Порошковая покраска металла

Материал представляет собой многокомпонентную композицию, в которой дисперсионной средой является воздушная струя, подаваемая под высоким давлением. В процессе напыления частицы краски приобретают электрический заряд, благодаря которому плотно притягиваются к противоположно заряженной поверхности обрабатываемой детали. Первоначально использовались краски термопластичного типа, но сегодня в основном востребованы термореактивные композиции, обеспечивающие стойкость и долговечность ЛКП.

Характеристики порошковой краски

Главные требования к окрашивающему составу: однородность, физическая и химическая стабильность, размер частиц – 50-100 мкм. Порошковые краски содержат:

• твердые частицы;
• пленкообразующие смолы – эпоксидные, полиэфирные, полиэтиленовые, поливинилхлоридные;
• отвердители;
• наполнители;
• специальные добавки.

В зависимости от наличия или отсутствия красящих пигментов, различают пигментированные и непигментированные системы. Материалы первого типа образуют поверхностный слой в выбранной цветовой гамме. Непигментированные композиции, часто называемые порошковым лаком, востребованы для покрытия токопроводящих изделий из металла.

Первые порошковые краски были изготовлены на основе эпоксидных смол. Они используются и сегодня благодаря высокой адгезии к основанию, прочности и устойчивости покрытия к различного рода растворителям. Их минус – появление желтого оттенка при нагревании. Он не ухудшает эксплуатационные свойства ЛКП, но отражается на внешнем виде.

Порошковые составы на основе полиэфиров подходят для окраски металлических изделий и конструкций, используемых на открытом воздухе. Такое покрытие не желтеет, имеет хороший глянец, удовлетворительную адгезию к металлоизделиям, хорошую химическую стойкость. Суперпрочные полиэфиры используются при высоких требованиях к механической прочности ЛКП. Один из существенных плюсов полиэфирных композиций – низкая температура отверждения, позволяющая наносить состав на материалы, плохо переносящие высокие температуры. Свойства, похожие на полиэфирные порошки, имеют уретановые материалы.

Области применения «сухого» окрашивания

Этот метод позволяет создавать долговечное, устойчивое к царапинам и сколам ЛКП на металлических и других поверхностях, способных выдерживать высокие температуры. Он занял прочные позиции в следующих отраслях:

• производство бытовой техники – кухонных плит, стиральных машин, газовых и электрических плит, кондиционеров;
• транспортостроение – покраска кузовов и других элементов транспортных средств;
• строительство – защита и придание декоративного вида металлическим дверям, воротам и другим металлоконструкциям:
• производство промышленного оборудования, инструмента, элементов инженерных коммуникаций.

Способы покраски металла порошковой краской

Существует несколько технологий окрашивания металлических изделий: электростатическая, трибостатическая, в псевдоожиженном слое, газопламенным напылением.

Электростатический способ

Впервые краскопульт для электростатического окрашивания был запатентован в 40-е годы прошлого века. В его конструкцию входит пистолет, использующий сжатый воздух, и высоковольтный электрод, заряжающий порошок на выходе из ствола. Заземленная деталь притягивает частицы краски, обычно имеющие отрицательный заряд, в случае нейлонных композиций – положительный.

Электростатическим пистолетом коронного типа лучше всего создавать толстый ЛКП, наносить краски металлик, обрабатывать материалы с высокой проводимостью заряда.
Популярные формы сопла – дефлекторная и плоская. В первом случае обеспечивается хорошее рассеивание красителя, во втором – оказывается четко направленное действие. Существуют и другие формы сопла, но они применяются гораздо реже.

Трибостатический

Пистолет для трибостатического порошкового покрытия металлических изделий имеет длинный ствол, на внутренней поверхности которого закреплен абразивный материал. Частицы краски, как и при электростатическом способе, движутся с помощью сжатого воздуха. Заряд они приобретают благодаря трению по абразиву. Плюсы такого решения – качественное окрашивание углублений, создание тонкослойного ЛКП, отсутствие высоковольтного источника электротока. Минусы – невысокая скорость процесса и ограниченное количество порошковых красок, для которых может использоваться эта технология.

В псевдоожиженном слое

Этот способ полимерно-порошкового покрытия металла применяется для создания толстого, надежного и прочного, антикоррозионного ЛКП. Порошок переводится в аэрозольное состояние. При подаче заряда образуется облако заряженных частиц, в которое погружается заземленная вращающаяся деталь. На ее поверхности оседает толстый равномерный слой краски. Этот метод подходит для термопластичных и термореактивных порошков.

Газопламенное напыление

Термопластичный порошок пропускают через пламя газовой горелки. Частицы красителя плавятся и покрывают изделие. Плюсы этого способа – мобильность оборудования, окрашивание крупногабаритных объектов. Такой способ покрытия металла порошковой краской может использоваться при любых температуре и влажности.

Виды составов для порошковой окраски металла

Такие краски могут иметь термопластичную, термореактивную и УФ-отверждаемую основу.

