Порошковые краски и их применение
Что входит в состав порошковых красок
Порошковые краски являются более экономичными с точки зрения нанесения покрытия на большую площадь. Наносятся такие краски электростатическим способом с последующим обжигом в специальной печи.
Существует специальное оборудование для нанесения порошковой краски, которое можно приобрести в любом специализированном магазине.
Состав порошковых красок таков, что в результате их использования появляется долговечное и высоко стойкое покрытие, которое минимальным образом влияет на окружающую среду.
В состав порошковых красок входят следующие компоненты: пигменты, смола, разнообразные добавки и отвердитель:
Область использования
Состав порошковых красок говорит о том, что они имеют широкую область применения. В список изделий, которые могут быть покрашены данным веществом, входят:
Кроме этого, применять порошковую краску можно в строительстве и архитектуре, а также автомобилестроении, для окраски офисной мебели и так далее.
Преимущества порошковой краски
Что касается положительных качеств данного вещества, то о них может рассказать химический состав краски. Из всего списка достоинства данного типа краски можно выделить следующее:
Виды порошковых красок
Существует несколько разновидностей данных составов. Состав порошковых красок говорит о том, к какому именно типу относится тот или иной вид красящего вещества.
Разновидности порошковых красок:
Что такое порошковые краски по металлу?
Порошковые краски по металлу были разработаны в шестидесятых годах двадцатого века. На тот момент потребность в них достигла своего максимума, и их выпуск на рынок стал настоящим прорывом.
Кстати говоря, покрытия типа «металлик» появились практически одновременно с общей массой данных лакокрасочных материалов.
Отделывать данным материалом можно любые металлические поверхности как в бытовых условиях, так и в промышленных. С помощью порошковых красок можно даже покрасить воздуховод из оцинкованной стали.
Общие принципы технологии нанесения порошковых красок по металлу на поверхность
Полимерно порошковая краска (второе название порошковых красок для металлических поверхностей) наносится на поверхность, которая прошла специальную процедуру подготовки, а после завершения процесса нанесения покрытия, изделие отправляется в специальную печь, где под воздействием определенной температуры происходит процесс полимеризации лакокрасочного покрытия.
Подготовка поверхности для нанесения порошковых красок по металлу
Данный этап является самым продолжительным и самым трудоемким среди всего процесса нанесения порошкового лакокрасочного материала на металлическую поверхность. От него зависит насколько эластичным и качественным получится конечное лакокрасочное покрытие.
Данный этап можно разделить на три основных процесса:
Как проходит покраска металла порошковой краской
Металлические поверхности, в большинстве случаев, постоянно сталкиваются с воздействием окружающей среды и поэтому лакокрасочный состав очень быстро изнашивается. Порошковые краски отличное решение этой проблемы.
Стоят они относительно не дорого, поэтому стоимость здания из металлоконструкций особо не изменится, а множество положительных качеств данного материала надолго защитят поверхность постройки.
Единственный минус — технология нанесения порошковых красок, которая требует определенных познаний.
Как покрасить металл порошковой краской?
Как уже было сказано ранее, лучшая краска для металлического забора — это порошковая краска. Подготовка поверхности, которую требует технология порошковой покраски металла, практически не отличается от подготовки металла для других видов лакокрасочных изделий.
Чаще всего применяется обезжиривание, фосфатирование и травление поверхности металла.
Далее наступает этап непосредственной покраски металла порошковой краской. Если требуется окрасить большую однородную металлическую поверхность, то выгоднее использовать электростатическое нанесение.
Суть заключается в том, что с помощью специального прибора частицы краски наделяются электрическим зарядом и направляются на поверхность металла. Этот метод обеспечивает равномерное нанесение порошковой краски на металл.
Вторая технология нанесения порошковых красок заключается в нанесение лакокрасочного изделия на «кипящий слой».
Для этого изделие, которое необходимо окрасить, чаще всего это сета или металлическое изделие неправильной формы, нагревается до температуры в 55-60 градусов Цельсия, и на небольшое время опускается в специальную ёмкость с порошковой краской, оборудованную мембранами с нижней стороны, через которые поступает сжатый воздух, который доводит порошок до температуры кипения.
Растворяясь, частицы краски оседают на нагретой поверхности металла и формируют гладкий равномерный слой.
Цена оборудования для порошковой краски
В бытовых условиях, чаще всего, используются ручные электрические распылители, работающие от обычной розетки в 220 вольт.
Стоимость таких приспособлений варьируется от 1800 рублей до 12000 рублей и зависит, в основном, от именитости производителя.
