Производство порошковых красок и размер частиц порошка

Преимущества порошкового окрашивания

1. Минимальное количество отходов. Окрашивание на качественном оборудовании дает эффективность до 98%.
2. В лучшую сторону изменяются санитарно-гигиенические условия туда. Это экологически чистая технология, при которой даже в печи концентрация летучих веществ не доходит до предельно допустимых норм.
3. Не используются растворители, что дает меньшую усадку и практически отсутствие пор на поверхности изделия.
4. Более экономное использование материала при окрашивании. Порошковое покрытие затвердевает в течение получаса и дает возможность получить более толстое однослойное покрытие. Экономия также заключается в отсутствии необходимости содержать большие производственные площади для подсушивания изделия на воздухе. При транспортировке более твердое порошковое покрытие не повреждается, что дает возможность снизить затраты на упаковку.
5. Поверхность, окрашенная порошковой краской, устойчива к ультрафиолету, имеет электроизоляционные и антикоррозийные свойства.
6. Порошковая краска дает возможность создать палитру из более 5000 цветов.
7. Пониженная степень взрыво- и пожароопасности на производстве.

Частицы стандартные, мелкие и крупные

Стандартные частицы

Это частицы, которые производитель красок хочет упаковать в коробки и отправить заказчику. Интервал размеров этих частиц очень строго контролируется. Стандартные частицы обеспечивают формирование порошкового покрытия с максимально возможным качеством и уверенным выполнением всех требований по механическим и другим свойствам.

Мелкие частицы

Это очень маленькие частицы, которые могут создавать проблемы при окрашивании, такие как дефект «рамка», когда по кромке изделия образуется более толстое покрытие. Мелкие частицы порошка оседают на изделие с другой скоростью, чем стандартные частицы, особенно на боковых и задних поверхностях изделия, что приводит к чрезмерному колебанию толщины покрытия. Чрезмерное количество в порошковой краске мелких частиц может также приводить к забиванию пистолетов и шлангов, так как мелкие частицы ожижаются более легко, чем стандартные частицы [2].

Крупные частицы

Эти частицы являются слишком большими, чтобы пройти через последнее сепарационное сито. Некоторые производители повторно перемалывают эти крупные частицы, чтобы получить из них хороший порошок, некоторые из них просто выбрасывают их. Бывает, что эти крупные частицы ошибке или из-за неисправности сепарационного оборудования в попадают коробку для отправки заказчику. При электростатическом напылении они не смогут получить необходимого электрического заряда, как это обычно делают стандартные частицы, и скорее всего просто упадут на дно окрасочной камеры. Это приводит к снижению эффективности первичного напыления порошка на изделие. Кроме того, замечено, что чрезмерное количество крупных частиц в порошковой краске может приводить к осыпанию порошка на некоторых участках поверхности изделия в ходе его перемещений по окрасочной линии с образованием пятен с пониженной толщиной покрытия [2].

Недостатки порошкового окрашивания

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

Чем порошковые краски отличаются от аналогичных материалов?

Покраска порошком имеет свои достоинства, к которым относят:

1. Возможность получить долговечное покрытие. Согласно результатам исследования, средний срок службы составляет около 10-20 лет.
2. Отсутствие потёков на поверхности.
3. Высокая прочность на удар и изгиб.
4. Отсутствие едкого запаха, если надо нанести материал на деталь.
5. Процесс самой покраски автоматизирован, нет необходимости проходить обучение и получать специальные навыки.
6. Порошок не требует специальных условий для хранения. А вот о жидких материалах такого сказать нельзя.
7. В случае порошковой покраски можно не применять специальные покрытия во время транспортировки. Плёнка после полимеризации на поверхности конструкции защитит от механических повреждений хотя бы на некоторое время.
8. Цикл окрашивания сокращённый, составляет всего около полутора-двух часов.
9. Расход материалов на низком уровне, а также небольшое количество отходов.
10. Высокие физико-химические свойства. Включая устойчивость не только к ударам, но и к коррозии, температурным колебаниям.

Но есть ли недостатки у такого решения, как покраска металла порошковой краской? К сожалению, без них не обходится, и иногда она могут перевесить имеющиеся плюсы.

Например, порошковая окраска точно не подходит для дерева и пластика, эти материалы просто несовместимы.

