При какой температуре плавится порошковая краска. Технология процесса окрашивания

Отверждение (полимеризация) порошковых полимерных покрытий должно проходить как можно более рационально и при этом не нарушать качество образующегося покрытия (Пк), еще чувствительного к внешним воздействиям.

Порошковых полимерных покрытий протекает в зависимости от состава композиции, согласно законам кинетики, при определенной температуре и времени в печи полимеризации. При горячей сушке весь слой порошкового краски должен быть как можно быстрее нагрет до необходимой температуры при ее однородном распределении в отверждаемом слое. Только при таких условиях расплав порошковой краски может достичь минимальной вязкости без ухудшения растекаемости в результате проходящей реакции полимеризации. При медленном нагревании в толщине слоя порошковой краски начинается процесс полимеризации еще до того, как произошло его достаточное растекание по поверхности изделия, в результате чего отвержденная поверхность получается неровной. Обычно температура горячей сушки для порошковых красок составляют 110 - 250°C, а время выдержки 5 - 30 мин. Определенное влияние на процесс отверждения-полимеризации имеют форма и толщина окрашиваемых изделий. Под временем нахождения в печи обычно подразумевается время, в течение которого изделие находится в активной зоне печи полимеризации. Оно делится на время нагрева и выдержки. Температура горячей сушки и необходимое время выдержки определяются типом порошкового ЛКМ, а время нагрева -толщиной материала подложки и конструктивной формой зоны нагрева. Постоянство температуры горячей сушки и контроль температуры в процессе нагрева обеспечивают получение покрытия с равномерным блеском и предотвращают перегрев порошкового полимерного покрытия.

Конструкционные разновидности сушильных камер

В зависимости от вида загрузки сушилки делятся на камерные и непрерывного действия. Корпуса сушилок состоят, как правило, из кассет с двойными стенками, выполненных из листового металла, между которыми находится изолирующий материал. Отдельные кассеты на местах стыков должны плотно прилегать друг к другу, поэтому крайне важен тщательный монтаж с использованием подходящей уплотнительной массы. При этом на участке нанесения порошковых покрытий следует избегать использования силиконсодержащих герметиков, поскольку их остатки приводят к образованию дефектов (кратеров).

Конструкция сушилок всегда должна быть такой, чтобы образовывалось как можно меньше «тепловых мостиков» между их наружной и внутренней обшивкой. Начиная с определенной длины и температурных диапазонов, должны быть предусмотрены специальные стыки, учитывающие расширение материала и достаточные для компенсации колебаний длины внутренней и наружной обшивок корпуса. Кроме того, необходимо обеспечить полную герметичность всех воздуховодов и воздушных каналов. Вентиляторы должны быть соединены с корпусом так, чтобы не передавалось никаких колебаний, мешающих работе.

Камерные сушилки представляют собой самые простые конструкции печей полимеризации и загружаются в периодическом режиме. Эти сушилки используют при малой пропускной способности и/или при существенно изменяющихся условиях горячей сушки, например когда с для окрашиваемых изделий различной толщины необходимо разное время сушки или когда при использовании различных порошковых ЛКМ применяют разную температуру сушки.

Большим недостатком этих печей является загрузка изделий отдельными партиями. Когда двери сушилки открываются для загрузки или выгрузки, температура в печи заметно падает и для достижения требуемой температуры приходится ждать определенное время. Однако для оптимальной полимеризации и хорошей растекаемости ЛКМ по поверхности необходимая температура изделия должна быть достигнута за возможно более короткое время.

Сушилки непрерывного действия при серийном производстве загружаются в поточном режиме - непрерывно или периодически, в большинстве случаев с применением транспортных установок. У этого типа сушилок входное и выходное отверстия располагаются на противоположных сторонах. Возможна реверсивная компоновка, при которой система транспортирования сконструирована таким образом, что изделия один или несколько раз меняют направление своего движения.

Сушилки непрерывного действия и реверсивные сушилки оборудуют в настоящее время так называемыми A-шлюзами, представляющими собой зоны, предназначенные для предотвращения потерь тепла у входного и выходного отверстий сушилки с помощью поднимающихся или опускающихся по наклонной участков транспортной системы внутри сушилки. При этом вход и выход располагаются на одном уровне, ниже дна сушилки. Если установка работает в периодическом режиме, сушилка для предотвращения потерь тепла может быть оборудована раздвижными или подъемными дверями. Такая конструкция используется преимущественно при больших размерах окрашиваемых изделий и меньшей пропускной способности. В этом случае площадь на которой располагается печь возрастает на величину, занимаемую участком подъема конвейерной системы, который тем короче, чем круче может подниматься конвейер с учетом способа подвески окрашиваемых изделий. Достаточное расстояние между двумя обрабатываемыми изделиями составляет 100 мм, минимальное - 80 мм.

При недостатке производственных площадей зачастую не удается реализовать конструкцию, включающую А-шлюз с полностью соответствующим ему участком конвейерной системы. Компромисс в этом случае достигается за счет того, что в торцевой стенке делают вырез для конвейера и подвески, и только более широкие окрашиваемые изделия поступают внутрь печи снизу. Потери на участке более узкого выреза можно снизить путем установки защитных элементов, изготовленных из эластичного материала.

Корытные сушилки - аппараты, конструкция которых предуматривает загрузку вертикально сверху в периодическом режиме. Чрезмерные потери тепла предотвращаются с помощью откидных дверей. Корытные сушилки часто применяют в погружных установках с ваннами, оборудованными передвижными подъемно-транспортными системами. Они также используются при транспортировании крупногабаритных окрашиваемых изделий вдоль погружной установки с помощью загрузочных автоматов (передвижных подъемно-транспортных систем). Температура в печи сохраняется наложением сверху крышки с подвесками, на которые навешивается обрабатываемое изделие, а при отсутствии подвесок - с помощью откидной или передвижной крышек.