Промышленное же оборудование для покраски металла порошковой краской очень разнообразно и может стоить от нескольких десятков тысяч рублей до нескольких миллионов рублей.
Как наносить порошковые краски на металлические поверхности?
К сожалению, в домашних условиях качественно нанести данный вид лакокрасочного покрытия на металлическую поверхность не получится. Для этого используются специальные покрасочные камеры.
Это связано, в первую очередь, с тем, что около 30% частиц порошковой краски по металлу не оседают с первого раза на поверхности и в случае открытого пространства осядут на всем, что окружает объект окрашивания. В покрасочной камере данные частицы улавливаются и снова направляются в работу.
Стоит отметить, что такое улавливание частиц порошковой краски по металлу не только оберегает окружающие предметы от порчи, но и снижает расход лакокрасочного материала.
Как говорилось ранее, после нанесения порошковой краски на металлическую поверхность, изделие отправляется в специальную полимеризационную камеру. На данном этапе нет никаких особенностей, необходимо просто следовать технологии.
Несколько слов о преимуществах порошковых красок по металлу
Данный вид лакокрасочных материалов имеет ряд преимуществ, которые выделяют его среди других возможных кандидатов на металлические поверхности:
Что такое полимерно порошковая краска?
Полимерно порошковая краска — это технологичное вещество, которое призвано защищать, а также наделять привлекательными эстетическими свойствами металлические поверхности.
Такие поверхности после покрытия данным веществом намного дольше могут эксплуатироваться даже в достаточно агрессивных средах. Особо устойчиво такое покрытие к разнообразным механическим воздействиям.
Небольшая историческая справка о полимерно порошковой краске
Данное лакокрасочное покрытие было разработано на территории Соединенных Штатов Америки в середине пятидесятых годов двадцатого столетия.
Оно было создано специально для автомобильного производства, которое, в свою очередь, тоже тогда только начинало свое развитие.
Прошли долгие шестьдесят лет и теперь полимерно порошковая краска применяется не только в качестве лакокрасочного средства для транспортных средств, но и нашло свое применение в качестве бытового лакокрасочного материала.
Исторически сложилось, что, в первую очередь, данным лакокрасочным материалом покрываются различные детали и элементы, которые подвергаются температурному воздействию.
Суть окрашивания полимерно порошковой краской
Конечно, в рамках одной статьи мы не можем ответить на вопрос, как красить порошковыми красками, но мы попробуем передать основную суть этого процесса.
Предварительно очистив окрашиваемый предмет, на него напыляется данное лакокрасочное вещество.
Во время этого процесса частицы полимерно порошковой краски получают электрический заряд. Это происходит при помощи внешнего источника питания или за счет естественной электризации в результате действия силы трения.
После того, как слой краски был нанесен на поверхность деталь или объект, подвергшиеся окрашиванию, отправляются в специальную камеру, в которой они проходят полимеризацию.
Этот процесс как бы запекает краску на поверхности. После него деталь вместе с лакокрасочным покрытием можно вводить в эксплуатацию.
Стоит отметить, что, помимо всего прочего, применение полимерно порошковой краски является очень экономичным процессом.
Это связано не только с тем, что слой покрытия имеет толщину менее 0,3 миллиметра, но и с тем, что все частицы лакокрасочного вещества, плохо осевшие на поверхности не уходят впустую, они собираются окрасочной камеры и после завершения работ могут быть снова применены на новой детали или объекте.
Что необходимо знать про порошковые краски
В 21 веке знать, что такое порошковая краска, стоит любому современному человеку, ведь по популярности она обошла традиционные жидкости для окрашивания покрытий из металла и других материалов. Уже доказано, что изделие, получившее защитный слой именно по этой технологии, получит дополнительные качественные и декоративные свойства.
Причем допускается применять эту разновидность материала как в бытовых нуждах (порошковая краска в баллончиках), так и в промышленных отраслях. И для удобства в работе производители с каждых годом улучшают оборудование, чтобы даже в домашних условиях проще было обработать любые поверхности.
Знакомимся с теорией
Краска порошковая – это твердая дисперсная композиция. Создана в качестве альтернативы лакокрасочным материалам. Применяется на всех деталях и поверхностях, пригодных для термической обработки.