Без единоразовых крупных вложений процесс покраски вообще невозможно организовать. Кроме того, потом возможности по эксплуатации оборудования будут сильно ограничены. Наконец, технология не должна применяться, когда температура низкая.

Плюсы и недостатки порошковой покраски металлоконструкций

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

Высокая степень автоматизации производства, позволяющая быстро обучить рабочий персонал.

Отличные прочностные и декоративные свойства покрытия.

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

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

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

Достоинства и недостатки

Неслучайно метод окрашивания объектов с использованием порошковой краски пользуется большой популярностью не только у строителей, но и у многих домашних мастеров. Ведь он обладает такими важными достоинствами, как экономичность и экологическая чистота, в чём заметно превосходит традиционную жидкую краску. Объясняется это отсутствием в составе порошковой краски опасных для здоровья растворителей и более медленным расходом. Все не сумевшие закрепиться после распыления на обрабатываемой поверхности частички краски можно собрать и использовать в дальнейшем для окрашивания других объектов.

Плюсы материала

Основными достоинствами порошковой краски можно назвать следующие:

• Отсутствие неприятного запаха, которым обладает его жидкий аналог.
• Сухие краски не склонны к самовозгоранию.
• Процедура окрашивания требует минимум времени.
• В случае получения не совсем удачного результата изделие легко перекрасить.
• Окрашивание проводится в один этап.
• Прекрасно ложится даже на не очень ровное покрытие.
• Лакокрасочное покрытие получается очень равномерным.
• Перед окрашиванием не приходится наносить грунтовочный слой.
• Сухие краски не подвержены коррозионным процессам и температурным перепадам.

Минусы окрасочного состава

В то же время эта технология имеет и ряд существенных недостатков:

• Невозможность использования для деревянных и пластмассовых конструкций.
• Для окрашивания крупных объектов необходимо большая печь для полимеризации.
• Трудности с получением тонкого слоя окрасочного материала.
• Высокая цена.

1.4. Области применения порошковых красок

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

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

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

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

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

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

Таблица 1.1

Электростатическое напыление

Технология порошковой окраски электростатическим напылением.

Рис. 1 – Технология зарядки коронным разрядом

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

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

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

Рис. 2 – Эффект клетки Фарадея

Эффект клетки Фарадея – результат воздействия электростатических и аэродинамических сил.

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

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

Рис. 3 – Обратная ионизация

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

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

Разновидность порошковой окраски

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

Для нанесения покраски необходимо следующее оборудование:

Двухпостовая камера напыления

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

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

№1. Суть метода порошковой покраски

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Требуемое оборудование

Для того чтобы процесс самостоятельной покраски практически не отличался от заводского, необходимо выбрать подходящее место, где будут проводиться работы.

Когда помещение найдено, нужно собрать и подготовить необходимое оборудование:

• печь для полимеризации (сушки);
• источник постоянного напряжения (около 25 кВ);
• распылитель порошковой краски (пистолет);
• ЛКМ.

В работе не помешает аккуратность и небольшой опыт. Но если его нет – не беда, действуя по инструкции, можно избежать большинства ошибок и получить вполне приличный результат.

Изготовление печи

Полимеризация – важный этап в отвердении порошковой краски. Если этот пункт работ опустить, ЛКМ не будет держаться на металлических поверхностях. Поэтому такое оборудование, как печь – ее еще называют камерой полимеризации – необходимо в первую очередь. Вещь эта дорогостоящая, поэтому можно сделать ее своими руками, из подручных материалов. Нам понадобятся (камера полимеризации будет иметь размеры 2х1х1 м):

• профильная труба;
• негорючая теплоизоляция (плита базальтовая);
• листовой металл (можно заказать по размерам);
• тангенциальный вентилятор;
• ТЭНы.

Инструкция по сборке печи состоит из следующих шагов:

1. Сварите из профиля каркас.
2. Заложите в него утеплитель.
3. Листовым металлом зашейте стены. Снаружи отделайте все гипсоволокном.
4. Для конвекции в камере установите тангенциальный вентилятор, наварив ему узкий выход и широкий вход.
5. Вентилятор вставьте в камеру. Он будет забирать воздух вверху, прогонять его через ТЭНы, выгонять внизу, а затем распределять по всему объему камеры.
6. ТЭНы установите вдоль параллельных стенок и соедините по распределению на фазы.
7. ТЭНы закройте, оставляя открытым вентилятор, основная часть которого должна располагаться вне камеры (чтобы не оплавить обмотку).
8. Установите электрощит. Правда, эту работу лучше поручить специалисту.