Комбинированная сушилка или сушилка блочного типа. Поскольку перед нанесением порошкового ЛКМ изделия, как правило, подвергаются предварительной химической обработке, в большинстве установок для нанесения наряду с печью полимеризации необходима также сушильная камера для удаления воды. Комбинирование этих агрегатов позволяет получить определенную экономию благодаря наличию совместной разделительной стенки для каждой печи и отсутствию потерь трансмиссии через наружную стенку. Кроме того, отходящий воздух печи полимеризации можно смешивать с воздухом сушильной камеры и оттуда выводить наружу как отработанный. Таким образом, отпадает необходимость в наличии трубы для удаления отходящего воздуха и возникает возможность рекуперации энергии в соответствии с перепадом температур между печью полимеризации и сушилкой для удаления воды.Печь полимеризации в случае применения такой сушилки блочного типа имеет в большинстве случаев U-образную конструкцию, так что длина корпуса чаще всего приблизительно одинакова с сушилкой блочного типа.

Методы сушки

В зависимости от характера переноса тепла различают сушку за счет конвекции или различного рода облучения. Конвекционная или циркуляционная сушка осуществляется за счет движения потока нагретого воздуха на изделия, причем на их поверхности происходит интенсивный теплообмен. Нагретый воздух охлаждается, передавая тепловую энергию окрашиваемому изделию. При этом температура изделия повышается и нагревается лакокрасочные покрытий.

Для нагревания воздуха в сушилках циркуляционного типа могут использоваться все известные источники энергии. На практике чаще всего применяют дизельное топливо, природный газ, электроэнергию, масла, горячую воду и пар. Источник энергии выбирают, исходя из экономических или специфических для конкретного предприятия соображений, а также с учетом из температуры, необходимой для сушки.

Различают прямой или косвенный обогрев. В сушилках с косвенным обогревом перенос энергии в циркулирующий воздух осуществляется с помощью теплообменников. В аппаратах с прямым обогревом сушильная среда нагревается путем введения нагретых газов, образующихся в результате сгорания природного газа или котельного топлива.

Прямой обогрев более выгоден с точки зрения экономии энергии, но может быть использован только в тех случаях, когда чистота топочных газов исключает возможность загрязнения окрашиваемой поверхности, так как в противном случае может произойти пожелтение покрытия или внесение частичек сажи, образующихся в результате неполного сгорания. При особенно высоких требованиях к качеству получаемых покрытия можно производить фильтрацию как циркуляционного, так и свежего воздуха сушилки, чтобы надежно защитить еще не отвержденное покрытие от попадания загрязнений. Для циркуляции горячего воздуха используются вентиляторы, обычно радиального типа. Конвекционные сушилки работают, как правило, со скоростью циркуляции воздуха 1-2 м/с. В ряде случаев, несмотря на высокий расход энергии, имеет смысл значительно увеличить мощность вентиляторов, обеспечивающих циркуляцию воздуха. На практике обычно выбирается скорость до 25 м/с.

Важнейшее преимущество циркуляционной сушилки заключается в возможности ее универсального использования в широком диапазоне производственных программ. Это и объясняет их большую распространенность. Различные по геометрическим параметрам части, обладающие одинаковым отношением массы к поверхности, достигают одинаковой скорости нагревания. Поэтому изделия различной величины и формы, но одинаковой толщины могут подвергаться сушке при одном температурном режиме, т.е. одновременно. Выравнивание температуры происходит даже при обработке партий крупных изделий самой различной формы. Кроме того, благодаря одинаковому температурному режиму снижается до минимума опасность «пережигания» покрытия, т.е. его повреждения в результате перегрева на некоторых изделиях. В связи с малым различием между температурой окружающей среды и обрабатываемого изделия даже нарушения работы с остановкой конвейера не приводят, как правило, к производственному браку. Однако необходимо обращать внимание на соответствие температуры и времени выдержки указаниям изготовителей, так как превышение этих параметров может привести к изменению цвета. При нарушении работы и временной остановке производства необходимо принять соответствующие меры для снижения температуры печи и/или извлечения из нее окрашиваемых изделий.

Сушка инфракрасным облучением использует еще один способ передачи энергии для отвержения ЛКМ. Интенсивность ИК-излучения зависит от диапазона длины волн и температуры излучателя. Различают длинно-, средне-, коротко- и ультракоротковолновое излучение. Зависимость между длиной волны и температурой ИК-излучения приведена в таблице.

Иногда вместо длины волны оценивается температура терморадиационной стенки. В этом случае различают темные и светлые излучатели. Так называемые «темные излучатели» приблизительно соответствуют нижнему диапазону длинных волн. Эти излучатели представляют собой каналы из черной жести, в которых циркулируют дымовые газы при температуре 300 - 400°C, и используются, как правило, в тех случаях, когда в распоряжении имеется отходящее тепло соответствующей температуры, например в сушилках для кузовов автомобилей с термической очисткой отходящего воздуха. Из-за большой массы эти излучатели очень инерционны при регулировании. Кроме того, из-за большой поверхности теплообменников потери тепла за счет конвекции весьма велики, что приводит к значительному нагреванию воздуха.

В средне-, коротко- и ультракоротковолновом диапазонах обычно применяют электрические излучатели. Они обеспечивают более точное регулирование температуры поверхности окрашиваемых изделий.

ИК-лучи в зависимости от свойств облучаемой поверхности могут поглощаться или отражаться. Светлые гладкие поверхности, как и при воздействии световых лучей, отражают большую часть облучения по сравнению с шероховатыми и темными поверхностями. Неотраженная часть облучения преобразуется в тепло, что приводит к повышению температуры изделий и нагреванию слоя ЛКМ также и изнутри. Преимущество сушки ИК-облучением заключается также и в возможности переноса большого количества энергии за очень короткий промежуток времени. Это позволяет быстрее подготовить сушилку к работе, быстрее нагреть окрашиваемые изделия, а также значительно сэкономить рабочие площади благодаря более короткому пути движения изделий в процессе сушки.