Изучаем состав
Основа для такого защитного материала:
Возможные типы
Если точнее, то группы. Всего их две:
Также можно углубиться и в применение конкретных видов или типов на практике. Порошковый состав без химической реакции:
И перечислим виды с протекающей химической реакцией:
Плюсы и минусы
Положительные и отрицательные свойства можно вывести, лишь сравнив порошковую краску с жидкой. И преимущества, а это и есть плюсы, в следующем:
Из минусов можно отметить:
Как работают с краской
Сам метод по распылению красок был придуман в 50-е годы прошлого столетия, но популярность завоевал на территории РФ только в 80-х годах.
Суть процесса обработки порошковыми составами – это напыление мельчайших частиц сухого состава. Процедура выполняется при помощи создания электростатики. Процесс электризации происходит за счет трения или внешних источников. Поверхность изделия, на котором планируется покраска порошковой краской, получает противоположный заряд, поэтому получается удачное нанесение сухих частиц краски.
А технология такая:
Как красить порошковой краской в домашних условиях? Для этого достаточно обычного баллона.
Процесс покраски. Видео
Цветовая гамма
Именно поставщики или производители готовы предоставить до 40 цветов, но в них входит более двухсот оттенков. Для ориентира есть универсальные каталоги RAL, где задан стандарт цвета по номерам.
Причем возможно сочетание более чем трех оттенков, но это только при индивидуальных заказах.
И немного о производстве
Изготовить такой состав возможно и своими силами, однако, лучше доверить это занятие профессиональным химикам. На деле есть несколько способов для производства:
Производство в домашних или промышленных масштабах краски по ГОСТу – это, в первую очередь, точная дозировка каждого компонента. Технически ничего сложного: нужен двушнековый экструдер. Благодаря этой аппаратуре можно создавать краску за счет опять же нагрева и последующего охлаждения. Именно после этого этапа состав размалывается и затем уже просеивается.
Объем производства напрямую связан с оборудованием, и на территории РФ порошковая краска как продукт только набирает обороты, если сравнить с США или Китаем.
Половина состава – это наполнители и пигменты. В процентном соотношении от 35 до 50%. Но это составляющие выпускает лишь Великобритания, Италия и Финляндия. Чем больше концентрация импортного наполнителя, тем больше той же белизны в светлых оттенках порошковых красок. Также пигменты влияют на ухудшаемость внешнего вида со временем, прочность и прозрачность. Улучшают растекаемость (это для промышленных нужд), к примеру, уже германскими полиакрилами.
Можно отметить, что чем качественнее материал для работы, тем сложнее его состав, и большинство важных наполнителей не купить в розничных сетях. Поэтому профессиональную порошковую краску закрепляют за брендом, нумеруя цвета.
А вообще, направление по созданию лучшей порошковой краски только развивается, и добиваются результатов только путем добавления новых химических составов.
Выводы
В промышленной сфере все течет и улучшается. И привычные всем расходные материалы заменяют более выгодными. Именно поэтому краски порошковые практически вытеснили жидкие виды лакокрасочных изделий из индустрии металлопроизводства по всему миру.
Порошковая краска по металлу: состав и технические характеристики, технология производства и нанесения
Порошковая краска представляет собой пигментированную дисперсную систему, состоящую из твердых частиц, способную равномерно распределяться на окрашиваемой поверхности при нанесении и образовывать защитный слой.
Порошковая краска по металлу: свойства и характеристики
Чтобы обладать качественными характеристиками, обращают внимание на следующие показатели:
Дисперсионный состав
Порошкообразные краски состоят из мелких частиц разных размеров (полидисперсные системы), которые имеют значительный разброс по величине. При высокой дисперсности выделяют 2 вида: истинные и агрегаты частиц (скопления истинных частиц, ведущие себя как отдельная частица). При традиционных методах нанесения дезагрегации практически не наблюдается, поэтому истинная величина частиц, с точки зрения технологичности теряет своё значение. Более важной технологической характеристикой выступает гранулометрический состав.
Если фракционирование с помощью сита варьируется в довольно широком диапазоне от 5 до 350 мкм, то оптимальный размер частиц порошков для электростатического распыления составляет 10 – 100 мкм. Более жёсткие условия по величине дисперсионных частиц соблюдаются при получении тонких слоев – от 3 до 40 мкм. А в случае использовании порошка в кипящем слое считается, что диаметр частиц должен быть соизмерим с толщиной покрытия и достигать 350 мкм.
Дисперсность частиц должна иметь свой оптимальный фракционный диапазон в зависимости от вида и толщины покрытия и метода нанесения порошка. Высокодисперсные порошки при более лёгком сплавлении и возможности получения тонких покрытий отличаются худшим псевдоожижением, сильнее увлажняются и склоны к неравномерному осаждению на поверхности изделий. Порошки со слишком широким фракционным диапазоном склонны к сепарации и пылению, могут иметь повышенный брак поверхности покрытия.
