заряженные частицы краски обволакивают заземленную деталь и прилипают к ней. Весь процесс происходит следующим образом:
- порошковая краска в специальном бункере смешивается с воздухом. Пропорции регулируются при помощи вентилей;
- смесь краски и воздуха проходит через распылитель с высоковольтным источником, где частицы получают необходимый положительный заряд;
- краска распыляется на изделие и закрепляется на нем;
- вытяжная вентиляция уносит частицы, не получившие нужного заряда. Там они собираются в специальном бункере, а затем повторно используются или утилизируются.
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.
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.
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.