• В термопластичных композициях связующими смолами являются винил, нейлон, полиэстер. Большинство таких материалов нуждается в предварительном грунтовании поверхности. Окрашивание осуществляется при высоких температурах, химические реакции при этом отсутствуют. Частицы порошка под высоким давлением наносятся на поверхность детали, сплавляются между собой, а после остывания образуют защитно-декоративный слой – мягкий и эластичный.
• В материалах с УФ-основой имеется фотоиницииатор. Отверждение ЛКП происходит при попадании на поверхность ультрафиолетовых лучей.
• Популярные сегодня термореактивные красители, содержащие специальный отвердитель, образуют прочный и надежный поверхностный слой благодаря протеканию химических реакций между компонентами состава. В горячем состоянии порошок, попавший на деталь, растекается, а при охлаждении полимеризуется с образованием прочной и долговечной пленки, устойчивой к химическим веществам, царапинам, ударам. Доля таких материалов во всем объеме порошковых красителей – примерно 80%.

Оборудование для порошковой окраски стали и других металлов

Для этого процесса необходимы:

• Пистолет, конструкция которого зависит от поставленной технической задачи.
• Компрессор для выработки сжатого воздуха, который необходим для окрашивания, пескоструйной обработки, обдува деталей.
• Устройства для очищения сжатого воздуха от масла и воды, подготовки поверхности к покраске.
• Покрасочная камера. Имеет хорошее освещение рабочей зоны, вентиляционную систему, фильтры для улавливания излишне распыленного материала.
• Полимеризационная печь, габариты которой выбираются в зависимости от размеров предметов, с которыми планируется работать. Она необходима для нагрева детали после нанесения краски. В процессе такого нагрева происходит плотное сшивание химических связей компонентов красителя – полимеризация. Популярные виды печей – конвекционный и терморадиационный.

Этапы процесса окрашивания

Для получения красивого, равномерного ЛКП, устойчивого к механическим и химическим повреждениям, необходимо:

1. Подготовить поверхность. Очистку выполняют паром, погружной мойкой, мойкой высокого давления, пескоструем. Для улучшения адгезии очищенный металл фосфатируют, хроматируют, покрывают железофосфатами, цинкофосфатами.
2. Грунтовать предмет цинксодержащими или бесцинковыми составами. Этот этап необходим для ограниченного числа окрашивающих композиций.
3. Нанести порошок в соответствии с выбранной технологией.
4. Отправить окрашенный предмет или металлоконструкцию в полимеризационную печь для отверждения ЛКП. Обычно это происходит при температурах +160…+230°C. Время операции зависит от размеров и формы объекта.

После охлаждения на воздухе металлопродукция готова к отправке заказчику.

Правила безопасности при порошковом окрашивании металлических деталей и конструкций

При электростатической покраске электрозаряд передается частицам состава. Для обеспечения их хорошего притягивания к предмету и безопасности процесса необходимо заземлить остальных участников этой технологической операции.

Если человек не заземлен, то частицы красителя будут огибать его контуры, а не двигаться к обрабатываемому объекту. Пол, на котором стоит оператор, должен быть сухим и чистым, а подошва его обуви – кожаной. Необходимо заземлить: крюки, на которые подвешивается изделие, воздушный рукав, емкость, из которой подается краситель, и прочие токопроводящие предметы.

Негативные последствия отсутствия или неэффективности заземления:

• неоднородный слой;
• перерасход красителя из-за его оседания на стенках камеры, полу, стенах;
• слишком тонкое ЛКП;
• необходимость постоянно настраивать применяемое оборудование.

Преимущества и недостатки порошковой покраски металлических изделий

Популярность этого метода обеспечивают:

• экологичность красящего состава благодаря отсутствию токсичных летучих соединений, оказывающих вредное влияние на окружающую среду и здоровье людей;
• минимальная усадка покрытия, обеспеченная отсутствием растворителя;
• отсутствие дефектов, возникающих при нанесении жидких ЛКМ;
• широкие цветовая гамма и спектр текстур;
• краткое время отвердевания защитно-декоративного слоя;
• минимальные потери окрашивающего материала – примерно 5%, при распылении жидких ЛКМ они могут составлять до 70%;
• возможность выполнять работы оператору с низкой квалификацией или полностью автоматизировать этот процесс;
• устойчивость ЛКП к механическим повреждениям, ультрафиолетовому излучению, низким и высоким температурам;
• долговечность защитно-декоративного слоя – 15-20 лет.

Этот метод порошковой покраски металла имеет небольшие ограничения. С его помощью сложно нанести тонкослойное и очень гладкое покрытие, получить высокий глянец. Жидкие аналоги однозначно побеждают, если речь идет о необходимости получить необычный сложный оттенок.

Преимущества заказа услуги порошкового окрашивания деталей и конструкций в компании «Адамант Сталь»

Мы обеспечиваем высокое качество результата и оперативное выполнение даже крупных заказов благодаря:

• профессиональному проведению подготовительных операций;
• наличию современного, технически передового оборудования;
• ответственному и внимательному отношению наших сотрудников к каждому заказу.