1. Выбор типа порошковой краскиПорошковые краски (ПК) делятся на 2 основные группы: термореактивные и термопластичные.
Во время нагревания термореактивных ПК происходит химическая реакция (образуются химически сшитые покрытия), которая придает покрытию высокие эксплуатационные свойства – высокую твердость, термостойкость, адгезию к подложке, защитные и декоративные свойства. При формировании термопластичных покрытий происходят только физические процессы – плавления ПК и затвердевания. Покрытия из термопластичных ПК более мягкие, пластичные (пример – покрытия из полиэтилена, полиамидов), обладают, как правило, низкой адгезией и не могут быть использованы при повышенных температурах (более 100-1200С). В настоящее время для получения защитных и декоративных покрытий используются в основном термореактивные ПК.
Термореактивные ПК по типу пленкообразующей основы делятся на эпоксидные, эпоксиполиэфирные, полиэфирные, полиуретановые, полиакрилатные и т.д.
Пленкообразующая основа оказывает решающее влияние на свойства покрытия.
Эпоксидные ПК. Широко используются для получения защитных и декоративных покрытий. Им свойственны – механическая прочность, хорошая адгезия, стойкость к растворителям. Однако при перегреве эпоксидные ПК желтеют. Эта способность очень важна в плане подхода к более тщательной термической обработке этого типа красок. Необходимо строго выдерживать указанный в паспорте на краску температурный режим отверждения. В противном случае возможно изменение цвета, ухудшение адгезионных свойств, а в конечном итоге эксплуатационных характеристик. При воздействии ультрафиолетового излучения (солнечный свет) верхний слой разрушается «мелит» (становится мелоподобным). Этот эффект, как правило, не влияет на защитные свойства покрытия, а вызывает только ухудшение эстетического вида изделия.
Эпоксидно-полиэфирные ПК. В состав эпоксиполиэфирных ПК входят эпоксидные и полиэфирные пленкообразователи, реагирующие друг с другом при нагревании. Эпоксиполиэфирные ПК на сегодняшний день являются преобладающим видом ПК. Этот вид ПК имеет меньшую тенденцию к пожелтению и более устойчив к перегреву в печи (передержке изделия в сушильной камере).
Полиэфирные ПК. Эти краски предназначены прежде всего для изделий, эксплуатирующихся вне помещения и в тех случаях, когда пожелтение покрытий при перегреве не допускается. Полиэфирные ПК не «мелят» на открытом воздухе, поэтому широко используются для покрытия фасадных элементов, алюминиевых профилей для окон и т.д. Отличие от других ПК – несколько меньшая их устойчивость к растворителям.
Полиуретановые ПК. Относительно других красок более дорогостоящие. Обладают исключительной атмосферостойкостью, большей стойкостью к истиранию. По сравнению с другими красками используются относительно редко.
Акрилатные ПК. Применяются прежде всего для покрытия изделий подвергающихся внешнему воздействию. Стоимость акрилатных ПК высока. Полиэфирные ПК имеют близкие эксплуатационные свойства, но более экономически выгодные.
По внешнему виду ПК могут быть глянцевыми, высокоглянцевыми, матовыми, полуматовыми.
По декоративному эффекту ПК различаются: существуют молотковые краски; краски, обеспечивающие текстурированную структуру – от эффекта апельсиновой корки до эффекта шероховатой наждачной бумаги; краски типа металлик; антифрикционные краски, для покрытий с требованием малого трения; непигментированные лаки для защиты неокрашенных металлических поверхностей, а также придания окрашенным поверхностям «глубинного» эффекта и для нанесения верхнего слоя на некоторые виды покрытий типа «металлик»; краски с повышенным содержанием цинка – порошковый праймер для антикоррозийной защиты стали; термостойкие ПК – особые полиэфирные ПК; краски для пористых поверхностей (например, для изделий из алюминиевых сплавов, горячеоцинкованных материалов или пористых сварочных швов), предотвращают образование пузырей и вздутий; многоцветные ПК, особый вид ПК, смесей ПК, создающих эффект «глубины» и сходство с натуральным материалом.
Конкретный тип ПК выбирается из вышеперечисленного перечня в зависимости от: 1. Условий будущей эксплуатации изделия (эксплуатация в помещении, в атмосфере, в воде, в почве, в агрессивных средах); 2. Типа металла (сталь, алюминий, цинк и т.д.); 3. Типа поверхности (сплошная, пористая, сварная и т.д.); 4. Необходимого декоративного или защитного эффекта.
Большой выбор красок для конкретных условий эксплуатации покрытий, гарантирующих высочайшее качество с учетом вышеперечисленных пунктов 1-4, например, предоставляет предприятие «Herberts Powder Coatings» входящее в немецкий химический концернHoechst AG.
2. Подготовка поверхности изделий под покраску
Перед нанесением защитного порошкового покрытия металлическая поверхность должна быть очищена от ржавчины и загрязнений.
Подготовка поверхности изделий под окраску включает механическую очистку, обработку щетками, абразивами, химическую очистку (травление), пескоструйную (дробеструйную) очистку.
Выбор метода механической очистки определяется назначением детали, условиями работы покрытия, необходимой степенью чистоты поверхности.
Наиболее высокие защитные свойства покрытия достигаются при пескоструйной (дробеструйной) обработке деталей, когда создается развитая активная поверхность. Пескоструйной обработке подвергаются детали, которые после окраски эксплуатируются в условиях неблагоприятного воздействия атмосферных факторов и агрессивных сред.
Обработка деталей щетками и абразивами производится при относительно небольших коррозионных явлениях. Ржавчина и окалина в этом случае снимается до чистого металла.
В случае, если механические виды очистки малоэффективны, например, в узких щелях и зазорах применяется травление. Травление чаще всего используют для удаления окалины и ржавчины образовавшейся при термической обработке или сварке.
Могут быть использованы следующие растворы: 10% H2SO4 , 0,5% тиокарбамид или 1% формальдегид, температура 200С; 20% HCl, 0,5% уротропина, 20-250С; 55% H3PO4 (плотность 1,4-1,6), 25% этанол, 20% Н2О при температуре 18-250С. После травления следует промывка водой и сушка.
После того как деталь очищена от продуктов коррозии, она подвергается обезжириванию (в случае значительного загрязнения детали маслом, въевшимся в ржавчину, обезжиривание предшествует химической обработке – травлению).
Обезжиривание может осуществляться с помощью органических растворителей, либо с помощью щелочных водных растворов.
Наиболее применимы для обезжиривания металлов денатурат, изопропанол и ацетон. Может использоваться дешевый растворитель 646, но токсичность его выше, чем у спиртов и ацетона. Приемлем скипидар. Бензин, уайт-спирит обладает меньшей растворяющей способностью, и имеют недостаток – низкую температуру воспламенения. Все работы с органическими растворителями проводятся с учетом мер пожарной безопасности, при работающей вытяжке. Из хлорированных углеводородов подходит только хлористый метилен (ПДК -50 мг/м3). Хлорированные углеводороды обладают очень хорошими обезжиривающими способностями.
Обезжиривание можно произвести растворами щелочей. Для сплавов железа, титана, никеля.
Состав раствора, г/л: NaOH 10-20, карбонат натрия 25-50, жидкое стекло 3-5, температура 60-800С, длительность 10-45 мин (метод окунания).
При струйном обезжиривании состав этих же компонентов находится в соотношении (частях) 15:15:3 на 1 л воды.
Температура 70-800С, время 0,75-1 мин.
Для обезжиривания алюминия применяется состав, % (масс):
бутиловый спирт 40, изопропиловый спирт 30, ортофосфорная кислота 10, вода 20. Спирты можно заменить бутилцелозольвом с добавлением 1-2% (масс) анионактивного ПАВ (например, сульфонола).
После щелочного обезжиривания деталь промывается большим количеством теплой воды и сушится. Далее деталь сразу же поступает на окраску. В случае необходимости хранения обезжиренных деталей производится пассивирование деталей.
Для обезжиривания и пассивации деталей из черных металлов с незначительными загрязнениями в моечных машинах или другими методами пользуются следующими составом (в г/л):
Сода кальцинированная 8-10;
ПАВ (ОП-7, ОП-10, синтанол АЛМ) 1;
Нитрит натрия 2-3, температура раствора 60-700С
Продолжительность 3-5 минут.
Обезжиривание и расконсервацию сильно загрязненных деталей из черных металлов осуществляют в моечных машинах (струйным методом) при 70-900С в течение 5-15 мин. Следующим составом (в г/л):
Сода кальцинированная 50;
Сульфонол 50
Для одновременного обезжиривания и травления деталей из черных металлов применим, например такой состав (в г/л):
Фосфорная кислота (плотность 1,8) 100-200;
Синтанол ДС 10 3,7;
Тринатрий фосфат 20-50
Длительность процесса в зависимости от величины жировых загрязнений и наличия ржавчины составляет 3-30 мин. После удаления загрязнений детали промывают водой, пассивируют при 60-700С раствором, содержащим 2-3 г/л нитрита натрия и 2-3 г/л кальцинированной соды.
Для удаления защитной пленки эмульсола с деталей из черных металлов рекомендуется следующий состав, г/л:
Тринатрий фосфат 8-10;
Жидкое стекло 2-4;
Едкий натр 3-5;
Нитрит натрия 6-8
Все вышеописанные растворы кислотного травления и щелочного обезжиривания представляют определенную опасность для персонала. Поэтому работа с составами производится в отдельном оборудованном помещении при помощи моечных машин или аппаратов струйного облива с соблюдением правил техники безопасности. Отработанные растворы кислот, щелочей, промывной воды должны быть подвергнуты утилизации. Слив в канализацию возможен только с соблюдением установленных санитарных норм.
Для того, чтобы уменьшить экологический вред и уложиться в нормы санитарного контроля предлагается проводить обезжиривание с помощью синтетических моющих средств (СМС) (стирального порошка, пасты). Для обезжиривания подходят бракованные партии СМС, которые достаточно дешево можно купить на заводе производителе. Обезжиривание производится горячими растворами СМС 1-5% концентрации в присутствии пеногасителей при температуре 70-800С в течение 10-20 минут, или струйным способом в течение 1-2 минут. При отсутствии таковых условий допускается обработка деталей ветошью, смоченных в теплых растворах СМС, с последующей обработкой горячей водой, сушкой и дополнительным обезжириванием имеющимся растворителем.
Контроль качества обезжиривания поверхности изделия
Для контроля качества обезжиривания поверхности с применением растворителей, на испытуемую поверхность наносят 2-3 капли бензина и выдерживают не менее 15 сек. Затем к испытуемой поверхности прижимают куски фильтровальной бумаги и держат до полного впитывания растворителя в бумагу.
На второй лист фильтровальной бумаги наносят 2-3 капли бензина и выдерживают до испарения растворителя. При дневном освещении визуально сравнивают внешний вид обоих кусков фильтровальной бумаги. Если масляное пятно на первом листе бумаги отсутствует, то качество обезжиривания считают удовлетворительным.
При последующей эксплуатации деталей, подлежащих окраске, внутри помещения достаточно качественного обезжиривания поверхности металла. Если окрашиваемая деталь предназначена для эксплуатации в атмосферных условиях, то необходимо произвести химическую обработку – фосфатирование для железных и цинковых поверхностей и хроматирование для алюминиевых деталей.
Фосфатирование осуществляется 15-20% растворами фосфорной кислоты с добавкой 1-3% танина.
В качестве танина используют дубовый или ивовый экстракты в виде водных растворов. Растворы наносят на поверхность кистью, или безвоздушным распылением.
Хроматирование осуществляют следующим составом (в г/л):
Фосфорная кислота 100;
Хромовый ангидрид 20;
Фторид натрия 5
Чтобы обеспечить качественную хроматную пленку, поверхность обрабатывают не менее 3 раз при температуре 20-250С. Все работы с кислыми составами производятся с соблюдением правил техники безопасности и производственной санитарии.
3. Технологический процесс нанесения и формирования покрытия
Техпроцесс нанесения и формирования покрытия включает следующие стадии:
- Подготовка ПК к работе;
- Подготовка изделия к окраске;
- Нанесение ПК;
- Формирование покрытия.
Подготовка ПК к работе
В условиях повышенной влажности в помещении (например, работа с ПК в летнее время) порошок подвергается комкованию, что приводит к «запиранию» распылителя (когда ПК не подается на сопло), либо к периодическому выбросу ПК (распылитель «плюется»). Возникают дефекты нанесения. В этом случае ПК необходимо просушить и просеять. ПК сушатся в термошкафу при температуре 40-500С в течение 1-2 часов. Краска рассыпается равномерным слоем на поддон и периодически перемешивается. После остывания краски до комнатной температуры ПК просеивается через сито 0,12-0,16. Готовая краска подается на стадию нанесения.