Сыпучесть
Технические характеристики порошковых красок
Одним из обязательных условий к порошкообразным краскам являются необходимые показатели сыпучести, который определяется по времени истечения из откалиброванного отверстия или по углу естественного уклона, составляющего 36…45°.
На показатель влияет:
Низкая сыпучесть затрудняет равномерное распределение порошковой краски на окрашиваемой поверхности, усложняет технологическое оборудование.
Сыпучесть повышается у дисперсий с частичками сферической формы с низкой шероховатостью поверхности и повышением температуры стеклования, значительно снижается при снижении величины частиц и увлажнении порошков. Для повышения сыпучести используются специальные добавки, такие как пирогенный кремнезём или аэросил. Порошки предохраняют от увлажнения хранением в сухих складских помещениях в водонепроницаемой таре.
Насыпная плотность
Зависит от состава порошков, степени полидисперсности и формы частиц. В зависимости от вида плёнкообразователя плотность порошков может повышаться до двух раз. Пигментированные составы имеют большую плотность, которая увеличивается с повышением количества в составе пигментов и наполнителей.
Порошковая краска должна обладать достаточной высокой плотностью. При низкой насыпной плотности порошки неудовлетворительно «кипят», плохо распределяются на поверхности изделия.
Способность к электризации
Как и любые диэлектрики, частицы порошка во время изготовления, подготовки и использования приобретают электрические заряды. На уровень заряда влияет материал плёнкообразователя, величина частиц, влажность воздуха, интенсивность и вид механического воздействия и др.
Предрасположены к заряду частички эпоксидных, поливинилбутеральных, эпоксидно-полиэфирных и полиэтиленовых красок, что облегчает их нанесение методом электростатического напыления. Более мелкие частички порошков электризуются сильнее, дольше сохраняют заряд. При влажности воздуха более 70% электризуемость порошков значительно падает.
Электризация порошковых красок изменяет их физические свойства: снижаются сыпучесть и насыпная плотность. Чрезмерная электризация может привести к полной потере сыпучести. Уменьшение степени электризации порошковых красок вызывает значительные трудности. Даже длительная выдержка тонкого слоя порошковой краски на заземлённом металлическом листе не позволяет достичь полного изоэлектрического состояния. Степень электризации регулируют не только поверхностной обработкой и вводом антистатических добавок, но и направленным синтезом плёнкообразователей с заданными электрическими характеристиками. Используемое технологическое оборудование изготавливается из электропроводных материалов и качественно заземляется.
Способность к псевдоожижению
Технология нанесения в «кипящем слое» требует способности к псевдоожижению используемых порошков при продувке воздухом. Порошки из полиэтилена низкого давления, полиэфирных составов, полипропилена, поливинилхлорида и некоторых других материалов имеют низкую способность к псевдоожижению. Мелкодисперсные порошки с низкой сыпучестью и высокой влажностью могут вообще не «кипеть». Использование специального оборудования для получения «кипящего слоя», такие как вибровихревые установки, значительно повышает затраты на нанесение порошковых покрытий.
Свойство псевдоожижения повышается при увеличении частиц, создания шарообразной формы, снижении шероховатости поверхности и влажности.
Составы порошковых красок
Применение порошковой краски в промышленности
Среди компонентов выделяют:
Характеристики плёнкообразователя:
Порошковые краски по виду плёнкообразователей, являющихся их основой, подразделяется:
Термопласты не проходят химических изменений при нагреве и получили более широкое распространение за счёт:
Основным недостатком термопластических плёнкообразователей является низкая адгезионная прочность.
К термопластическим краскам относятся:
Реактопласты при нагреве проходят химический процесс полимеризации и обладают:
Из минусов термореактивых плёнкообразователей можно отметить увеличение времени образования покрытия.
К термореактивным видам относятся:
Пигменты и наполнители
В красках порошкового вида помимо стандартных требований дополнительно обладают:
При производстве сухим смешиванием, пигменты и наполнители должны стимулировать к:
С помощью наполнителей и пигментов могут регулировать следующие свойства порошков и покрытий:
Использование металлических порошков в качестве наполнителей позволяют получать имитацию металлических поверхностей. Существенной трудностью в пигментировании порошкообразных красок является колеровка цвета в соответствии с цветовым стандартом RAL.
В случае отсутствия в порошковых ЛКМ пигментов и наполнителей, возможно получение прозрачных лаковых покрытий.