Полученное оборудование – камера полимеризации – будет иметь мощность 12 кВт на разогреве и 6 кВт в работе.

Важно! Энергоносителем в таких печах просушки порошковой краски может быть не только электричество, но и природный газ, и дизельное топливо.

Покрасочный инструмент – пистолет

Чтобы нанести порошковую краску на изделие, требуется специальное устройство. Это электростатический краскопульт или трибостатический порошковый распылитель. Но покупать дорогостоящее оборудование ради редкого использования не целесообразно. Так как в нашем случае все изготавливается своими руками в домашних условиях, такое устройство можно смастерить минут за 10. Такой пистолет прост в использовании, дешев и практичен. Переход с одной краски на другую занимает несколько секунд.

Конструкция и комплектация пистолета для порошковой покраски

Как сделать пистолет для порошковой краски:

1. Возьмите обычную пластиковую 1,5-литровую бутылку. Главное, чтобы она была сухая и чистая.
2. Заполните ее на 1/3 порошковой краской, закрутите металлической пробкой.
3. Проделайте в пробке маленькие отверстия. Чем больше отверстий, тем качественнее будет нанесение. Зачистите пробку снаружи от заусениц, оставшихся после прокалывания.
4. Подключите к пробке плюсовой провод от источника высоковольтного напряжения.

Для этой цели нужен преобразователь, который сможет выдать 25 000 вольт постоянного тока. Такие используются в электрошокерах, зажигалках для газовых плит, котлах и колонках. Они могут работать от батареек или аккумуляторов, преобразовывая 3-6 вольт в нужные 25 кВ.

Соблюдайте осторожность при работе с высоким напряжением. Лучше доверить сборку преобразователя квалифицированному электрику.

После всех манипуляций получается вполне приличный пистолет.

Мелочи, без которых не обойтись

Перед началом окраски нужно тщательно позаботиться о том, чтобы все операции проходили при идеальных условиях:

1. Необходимо отличное освещение. Используйте лампы дневного света. К обычной лампе порошковая краска отлично прилипает.
2. Нужна хорошая вентиляция с двумя моторами (на вход и выход). Дополнительно придется надеть марлевую повязку, а лучше профессиональный респиратор.
3. Придется изобрести способ сбора остатков порошковой краски. На начальных этапах используйте старый мощный пылесос.

Когда все тщательно подготовлено, можно приступать к покраске своими руками нужных деталей.

Виды порошковых красок

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

Термопластичные порошковые краски

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

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

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

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

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

Термореактивные порошковые краски

Термореактивный образователь пленки является составляющим в термореактивных красках. Формирование таких поверхностей происходит путем плавления частиц между собой и последующих за этим химических процессов. Они не растворимы и не плавки. В состав термореактивных красок входят полиэфирная и эпоксидная смола, полиуретан, акрилаты. Чаще всего такие покрытия используют в машиностроительной отрасли.
Краски на основе эпоксида достаточно прочны, они не боятся воздействий растворителей, но если происходит их перенагревания, то они приобретают желтоватый оттенок. Если на такую поверхность воздействует ультрафиолет, то верхние слои покрытия подлежат разрушению, их консистенция становится подобной мелу.

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

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

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

Критерии выбора

Один из ключевых вопросов, который должен решить мастер — выбор конкретной порошковой краски для обработки объекта. Это очень важно, так как от материала напрямую зависит качество покрытия изделия. В магазинах предлагается большое количество различных видов сухих красок, обладающих разными характеристиками.

Хорошая краска должна удовлетворять определенным функциональным требованиям. Основными среди них являются:

• Механическая стойкость. Материал должен быть устойчивым к износу, прочным, невосприимчивым к царапинам, ударам и истиранию.
• Температурная стойкость. От краски требуется, чтобы она была устойчива к воздействию высоких температур, а также нагревам как периодическим, так и постоянным.
• Электроизоляционные свойства. В большинстве своем полимерные покрытия являются диэлектриками, а это дает возможность использовать их для изоляции готовых изделий от электричества.
• Химическая стойкость. Выбираемый материал должен хорошо переносить взаимодействие с маслами, жирами, моющими средствами, бензином и другими веществами, с которыми будет контактировать покрытие в процессе эксплуатации.
• Стойкость к ржавчине. При выборе краски важно, чтобы она была устойчивой к воздействию химикатов и влаги — главных причин развития коррозии.