Нанесение ПК осуществляется при помощи пистолета электростатического нанесения или трибостатическим распылителем. Трибостатический распылитель в отличие от электростатического не имеет внешнего источника напряжения, а порошок заряжается трением о поверхность специального диэлектрического материала.
Трибостатические пистолеты более безопасны в плане возможного поражения током, электрическим разрядом, а также обеспечивают полную пожаробезопасность при нанесении.
Для трибостатического пистолета характерно отсутствие эффекта «клетки Фарадея» и эффекта «обратной короны», когда частицы краски плохо проникают в углы или замкнутые пространства, также подвергаются перезарядке и отталкиваются от поверхности изделия, что приводит к ухудшению внешнего вида изделия.
Пистолеты электростатического нанесения, как правило, имеют большую производительность и заряжают все виды порошков. Пистолет «Старт», использующийся на участке ПК имеет следующие характеристики:
Напряжение питания 220 В;
Напряжение на коронирующих электродах до 50 кВ;
Избыточное давление воздуха необходимое для нанесения ПК составляет 0,2-0,4 атм.
Сжатый воздух, который подается на распылитель в обязательном порядке, должен пройти через блок подготовки воздуха, включающий водомаслоотделитель и осушитель (емкость с силикагелем). Избыточное давление воздуха регулируется вентилем с манометром и поддерживается в диапазоне 0,2-0,4÷0,5 атм. в зависимости от необходимой производительности. ПК заполняется в бункер распылителя. Бункер во время работы распылителя закрывается крышкой. В зависимости от типа изделия осуществляется регулировка подачи воздуха и порошка из бункера соответствующими винтами на рукоятке распылителя.
Для изделий большой площади применяются соответствующие насадки. Для длинных и узких изделий насадки обычно не используются. При «запирании» краски пистолет встряхивается. Изделия, подвергающиеся окраске должны быть надежно заземлены. От надежности заземления зависит качество окраски. Слой краски должен быть однородным, ровным. Следует избегать разнотонности, которая свидетельствует о возможном ухудшении декоративного вида изделия после отверждения краски. Сопло распылителя при нанесении ПК, необходимо держать на одном постоянном расстоянии от поверхности изделия. Оптимальное расстояние 15-25 см. Электронная система распылителя действует таким образом, что эффективный заряд уменьшается при приближении электродов (встроенных в ствол) к поверхности изделия до полного его отсутствия, либо увеличивается до максимального (напряжение на коронирующем электроде 50 кВ) при удалении электродов.
После нанесения ПК изделие помещается в сушильную печь и выдерживается время, указанное в паспорте на краску. Оптимальный режим – загрузка окрашенных изделий в предварительно прогретую печь. Температуру, также указанную в паспорте необходимо поддерживать с точностью ±50С. Перед окраской, следует убедиться в том, что необходимый градиент температуры постоянен в различных частях сушильной камеры и не слишком различается по высоте.
В случае разбега температур по высоте сушильной камеры следует произвести корректировку по времени нахождения изделия в печи. Время следует отсчитывать с момента полного оплавления ПК при условии необходимого набора температуры. Для различных изделий отличающихся массивностью, время сушки различается. Время сушки больших, массивных изделий зависит от конструкционных особенностей сушильной камеры и подбирается экспериментально.
Данное время может составлять от 10 до 30 мин дополнительно к времени сушки ПК, указанному в паспорте.
4. Возможные дефекты и способы их устранения
Дефекты нанесения ПК.
Дефекты нанесения ПК определяются визуально. Разнотонность на поверхности изделия, укрытого порошком может свидетельствовать о появлении брака после отверждения ПК. Непрокрасы закрашиваются повторно. Недостаточное нанесение краски, которое определяется по разнотонности, устраняется повторным проходом работающего распылителя ПК. Налипающие инородные частицы следует сдуть, но не смахивать с краской, так как даже после повторного нанесения ПК внешний вид будет испорчен. В случае явных непрокрасов и дефектов нанесения, неотвержденную краску следует смыть водой, высушить изделие и нанести заново.
Дефекты, возникающие после отверждения ПК, устраняются сложнее. Непрокрашенные участки можно закрасить, распыляя порошок на горячую поверхность (сразу после выемки изделия из горячей сушильной камеры) с повторной выдержкой при заданной температуре. Точечные непрокасы можно устранить с помощью эмали НЦ соответствующего оттенка. Нужный цвет подбирать, растворяя в подходящем растворителе (ацетоне, растворителе 646, 648) ПК совпадающей цветовой гаммы. Краска наносится кисточкой и изделие после сушки при комнатной температуре прогревается в сушильной камере необходимое время.
При появлении брака, выражающегося в неудовлетворительном внешнем виде изделия, либо если по каким-то причинам не удовлетворяет цвет окрашенного изделия, изделие перекрашивается целиком. Для этих целей используется жидкость «Электро», которая создает электропроводящий слой на поверхности окрашенной подложки. Окрашенное изделие протирается ветошью смоченной «Электро», выдерживается на воздухе 2-3 мин, заземляется и на него наносится порошковый состав. Отверждение краски осуществляется по режимам указанным в паспорте.
- Испытание физико-механических свойств покрытия
Физико-механические свойства покрытия должны соответствовать указанным в ТУ на ПК для отечественных ПК или данным паспорта (Проспекта) для импортных ПК. Фирма изготовитель гарантирует указанные физико-химические свойства при соблюдении режимов отверждения ПК. В определенных случаях (ПК с истекшим сроком годности, некачественной обработки поверхности подложки и т.д.) может возникнуть необходимость определения адгезии покрытия и гибкости пленки отвержденной краски.
Адгезия покрытия осуществляется по существующему стандарту (ГОСТ 15140-78. Материалы лакокрасочные, методы определения адгезии). Метод определения адгезии проводится визуально и оценивается по четырехбальной системе или по числу квадратов пленки, отслаивающихся от подложки. Решетчатые надрезы наносятся приспособлением, рабочей частью которого является лезвие. По линейке на расстоянии 1 мм друг от друга делается не менее 5 параллельных и 5 перпендикулярных надрезов до подложки. При этом образуется решетка из квадратов одинакового размера: 1х1 мм.
После нанесения решетки поверхность очищают кистью от отслаивающихся кусочков пленки и оценивают адгезию по 4-х бальной шкале.
Высшая оценка 1 балл при гладких краях надрезов и отсутствии отслаивающихся кусочков покрытия; 2,3 и 4 балла при отслаивании покрытия соответственно до 5, 35 и свыше 35% поверхности с каждой решетки.
Второй метод определения адгезии является модификацией первого. После нанесения 5 параллельных надрезов, перпендикулярно надрезам накладывают полоску липкой ленты размером 10х100 мм один конец, которой оставляют неприклеенным. Быстро отрывают ленту от покрытия и оценивают адгезию: балл 1, если края надрезов гладкие, баллом 2 при незначительном отслаивании покрытия (не более 0,5 мм) и баллом 3 – при отслаивании покрытия целыми полосами.
Гибкость покрытия определяется в соответствии с ГОСТ 6806-73 (с изменениями № 1 от 01.05.1998 г.).
Испытуемая ПК наносится на пластинки из черной полированной жести толщиной 0,25-0,31, шириной 20-50 и длиной 100-150 мм, после отверждения при заданной температуре и выдержке при комнатной температуре не менее 2 часов, пластинку подвергают изгибу на стержне определенного диаметра (1,2,3,4,5,6,8,10,12 мм), начиная от меньшего к большому. За величину изгиба покрытия принимают значение минимального диаметра стержня (в мм), на котором лакокрасочное покрытие остается неповрежденным (отсутствуют трещины).
- Техника безопасности при работе с порошковыми красками
ПК по классу опасности относятся к слаботоксичным полимерным материалам. Токсичность краски определяется структурой входящих в ее состав веществ. LD (острая оральная интоксикация) для порошковых красок находится в пределах 1350-1390 мг/кг.
ПК могут вызывать раздражение кожи, а долговременный контакт с ПК незащищенных участков кожи может привести к аллергическим явлениям и экземе. При работе ПК необходимо избегать вдыхания пыли и попадания ПК на слизистые оболочки. В случае попадания ПК в глаза, промыть большим количеством воды. Предельно допустимая концентрация пыли в воздухе рабочего помещения составит 3 мг/м3.
Все работы связанные с применением ПК должны проводиться в помещении, снабженном принудительной вентиляцией (местной и общей приточно-вытяжной по ГОСТ 12.4.021-75), обеспечивающей состояние воздушной среды в соответствии с ГОСТ 12.1.005-88.
Пожароопасные характеристики ПК.
Нижний предел воспламенения 4000С.
Нижняя энергия возгорания 5 мДж.
Нижний концентрационный предел взрываемости воздушной смеси 30 г/м3.
Пол в помещении должен быть хорошо заземлен. Необходимо пользоваться взрывобезопасным оборудованием. При смешении порошковых красок может образоваться статическое электричество. Поэтому при передаче ПК из одной емкости в другую следует обеспечить заземление. Персонал должен пользоваться обработанной антистатически обувью и одеждой. Хранить краски следует хорошо закрытыми, вдали от открытого огня, тепла, искр. Курение и принятие пищи на рабочем месте запрещено. Необходимо следить за тем, чтобы уровень пыли держался ниже значения предела взрыва и ПДК, предписанной санитарными нормами.
Рабочее помещение оборудуется противопожарными средствами в соответствии с ГОСТ 12.3.005-75 и ГОСТ 12.3.002-75.
В помещении, где используется краска необходимо проводить влажную уборку, не допуская пыления краски. Просыпавшуюся краску рекомендуется убирать с помощью пылесоса работающего на сжатом воздухе. Не допускать скапливания просыпавшейся краски в зоне рабочего помещения!
К окрасочным работам допускаются лица, изучившие рабочие инструкции, прошедшие медицинский осмотр, обучение работе с ПК и проверку знаний по правилам техники безопасности и пожарной безопасности.
Работники обеспечиваются средствами индивидуальной защиты, отвечающие требованиям ГОСТ 12.4.011-87, ГОСТ 12.4.068-79 и ГОСТ 12.4.202-83.
Работникам, осуществляющим непосредственные действия с ПК рекомендуется защита для глаз при опасности попадания в глаза – очки. При долговременном и часто повторяющимся контакте с ПК – защитные перчатки. При недостаточной вентиляции – защита для лица: маска или полумаска с противопылевым фильтром, респираторы РПП-57, ШБ-1 по ГОСТ 12.4.028-76.
Приветствую Вас на блоге kuzov.info!
Порошковая краска — это тип покрытия, наносимый в виде сухого порошка. В отличие от обычной жидкой краски, которая переносится через испаряющийся растворитель, порошковое покрытие наносится электростатически, а затем расплавляется и отверждается под воздействием тепла или ультрафиолетового света. Покрытие получается более твёрдым, прочным, износостойким, чем обычное ЛКП. Чаще всего производится порошковая покраска металлических предметов. Новые технологии позволяют красить таким способом также другие материалы, такие как пластмассы, композиты, углеродное волокно, МДФ.
В этой статье рассмотрим, что собой представляет порошковое покрытие, какие преимущества и недостатки оно имеет, какие порошковые краски бывают, подробно разберём технологию порошковой покраски.
Содержание статьи:
- Происхождение порошковой покраски
- Каковы преимущества и недостатки порошковой краски?
- Термопластичные и термореактивные порошки
- Типы порошковых красок
- Способы нанесения порошка
- Электростатические пистолеты для порошковой покраски
- Заземление
- Подготовка деталей к порошковой покраске
- Грунтование перед порошковой покраской
- Маскировка перед нанесением порошкового покрытия
- Процесс порошковой покраски
- Порошковые металлики
- Порошковые покрытия со специальным эффектом
- Двухслойные покрытия
- Оборудование для порошковой покраски
- Порошковая покраска своими руками
- Здоровье и безопасность
- Порошковая покраска автомобильных литых дисков
Происхождение порошковой покраски
Происхождение технологии порошковой покраски относится к концу 1940‑х годов. Крупный прорыв в этой области произошёл в середине 1950‑х годов благодаря Эрвину Геммеру. Первые патентные заявки были поданы в Германии (1953 год), а основной патент был выдан в сентябре 1955 года. Электростатическое распыление применялось до появления порошковой покраски. Наносимая жидкая краска заряжалась статическим электричеством, потом притягивалась к заземлённому объекту, наносимая методом распыления. Это более эффективный метод покраски деталей, с более эффективным использованием материалов. Оборудование для электростатического распыления жидкой краски было адаптировано для распыления вновь разработанных порошковых красок.
Сегодня порошковая покраска широко распространена на заводах, а также в специализированных цехах.
Из чего состоит порошковая краска?
Порошковые составы созданы на основе полимерных смол в сочетании с пигментами, выравнивающими агентами, модификаторами потока, отвердителями (в случае термореактивов), а также другими добавками. Эти ингредиенты смешиваются, расплавляются, охлаждаются, потом измельчаются до однородного порошка. Это может быть термопласт или термореактивный полимер.