Эти преимущества могут быть использованы в полной мере при сушке изделий с ровными тонкими стенками. Изделия более сложной формы и различной толщины отличаются разной скоростью нагревания. Так как нагревание при более высокой температуре излучателя происходит быстрее, в определенных местах может очень быстро произойти перегрев Пк. Этого можно избежать при применении дорогостоящих технических решений, предусматривающих дополнительное регулирование или существенное увеличение циркуляции воздуха, что сводит на нет все преимущества терморадиационной сушки.Средневолновые ИК-электроизлучатели (IRM-излучатели) представляют собой наиболее распространенный тип. Они отличаются прочностью конструкции и длительным сроком службы. Их недостаток - относительно медленное нагревание: до достижения полной мощности требуется около 2 мин.Коротковолновые электрические ИК-излучатели при регулировании превосходят IRM-излу-чатели, но обладают гораздо более коротким сроком службы. Газовые ИК-излучатели сочетают преимущества терморадиационного нагрева с дешевым теплоносителем.

Важным элементом при конвекционном нагревании являются воздуховоды, так как в печах терморадиационной сушки происходит обязательный нагрев воздуха. Чтобы избежать перегрева и добиться равномерного распределения тепла, в терморадиационных печах обеспечивается циркуляция находящегося внутри печи воздуха и отвод отходящего воздуха. При использовании ИК- и газовых излучателей можно во избежание перегрева дополнительно применять водяное охлаждение. Кроме того, у газовых излучателей необходимо обеспечивать отвод продуктов сгорания с помощью вентиляторов или в сочетании с находящейся вблизи сушилкой с циркуляцией воздуха.

Специальные методы отверждения. При других ускоренных методах отвержения, например УФ- или электронной терморадиационной сушке, излучение служит не для нагревания, а в качестве катализатора полимеризации пленкообразователя. Высокочастотная сушка (нагревание изделий с использованием индуктивного или емкостного сопротивления в высокочастотном поле) также является специальным методом отвержения, при котором для нанесения покрытия на металлы может быть использована только индуктивная сушка. Она в ряде случаев применяется для нанесения покрытий на трубы, проволоку и упаковочную ленту.

Индуктивное нагревание предполагает нахождение изделия в магнитном поле и его нагревание с помощью возникающих внутри вихревых токов. В результате этого тепло вырабатывается непосредственно внутри изделия. Тем самым сушка покрытия происходит всегда по направлению изнутри наружу, а не снаружи внутрь, как при других методах.

Индуктивный нагрев пригоден для всех методов сушки, в том числе для ЛКМ, содержащих растворители. Индуктивная сушка существенно улучшает адгезию покрытия. Кроме того, по данным одного из изготовителей, возможно относительно быстрое нагревание: в некоторых случаях в течение секунд. Можно сушить также изделия больших размеров, так как преобразование энергии происходит в зависимости от выбора частоты только на поверхности, т.е. именно там, где необходимо нагревание.Используемая для нагревания индукционная катушка в большинстве случаев представляет собой выбранный в соответствии с обрабатываемым изделием кольцевой или линейный индуктор. Благодаря соответствующей конструкции индукционных катушек возникает также возможность нагревать только отдельные зоны обрабатываемого изделия.

Условием применения индукционной сушки является определенная геометрия изделий, способствующая равномерному распределению поступающего тока, чем обеспечивается одинаковая температура. Идеальными для этого вида сушки являются трубы, штанги или болты. В автомобильной промышленности этот метод используется также для сушки при окраске приводных валов, тормозных дисков, педалей сцепления или подшипников колес.Индуктивный нагрев можно комбинировать с традиционными методами сушки. Например, можно производить предварительный нагрев индуктивным методом, а дальнейшее отвержение - с помощью конвекции или облучения. Таким образом, можно очень быстро достичь температуры, лишь немного не достигающих максимального уровня, в результате чего весь процесс сушки значительно сокращается.

Микроволновая сушка - совершенно новый метод, обеспечивающий нагревание покрытия изнутри наружу. Высокочастотные электромагнитные волны проникают через лакокрасочную пленку и нагревают подложку. Таким образом, в этом случае предотвращается первоначальное отверждение пленки на поверхности, как это имеет место при конвекционной сушке. Длина волн, используемых при микроволновой сушке, составляет от1 мм до 15 см. Они создаются в трубе с магнитным полем (магнетроне) с частотным диапазоном 2,45 ГГц. В связи с тем, что микроволновая сушка обеспечивает интенсивное воздействие и дает очень быстрый результат, можно создавать более короткие по сравнению с традиционным процессом установки и за счет этого снижать общие затраты на сушку. Нужно также учитывать, что такие установки те требуют получения специального разрешения на использование. Термореакционная сушка подразумевает применение термореакторов. Этот метод пригоден как для порошковых, так и для жидких ЛКМ. Термореакторы представляют собой каталитические ИК-излучатели, создающие тепловое излучение с длинами волн ИК-диапазона. Поскольку спектр излучения находится в области 2-8 мкм, можно очень гибко регулировать мощность. С помощью этих систем также можно добиваться существенного снижения времени сушки и тем самым времени обработки изделий в сушильных установках. По имеющимся данным, экономия энергии может составлять до 50%.

Порошковая краска используется уже достаточно давно. Но если вы не владеете технологией ее применения в нужной степени, если не располагаете необходимым опытом, придется основательно изучить всю информацию, чтобы не допустить ошибок. Именно их предотвращению мы и посвящаем этот материал.