Дополнительно краска может отличаться между собой декоративными свойствами:

• Гладкие покрытия. Представлены в различных цветовых вариантах.
• Текстурные. Могут предусматривать определенные спецэффекты, например, апельсиновая корка, морщинистость и пр.
• Прозрачные. Используют для защиты металлических, сантехнических и других изделий.
• Тонированные. Позволяют высветить металл или подложку под различные виды материалов — металл, бронзу и пр.
• Степень блеска. В зависимости от этого различают полуглянцевые и глянцевые, а также покрытия с разной степенью блеска — от тусклого до сильного.

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.

Оборудование для порошковой покраски: выбор и самостоятельное изготовление

Покраска порошковой краской в домашних условиях в любом случае предполагает наличие специальных приборов. Некоторые доступны для самодельного изготовления, а часть желательно приобретать, иначе сложно будет получить хороший результат.

Покраска порошковой краской в домашних условиях в любом случае предполагает наличие специальных приборов.

Распылитель

Распределение порошка происходит с помощью краскопульта, и данный этап является наиболее важным для получения качественного красивого слоя, поэтому выбор инструмента должен делаться с особым вниманием. Когда частички средства, проходят через приспособление, то заряжаются и могут закрепиться на противоположно заряженном основании.

Есть три типа распылителей:

• Электростатический, заряд происходит за счет специального воздействия, можно нанести любые краски;
• Трибостатический, здесь заряжение частичек происходит из-за быстроты вылета их из сопла, когда они трутся друг об друга. Чтобы эффект получился нужно создавать определённый уровень влажности, также подбирается длина шланга, параметр зависит от типа компрессора;
• Более подходящий и доступный для использования дома ручной вид.

Любой тип распылителя должен иметь заземление.

Распределение порошка происходит с помощью краскопульта, и данный этап является наиболее важным для получения качественного красивого слоя.

Камера окраски

Технологию порошкового окрашивания невозможно выполнить без камеры покраски, данный прибор обязателен для получения конечного результата. Стоимость камеры высокая, но чтобы создать ее самому, потребуется знание электрики.

Технологию порошкового окрашивания невозможно выполнить без камеры покраски, данный прибор обязателен для получения конечного результата.

Покрасочная камера своими руками

Камера порошковой окраски своими руками может собираться, для этого потребуется приготовить следующие материалы:

• Профильная труба для каркасной части;
• Оцинкованная сталь, чтобы покрыть камеры изнутри и снаружи;
• Базальтовая либо минеральная вата, которая послужит утеплителем оборудования;
• Тэны для прогрева, сколько их потребуется, решают с учетом размера камеры;
• Автоматические элементы, которые помогут в регулировке и слежение за температурными показателями;
• 2 термопары, их устанавливают снизу и сверху, чтобы точнее определять показатели.

Действуют следующим образом:

• Из профилей делают каркас, если красить будут большие предметы, то можно выделить отдельное помещение, например гараж;
• Снаружи обшивку делают железом, изнутри используют теплоизоляционный материал. Важно обеспечить полную герметизацию;
• Чтобы остатки порошка собрать после покраски, напольное покрытие желательно сделать из решетки;
• Создается принудительная вентиляция.

Одной стороной может служить стена в комнате, а закрывать каркас можно плотным занавесом.

Камера порошковой окраски может собираться своими руками.

Печь

Чтобы расплавить нанесенные частички порошковой краски, нужна специальная печь, после нагрева они надежно сцепятся с поверхностью. Важно создать правильную температуру. При полимеризации должно быть нагрет полностью сам предмет.

Чтобы расплавить нанесенные частички порошковой краски, нужна специальная печь, после нагрева они надежно сцепятся с поверхностью.