Каковы преимущества и недостатки порошковой краски?
Порошковая краска обладает уникальным набором преимуществ и недостатков.
- При её нанесении не будет никаких дефектов, свойственных жидкой краске (к примеру, полос или подтёков). Порошковая покраска способна создавать гораздо более толстые покрытия по сравнению с обычным окрашиванием, без просадки и провисания.
- Отсутствие растворителей — означает отсутствие летучих органических соединений (VOCs), токсичных для маляра, вредных для окружающей среды.
- Широкий спектр специальных эффектов текстуры легко достигается порошковой покраской.
- Время затвердевания порошковых красок значительно быстрее по сравнению с жидкими аналогами.
- За один проход можно наносить 60–80 микрон. Это эквивалентно распылению 3 слоёв жидким способом.
- Порошковая покраска обеспечивает лучшие эксплуатационные свойства, чем обычное окрашивание. Оно более устойчиво к сколам, царапинам, другому износу. Дополнительно к своей физической прочности, порошковое покрытие обеспечивает превосходное сохранение цвета.
- Порошковые составы имеют гораздо более высокий коэффициент переноса при распылении. Обычных лакокрасочных материалов теряется от 30 до 70% при избыточном распылении во время окрашивания, а потери порошковой краски могут удерживаться на уровне менее 5%. Порошок можно собирать, потом использоваться повторно. Однако если несколько цветов распыляются в одной камере, это ограничит такую возможность.
- Порошковая покраска не требует высокой квалификации, может быть выполнена практически любым человеком или даже автоматизирована.
Минусы:
- Порошковая краска имеет много сильных сторон, но жидкие лакокрасочные материалы являются несомненными победителями, когда речь идёт о смешивании цветов. Различные цвета жидкой краски могут быть легко смешаны, с высокой степенью точности, практически любым поставщиком. К примеру, синий и красный пигмент могут быть смешаны для получения фиолетовой краски. Цвета порошковой краски требуют специального производства. Так как она не содержит растворителя, попытка смешать синий и красный порошок просто создаст сине-красный пятнистый узор. Порошковая краска обычно производится большими партиями стандартных цветов. Возможны эксклюзивные заказы, но это более трудоемко, дороже, чем создание различных нестандартных цветов с обычной краской.
- Технически возможно получить высокий глянец с помощью порошковой покраски, но с жидкой краской это сделать намного легче.
- Порошковой покраской сложнее достигнуть идеально гладких ЛКП.
Долговечность порошковых покрытий
Порошковое краска очень долговечна, так как при нагреве в печи получается твёрдое полимерное покрытие. Различные составы обладают различной устойчивостью к атмосферным воздействиям, ультрафиолетовым лучам, химическому воздействию, физическому износу. Порошковое покрытие сохраняется до 15–20 лет, в зависимости от качества предварительной обработки, типа продукта. При этом нужно понимать, что порошковая краска не чудо-средство от типичных проблем ЛКП. На неё также действует ультрафиолетовое излучение, а также разрушающие факторы окружающей среды.
Термопластичные и термореактивные порошки
Существует три основные категории порошковых красок: термореактивные, термопластичные и УФ-отверждаемые. Состав порошковых термореактивных красок включает отвердитель. При нагреве происходит реакция между химическими группами, порошок растекается, потом полимеризуется. Порошковые УФ-покрытия — это фотополимеризуемые материалы, содержащие химический фотоинициатор, который мгновенно реагирует на энергию ультрафиолета, инициируя реакцию, приводящую к сшиванию или отверждению. Отличительным фактором этого процесса от других является отделение стадии расплава перед отверждением. УФ-отверждаемый порошок расплавится за 60–120 секунд при достижении 110°C / 130°C. Далее он мгновенно отвердевает при воздействии УФ-излучения.
В большинстве случаев, почти все порошки, которые вы будете использовать, относятся к типу термореактивных. Они предназначены для нагрева и отверждения всего один раз. Внутри них происходят химические изменения, затвердевание по мере охлаждения. Термореактивные полимеры более прочны при воздействии химикатов, тепла или сотрясения.
Первичные смолы, содержащиеся в рецептуре термореактивных порошков: эпоксидная смола, полиэфир, смеси полиэфира с эпоксидной смесью (известные как гибриды), акрил, полиуретан. Термореактивные порошковые покрытия могут быть получены одним слоем без грунтовки.
Большинство термопластичных порошков требуют наличия грунтовки, чтобы получить хорошую адгезию.
Основные типы термопластичных порошков основываются на пластифицированном поливинилхлориде (ПВХ), полиамидах, пластмассах. Термопластичные смолы применяются для окрашивания проволоки, ограждений и других применений, где процесс предусматривает непрерывную порошковую покраску на высоких скоростях линии. Почти все порошковые ПВХ-покрытия наносятся методом покраски в флюидизированном слое (fluidized-bed). Они более мягкие, эластичные, чем любые другие порошковые краски.
Типы порошковых красок
Существует много различных типов порошков. Каждый имеет свои особенности и области применения.
- Эпоксидные смолы были первыми широко используемыми порошками. Они очень прочны, предлагают отличную твёрдость, а также имеют, пожалуй, лучшую химическую и коррозионную стойкость. Эпоксидные смолы очень хорошо прилипают к металлам, с различными предварительными обработками металла, обеспечивающими отличную адгезию. Недостаток эпоксидных составов в том, что они плохо переносят погодные условия. Их лучше эксплуатировать внутри помещений.
- Полиэфиры можно считать наиболее часто применяемыми порошками. Они предлагают отличное соотношение цена — качества. Обладают хорошей механической прочностью, а также большой гибкостью, ударопрочностью, хорошей химической стойкостью. Одним из их достоинств является низкая температура отверждения, что позволяет их наносить на термочувствительные предметы. Полиэфиры также обеспечивают хорошую стойкость к пожелтению. Они дают огромный выбор цветов, уровней глянца, специальных эффектов. Полиэфиры являются общепринятым выбором для многих применений.
- Суперпрочные полиэфиры (Super Durable Polyesters) быстро стали лучшей альтернативой обычных полиэфиров. Как следует из названия, они обладают превосходной прочностью.
- Эпоксидно-полиэфирные гибриды. Эпоксидные и полиэфирные составы смешивают друг с другом, образуя гибриды. Эти гибриды по-прежнему близки по составу к чистым эпоксидным смолам, но обладают превосходными погодными свойствами. Эти гибриды могут смешиваться в различных соотношениях, чтобы подчеркнуть характеристики либо эпоксидной смолы, либо полиэфира. Гибридами часто окрашиваются бытовые приборы, такие как плиты, стиральные машины, сушилки.
- Уретаны химически похожи на полиэфиры, с различием в отвердителях. Уретаны обеспечивают очень гладкое покрытие, очень хорошую прочность, а также отличную химическую и коррозионную стойкость, что делает их идеальными для таких вещей, как топливные баки. Другие распространённые применения включают сельскохозяйственное оборудование, кондиционеры, автомобильные диски, дверные ручки. Уретаны также обычно дороже других видов порошков из-за стоимости смолы.
Для порошковой покраски автомобильных частей наиболее часто применяется стандартный и суперпрочный полиэфиры.
Способы нанесения порошка
Можно выделить основные четыре метода порошковой покраски. Рассмотрим их по порядку.
- Наиболее распространенный способ порошковой покраски металлических предметов — это применение электростатического коронного пистолета. Он использует сжатый воздух и высоковольтный электрод для заряда порошка на выходе. Окрашиваемый объект заземляется, частицы порошка притягиваются к нему. Электрод пистолета, как правило, имеет отрицательную полярность по отношению к деталям. Полярности должны быть изменены на противоположные для нейлоновых порошков, требующих положительного заряда. Одним из недостатков процесса электростатического распыления с помощью пистолетов c коронным зарядом является то, что между пистолетом и окрашиваемыми частями устанавливается высокое напряжение. Детали, имеющие углубления трудно покрасить из-за эффекта клетки Фарадея.
- Трибо заряд — второй по распространённости метод порошковой покраски. Как и в коронном пистолете, порошок двигается сжатым воздухом, но в трибо заряд происходит за счёт фрикционного контакта частиц порошка с внутренней частью пистолета. Электроны отделяются от частиц порошка, которые положительно заряжаются, потом притягиваются к подложке. Так как между пистолетом и покрываемым изделием отсутствует электростатическое поле, эффект клетки Фарадея не развивается, а частицы легче проникают в углублённые участки окрашиваемого объекта. Данная технология применяется реже по сравнению с системами распыления коронным пистолетом. Скорость покраски трибоэлектрическим пистолетом ниже, кроме того, таким способом хорошо заряжаются только некоторые порошковые составы. Для работы трибо оборудования не требуется источник высокого напряжения.
- Метод порошковой покраски в псевдоожиженном (флюидизированном) слое (Fluidized-Bed). Данный способ применяется, когда требуется толстое функциональное покрытие (антикоррозионное, прочное). Порошок помещается внутрь бункера с пористой пластиной у основания и “флюидизируется” (взвешивается). Воздух проходит через него так, что он начинает действовать как жидкость. Покрываемая деталь предварительно нагревается, подаётся в псевдоожиженный (взвешенный) порошок, где тепло немедленно расплавляет его, он растекается по поверхности окрашиваемого объекта. Наиболее часто таким способом наносятся термопластичные порошковые составы, но могут также применяться эпоксидные.
- Покраска в электростатическом флюидизированном (псевдоожиженном) слое (Electrostatic fluidized bed). Данный метод обычно задействуется, когда желаемая толщина слоя должна превышать 300 микрон. Псевдоожиженный (флюидизированный) порошок переводится в состояние аэрозоля, заряжается, создавая облако заряженных частиц. Заземлённый объект опускается внутрь облака, а заряженный порошок оседает на его поверхность. Вращение детали позволяет порошку наноситься более равномерно. Таким способом наносятся как термопластичные, так и термореактивные составы.
- Газопламенное напыление. Термопластичный порошок продувается через пламя газовой горелки сжатым воздухом. Он плавится и наносится на изделие. Оборудование состоит из газовой горелки, питателя, инжектора, компрессора, газового баллона. Преимущество данного метода в мобильности всей системы порошковой покраски, поэтому большие объекты можно легко окрашивать. Можно делать порошковую покраску при любых погодных условиях, так как на процесс не влияет температура и влажность.
Электростатические пистолеты для порошковой покраски
Как было описано ранее, существует два основных типа систем порошковой покраски, где задействуются электростатические пистолеты коронного и трибо типа. Каждая система имеет свои сильные и слабые стороны.
Как правило, пистолет коронного типа использует отрицательную полярность электрода, так как она производит больше ионов, меньше подвержена образованию дуги, чем положительная полярность. Положительная полярность может задействоваться при распылении нейлона. Пистолеты бывают с внешним или внутренним источником питания для генерирования заряда.
Главное отличие заключается в способе транспортировки порошка от пистолета к детали. Основной силой транспортировки материала (кроме сжатого воздуха) при применении оборудования коронного типа является электрическое поле, создаваемое между заряженным порошковым облаком и деталью. При использовании пистолета трибо типа транспортировка материала происходит только потоком воздуха. Воздух под давлением попадает в резервуар для перемешивания порошка, чтобы он мог «течь» во взвешенном состоянии как жидкость. Затем он направляется через пистолет.
Другое фундаментальное различие между системами порошковой покраски с применением коронного заряда и трибо-заряда заключается в методе, при котором частицы порошка становятся электрически заряженными. Оборудование коронного типа использует генератор высокого напряжения для зарядки электрода с высоким потенциалом относительно детали. Заряженный электрод создаёт поток заряженных частиц, эффективно заряжая порошковое облако, образуя заряженное поле с противоположным полюсом.
В отличие от этого, трибостатическое устройство заряжает порошок строго физическим контактом (быстрым трением между ним и поверхностью, способной передавать или получать электроны).
Трибо-технология — это лучший выбор, когда:
- изделия изготовлены из материалов с низкой проводимостью заряда
- геометрия изделия имеет области с эффектом клетки Фарадея (углубления)
- требуется тонкое порошковое покрытие
- изделия, требующие высочайшей степени однородности покрытия
- требуется подкрашивание
Технология коронного заряда – это лучший выбор, когда:
- изделия, изготовленные из материалов с более высокой проводимостью заряда
- применяются порошки с эффектом «металлик»
- требуется относительно толстое порошковое покрытие
- требуется покрасить кастомными красками
Дизайн сопла
Конструкция пистолета и сопла оказывает большое влияние на эффективность покраски. Двумя наиболее широко применяемыми насадками являются насадки с дефлекторной формой и с плоским распылением. Оба вида насадок бывают различных форм. Плоская насадка более направленная, имеет чётко определённую форму распыления. Форсунка дефлекторного типа имеет мягкую, хорошо рассеянную форму. Существует много других типов насадок, но они реже используются.