Особенности

Порошковую краску делают из полимеров, которые превращают в порошок и затем наносят на определенную поверхность методом напыления. Чтобы придать покрытию нужные свойства, его обрабатывают термическим способом, расплавленный порошок превращается в однородную по толщине пленку. Ключевыми достоинствами такого материала оказываются стойкость к коррозии, значительная адгезия. Под действием высоких температур, в том числе при их чередовании с низкими, порошковая краска долго сохраняет свои положительные качества. Механические и химические воздействия тоже неплохо переносятся ею, а контакт с влагой не нарушает поверхность.

Все эти достоинства порошковая краска сохраняет длительное время наряду с внешней привлекательностью. Вы можете покрасить поверхность, добившись самых разных тональностей и фактур, варьируя вводимые добавки. Матовый и глянцевый блеск – лишь самые очевидные примеры, такой декор создается порошковой краской легко и быстро. Но возможна и более оригинальная покраска: с трехмерным эффектом, с воспроизведением внешнего вида древесины, с подражанием золоту, мрамору и серебру.

Несомненным преимуществом порошкового окрашивания является возможность завершить всю работу с нанесением одного слоя, при работе с жидкими составами это недостижимо. Кроме того, вам не нужно будет применять растворители, и следить за вязкостью лакокрасочного состава. Весь неиспользованный порошок, который не удержался на нужной поверхности, можно собрать (при работе в особой камере) и распылить снова. Как результат, при постоянном использовании или при больших разовых объемах работы порошковая краска выгоднее прочих. А еще хорошо то, что нет необходимости ждать высыхания красящего слоя.

Все эти достоинства, а также оптимальная экологичность, отсутствие потребности в мощной вентиляции, возможность почти полностью автоматизировать работу, стоит учесть.

Не забывайте и об отрицательных сторонах такой методики:

• Если появился какой-то дефект, если при работе или последующем использовании покрытие повреждено, придется перекрашивать весь предмет или, по крайней мере, одну его грань с нуля.
• В домашних условиях порошковая покраска не проводится, для нее нужно весьма сложное оборудование, а величина камер ограничивает размеры окрашиваемых предметов.
• Колеровать краску нельзя, нельзя и применять ее для деталей, конструкций, которые предстоит сваривать, поскольку обгоревшие части красочного слоя не восстанавливаются.

Для каких поверхностей можно использовать?

Мощная адгезия делает порошковый способ окрашивания идеальным для нержавеющих сталей. В целом при обработке металлических изделий бытового, промышленного и транспортного назначения порошок используется гораздо чаще, чем жидкие составы. Именно так красят составные части складских и торговых аппаратов, станков, металл трубопроводов и скважин. Кроме легкости нанесения, внимание инженеров к такому способу обработки привлекает безопасность краски в пожарном и санитарном отношении, нулевой уровень ее токсичности.

Кованые конструкции, изделия из алюминия и нержавейки вполне могут быть окрашены порошковым способом. Практикуется такой метод нанесения покрытий и при выпуске лабораторного, медицинского оборудования, спортивного инвентаря.

Изделия из черных металлов в том числе с внешним цинковым слоем, керамики, МДФ, пластика тоже могут быть неплохой подложкой для порошкового окрашивания.

Красители на основе поливинилбутирала отличаются повышенными декоративными свойствами, стойки к воздействию бензина, не проводят электрический ток, и хорошо переносят контакт с абразивными веществами. Способность пережить попадание воды, даже соленой, очень полезно при создании трубопроводов, радиаторов отопления, иных контактирующих с жидкостью коммуникаций.

При нанесении специального порошка на поверхность алюминиевого профиля приоритетом является не столько защита от коррозии, сколько придание красивого внешнего вида. Обязательно следует подбирать режим работы, в зависимости от состава красителя и особенностей подложки, учитывать специфику оборудования. Алюминиевый профиль с термовставкой обрабатывают самое большее 20 минут при нагреве не выше 200 градусов. Электростатический метод хуже трибостатического при окраске металлических изделий с глухими отверстиями.

Использование порошковой флуоресцентной краски практикуется при работе над дорожными знаками и другими информационными конструкциями, когда свечение в темноте важнее. По большей части применяют аэрозольные составы, как самые практичные и создающие наиболее ровный слой.

Как разводить?

Вопрос, чем развести порошковую краску, в какой пропорции надо разбавить ее перед нанесением покрытия, перед профессионалами не стоит в принципе. Как вы уже знаете, окрашивание таким видом красок производится в совершенно сухом виде, и как бы ни пытались любители экспериментов разбавить, растворить эту смесь, ничего хорошего у них не получится.

Расход

Различают декоративное, защищающее и комбинированное покрытие, в зависимости от принадлежности к конкретной группе формируется слой различной толщины. Также нужно принять во внимание геометрическую форму поверхности и трудности работы с ней.

Окраска

Как вы уже знаете, в домашних условиях окрашивать что-либо порошковыми красками нельзя. Основные трудности при использовании их в индустриальном масштабе возникают в процессе подготовительных работ. Технология предусматривает, что с поверхности надо удалять малейшие загрязнения, обезжиривать ее. Обязательно поверхность фосфатируют, чтобы порошок прилипал лучше.

Несоблюдение метода подготовки приведет к ухудшению эластичности, крепости и внешней привлекательности покрытия. Снять грязь можно при механической или химической очистке, выбор подхода определяется решением технологов.

Чтобы удалить окислы, корродировавшие участки и окалину, часто используют дробеструйные установки, распыляющие песок, либо специальные гранулы из чугуна, стали. Абразивные частицы бросает в нужную сторону сжатый воздух или центробежная сила. Этот процесс происходит с высокими скоростями, благодаря чему посторонние частицы механически отбиваются от поверхности.