Изготовление печи

Создание печи сложный процесс, придется постараться, чтобы сделать подходящее оборудование. Делается сооружение следующим образом:

1. Необходимо сделать чертеж, важно чтобы дверной проем очень плотно соединялся стенками, чтобы не терялось тепло.
2. Сначала собирается внешний каркас, куда после должен поместиться внутренний каркас с утепляющими элементами.
3. На маленьком каркасе делаются перемычки, чтобы на них закрепить теплоизоляцию.
4. Крепится выбранный тип утепляющей ваты.
5. Обшивают каркас листами железа, они должны плотно прилегать, по углам листы загибают. Для внешнего каркаса можно использовать гипсоволокнистые листы.
6. Делают приспособления, куда будут вешаться изделия.
7. Доделывается тангенциальный вентилятор, к нему закрепляют короба для входа и выхода. Входной тип делается больше.
8. На одну стенку монтируются Тэны, сколько их установить решают по размеру печи, с двух сторон от них крепятся термометры.
9. Создается доступ к сети в 380 вольт, соединения должны подсоединяться к специальному щитку, где есть автоматы и блок контроля.
10. Монтируется дверь, проводят проверку работы.
11. Тэны прикрываются стальным коробком с отверстиями сверху и снизу, чтобы воздух свободно ходил. Над обогревательным элементом делают щель для того, чтобы вставить узкую часть короба вентилятора. Остальная часть останется с наружной стороны.

Работа печи проверяется на небольшом изделии, куда нанесли краску.

Создание печи сложный процесс, придется постараться, чтобы сделать подходящее оборудование.

Преимущества порошковых покрытий

Технология порошковой покраски металла имеет много достоинств:

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

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

ПОРОШКОВАЯ ПОКРАСКА

В спектр входят услуги порошковой покраски металла, снискавшей большую популярность в области покраски металлоизделий.

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

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

Сфера применения порошковой покраски

Технология порошкового полимерного покрытия применяется:

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

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

Порошковые краски

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

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

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

Каталог цветов RAL

Покраска типа “Крокодиловая кожа”

Покраска типа “Антик”

Покраска типа “Металлик”

Покраска типа “Сахара”

Сферы применения

Процесс полимеризации частиц порошка, нанесенного на поверхность изделия, выполняется в течении 40-60 минут при температуре 150-200°С в специальных печах. Именно по этой причине сфера применения технологии покраски порошковой краской ограничивается исключительно металлопродукцией самого различного назначения и размера. Процесс термической полимеризации не позволяет применять такой метод для окрашивания пластика или древесины.

Порошковой красой покрывают:

• кованые изделия для внутреннего и наружного применения;
• алюминиевые и оцинкованные профили;
• домашнюю и производственную мебель из металла;
• корпусные элементы бытовой техники;
• статичные детали машин и механизмов;
• спортивный инвентарь;
• нейтральное промышленное оборудование.

Технология порошковой покраски металла применяется в ситуациях, когда крайне важна высокая коррозионная стойкость металлоизделия. Сухие полимерно-порошковые краски используют также при необходимости обеспечения механической и химической стойкости антикоррозионного покрытия ввиду наличия сложных эксплуатационных условий.

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.

Технология порошковой покраски металлических изделий

• Подготовка поверхности.

Подготавливая изделие к покраске, необходимо принять во внимание, что поверхность должна быть обработана не просто пленкообразующей жидкостью, но и порошкообразным материалом, который должен равномерно покрыть всю поверхность. На этом этапе вы должны решить две задачи: очистить поверхность от всех возможных загрязнений и придать ей шероховатость. Подготовка поверхности может проводиться и механическим способом, и химическим (например, обезжиривание или травление).

• Нанесение порошковых материалов.

Порошковая покраска металлических изделий проводится:

1. путем электростатического напыления;
2. газопламенным способом;
3. путем погружения в электризованный порошок.

Электростатическое напыление – наиболее простой и универсальный способ. Поэтому он и стал самым популярным. Технологии для покрытия плоских поверхностей, аналогичны тем, которые используются в копировальной технике (магнитные щётки-валики). В отличие от предыдущего, газопламенный способ применяется крайне редко, так как в результате покрытие получается неравномерным и некачественным. Погружение в слой электризованного порошка наиболее востребован при производстве и обработке изделий одного типа. Как правило, для этого оборудуется специальная конвейерная линия. Кроме вышеперечисленных способов, сегодня используют плазменное напыление, которое предусматривает применение термостойких порошков (их частицы нагреваются при помощи плазмы низкой температуры). Данный метод подходит для нанесения тонкого слоя покрытия на термостойкие изделия.

Рекомендуем статьи по металлообработке

• Марки сталей: классификация и расшифровка
• Марки алюминия и области их применения
• Дефекты металлический изделий: причины и методика поиска

Благодаря взаимодействию поверхности и краски (электростатические силы нейтральности и заряженности) порошковая покраска металлических изделий осуществляется равномерно и частицы надежно закрепляются. Прежде, чем «выйти» из пистолета, частицы краски электризуются:

1. электроды создают поле коронарного заряда;
2. вследствие контакта с поверхностью оборудования (пистолета).