Заземление
Электростатическая покраска — это процесс нанесения электростатического заряда на саму краску. Цель этого процесса — повышение эффективности переноса за счёт притягивания электрозаряженной краски к окрашиваемому объекту. Однако, поскольку краска заряжена, важно убедиться, что всё внутри окрасочной системы заземлено, чтобы избежать поражения электрическим током, а также низкой эффективности переноса.
Заземление гарантирует, что существует прямой электрический путь от изделия на настоящую землю.
Ниже приведены ключевые области, которые должны быть заземлены при электростатической покраске:
- Оператор. Одной из точек соприкосновения с землёй являются ноги оператора. Если оператор не заземлён должным образом, краска может огибать оператора, а не притягивается к цели. Чтобы избежать всех возможных изоляторов не носите изолированную или резиновую обувь. Рекомендуется кожаная подошва. Убедитесь, что пол чистый и сухой.
- Изделие. Обычно оно подвешивается на крюках. Всегда держите крюки чистыми и заземлёнными.
- Используется специальный заземлённый воздушный шланг.
- Источник краски.
- Все другие электропроводящие объекты или устройства внутри зоны распыления должны быть надлежащим образом заземлены. Помните, что правильное заземление обеспечивает безопасность, хорошую эффективность переноса.
Большая часть проблем, возникающих при порошковом окрашивании, происходят из-за недостаточного заземления окрашиваемых изделий или его полного отсутствия. Это вызывает:
- Неоднородность покрытия
- Чрезмерное потребление краски
- Чрезмерное скопление порошка на оборудовании. Он будет искать ближайший заземленный объект, будет притягиваться к нему (стенки камеры, оборудование, пол).
- Необходимость постоянной настройки технологических параметров.
- Деталь не способна эффективно притягивать заряженные частицы, при этом слой получается слишком тонкий.
С точки зрения безопасности сопротивление заземления должно быть менее 1 МОм.
Заземление стержнем
Заземление можно реализовать заземляющим стержнем (штырём). Это длинный стержень с медным напылением, который забивается в землю. Размеры варьируются, но для порошковой покраски рекомендуется длина не менее 240 см, диаметр около 2 см.
Заземляющий стержень забивается в землю почти полностью. Нужно оставить около 15 см, выступающих над землей, чтобы можно было закрепить на нём проволоку. Другой конец провода заземления будет подключаться к вашим предметам либо напрямую, либо с помощью стеллажей и крючков.
Можно установить стержень заземления прямо через пол, как можно ближе к зоне покраски. Просто просверлите отверстие в полу, далее установите стержень заземления через пол мастерской.
Подготовка деталей к порошковой покраске
Перед покраской разберите деталь, если это требуется. Поверхность необходимо тщательно очистить. Любое масло, грязь, влага будут мешать адгезии. Предварительная обработка окрашиваемого изделия очень важна, чтобы получить максимальный срок службы порошкового покрытия.
Очистка и подготовка могут быть сделаны различными химическими и механическими методами. Выбор метода зависит от размера и материала окрашиваемого изделия, типа удаляемых загрязнений, старых ЛКП.
Очистка детали от загрязнений включает удаление масел, восков и других поверхностных частиц.
Это может быть выполнено следующими способами;
- Очистка паром на основе раствора хлорированных углеводородов. Это хороший способ обезжирить металлические предметы. Поскольку раствор не водный, нет остатков влаги, вызывающих коррозию.
- Водная мойка. Осуществляется специальными моечными машинами, похожими на большую посудомоечную машину, либо мойкой высокого давления. С мойкой высокого давления можно применять насадку 0°, обеспечивающую наибольшую эффективность очистки, так как она фокусирует всю воду в узком потоке. Если изделие деликатное, например, листовой металл или плоские панели, применяется насадка 15°.
- Погружная мойка. Данный метод включает серию резервуаров, содержащих горячий чистящий раствор, а также горячее и холодное ополаскивание.
- Машинная мойка, мойка высокого давления, а также окунание не являются абсолютной необходимостью. Вполне возможно хорошо очистить деталь с помощью чистящих средств, различных щёток. Можно даже вымыть окрашиваемые изделия в посудомоечной машине, если они подходящего размера.
Как определить, что деталь чистая?
Есть много тестов, чтобы определить чистоту. Наиболее широко применяется тест водой. Он представляет собой визуальное наблюдение за тем, полностью ли покрывает чистую деталь вода или отталкивает её от какой-то области поверхности. Вода должна стекать равномерно. Везде, где есть сухой участок, означает, что в этом месте ещё остались масла. Очистите эту область ещё раз. Другие тесты могут включать протирку белой тканью или другие более сложные лабораторные тесты.
Дегазация
Некоторые изделия из литого металла (чугуна, железа, алюминия, латуни..) могут содержать воздух, попавший во время производственного процесса или масла, оставшиеся в порах при эксплуатации. Качество металла напрямую влияет на количество улавливаемого газа. Например, отливки с использованием металлов более высокого качества имеют меньшее количество улавливаемого газа. Как правило, алюминий не содержит много газа.
Если не выпустить воздух или масляные загрязнения, то во время отверждения порошкового покрытия они выйдут наружу, что оставит маленькие пузырьки, неровности, точечные отверстия, кратеры. Эти дефекты порошковой покраски могут обеспечить путь для проникновения влаги к металлу.
Проблема выделения газов при полимеризации решается несколькими способами:
- Предварительный подогрев изделий. Этот процесс наиболее популярен для устранения проблемы выделения газов. Окрашиваемый объект предварительно нагревают выше температуры затвердевания (на 10 градусов, чтобы дать возможность воздуху освободиться перед порошковой покраской. Предварительный нагрев осуществляется перед фосфатированием/покраской. Есть некоторые изделия, которые будут выпускать газ, независимо от того, как долго их нагревать перед окрашиванием.
- Порошковые краски и грунты, прощающие выход газа. Они разработаны таким образом, чтобы обеспечить более длительный срок растекания, чтобы газ мог улетучиваться до полимеризации.
- Герметизация изделия. Данный метод требует применения специальных герметизирующих грунтов, удерживающих газы внутри металла.
- Изменение технологии полимеризации. Использование ИК или ИК/УФ (инфракрасное/ультрафиолетовое отверждение) может устранить проблему газовыделения, так как для отверждения нагревается только поверхность изделия.
Пескоструйная обработка
Если предмет, который вы хотите окрасить, имеет ржавчину, окалину, старое ЛКП, то Вам, скорее всего, понадобится пескоструйная обработка. Пескоструйные камеры особенно полезны для цехов, работающих с нетронутым сырьем, например, стальными листами или трубными заготовками с участками окисления или остатками сварки. Так как материал от абразивной обработки попадает во все места, необходимо удалить все резьбовые или смазанные части, такие как подшипники, болты/гайки, зажимы.
Пескоструйная обработка хорошо подходит предметам со сложными формами, погружение лучше для панелей из листового металла, потому что пескоструйная обработка генерирует тепло, способное деформировать листовой металл.
Когда деталь обрабатывается, поверхность приобретает шероховатость, повышающая адгезию при окрашивании.
Ополаскивание
После очистки наступает стадия ополаскивания. Важно удалить остатки любого химического вещества. После ополаскивания, как можно быстрее высушите поверхность, чтобы избежать появления ржавчины.
Фосфатирование и хроматирование
Фосфатирование улучшает адгезию при покраске, улучшает антикоррозионные свойства. Процесс осуществляется на хорошо очищенной поверхности стали, иногда цветных металлов.
Существует два типа фосфатирования: железное фосфатирование и цинковое фосфатирование. Оба они технически называются преобразовательными покрытиями, т.е. действие растворов “преобразует” несколько микрон поверхности металла либо в фосфат железа, либо в фосфат цинка. Фосфатирование, как правило, осуществляется несколькими этапами, включает обезжиривание, промывки до и после процесса, само фосфатирование.
Железофосфатное покрытие
При обработке стали кислыми солями ортофосфорной кислоты и одновалентных металлов на поверхности образуется слой аморфного фосфатного железа. Это наиболее удобный и недорогой способ подготовки под порошковую покраску.
Цинкфосфатные покрытия
Фосфатирование солями цинка приводит к образованию покрытий кристаллической структуры. Такое фосфатирование является более дорогостоящим по сравнению с нанесением аморфного фосфата железа, но оно позволяет получать более качественные покрытия, считается лучшей подготовкой поверхности перед порошковой покраской.
После фосфатирования изделия, его высушивают в сушильной камере.
Хроматирование поверхности
Хроматной обработке (хроматированию) наиболее часто подвергают алюминий и его сплавы. Обработка соединениями, содержащими хром, повышает защитные свойства металла. Наибольшее распространение получили конверсионные покрытия на основе фосфата хрома и хроматное.
В связи с возможной пористостью конверсионных покрытий, в завершение их промывают пассивирующими растворами, содержащими соединения шести или трёхвалентного хрома, их комбинации с другими компонентами, оказывающими пассивирующий эффект.
При подготовке поверхности используется большое количество воды. Чистота воды и степень её загрязнённости должны постоянно контролироваться. Очень важными факторами являются жёсткость воды, наличие в ней растворимых и взвешенных веществ.
В последнее время были разработаны альтернативные процессы, позволяющие избежать применения хроматов, так как они токсичны. Титановый цирконий и силаны обладают аналогичными антикоррозионными и адгезионными характеристиками.
Сушка
После последнего ополаскивания сушка внутри печи быстро удаляет влагу, оставшуюся на изделии.
Последовательность этапов подготовки к порошковой покраске
- Разборка и очистка. Если вы планируете покрасить деталь, которая содержит резинки, пластик, прокладки, проводку, то эти элементы нужно будет снять, так как они расплавятся при нагреве.
- Удаление газов (дегазация).
- Дальнейшая подготовка варьируется, зависит от типа металла, состояния текущего ЛКП. Если есть старое ЛКП, то его можно удалить специальной смывкой, следуя инструкции.
- Шлифовка / пескоструйная обработка. Даже если химическая смывка хорошо удаляет старое ЛКП, она не удаляет мелкие дефекты и ржавчину. Поэтому может потребоваться пескоструйная обработка.
- Очистка после пескоструйной обработки. Нужно обдуть пыль сжатым воздухом, потом поскрести поверхность чистой жёсткой щёткой, сдуть остатки пыли снова. Затем аккуратно очистить чистым полотенцем с денатурированным спиртом. Далее можно быстро пройтись факелом с пропановой горелкой, сжигая любые оставшиеся ворсинки. Другой вариант очистки изделия от пескоструйной пыли – его погружение в ацетоновую ванну.
- После этого его помещают в печь нагретую до 200 градусов по Цельсию на 20 минут. Порошок лучше прилипает, когда он попадает на тёплую поверхность.
- В качестве дополнительного шага, для абсолютной адгезии и долговечности можно использовать фосфатирование или хроматирование. После чего следует ополаскивание и сушка.
- Маскировка. Некоторые детали требуют маскировки перед порошковой покраской. Всю маскировку необходимо производить в чистых перчатках, так как это самый последний шаг перед тем, как перейти к порошковой покраске.
- Подвешивание. Последний шаг — это подвесить окрашиваемый предмет на крючок или проволоку.
Грунтование перед порошковой покраской
Термореактивные порошковые краски обычно наносятся на голый металл одним слоем, без грунта. Каждый последующий слой “тормозит” статический заряд сухого порошка, способствует образованию шагрени. Грунт обычно представляет собой эпоксидный химический состав. Он усиливает адгезию последующего слоя, а также может служить как наполнитель (чтобы сгладить шероховатость подложки) или герметизирует пористый литой металл от газовыделения.
Существуют определённые типы порошков, которые не стоит совмещать с грунтованием. Состав, дающий эффект морщин (wrinkles) должен быть нанесён непосредственно на подложку без грунта. Иначе грунт будет препятствовать образованию морщин, вызывая тем самым неравномерность финишного покрытия.
Грунт помогает продлить срок службы изделия и порошкового покрытия. Применение грунтовки рекомендуется, если изделие эксплуатируется при суровых погодных условиях.
Для увеличения защиты от коррозии и повышения адгезии существует два основных типа грунтовок. Один – без содержания цинка (ZINC FREE), другой – с содержанием цинка (ZINC RICH). Для чёрного металла (сталь, железо) наносите грунт с цинком, так как он даёт лучшую защиту. Алюминий лучше грунтовать грунтовкой без содержания цинка, иначе могут быть проблемы с адгезией, отслоением.
Маскировка перед нанесением порошкового покрытия
Маскировка представляет собой заклеивание специальной липкой лентой и другими маскировочными материалами областей деталей, не подлежащих окрашиванию. Можно использовать приёмы маскировки, чтобы создать дизайн на окрашиваемых изделиях. К примеру, популярно покрывать порошковой краской кромку колеса одним цветом, а спицы колеса — другим.