Для химической подготовки окрашиваемой поверхности (так называемого травления) применяют соляную, азотную, фосфорную или серную кислоту. Такой метод несколько проще, поскольку отпадает потребность в сложном оборудовании, да и общая производительность повышается. Но сразу после травления нужно смыть остатки кислот и нейтрализовать их. Потом создается специальный слой из фосфатов, формирование его играет ту же роль, что и нанесение грунтовки в других случаях.

Дальше деталь нужно положить в особую камеру: она не только уменьшает расход рабочей смеси, улавливая ее, но и предотвращает загрязнение краской окружающего помещения. Современная техника неизменно оснащается бункерами, вибрационными ситами, средствами отсоса. Если нужно покрасить большую вещь, используют проходной тип камер, а сравнительно мелкие детали можно обработать и в тупиковых аппаратах.

На крупных производствах используют автоматизированные камеры для покраски , в которые встраивают манипулятор формата «пистолет». Стоимость подобных устройств достаточно высока, но получение полностью готовых изделий за секунды оправдывает все затраты. Обычно распылитель использует электростатический эффект, то есть порошок сначала получает определенный заряд, а поверхность - тот же заряд с противоположным знаком. «Стреляет» «пистолет» не пороховыми газами, конечно, а сжатым воздухом.

Порошковая покраска – это современная технология, которая позволяет добиться надежного и долговечного покрытия практически на любых поверхностях. Нанесение не представляет особого труда при наличии навыков, но требует задействования специального оборудования. Особенностью этого метода является то, что покраска происходит сухим способом, а защитный слой образуется при последующем нагревании.

Хотя порошковый метод окрашивания известен уже довольно долго, его техническое развитие началось сравнительно недавно. За это время появилось несколько способов проведения процесса.

Востребованность первого метода покраски объясняется тем, что такой вариант имеет большее технологическое развитие. С другими способами все сложнее: второй метод нуждается в тщательном подборе температуры, а третий появился сравнительно недавно.

Необходимое оборудование

Хотя количество необходимых инструментов и приспособлений зависит от масштабов работ, обязательно наличие следующего:

Естественно, крупные производства имеют специальные системы подвесов и доставки, что облегчает работы и ускоряет темп.

Какой бы способ нанесения состава не использовался на финишном этапе деталь обязательно прогревается в печи

На заметку! Нагревание, которое необходимо на последней стадии окрашивания, не позволяет выполнять процесс с материалами, подверженными температурным деформациям. Поэтому наиболее популярной считается обработка металлических деталей и элементов.

Плюсы и минусы

Покраска порошковой краской имеет множество положительных свойств, среди которых особенно выделяются:

Но при всех достоинствах метод не лишен и недостатков:

На заметку! Использование порошкового способа действительно весьма рационально, но в дизайнерском плане уступает другим вариантам. Хотя в настоящее время существуют специальные смеси с разными визуальными и тактильными эффектами.

Без высококлассного оборудования добиться качественного результата не реально

Порядок выполнения работ

Технология порошковой окраски различных металлических изделий представляет собой совокупность мероприятий. Подробный перечень работ включает немаловажный этап – подготовку предмета, качество проведения которого определяет результат.

Подготовка

Необходимо выполнить следующие действия:

Поверхность тщательно очищается. Для этого проводится ряд процедур:

Формируется конверсионный подслой. Он необходим для защиты поверхности от попадания различных загрязнителей. Составы для этого выбираются исходя из вида обрабатываемого материала. Так, для деталей из алюминия применяется хромовый ангидрид, а для стали – фосфат железа.

Если требуется, то выполняется пассивирование. Этот процесс направлен на закрепление антикоррозионного покрытия.

Следует знать! Стадии подготовки могут разниться в зависимости от того, какие изделия подвергаются обработке, и сферы их применения. Порой достаточно провести тщательную очистку и обезжиривание.

Нанесение красителя

Порошковую окраску металла проводят следующим образом.

Новые технологии сухого окрашивания существенно упростили и ускорили процесс покраски металлических изделий. Предметы, прошедшие «порошковую» обработку, приобретают дополнительные защитные свойства и отличаются высокими декоративными качествами.

Выполнить порошковую покраску можно самостоятельно. Для этого необходимо подготовить помещение, оборудовать покрасочный цех и сушильную камеру. При соблюдении технологического процесса и требований безопасности удастся выполнить качественную покраску.

Отличительные особенности порошковой покраски от жидкостной технологии

Покраска порошковой краской частично заменила стандартную жидкостную технологию. Такой метод окрашивания стал основным при изготовлении металлических изделий, бытовых приборов, автомобилей, оконных профилей и прочих металлоконструкций. Порошковая окраска отлично зарекомендовала себя в окрашивании различных деталей складского, торгового, промышленного оборудования, а также в трубопроводах и нефтяных скважинах.

Сравнивая два способа покраски, следует отметить экономичность и экологичность порошкового окрашивания. Порошковые красители не содержат огнеопасные, токсичные растворители, а сам материал расходуется достаточно экономно - мельчайшие частицы, которые не осели на изделии, применяются при повторном окрашивании.