Пластификаторы
Покраска порошковой краской
В красках порошкового вида влияют как на физико-механические свойства покрытий, так и на температуру и время образования плёнки. Кроме того пластификаторы должны:
Лучше с предъявляемыми требованиями справляются твёрдые пластификаторы, основным недостатком которых отмечается неполная совместимость с полимерами. Чтобы устранить этот недостаток используют комбинированные смеси твёрдых с жидкими.
Модификаторы, отвердители и вспомогательные добавки
Модификаторы способны улучшать характеристики с помощью физической или химической модификации. При этом наибольшее распространение получила физическая модификация за счёт добавок различных плёнкообразователей. Модификаторы регулируют и технологические параметры порошковой краски, такие как вязкость расплава, температура текучести и сыпучесть порошков.
Отвердители являются необходимым компонентом красок на основе термореактивых плёнкообразователей. Для активации процесса отверждения используют ускорители, соответствующие конкретным отвердителям. Если для процесса отверждения двухкомпонентных жидких красок достаточно смешать составляющие, то в порошковых красках все компоненты находятся в исходном составе без взаимодействия. Отвердители активируются только при температуре «спекания», «запуская» процесс отверждения после расплавления плёнкообразователя и формирования жидкой плёнки.
Отверждающая система является важным компонентом термореактивных красок, от которого зависит не только стабильность и условия отверждения, но и эксплуатационные характеристики получаемого покрытия (внешний вид, физико-механические и защитные свойства).
Вспомогательные добавки позволяют повысить:
Технология производства порошковых красок
Распространенные варианты изготовления:
Метод производства порошков сушкой распыляемых жидких красок распространения не получил из-за значительных потерь растворителей, высокой себестоимости красок.
Сухое смешивание компонентов является главным вариантом изготовления порошковых красок из термопластичных материалов. Производство обходится без дорогостоящего оборудования и значительных трудовых затрат. Сложность состоит в получении стабильных, нерасслаивающихся при хранении и использовании композиций с равномерным распределением малых добавок.
Смешение компонентов в расплаве дает высококачественные однородные порошки со стабильным составом и структурой. Способ длителен, имеет много стадий, требует дорогостоящего и сложного оборудования. Может использоваться для любых твердых плёнкообразователей, но применяется в основном для реактопластов.
Покраска порошковой краской
Покраска автомобильных дисков порошковой краской
Основные способы нанесения порошковых красок на окрашиваемую поверхность:
Напыление порошка производится специальным пистолетом в покрасочной камере, в системе вентиляции которой имеются улавливатели порошка для его повторного использования.
При покрытии в «кипящем слое», порошок за счет равномерной продувки воздухом находится в псевдожидком состоянии. Краска наносится на поверхность детали путём окунания детали в ёмкость с псевдоожиженным порошком.
В обоих случаях частицам порошка перед нанесением специальным электродом придаётся определённый электростатический заряд, который обеспечивает равномерное распределение порошка и удерживание его на поверхности окрашиваемой детали.
После нанесения порошка деталь подвергается нагреву в печи, при котором формируется монолитное жидкое покрытие. Реактопласты дополнительно проходят полимеризацию.
Существующий метод газопламенного напыления порошковых лакокрасочных материалов распространения не получил из-за нестабильности технологии и существенного влияния человеческого фактора.
Порошковая краска: применение, достоинства и недостатки
Окраска изделий из металла
Порошковая краска по металлу первоначально использовалась как замена гальванических покрытий на небольших металлических деталях простой формы при серийном производстве. Экономичность и лёгкость механизации процесса получения покрытий при поточном производстве существенно расширили применение порошковых красок.
Основные потребители порошковых покрытий:
На автомобильных заводах успешно работают автоматизированные линии покраски как дисков с производительностью до 3 млн. штук в год, так и автомобильных шасси габаритами до семи метров и производительностью до 58 штук в час. В трубном производстве используют технологию нанесения порошков на предварительно нагретые трубы. Разработаны порошковые краски для неметаллических материалов, таких как стекло, пластмасса, МДФ и другие.
Преимущества:
Недостатки:
Видео: порошковая покраска металла
Рекомендовать использование порошковых лакокрасочных материалов в домашних условиях вряд ли уместно. Уникальными эксплуатационными свойствами данные покрытия не обладают, всегда можно найти традиционные материалы, образующие аналогичные или более качественные покрытия. Приобретать специальное оборудование что бы «своими руками» произвести покраску дисков своего автомобиля нецелесообразно.