Также маскировочными материалами заклеиваются следующие области, не подлежащие окрашиванию.
- Электрические соединения (заземления).
- Посадочные места, куда устанавливаются прокладки.
Носите чистые перчатки во время маскировки!
Для маскировки применяются следующие материалы:
- Высокотемпературная полиэфирная лента наиболее распространена для маскировки при порошковой покраске. Она выдерживает продолжительный нагрев выше 200 градусов. С высокотемпературной лентой немного трудно работать, так как она не гибкая. Она легко разрезается. Тем не менее, полезно иметь разные размеры для разных ситуаций.
- 3M синяя / зелёная малярные ленты. С лентой 3M гораздо проще работать, чем с высокотемпературной защитной лентой, так как она способна прилегать к изгибам. Синяя лента способна выдержать около 90 градусов нагрева. Лента зелёного цвета легко снимается даже после достижения 120 градусов. При использовании любой из малярных лент очень важно не допустить слишком сильного нагрева. Если вы забудете об этом, оставите ленту до полного отверждения порошкового покрытия, её будет сложно снять.
- Алюминиевая фольга — отличный способ маскировки больших площадей, экономящий много рядов ленты. Она отлично держится в печи при любой температуре. Очевидно, что алюминиевая фольга не обладает липкими свойствами, поэтому её нужно будет дополнить высокотемпературной клейкой лентой.
- Силиконовые пробки — это силикон конусной формы, которым закрывают отверстия различного размера. Они идеально подходят для маскировки отверстий под болты. Так как они конические, каждый из них подходит под различные размеры отверстий.
После того, как покрытие затвердело, вы попытаетесь удалить ленту, краска вокруг края ленты может отслаиваться, оставляя зазубренные края. Чтобы избежать этого и получить чистые линии, нагревайте деталь в печи примерно до 80–90 градусов по Цельсию, осторожно извлеките её, удалите ленту с помощью пинцета. Затем поместите изделие обратно в печь.
Если будет распыляться 2 слоя, лучше маскировать изделие 2 раза. Попытка повторного использования одной маскировки для нескольких распылений даст неровности при отклеивании ленты.
Протирание влажным пальцем
Есть некоторые ситуации, когда вы получите лучшие результаты, покрывая всю деталь, даже область, которую вы хотели замаскировать, а затем удалить порошок из этой области, прежде чем начать нагрев. Лучше всего это делать на приподнятых участках, таких как приподнятые буквы на впускном коллекторе, клапанной крышке или тормозном суппорте.
Вы можете протереть порошок с возвышенной поверхности влажным пальцем. Необходимо вытереть только очень маленький участок за один раз. Также можно делать влажным полотенцем, губкой или чем-то другим.
Процесс порошковой покраски
Вы должны иметь достаточно освещения, чтобы легко видеть каждую область окрашиваемого объекта. Также очень полезно иметь под рукой яркий светодиодный фонарик.
Перед тем, как начать распыление, осмотрите изделие, спланируйте курс, которым вы будете следовать. Лучше всего сначала покрасить углубления (области, вызывающие эффект клетки Фарадея, суть которого мы рассмотрим ниже), а затем покрыть более ровные участки.
Начните распылять в стороне, до формирования равномерного облака. Затем переместите пистолет на объект. Лучше всего держать триггер нажатым до тех пор, пока не достигнете полного укрытия всей поверхности. Расстояние от поверхности должно быть примерно 15 до 20 см. Лучше всего работать медленно, контролируя движение по всей детали, вместо хаотичного распыления. Постарайтесь достичь полного охвата за 1 проход по всей поверхности.
После того, как закончите распыление, можете проверить, что покрыта вся поверхность, посветив по ней ярким светодиодным фонариком. Можно также светить фонариком во время всего распыления.
Не распыляйте слишком близко. Если пистолет и окрашиваемый объект слишком близко друг к другу, они становятся электрически связанными, обеспечивая прямое заземление непосредственно на пистолет. Это не приводит к улучшению эффективности электростатической передачи порошка.
Не распыляйте слишком далеко, так как заряженные частицы будут искать другие более близкие объекты.
Эффект клетки Фарадея
Зона с эффектом клетки Фарадея — это область детали (углубление), куда не проникает внешнее электрическое поле.
Положительные эффекты сильных электрических полей, создаваемых обычными системами зарядки короной, наиболее выражены при окрашивании объектов с большими плоскими формами. К сожалению, электрические поля могут иметь негативные эффекты. Например, при покраске изделий с глубокими углублениями возникает эффект клетки Фарадея. Электрическое поле будет следовать по пути наименьшего сопротивления заземлению (т.е. по краям углубления). Этот процесс будет сопровождаться двумя негативными последствиями. Во-первых, меньше частиц имеют шанс попасть внутрь выемки, так как частицы порошка сильно “толкаются” электрическим полем к краям. Во-вторых, свободные ионы, генерируемые коронным разрядом, будут следовать по линиям поля к краям, быстро насыщают существующий слой дополнительным зарядом, что приводит к очень быстрому развитию обратной ионизации.
Традиционный метод, улучшающий проникновение в области клетки Фарадея, заключается в снижении напряжения на пистолете. Трудности, связанные с ручной регулировкой напряжения пистолета, привели к разработке более современных методов борьбы с обратной ионизацией. Это: 1) автоматический контроль тока пистолета; 2) устройства сбора свободных ионов. Оба метода позволяют улучшить качество покраски путём устранения или уменьшения тока паразитных ионов от пистолета к окрашиваемому объекту.
Советы по окрашиванию зон с эффектом клетки Фарадея (углубления):
- Красьте углубления в первую очередь.
- Попробуйте снизить давление для распыления проблемных участков.
- Уменьшите напряжение, если это возможно.
- Если всё остальное не помогает, воспользуйтесь феном, чтобы нагреть эту область, а затем распыляйте.
Что такое обратная ионизация?
Обратная ионизация возникает из-за излишнего тока свободных ионов от зарядных электродов распылительного оборудования. Свободные ионы, попадая на деталь с порошком, прибавляют свой заряд к заряду, накопившемуся на нанесённом слое. На некоторых местах заряд повышается настолько, что проскакивают микроискры, образуя кратеры. Обратная ионизация также снижает эффективность переноса. Положительные ионы выходят за пределы порошковой краски, они притягиваются к отрицательно заряженным частицам порошка, непрерывно поступающим на поверхность заземлённой части. Соударение положительных ионов и отрицательно заряженных частиц приводит к тому, что частицы порошка теряют свой заряд и, следовательно, способность к осаждению.
Эффект обратной ионизации более типичен при нанесении второго слоя, но может произойти также при нанесении первого.
Вот несколько советов, как избежать обратной ионизации:
- Понизьте напряжение. Это самый простой шаг предотвратить обратную ионизацию, однако Вы всегда должны быть осторожны при снижении напряжения, так как это может привести к дополнительным проблемам, таким как неприемлемое проникновение и/или укрытие. Вы можете снизить напряжение, что уменьшает ток, но также может снизить эффективность заряда. Лучшим подходом является уменьшение микроампер. Новейшее оборудование имеет регулировку ограничения тока, так что Вы можете снизить его до максимального уровня. Экспериментируйте с различными уровнями тока, чтобы найти наилучший вариант.
- Наносите с правильного расстояния. Это самая распространённая причина обратной ионизации, когда пистолет находится слишком близко к поверхности. Увеличение расстояния уменьшает ток пистолета, замедляет обратную ионизацию. Для лучшей эффективности порошковой покраски, нужно удерживать расстояние между распылителем и окрашиваемым предметом примерно 20–30 см. Во многих случаях это напрямую связано с тем, как предмет подвешивается. Убедитесь, что он устойчив, не раскачивается, так как это делает практически невозможным поддержание необходимого расстояния. Когда необходимо распылять близко к поверхности, необходимо регулировать ток, чтобы компенсировать это.
- Используйте ионный коллектор. Заземляющее кольцо или какая-либо другая форма ионного коллектора может быть применена как заземляющий источник, чтобы уменьшить эффект шероховатости поверхности. Они устанавливаются непосредственно за кончиком электрода, их цель — улавливать любые неиспользованные ионы от процесса зарядки.
Полимеризация в печи
Для отверждения порошковая краска и подложка должны достичь определённого нагрева, оставаться нагретыми отведённый период времени без каких-либо температурных колебаний.
Обычно это от 160° до 230° по Цельсию. Как только печь достигнет температуры, она стабилизируется. После завершения процесса отверждения изделия извлекаются и охлаждаются.
Время, необходимое для полимеризации порошка, сильно варьируется, зависит от размера, формы, толщины деталей. К примеру, небольшой кронштейн может нагреваться всего десять минут, а 20-дюймовый участок толстостенной трубы будет нагреваться более часа.
В технической карте производителя порошкового продукта будет написано что-то вроде “нагревайте 12 минут при 180 градусах по Цельсию”. Это не означает, что изделия должны быть помещены в печь на 12 минут при 180 градусах Цельсия. Это означает, что сначала они должны достичь нужной температуры, а затем нагреваться необходимое количество времени.
Когда термореактивный порошок подвергается воздействию повышенной температуры, он начинает плавиться, растекаться, а затем образует перекрёстные связи внутри полимера, развивает все свойства плёнки.
Шагрень на порошковом покрытии
Для большинства порошковых составов требуется достичь толщины при распылении не менее 50 микрон, чтобы получить приемлемо гладкую плёнку. Если вы нанесёте слишком мало порошка, то получите зернистую текстуру. Это происходит, потому что на поверхности его не хватает, чтобы он растекался, создавая однородную плёнку. Если порошка будет слишком много, то, скорее всего, получите большую волнистую шагрень.
Многие производители предпочитают иметь определённую шагрень, так как она помогает скрыть дефекты металла, возникшие при производстве, а полученное ЛКП менее подвержено появлению видимых отпечатков пальцев.
Можно держать светодиодный фонарик, направленный на поверхность во время распыления. Как только скроется голый металл, распыление можно прекратить.
Очень важно хорошее заземление. Иначе будут проблемы с обратной ионизацией, влияющей на образование крупной шагрени.
Для получения покрытия, полностью без шагрени, можно применять следующий метод.
- Распыляйте порошок, как обычно.
- Положите деталь в печь, установите температуру 118 градусов по Цельсию.
- Как только нанесённый слой будет выглядеть мокрым, извлеките деталь.
- Немедленно распылите очень тонкий слой, достаточный, чтобы не было видно отражения от расплавившегося порошка.
- Далее нужно поместить деталь обратно в печь, выполнить полную полимеризацию.
Порошковые металлики
Существует несколько технологий производства порошковых красок с эффектом металлик: экструдирование, сухое смешение и бондирование. Есть также новая технология инкапсулированных алюминиевых пигментов. Порошковые краски с эффектом «металлик», произведённых по этой технологии не требуют последующего порошкового лакирования.
Экструдирование представляет собой смешивание всех компонентов, включая металлические частицы, дальнейшую экструзию получившейся смеси. При такой обработке частицы «металлика» разрушаются, теряя свою форму, что ухудшает эффект. Метод экструзии расплава не нашёл широкого применения при производстве порошковых «металликов».
При методе сухого смешения металлические частицы добавляются к готовому порошку краски, потом смешиваются в миксере. Структура частиц не изменяется, что даёт хороший металлический эффект.
Кроме того, электростатическое распыление заставляет металлические чешуйки “комковаться” друг с другом под действием электростатической силы и, таким образом, вызывает неравномерный блеск. Бондированный (склеенный) «металлик» преодолевает все эти проблемы. При производстве порошковых металликов способом бондирования (сплавления), частицы краски прилипают к частицам пигмента «металлик». Существует также способ холодного бондирования пигмента, придающего эффект «металлик», с частицами краски с помощью высокоскоростного перемешивания. Это устраняет некоторые недостатки термического бондирования, а также снижает стоимость производства.
Преимущества бондированных порошковых «металликов»:
- — Можно использовать регенерированный порошок.
- — Более лёгкое равномерное нанесение.
- — Более выраженный, равномерный металлический эффект.
Технология инкапсулированных алюминиевых пигментов основана на золь-гелевой химии. Для защиты алюминия от окисления и химического воздействия применяется несколько схем инкапсуляции. Алюминиевые пигменты, инкапсулированные с прозрачным силикатным слоем, показывают максимально возможную механическую и химическую стойкость. Они не влияют на электростатический заряд при порошковой покраске. Благодаря толстой полимерной оболочке пигмент ведёт себя как частица порошковой краски. Это приводит к эффективности покраски, сниженной склонности к “облачности”. Оптические характеристики получаются ближе к характеристикам жидких ЛКП. Инкапсулированные алюминиевые пигменты можно наносить без лака.
Советы по применению порошковых «металликов»
- Уменьшите напряжение коронного разряда: чем меньше напряжение, тем лучше проявляется эффект металлик.