К числу основных достоинств порошкового метода относятся:

• высокие физико-химические свойства (ударопрочность,устойчивость к температурным колебаниям и коррозии);
• покрытие хорошо ложится на рельефные поверхности;
• нет необходимости предварительно грунтовать изделие;
• в большинстве случаев достаточно одного слоя порошковой краски для получения желаемого результата (при жидком методе часто требуется многослойная покраска);
• низкий расход материала - отходы составляют порядка 4%, потери жидких ЛКМ - достигают 40%;
• сокращенный цикл окрашивания (порядка 1,5-2 часов); при использовании жидкой краски нужно время для высыхания предыдущего слоя;
• изделия, покрытые порошковой краской, можно транспортировать без специальной упаковки - на поверхности образуется защитная полимерная пленка, предотвращающая появление царапин;
• для хранения порошковой краски не нужны специальные условия, чего не скажешь об огнеопасных жидких ЛКМ;
• процесс покраски порошковыми красками автоматизирован - нет необходимости длительно обучать персонал;
• во время покраски не выделяется едкий запах - санитарно-гигиенические условия труда по сравнению с «жидкой» технологией улучшаются;
• порошковые краски по прочности на удар и изгиб превосходят жидкие лакокрасочные материалы;
• на поверхности изделия не остаются потеки;
• долговечность обработанного покрытия - исследования показали, что средний срок службы около 20-ти лет.

Анализируя список весомых достоинств, можно задаться вопросом: «А есть ли недостатки?». Перечислим некоторые минусы порошкового окрашивания:

• технология нанесения краски исключает возможность ее использования для окрашивания пластика и дерева;
• для организации процесса покраски потребуются крупные единоразовые капиталовложения;
• возможности эксплуатации оборудования несколько ограничены - большая печь будет неэффективно использоваться при обработке мелких деталей, а в маленькой камере не получится окрасить крупные изделия;
• при низких температурах сложно организовать порошковую покраску.

Принцип покраски порошковой краской

Технология позволяет окрашивать изделие сухими красителями. Как это возможно? Всю процедуру покраски можно разбить на два основных этапа:

• нанесение порошковой краски;
• закрепление покрытия.

Во время напыления мельчайшие частички порошка приобретают заряд, противоположный заряду окрашиваемой детали. Плюс и минус, как известно, притягиваются, и порошковая краска оседает на поверхности изделия.

На этом этапе покрытие не надежно и полученный результат необходимо закрепить. Следующий шаг - запекание краски. Окрашенный объект помещается в специальную печь. По мере нагревания сухой порошок начинает плавиться, образуя на поверхности защитную пленку. Температура внутри термопечи может достигать +250°С - значение зависит от разновидности порошковой краски.

Необходимое оборудование для покраски порошковой краской

Работа с порошковыми красителями требует наличия специального оборудования:

• окрасочной камеры;
• распылителя (краскопульта);
• сушильной камеры.

Камера покраски ограничивает распространение частиц сухой краски, а также препятствует проникновению пыли, грязи с производственного помещения или улицы. Обычно камеры оснащены фильтрационной системой, очищающей воздух и позволяющей улавливать до 90-95% неизрасходованной краски. Некоторые модели покрасочных камер имеют эжектор обратной подачи, вытяжной вентилятор и контролер. Камера имеет один или два проема. Изделие поступает через проем в передней части, а выходит через отверстие с обратной стороны или через входной проем.

В продаже есть модели камер, предназначенные для обработки единичных изделий или мелкосерийного производства. Такое оборудование оптимально подходит для организации покраски порошковой краской своими руками.

Распылитель сухой краски может содержаться в окрасочной камере или приобретаться отдельно. С помощью напылителя частицы краски заряжаются и в виде аэразоля распыляются на поверхности изделия. В быту часто применяют ручные пистолеты для покраски порошковой краской. Бывают трибостатические и электростатические. Разница между ними в том, что в первом варианте заряд краски происходит за счет трения в стволе напылителя. Во втором варианте оборудование функционирует в электростатическом поле по принципу приобретения заряда.

Более дорогие установки позволяют за один «проход» напылителя охватывать больший объем изделия, поэтому весь процесс покраски занимает меньше времени.

Сушильная камера - термопечь для оплавления и полимеризации сухой краски. Камеры промышленного назначения бывают электрические и газовые. Большинство духовых шкафов оснащены пультом управления для регулирования времени автоматического отключения и температурного режима сушки. Окрашивающий предмет находится в печи полимеризации в течение 10-20 минут при температуре 160-200°С. Для единичной покраски в «гаражных» условиях некоторые мастера используют электрические обогреватели, выставленные на режим максимальной мощности. При такой сушке главное помнить о технике пожарной безопасности!

На производственных предприятиях для облегчения процесса покраски используют специальную транспортную систему. Установка перемещает детали между этапами покрасочного процесса.

Может понадобиться и дополнительное оборудование:

• промышленный пылесос для очистки фильтров при смене краски и переходе с одного оттенка на другой;
• компрессор - необходим в случаях, если в камере напыления не предусмотрена подача сжатого воздуха.

Важно! При организации окрасочного процесса следует позаботиться о хорошей вентиляции, достаточном освещении и надежной электропроводке

Выбор порошковой краски

Зависимо от типа пленкообразования все порошковые краски делят на две основные группы: термопластичные и термореактивные.

Сухие краски первой группы (цена около 200 р/кг) формируют покрытие без химических преобразований. Пленка на поверхности образуется за счет сплавления мельчайших частиц и охлаждения расплавов. Получаемая пленка часто растворима и термопластична. К этой группе относят краски на основе полиэтилена, полиамидов, поливинилхлорида и поливинилбутираля. Термопластичные краски применяются для покраски изделий, используемых внутри помещений.

Термореактивная краска для порошковой покраски (цена 450-700 р/кг) формирует нерастворимое и не плавкое покрытие, стойкое к химическим и механическим воздействиям. Составы этой группы подходят для окраски деталей, производимых в машиностроительной области, где от изделия требуется стойкость, твердость и хорошие декоративные качества. К группе термореактивных красок относятся составы на основе полиэфирных и эпоксидных смол, полиуретана, акрилатов.

Технология покраски порошковыми красками своими руками

Организация процесса

Стоимость окрашивания изделий из металла достаточно высока. Для экономии средств можно организовать покраску порошковой краской в домашних условиях. Технологический процесс идентичен этапам работы в профессиональной мастерской. Возможные отличия заключаются в используемом оборудовании.