Обычно частицы имеют отрицательный заряд, величина которого соответствует диапазону, при котором частицы будут удерживаться на поверхности до тех пор, пока не появится жидкая пленка, соответствующая технологии. Регулировать процесс можно двумя способами: скоростью частиц, зависящей от силы трения, площади и материала, свойствами электрода.

Порошковая покраска металлических изделий путем электростатического напыления подходит и для горизонтальных, и для вертикальных поверхностей. Заземление обеспечивает металлическому изделию нулевой заряд.

• Формирование жидкой плёнки (полимеризация).

Порошковые материалы, нагреваясь до вязко-текучего состояния, образовывают пленку. Этот процесс происходит следующим образом:

1. материал деформируется и приобретает вязкую текучесть;
2. воздух удаляется;
3. поверхность подложки смачивается полученной жидкостью.

Производство труб и металлопрофиля осуществляется путем нанесения на заранее разогретые детали порошка в «слое кипения»: сосредоточивание тепла приводит к полимеризации.

Если для покрытия используются термореактивные краски, то выдержка при высокой температуре приводит к химическому отвердению пленки. Такой эффект достигается благодаря полимеризации или поликонденсации частиц, образующих покрытие. Такой метод покраски нельзя назвать экономичным, так как он влечет повышение временных и материальных затрат при невысокой производительности труда. Для быстрого отвердения пленки выгоднее использовать составы, действующие при ультрафиолетовом облучении и основанные на термореактивных смолах.

• Окончательное формирование покрытия.

Окончательно пленка формируется во время полного остывания изделия. Это может происходить в условиях, различных по длительности охлаждения и внешнего воздействия. Условия формирования покрытия способны влиять на его качество и силы адгезии, изменяя их на несколько десятков процентов. Быстрое и медленное охлаждение применяется в зависимости от вида красителей. Внутреннее напряжение покрытия можно снизить до нулевого показателя, если использовать пластифицирующие полимерные среды.

С термопластичными красителями можно использовать прием «дублирующего спекания» — это дает возможность устранить недостатки покрытия. С термореактивными красками это делать невозможно.

Итог

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

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

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

Перед другими типами окрашивания сухой способ имеет бесспорные преимущества:

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

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

Способы работы с порошковой краской и требуемое оборудование

Технология порошковой покраски металла предполагает три основных способа нанесения мелкодисперсного порошка на металлическую поверхность окрашиваемого изделия.

1. Использование направленного воздушного потока. Металлоизделие нагревается и равномерно покрывается порошковой краской с помощью пульверизатора. При данном способе важно точно определить необходимую температуру, чтобы покрытие равномерно полимеризировалось. Кроме того, потребуется дополнительная термообработка после полимеризации.
2. Электростатическое распыление порошковой краски – наиболее распространенный способ. Получив положительный заряд от высоковольтного источника, частицы порошка налипают на поверхности отрицательно заряженного металлоизделия. Это позволяет обеспечить равномерность распределения материала и исключить стекание или осыпание. Не прилипший порошок собирается и используется повторно.
3. Пламенное окрашивание. Частицы порошковой краски проходят через пламя пропановой горелки и уже в полужидком расплавленном состоянии попадают на поверхность обрабатываемого металла. При этом само изделие нагреванию не подвергается. Этот способ используется крайне редко и только для окрашивания крупногабаритных предметов.

Технология порошковой покраски металла включает в себя три этапа: подготовка, окрашивание и полимеризация нанесенного покрытия. Каждый из этих процессов требует наличия специального оборудования.

Классическая линия для порошковой покраски состоит из четырех основных элементов:

• камера для нанесения (распыления) порошка;
• электростатический распылитель;
• компрессор для нагнетания сжатого воздуха в пульверизатор;
• печь для полимеризации.

Окрашиваемые металлоизделия, особенно крупные, в процессе покраски должны бережно перемещаться от одного поста к другому, чтобы не повредить нанесенную и не прошедшую полимеризацию порошковую краску. Для этого в линиях предусматриваются транспортировочные устройства для аккуратного перемещения изделий из напылительной камеры в термическую. Чаще всего для этого используются монорельсы с крюками на роликах и т.п.