- Расстояние от пистолета до поверхности должно быть больше, чем при применении стандартной порошковой краски. Обычно это 20–30 см.
- При окраске «металликом» изделий со сложными формами, может потребоваться ещё больше снизить напряжение коронного разряда, а также использовать специальные насадки, чтобы изменить аэродинамику.
Порошковые покрытия со специальным эффектом
Необходимость применить специальный порошковый эффект может исходить от желания скрыть поверхность подложки, которая выглядит не очень хорошо. Текстуры и специальные эффекты могут быть получены путём изменения механизма отверждения или введения добавок.
Морщины (wrinkles)
Морщины — специальный эффект, который добавляет глубину цвета, а также довольно хорошо скрывает несовершенства поверхности. Вы должны увеличить температуру в начале цикла отверждения, чтобы обеспечить равномерное образование морщин.
Translucent (полупрозрачный)
Как следует из названия, полупрозрачные составы покрывают подложку, обеспечивают цвет, но при этом подложка просвечивает через нанесённый слой. Применяя этот эффект, очень легко получить неравномерную пигментацию, особенно если подложка имеет неравномерную форму. Различия толщины плёнки всего лишь в полмиллиметра могут быть заметны. Любые дефекты на подложке будут проявляться через полупрозрачный слой. Если предварительная обработка не удалит их, то вам лучше будет распылить непрозрачную базу.
Dormant (дремлющий, пассивный)
Спецэффект Dormants — это двухслойная система. Базовый и верхний слой наносятся и нагреваются раздельно. Сначала цветная база, обычно содержащая металлический пигмент, потом второй слой. Именно последний верхний слой «вытягивает» неактивный цвет, оживляет его. Например, красный цвет будет выглядеть как розовый до добавления верхнего слоя.
River Vein
Этот эффект придаёт особую текстуру, может скрыть дефекты поверхности. Толщина является ключевым моментом при окрашивании продуктом «River vein». Следует придерживаться рекомендаций производителя.
Двухслойные покрытия
Порошковая покраска, как правило, осуществляется в один слой. Некоторые краски, например металлики, могут потребовать прозрачного лака для защиты металлического эффекта. Существуют также металлики, не требующие лака.
Двухслойные системы могут дать большие преимущества. Это один из способов достичь усиленной защиты от коррозии.
Двухслойные системы могут также способствовать улучшению цветных покрытий с помощью ярких пигментов. Например, чтобы получить неоновые цвета, рекомендуется сначала нанести белый, а затем неоновый цвет. Вообще, белая основа усиливает яркость любого цвета.
Существуют две процедуры для многослойных покрытий. Они зависят от того, какой тип порошкового покрытия распыляется.
- Нанесение первого слоя, его частичная полимеризация, потом нанесение второго, окончательное отверждение.
- Нанесение и отверждение каждого слоя.
Нанесение первого слоя, его частичная полимеризация, потом нанесение второго и окончательное отверждение
Преимущество данного метода — улучшенная межслойная адгезия. Два слоя «сшиваются» между собой, а также приклеиваются к поверхности.
После того, как Вы нанесёте 1‑й слой, Вы помещаете деталь в печь, но нагреваете её только на 60–75 %. Это означает, что если инструкция предусматривает нагрев 10 минут при 200 градусах, вы греете только 6–7 минут. Затем вынимаете деталь из печи, даёте ей полностью остыть. Далее делаете второе распыление, снова помещаете в печь, чтобы полимеризовать по полному циклу.
Не все составы будут работать вместе. Важно использовать продукты, разработанные для совместной работы. Пользуясь одной маркой продукта для обоих слоёв, Вы обеспечите некоторую последовательность, можете обратиться к производителю за рекомендациями, если возникнут проблемы.
Следите за толщиной первого слоя. Слишком толстый первый слой вызовет проблемы со следующим нанесением. При порошковой покраске электрический заряд не пройдёт через толстый слой так же легко, как если бы он был более тонким.
Отверждение каждого слоя
Иногда требуется полностью отвердить каждый слой. К примеру, если Вы наносите хромированное порошковое покрытие, то сначала распыляете состав, дающий эффект хромирования и завершаете цикл полимеризации на 100%. Затем позволяете детали полностью остыть до комнатной температуры, наносите 2‑ой слой. Затем кладёте её обратно в печь, нагреваете снова. Покрытие с данным эффектом нельзя получить по-другому, отверждая первый слой не полностью.
Настройка напряжения
Регулировка настройки напряжения на пистолете помогает при нанесении нескольких слоёв. Второе распыление всегда следует делать с уменьшенным напряжением, как правило, на 50%, чем первое. Лучше всего экспериментировать с напряжением, находить наиболее подходящую настройку, учитывая конкретную ситуацию. Регулируемые настройки напряжения можно найти только на оборудовании среднего и профессионального уровня.
Оборудование для порошковой покраски
Тип оборудование для порошковой покраски зависит от того, какой объём работы будет выполняться. Какой уровень автоматизации требуется? Какой площадью Вы располагаете?
Оборудование для порошкового окрашивания
- Специальный пистолет. На рынке представлено множество типов пистолетов для порошковых составов. Как правило, устройства профессионального класса более надежные, обеспечивают лучшие результаты.
- Для систем порошковой покраски необходим сжатый воздух. При проектировании пневматической установки для порошковой покраски, необходимо определить количество необходимого сжатого воздуха. Должен быть добавлен дополнительный запас от 15% до 25%, чтобы учесть утечки. Пистолеты для порошковых красок не требуют очень большого компрессора. Однако нужно учитывать другие потребности в сжатом воздухе, для пескоструйной обработки, обдува деталей. Требуется подача чистого, сухого, не содержащего масел сжатого воздуха. Существует много способов фильтрации воздуха от воды и масла. Один из лучших вариантов представляет собой осушитель охлаждённого воздуха. Это устройство охлаждает воздух ниже точки росы, вода выпадает из воздуха, затем устройство отделяет воду, нагревает воздух обратно до комнатной температуры, посылает дальше. Внутри это устройство очень похоже на кондиционер.
- Оборудование для пескоструйной обработки.
- Мойка высокого давления.
- Печь для полимеризации. Печи бывают разных размеров и конфигураций. Большая печь позволяет нагревать более крупные изделия, а также позволяет одновременно нагревать большие партии изделий обычного размера.
Покрасочная камера
Покрасочная камера предназначена для поддержания чистоты остальной части вашего цеха, обеспечивая при этом хорошо освещённую зону окрашивания. Все кабины порошкового напыления имеют один или несколько вытяжных вентиляторов. Вытяжка содержит фильтры, чтобы улавливать избыточный распылённый порошок.
В продаже есть множество конфигураций камер. Приобретение нужного Вам оборудования зависит от наличия свободных площадей, от ваших требований к рабочему процессу. К примеру, если у вас ограниченное пространство, то специально оборудованная стена для распыления поможет вам получить необходимый поток воздуха с фильтрацией. По сути, это покрасочная камера без стен или крыши.
Вы можете сделать самодельную камеру, используя картонные коробки, дерево, или что-то другое. Заднюю стену можно оборудовать коробчатым вентилятором с фильтром для улавливания избыточно распылённого порошка.
Печь для полимеризации
Порошковые печи нагревают детали, после порошковой покраски, для полимеризации порошка. Нагрев вызывает химическую реакцию нанесённого слоя, что приводит к высокой плотности сшивания химических связей плёнки. Внутри печи установлены термостаты и регуляторы, чтобы можно было выбрать желаемую температуру полимеризации и время нагрева. Сколько времени занимает процесс, зависит от толщины металла, от технических характеристик порошка. Более длительный период при более низкой температуре может работать так же, как и более короткий период при более высокой температуре.
Распространены два типа печей:
- Конвекционная печь используется чаще всего. Обогреватели нагревают воздух, который затем циркулирует внутри печного пространства.
- Терморадиационные печи. Для нагрева используют энергию ИК-излучения. Такие печи очень эффективны, внутри них порошковые покрытия полимеризуются очень быстро. Они иногда непригодны для изделий c разной толщиной и сложной формой.
Чаще всего печи имеют электрические нагревательные элементы или систему отопления, работающую на природном газе или сжиженном нефтяном топливе.
Порошковая покраска своими руками
Можно осуществить порошковую покраску своими руками с помощью специального набора. Один из примеров – «Craftsman powder coating system», пистолет для порошковых покрытий, не требующий воздушного компрессора. Его просто использовать, он не имеет каких-либо регулировок.
Вам понадобится электрическая духовка, способная поддерживать нагрев 200 градусов по Цельсию. Если это печь для приготовления пищи, знайте, что вы никогда больше не должны будете готовить в ней еду, так как это опасно для здоровья.
Используя недорогой набор для порошковой покраски, можно достичь хороших результатов, однако, Вы не получите качество и долговечность как в профессиональной мастерской. Недорогой пистолет сможет заряжать частицы до 10 кВ. Потребуется намного больше электростатического заряда для того чтобы правильно получить порошковое покрытие со всеми надлежащими свойствами. Устройства промышленного типа заряжают частицы от 30 кВ до 100 кВ.
Здоровье и безопасность
Порошковое покрытие не только более долговечное, чем обычное ЛКП, но также безопаснее при нанесении.
Поскольку порошковые составы не содержат жидкостей для испарения, они не выделяют летучих органических соединений, полностью исключают сопутствующие риски для здоровья и безопасности.
Следует соблюдать практические методы уменьшения воздействия порошка на человека. Вообще, сырьё, используемое при производстве порошковых красок, относительно малоопасное. Ни одна из эпоксидных, полиэфирных или акриловых смол, обычно используемых при изготовлении термореактивных порошковых составов, не определена как опасный материал стандартом OSHA.
Средства индивидуальной защиты
Прежде чем приступать к любым работам по порошковой покраске, важно защитить себя. Порошковые составы не так токсичны, как жидкие лакокрасочные материалы, но всё же важно держать их подальше от кожи, от глаз, от лёгких. Существуют различные уровни защиты. Профессиональный оператор, который занимается порошковой покраской 50 часов в неделю, должен быть хорошо защищён. Можно порекомендовать 3M Full Face Respirator и защитный костюм. Малярный костюм не только не допустит попадания на оператора химических частиц, но также поможет предотвратить перенос пыли и волос на вашу деталь во время распыления.
Порошковая покраска автомобильных литых дисков
Автомобильные литые диски можно покрыть порошковой краской. Однако есть мнение, что процесс её полимеризации нагревом в печи влияет на структуру литых алюминиевых дисков. Нагрев может влиять на алюминий, делая его более хрупким, снижая усталостную долговечность. Так «TUV» (Technischer Überwachungsverein), организация в Германии, которая сертифицирует все изделия и процессы для автомобилей, категорически запрещает нагрев литых дисков свыше 90 градусов по Цельсию в течение любого периода времени. По их правилам разрешается нагрев не более 40 минут до температур ниже 90 градусов.
Температура полимеризации краски в печи может влиять на свойства металла, полученное во время температурной обработки при производстве. Отжиг на заводе проводится до, а также вовремя формовки и механической обработки для уменьшения или устранения нарастания напряжений внутри изделия при изготовлении. Отжиг осуществляется в диапазоне 300–410°С, в зависимости от сплава. Время нагрева варьируется от 0,5 до 3 часов.
В качестве аргумента безопасности порошкового окрашивания дисков можно привести непродолжительность температурного воздействия в печи полимеризации и достаточно небольшой нагрев, по сравнению с температурой отжига на заводе. Большинство порошковых составов требуют нагрев от 150 до 200 градусов по Цельсию при времени затвердевания около 1 часа. Множество владельцев автомобилей, сделавших порошковую покраску литых дисков, не испытывали с ними никаких проблем. Какая-либо опасность может быть только при повышенных нагрузках на гоночных автомобилях.
Последние достижения в области составов для порошковой покраски привели к снижению температуры отверждения до 105/120 °C. Эти новые продукты более желательны, поскольку их полимеризация точно не влияет на предыдущие этапы термической обработки для сплавов, таких как алюминий.
Последовательность порошковой покраски литых дисков
- Снимите колёса с автомобиля.
- Вручную очистите и обезжирьте колеса с помощью специального средства.
- Старое ЛКП можно удалить пескоструйной обработкой или специальной смывкой. После чего все остатки нужно тщательно отмыть и высушить диски.
- Нагрейте диски в печи, чтобы высвободить газы, которые могут привести к дефектам порошкового ЛКП. Нагревайте диски при температуре около 220–230 градусов по Цельсию в течение как минимум 30 минут. Запускайте 30-минутный таймер только после того, как алюминий достигнет 220–230 градусов. Если диски все еще заметно коптят по истечении 30 минут, оставьте их в печи на более длительное время, пока не останется больше никакого дыма.
- Снова тщательно очистите диски.
- Нанесите порошковое покрытие на диски.