Обустроить компактный покрасочный цех получится на территории в 100-150 м.кв. Этого достаточно для размещения камеры напыления, термопечи, двух складов (для расположения готовой продукции и изделий под покраску).

Важно! Окрасочную камеру следует устанавливать на расстоянии не меньше пяти метров от вероятных источников возгорания

Планируя организацию рабочего процесса, первым делом необходимо определиться с размерами окрашиваемых объектов. Для единоразовой покраски мелких изделий подойдет «гаражный» вариант. Крупные детали, такие как корпус автомобиля, лучше красить в полнофункциональной камере.

Помещение для напыления должно быть чистым, без пыли. Оборудуя камеру в гараже, надо провести тщательную уборку. Равномерное окрашивание обеспечит пистолет для покраски, работающий под давлением порядка 5-ти атмосфер.

Подготовка поверхности

Подготовка поверхности к окрашиванию - наиболее трудоемкий процесс. От качества его выполнения во многом зависит долговечность покрытия. Подготовительные мероприятия включают несколько обязательных этапов:

• чистка поверхности от грязи, пыли, остатков предыдущего слоя краски;
• обезжиривание предмета;
• защитная обработка металлических изделий от коррозии;
• фосфатирование, способствующее улучшению адгезии - обязательно к выполнению при покраске предметов, эксплуатирующихся вне помещения или подвергающихся хромированию (изделия из алюминия).

Обработку поверхности можно выполнить механическим или химическим способом. В первом варианте применяется диск для шлифовки или щетка для стали. После тщательной чистки поверхность надо протереть мягкой тканью, смоченной в уайт-спирите или другом растворителе. Химический способ обработки подразумевает нанесение на поверхность разных специальных составов - кислот, щелочей, растворителей и нейтральных веществ. Выбор средства определятся степенью загрязнения и материалом изготовления объекта.

На обрабатываемый предмет полезно нанести конверсионный подслой. Выполнение этого этапа предотвратит попадание пыли, грязи под краску и убережет покрытие от отслаивания. Последующая обработка заключается в фосфатировании поверхности. Завершающий этап, рекомендованный к выполнению многими специалистами, - пассивирование - обработка натрием и нитратами хрома. Процедура препятствует появлению коррозии.

После проведенных мероприятий изделие надо сполоснуть и высушить. Предмет готов к покраске.

Нанесение краски

Обработанное изделие поместить в камеру напыления. С помощью распылителя нанести равномерным слоем сухую краску. Во время окрашивания желательно использовать ширму, которая не даст частичкам краски разлетаться по всему помещению.

Окрашиваемый предмет должен быть заземлен - это необходимо, чтоб заряженные частицы сухой краски надежно удерживались на поверхности.

При покраске в специализированной камере «цветной порошок» помещают в бункер. Компрессор начинает подачу сжатого воздуха, частицы краски электризуются, после чего насос подает сухой краситель в напылитель.

Формирование покрытия и запекание краски

Окрашенные изделия помещаются в термопечь, где происходит оплавление слоя краски и формирование на покрытии пленки. Предмет находится в сушильной камере около 15-30 минут. Режим плавления подбирается с учетом разновидности порошковой краски, материалом изготовления и условиями эксплуатации изделия, а также типом окрасочной печи.

После полимеризации предмет охлаждается на свежем воздухе. Полностью остывшее изделие готово к применению.

Покраска порошковой краской: видео

Меры безопасности

Перечислим основные правила, обеспечивающие безопасность выполнения покраски сухой краской:

1. Использование местной системы вентиляции. Над зоной подготовки поверхности можно установить зонт. Камера напыления обязательно должна иметь вентиляционную систему для удаления аэровзвеси. Если этим условием пренебречь, появляется угроза взрыва, а вредное воздействие мелких частиц краски на мастера увеличивается.
2. Организация общей приточной вентиляции в покрасочном цеху.
3. В одном помещении одновременно нельзя использовать порошковую и жидкую покраску.
4. Оборудование обязательно должно быть заземлено.
5. Недопустимо объединение печи полимеризации и вентиляционной системы камер покраски.
6. Цех надо укомплектовать средствами пожарной безопасности.
7. Ветошь необходимо убрать в металлические контейнеры и закрыть крышками.
8. Во время работы обязательно использовать средства индивидуальной защиты: респиратор, очки, резиновые перчатки, обувь на прорезиненной подошве.

Существующие технологии окрашивания позволяют упростить задачу и ускорить покраску изделий из металла. Так, порошковая покраска (которая частично пришла на смену стандартной технологии) дает возможность не только качественно окрасить металлическую поверхность, но и защитить ее от влияния негативных факторов. Применение этого метода оказывает положительное воздействие и на внешний вид окрашиваемых изделий.

Область применения порошкового покрытия

Рассматриваемый метод относится к числу широко распространенных и используется в различных сферах. Эта технология находит свое применение при производстве строительных работ, в машино- и приборостроении. Порошковая покраска металла активно используется в автомобильной промышленности и при ремонте автомобилей: способность краски повышать эксплуатационные характеристики поверхности, а также безопасность и экологичность делают ее оптимальным вариантом для восстановления покрытий.

Свойства позволяют использовать состав для выполнения таких операций, как покраска дисков порошковой краской и ряд других. Делая выбор в пользу этого варианта при необходимости восстановления лакокрасочного покрытия автомобиля, можно не сомневаться в том, что он способен вернуть транспортному средству привлекательный внешний вид, надежно защитить его от появления коррозии и воздействия неблагоприятных факторов внешней среды. Этот эффективный способ хорошо справляется с задачей окрашивания как небольших деталей, так и крупных элементов, включая кузов автомобиля.