- Поместите диски в печь до полной полимеризации порошковой краски.
Печатать статью
Загрузить PDF
Загрузить PDF
Окраска порошковой краской — это процесс нанесения на металл пластмассового покрытия, это покрытие имеет вид порошка и при нагревании переходит в жидкое состояние и связывается с поверхностью металла. Порошковая покраска имеет много преимуществ по сравнению с традиционными покрытиями: она экологически более чистая, можно нанести толстый слой без подтеков, выглядит современно. Хотя некоторые аспекты нанесения порошкового покрытия могут быть сложны, но это не остановит предприимчивую душу. Правильная очистка поверхности перед окраской и используемые инструменты — вот разница между любителем и профессионалом.
-
Сначала определите тип материала, который вы собираетесь покрывать порошковой краской, затем выберите подходящий порошок. Порошковая окраска осуществляется термопластическим или термореактивным полимерным порошком, и эти порошки разработаны для адгезии к различным базовыми металлами, чтобы получить лучшие результаты.
- Смотрите следующий раздел для детального обсуждения различий между термореактивных и термопластичных покрытий. То, что хорошо для автомобиля не может быть хорошо для небольшого брелка или украшения.
-
Разберите все резьбовые или шарнирные соединения, прежде чем начать окраску, уберите все, что вы не желаете окрашивать.. Это звучит просто, но многие забывают об этом. Порошковое покрытие будет склеивать все (если правильно выполнено): подшипники, зажимы, болты и гайки и т.д., станут бесполезны после проведения покрасочных работ.[1]
-
Используйте пескоструйную обработку металла (чугуна или стали), она снимет с него ржавчину, грязь и другие инородные материалы. Очистка химическим растворителем будет удалять любой жир, масло или краску, и легкое шлифование шкуркой завершит подготовку поверхности. Алюминий, магний и другие мягкие сплава металлы могут быть очищены и растворителем, щеткой, и, если это необходимо, отшлифованы шкуркой.
- Вы можете сделать пескоструйную обработку, того что вы хотите окрасить порошковой краской, до голого металла. Это первый шаг в процессе. Если у вас нет доступа к пескоструйному аппарату, вы можете использовать проволочную насадку на дрель, шлифовальную машину, или наждачную бумагу.
- Следующим шагом является очистка металла от любой оставшейся грязи. Вы можете добиться этого путем замачивания детали в ацетоне (если деталь достаточно мала) или протерев металл, тряпкой, пропитанной ацетоном.
-
Нанесение порошка на объект, предназначенный для порошкового покрытия. Это делается с помощью специального «пистолета» или “распылителя”, работающих от сжатого воздуха. Они электростатически заряжают порошковый материал таким образом, чтобы он прилипал к заземленным металлическим объектам и образовывал покрытие. Эти инструменты доступны от различных поставщиков, и стоят примерно $ 100. Для экспериментальных целей, вы можете попробовать применить порошок на плоской металлической поверхности путем распыления его непосредственно на эту поверхность, распределите его тонким, ровным слоем.
- Убедитесь, что вы подключили электростатический заряд к поверхности, которую собираетесь красить. Порошок не прилипнет к поверхности, если вы не подадите на нее заряд.
- После нанесения покрытия, до отвердения, будьте осторожны. Не чистите и не дуйте на порошковую краску, так как это вызовет падение некоторой части порошка и сделает покрытие более тонким.
-
Запекание порошка происходит при температуре, подходящей для используемого порошкового материала. Обычная печь подходит для этой цели, если изделие достаточно мало, чтобы поместиться, в противном случае используйте инфракрасные лампы или другие источники тепла. Как правило, объект нагревается от 175°С до 190°С в течение примерно 10 до 15 минут, после чего ему дают остыть.
- Вы можете использовать обычную духовку для порошкового покрытия мелких предметов. Только убедитесь, что вы не будете использовать духовку для приготовления пищи после использования ее для порошковой окраски. Если вы уже использовали духовку для порошковой окраски, она не должна использоваться для приготовления пищи.
Реклама
-
Используйте термопластичные покрытия для предметов, которые вы когда-нибудь можете перекрасить, а термореактивных покрытий для элементов, которые останутся такими навсегда. Основное различие между термопластичных и термореактивных является обратимость покрытия. Как следует из их названия, термореактивные покрытия не могут быть переплавлены после прохождения необратимого процесса химической связи. И наоборот, термопластичные покрытия могут переплавляться, потому что химический процесс не происходит.[2]
- Термореактивные покрытия идеально подходят для таких вещей, как электроника и бытовая техника, потому что они должны выдерживать более высокие температуры, которые могут вызвать расплавление термопластичных покрытий.
-
Термореактопласты и термопласты имеют разные химические свойства, что делает их идеальными для различных целей. Знание некоторых из этих свойств, поможет вам выбрать тип покрытия:
- Термореактопласты, как говорят, усиливают структурную целостность, окрашиваемых поверхностей, делая их стойкими к износу и способными противостоять тяжелым условиям эксплуатации. Они также придают поверхности детали превосходную химическую и термостойкость, как упоминалось выше.
- Термопласты предлагают смесь прочности и гибкости. Они широко используются для таких предметов, как пластиковые мешки или механические детали.
-
Термореактивные порошки часто используются для покрытия деталей техники, из-за высокой температуры, которую они могут выдерживать.
- Преимущества: красивый внешний вид; дешевы; придают дополнительную прочность и стабильность; устойчивы к экстремальным температурам.
- Недостатки: необратимый процесс означает, что термореактивные краски не могут быть переработаны; трудно выполнить финишную отделку; форма изделия не может быть изменена.[3]
-
Термопласты используются для многих элементов, таких как скамейки, которые требуют как пластичности, так и долговечности.
- Достоинства: высокая скользкость (гладкость) поверхности и сильная адгезия к поверхности металла.[4]
; могут быть вторично переработаны; способны переносить изменение формы предмета (гибкие); ударопрочные. - Недостатки: дороже (как правило); могут плавиться при высокой температуре.
Реклама
- Достоинства: высокая скользкость (гладкость) поверхности и сильная адгезия к поверхности металла.[4]
Советы
- Очищайте и промывайте металлические поверхности, тщательно удаляйте все остатки старого лакокрасочного покрытия.
- Работайте в хорошо проветриваемом, чистом помещении.
- Всегда предварительно разогревайте детали в печи перед нанесением покрытия. Это будет удалять смазку или масло, оставшееся на поверхности металла. Если деталь предварительно не нагреть, то любой жир или масло, которое осталось на поверхности будет после процесса отверждения образовывать пузырь под поверхностью краски.
- Порошковая покраска является экологически чистым, коррозионно устойчивым и стойким к ультрофиолетовому излучению покрытием. Хотя покраску лучше всего производить на промышленном оборудовании, но можно экспериментировать и в условиях домашней мастерской.
- Помните, что вам необходимо нагреть объект, покрытый порошковой краской, чтобы она отвердела, так что вам необходима печь, в которую поместиться деталь или применяйте тепло от инфракрасной лампы в течение достаточного времени, чтобы краска отвердела.
- В магазинах продается большое количество оборудования для порошковой покраски.
- Собирайте все излишки порошка для повторного использования.
Реклама
Предупреждения
- Используйте респиратор, перчатки и защитные очки при абразивной очистке металла от ржавчины.
- Не используйте газовые печи.
- Печи, используемые для приготовления пищи, использовать не рекомендуется.
- Не ешьте порошок. Это смертельно опасно.
- Не прикасайтесь к детали при ее извлечении из печи, и пока она не остынет полностью.
- Не вдыхайте порошок.
Реклама
Что вам понадобится
- Порошковая краска
- Металлическая поверхность или деталь, которую будете красить
- Устойчивая к высокой температуре клейкая лента(чтобы закрыть детали, которые не надо окрашивать)
- Печь, или другой источник тепла
- Оборудование для обеспечения безопасности: перчатки, защитные очки, и респиратор.
Об этой статье
Эту страницу просматривали 57 145 раз.
Была ли эта статья полезной?
Порошковая покраска металла — современный технологический процесс, в результате которого получают качественное покрытие с равномерным слоем нанесения. При наличии профессионального оборудования, необходимых знаний, навыков и опыта выполнение этой процедуры не вызывает серьезных проблем. Главное — соблюдать правила и рекомендации по ее осуществлению, а также отдавать предпочтение проверенным составам. Важной характерной чертой этого метода считается то, что покраска порошковой краской происходит поэтапно. Финишный защитный слой образуется на конечной стадии обработки — полимеризации, реализуемой путем нагревания окрашивающего вещества до заданной температуры в специальных печах.
Что такое порошковая покраска
Порошковая окраска металлических изделий представляет собой особую технологию окрашивания поверхности с целью придания ей аккуратного внешнего вида, а также обеспечения дополнительной защиты от негативного воздействия внешних факторов на металл. Для работы используют жидкое покрытие, в составе которого содержатся порошкообразные пигментированные добавки на основе модифицированных полимеров. Удержание частиц порошка на поверхности происходит силой электростатического притяжения. При воздействии высоких температур (в пределах 200–250°С) на материал мелкодисперсионные вкрапления расплавляются и полимеризуются. В итоге на поверхности образуется единое качественное покрытие без подтеков и отслоек.
Сферы применения порошковой покраски
Благодаря высокой эффективности применения, а также относительно небольшому количеству необходимых затрат на ее реализацию, данная технология востребована в десятках производственных направлений. Наибольшее распространение метод порошковой покраски по металлу получил:
- в серийном производстве металлических деталей и готовых изделий;
- в металлургической индустрии;
- в автомобилестроении, производстве комплектующих для разных видов транспорта;
- в промышленном изготовлении строительных материалов, доборных элементов для кровли, внутренней и наружной отделки.
Порошковой краской покрывают предметы общего и индивидуального пользования:
- металлические детали мебели и интерьера;
- корпуса бытовой техники и приборов;
- медицинское оборудование, инструменты, стеллажи для хранения;
- спортивный инвентарь;
- металлочерепицу, металлопрофиль, листовой металл.
Некоторые предприятия активно используют этот метод для окрашивания изделий из стекла, керамики, а также древесноволокнистых плит средней плотности (МДФ).
Методы работы с порошковой краской
Несмотря на то, что метод нанесения порошкового покрытия был известен достаточно давно, свое масштабное техническое развитие он приобрел относительно недавно. За время внедрения и модернизации существующей технологии появилось несколько рабочих способов ее достойной реализации. Три из них рассмотрим более подробно.
Электростатическое распыление
Суть метода. Мелкодисперсионные частицы окрашенного полимера при проходе через распылитель приобретают электрический заряд. При этом состояние окрашиваемой поверхности должно оставаться электрически нейтральным. Такая разница зарядов создает активное электрическое поле, за счет свойств которого порошкообразное вещество притягивается к поверхности и надежно на ней удерживается. Обработанную таким образом деталь отправляют в специальную печь, в которой при воздействии высоких температур происходит процесс полимеризации. При этом термическое воздействие на вещество должно быть недолговременным. Как только верхний слой расплавится, процедура считается завершенной. В результате соблюдения всех технологических аспектов краска надежно впитывается в основание, предотвращая образование воздушных карманов, наплывов, растрескивания покрытия. Электрический заряд постепенно исчезает.
Принцип порошковой покраски с предварительным нагревом
По сравнению с предыдущим считается более сложным и затратным за счет присутствия дополнительной стадии предварительной подготовки. Перед нанесением покрытия окрашиваемое изделие или конструкция подвергаются нагреву до определенной температуры. Степень и продолжительность термического воздействия на металл подбирают индивидуально в зависимости от их особенностей. Далее при помощи распылителя краску равномерно распределяют на все основание детали. Завершающий этап повторного нагрева выполняют не во всех случаях. Все зависит от свойств окрашивающего состава.
Использование термопластичного порошка
В работе с этим материалом мастера используют специальный распылительный инструмент. Его конструктивной особенностью является наличие специальной камеры, внутри которой находится горящий пропан. Предварительно нагретые в распылителе частицы краски под давлением ударяются о плоскость, за счет чего на ней формируется прочный защитный слой. Такая технология подходит для окрашивания металла и деталей из других материалов, обладающих однородной структурой поверхности (например, из стекло или керамика).
Первый метод считается более распространенным и востребованным за счет того, что в свое время он получил большее технологическое развитие. Второй метод на практике применяют не так часто ввиду необходимости тщательного подбора температуры с учетом характеристик сплава. Третий способ — универсальный, так как с его помощью можно окрашивать разные типы поверхностей. Однако популярным его назвать сложно, ведь появился он сравнительно недавно.