Покрасочные работы могут выполняться с использованием порошковой краски самостоятельно, особенно если это совсем небольшая деталь. Но такая покраска требует навыков и умений, поэтому если необходим отличный внешний вид окрашенного элемента, рекомендуется обращаться к профессионалам. Если же требуется порошковая покраска металлических изделий большой площади (например, кузова автомобиля), без специального оборудования не обойтись.

Преимущества порошковой краски

По сравнению с традиционными способами покраски, порошковая краска обладает рядом несомненных преимуществ, среди которых прочность и устойчивость к возникновению коррозии, высокая скорость выполнения работ, долговечность, низкий расход материала, отсутствие в составе растворителей и безопасность для здоровья человека. Покраска способствует образованию на окрашенной поверхности защитной пленки, которая предотвращает появление царапин и других повреждений.

Существенным является и тот факт, что для хранения состава не нужно создавать специальные условия.

Виды порошковых красок

Порошковую краску подразделяют на два типа — термопластичную и термореактивную. Первый вариант, в свою очередь, подразделяется на разновидности в зависимости от лежащего в основе состава вещества. Краску на основе поливинилбутираля рекомендуется применять для покрасочных работ внутри помещений, а составы на основе поливинилхлорида относятся к числу универсальных (для наружных и внутренних работ). Это же можно сказать и о полиамидных составах, которые отличаются устойчивостью к различным внешним воздействиям.

Существуют и полипропиленовые порошковые краски, но этот вариант больше направлен на защиту поверхности, а не на создание декоративного покрытия. Основой термореактивных покрытий могут выступать акрилаты, эпоксидная смола и другие компоненты. Эта разновидность обладает широкой сферой применения и может использоваться, в том числе для покраски автомобилей.

Что из себя представляет порошковая краска?

Порошковая краска — это мелкодисперсный порошок с полимерной структурой. В состав таких красок могут входить различные компоненты (отвердители, смолы), а также вещества, предназначенные для придания составу цвета. Состав покрытия в сочетании с технологией покраски способен надежно защитить металлические изделия от влияния агрессивных сред и придать ему отличные эстетические характеристики.

Преимущества, выгода, недостатки

Наряду с перечисленными преимуществами (прочность, долговечность, экологическая безопасность и т. д.), нужно обратить внимание и на тот факт, что этот вид краски предоставляет большой выбор цветов и оттенков, поэтому всегда возможно подобрать подходящий вариант. Что касается выгоды, то такая покраска относится к числу экономичных вариантов: материал используется практически на 100%, не оставляя большого количества отходов.

К недостаткам краски относят необходимость постоянного контроля за процессом покраски в камере и проблематичность проведения работ при низких температурах. Дополнительные неудобства может создать и тот факт, что каждый цвет должен храниться в индивидуальном контейнере. Но в любом случае порошковая краска является вариантом, который имеет минимум недостатков.

Нанесение порошковой краски

Для работы с порошковой краской необходимо обустройство покрасочного цеха (для этого потребуется пространство площадью 100-150 м. кв.). Важный момент: такой цех не должен находиться вблизи (на расстоянии менее 5 м) возможных источников возгорания. Покраска порошковой краской требует тщательного соблюдения технологии: только в этом случае гарантируется ожидаемый результат.

Какое оборудование для порошковой окраски требуется по технологии?

Покрасочные работы требуют наличия специального оборудования. Для того чтобы покрасить какое-либо изделие, понадобятся покрасочная камера и печь полимеризации, компрессор и распылитель. Оборудование для порошковой покраски включает в себя комплекс, предназначенный для подготовки поверхности к покрасочным работам и некоторые другие комплектующие.

На что нужно обращать внимание при выборе оборудования для порошковой окраски?

Приобретение специального оборудования требует финансовых затрат, поэтому при его выборе нужно учитывать ряд важных факторов, среди которых определяющее значение имеет цель его покупки. Так, представленные на рынке камеры покраски могут предназначаться как для единичных изделий, так и для организации покрасочных работ большого масштаба.

Распылитель (в зависимости от камеры) содержится в камере либо приобретается дополнительно. Для бытового использования рекомендуется выбирать ручные пистолеты. Дорогостоящие варианты распылителя охватывают большую площадь поверхности, за счет чего время покраски существенно уменьшается.

Подготовка к покраске

Качество и долговечность покрытия в существенной степени определяются подготовкой к покраске. Подготовительные мероприятия подразумевают тщательное очищение и обезжиривание поверхности, проведение защитной обработки и фосфатирование (требуется для улучшения адгезии). Нередко завершает процесс пассивирование, которое заключается в обработке поверхности нитратами хрома и натрием (повышает устойчивость к коррозии).

Технологический процесс

Непосредственно перед покраской, окрашиваемое изделие нужно замаскировать, т. е. надежно защитить те его элементы, которые в окрашивании не нуждаются. Маскировка требуется и в случае прокраски несколькими цветами. После проведения подготовительных мероприятий и маскировки, приступают к процессу нанесения краски.

Нанесение краски

Покрытие равномерно наносится на поверхность при помощи распылителя. Изделие, которое подвергается покраске, рекомендуется заземлять: это способствует удержанию частиц на поверхности. Затем окрашенное изделие необходимо поместить в печь (слой должен оплавиться, на покрытии сформируется пленка) и охладить на свежем воздухе.

Контроль качества покрытия

После извлечения изделия из печи и охлаждения, покрытие становится твердым. Однако транспортировать или эксплуатировать его еще рано: для полного завершения процесса необходимо подождать 24 часа (за это время покрытие наберет максимальную прочность).

Таким образом, рассматриваемый вид покраски представляет собой эффективный способ окрашивания различных типов изделий. Применение данной технологии позволяет не только придать изделию отличный внешний вид, но и надежно защитить его от влияния агрессивных сред.