Используемое оборудование
Количество, тип и функционал необходимого для работы инструмента напрямую зависит от ее масштабов. То же самое касается дополнительных приспособлений и расходных материалов. При этом наличие следующего перечня оборудования является обязательным:
- Окрасочная камера. Представляет собой отдельное помещение со встроенной системой принудительной вентиляции или специализированную герметичную кабину. Внутри нее происходит контролируемое, аккуратное и безопасное нанесение окрашивающего состава на предварительно подготовленные поверхности. Основная задача окрасочной камеры заключается в том, чтобы выполнить порошковую покраску качественно, полностью исключив при этом риск постороннего воздействия. Для оптимизации процесса и экономии расхода материала, дополнительно оснащается рекуператором. Устройство отвечает за сбор оставшегося порошка, который в дальнейшем фильтруют и используют повторно.
- Пульверизатор. Специальный инструмент для быстрого и равномерного нанесения состава на обрабатываемую поверхность. Бывает двух форматов: ручной — для кустарного (малосерийного) производства или использования в быту, специальный промышленный — для выполнения больших объемов работ без потери качественных характеристик готовых изделий. В качестве альтернативного варианта используют компрессор, который дополнительно оборудуют системой фильтрации высокого давления.
Печь. Внутри нее происходит процесс полимеризации покрытия путем плавления входящих в его состав порошковых частиц.
На крупных предприятиях также имеются различные системы подвесов и другие вспомогательные конструкции, цель которых заключается в ускорении темпа, сокращении физических нагрузок персонала, а также облегчении работы в целом.
Явные достоинства и реальные недостатки
Технология порошковой окраски получила широкое распространение за счет высокого уровня защищенности окрашиваемой поверхности. Состав ложится на плоскость плотным равномерным слоем толщиной 35–250 мкм (окончательный показатель зависит от типа изделия). Благодаря минимальному количеству пор сокращаются риски отслоения и растрескивания после высыхания. При этом один слой, нанесенный таким методом, заменяет 2–3 слоя обычного ЛКМ. В результате полимеризации образуется ровная глянцевая плёнка с отличными характеристиками прочности и долговечности. Такое покрытие устойчиво к царапинам и механическим повреждениям, что очень важно при транспортировке, хранении и эксплуатации готовых изделий.
Не менее важным преимуществом технологии является бескомпромиссная защита металла от коррозии. Конструкция сохраняет первоначальную форму и полезный функционал, за счет чего срок службы увеличивается в несколько раз. Декоративное покрытие не выцветает, его качество остается неизменным при любых погодных условиях. Радует богатая палитра доступных цветов и оттенков. Кроме классических цветов к воспроизведению доступны сложные фактуры, имитирующие золото, серебро, бронзу и даже гранит. При желании покрытию можно придать матовую или полуматовую текстуру.
Дополнительные преимущества порошковой окраски:
- краска на основе порошковых полимеров поставляется в готовом виде, дополнительных мероприятий по ее подготовке к работе не требуется;
- окрашиваемая поверхность не нуждается в грунтовке;
- быстрое равномерное нанесение за счет специального оборудования;
- высокая скорость полимеризации (не более 30 минут в печи), быстрое охлаждение;
- экологически безопасный негорючий состав, не выделяющий в процессе нагрева опасные вещества;
- хорошая адгезия с основанием, образование единой структуры покрытия, характеризующегося высокой степенью износостойкости.
Говоря о недостатках, стоит подчеркнуть относительно ограниченную область применения данной технологии. Такому способу покраски подвергаются преимущественно изделия из металла. Этот факт обусловлен воздействием на материал высоких температур в диапазоне от 150 до 250 °С. Еще один серьезный минус заключается в том, что дефекты покрытия возможно устранить только полным перекрашиванием. Именно поэтому так важно обладать профессиональными знаниями и опытом в этой сфере, использовать в работе только качественные материалы и оборудование.
Виды порошковых красок
Существует два вида краски, используемые в технологии порошкового нанесения.
Термопластичные. Для получения прочного равномерного слоя в данном случае требуется воздействие высоких температур. В их состав входят различные модификаторы на смоляной основе: полиэстер, нейлон или винил. После нагрева до заданной температуры частицы смол расплавляются, образуя твёрдое покрытие. Состав и структура исходного сырья при этом сохраняют свои свойства и характеристики. Особенность данного вида порошкового окрашивания — возможность повторного нагрева металлического предмета для формирования дополнительных слоев.
Термореактивные. В отличие от предыдущего варианта образование пленки в этом случае происходит в результате химической реакции. Для изготовления термореактивных красок производители добавляют в состав эпоксидную смолу, ее акриловые или полиэфирные аналоги. Подходят для окрашивания изделий, предметов и конструкций, эксплуатация которых происходит в сложных или неблагоприятных климатических условиях. После нанесения и высыхания такая краска преобразуется в твердое покрытие, которое не подвержено расплавлению или деформации в ходе повторного нагревания.
В обоих случаях компоненты, присутствующие в составе красок, безопасны для здоровья и окружающей среды.
Технология окрашивания
Электростатический способ напыления. Принцип технологического процесса основан на взаимодействии неподвижных электрических зарядов. Заряженный электростатикой пигментированный порошок наносят на предварительно заземленную поверхность. Делают это при помощи пистолета-распылителя. Приобретение частицами электрического заряда происходит благодаря ионизированному воздушному пространству, находящемуся в области коронного разряда. Насыщенный ионами воздух, необходимый для работы, образуется между электродами заряжающего наконечника и окрашиваемой плоскостью. Метод эффективен при работе с ровной поверхностью, но не подходит для окрашивания труднодоступных участков.
Трибостатическая технология нанесения. В процессе окрашивания металлических деталей и изделий используют сжатый воздух. Статический заряд, удерживающий молекулы красящего вещества на обрабатываемой поверхности, появляется в результате трения о диэлектрик. В качестве последнего служит фторопласт — именно из этого материала выполнен рабочий механизм распылителя. Этот способ подходит для покраски изделий сложных геометрических форм. Для получения более точного результата используют многоструйные насадки.
Порядок выполнения работ
Процесс порошкового окрашивания состоит из трех основных этапов:
- подготовка поверхности (очищение поверхности, обезжиривание основания, формирование конверсионного подслоя для защиты от загрязнения);
- нанесение красителя (подготовленные и просушенные изделия помещают в окрасочную камеру, фиксируют на специальной раме с заземлением, наносят краску специальным инструментом);
- полимеризация (окрашенный предмет помещают в печь, нагревают до необходимой температуры, поддерживают заданный температурный режим до завершения полного цикла — от 15 до 30 минут).
Далее деталь требуется охладить. При правильном выполнении всех этапов на поверхности образуется прочное равномерное покрытие выбранного цвета.
Правила и рекомендации
- Эксперты в области порошкового окрашивания металла советуют выбирать краски проверенных временем брендов.
- До начала окрасочных работ и после их завершения необходимо проверить состояние подвесных крючков, отвечающих за заземление металлических изделий. Если этого не сделать, работа электростатического механизма удерживания может быть нарушена — распределение и фиксация колера будут неравномерными.
- Избегать использования чрезмерного количества воздуха (для напыления порошковой краски достаточно минимального нужного расхода). При соблюдении этого правила снижается нагрузка на оборудование, окрашивающий материал расходуется экономно, сохраняется хорошая видимость в камере.
- В составе рабочих воздушных масс не должно быть посторонних примесей.
- Не допускать смешивание краски разных цветов. Перед использованием очередного готового состава тщательно очистить оборудование от остатков предыдущего материала.
- Соблюдать технологию и порядок окрашивания. Уделить достаточно внимания подготовительным работам. Состояние окрашиваемой поверхности должно отвечать требованиям, при которых краска на нее будет ложиться равномерным слоем.
- Осуществлять своевременный контроль, профилактику, техническое и ремонтное обслуживание покрасочного оборудования. Соблюдать правила эксплуатации инструмента. Корректно настроенные производственные циклы способствуют сокращению нерациональных потерь красящего пигмента примерно на 2%-5%.
Технология порошкового окрашивания металлических деталей и предметов обеспечивает их надежную защиту от механических повреждений и коррозии. В результате полимеризации на поверхности образуется твердый равномерный слой, устойчивый к сколам, царапинам, выцветанию. Окрашенные таким способом изделия отличаются долговечным сроком эксплуатации с сохранением качественных характеристик и достойного внешнего вида.
Порошковая покраска металлоконструкций в Уфе cactus-top.ru
cactus-top.ru
- 1 Подготовка рабочего места и выбор оборудования
-
2 Пошаговая схема работы
- 2.1 Предварительная обработка поверхности
- 2.2 Нанесение краски и формирование покрытия
- 2.3 Запекание краски
- 3 Вывод
Итак, технология покраски порошковой краской — что же это вообще такое?
На самом деле тут ничего сложного для понимания нет. Просто это способ нанесения очень прочного лакокрасочного слоя на поверхность какой-либо детали. Этот слой, разумеется, имеет не только защитные, но и отличные декоративные качества.
Фото порошковой краски
Если вкратце, то суть техники заключается в том, что ту или иную поверхность подготавливают к покраске, затем красят в специальной камере особым сухим порошком (это и есть порошковая краска). После этого как бы «запекают» получившийся слой, после чего он становится очень стойким и долговечным.
По сравнению с обычными способами нанесения краски – порошковый метод обработки имеет такие преимущества:
- больший уровень экологической безопасности слоя;
- более прочный слой в итоге;
- меньший расход краски на один и тот же объем работы.
Что же касается сферы применения данного метода, то в нашей стране такой способ применяется в основном для покраски деталей автомобилей, но вообще технология нанесения порошковой краски используется и для обработки деревянных элементов, стеклянных и керамических. Просто секрет в том, что для неметаллических изделий применяется особая краска, для «запекания» которой не требуется очень уж высокая температура.
Обработка металла порошковой краской
Теперь несколько слов о недостатках способа.
Тут, пожалуй, имеется всего два минуса:
- покраска изделий, которые нельзя более-менее хорошо нагреть, исключена;
- на создание условий для покраски и закупку минимального оборудования необходимо вложить куда больше средств, чем на инструмент для стандартной работы.
Но, кстати, то, что требуется спецоборудование, совсем не означает невозможность работы с порошковым способом окраски в домашних условиях.
В этой статье мы расскажем, как можно организовать рабочую зону такого типа в самом обычном гараже.
Начнем с самого главного.
Подготовка рабочего места и выбор оборудования
Итак, предположим, что гараж у нас имеется – давайте рассмотрим, как его укомплектовать, чтобы можно было качественно и комфортно работать.
- Первое, что нужно сделать, это защитить все поверхности от попадания краски при отделке – стены, полы и потолки. Для этого те плоскости, которые нужно изолировать, можно закрыть самой обыкновенной пленкой.
Пример покрасочного цеха в гараже
Важно!
Не забудьте оставить (и вообще продумать) участки для вентиляции помещения.
А то в большинстве случаев об этом вспоминают в самый последний момент, когда начинается первая покраска.
- Второй этап — это покупка компрессора с пульверизатором для покраски и плавильной печи, в которой будет «запекаться» окрашенное изделие.
Компрессор с пульверизатором
Компрессор нужно выбирать такой, чтобы прибор мог работать с высоким давлением.
Что же касается плавильной печи, то, конечно, можно приобрести профессиональное оборудование и технология порошковой покраски будет выполняться значительно качественнее и быстрее. Однако такой вариант не всем по карману.
Поэтому будем выходить из положения и искать «эконом-решение».
В принципе для нагрева термообработки нанесенной краски, если не требуется заводское качество и обработка больших деталей, вполне подойдет обыкновенный духовой шкаф.
- Следующий шаг это устройство покрасочной камеры. Камера – это, по сути, кусочек помещения, в котором на изделие будет наноситься краска. Что тут важно обеспечить, так это наличие системы отсоса — чтобы лишняя краска сразу удалялась за пределы рабочего бункера.
Покрасочная камера
В общем-то, приблизительно так должно быть оборудовано рабочее место.
Обратите внимание на некоторые современные материалы, которые являются прекрасным аналогом порошковой краски, но при этом наносятся стандартным способом.
Так, например, очень хороша электропроводная краска Zinga – это прекрасное сочетание «горячего» метода окраски и классического.
При этом качество покрытия просто потрясающее.
На этом подготовка рабочей зоны закончена и если все сделано, то можно приступать непосредственно к работе.
Пошаговая схема работы
Стоит отметить, что рассматриваться будет технология порошковой покраски металла в самом простом варианте. То есть работать будем исходя из того, что у нас в наличии имеется «кустарная» покрасочная камера, а также самые простые и недорогие приспособления для реализации этого дела.
В качестве наглядного примера будем рассматривать самое обычное изделие — простой кусок металла.
Начнем.
Предварительная обработка поверхности
С заготовкой нужно сделать вот что:
- Очищаем всю поверхность металла от пыли и грязи с помощью обыкновенной мокрой тряпочки.
- Далее берем наждачную бумагу или же специальные металлические щетки и зачищаем ими все участки, на которых имеются признаки коррозии.
- Теперь нужно увеличить уровень адгезии плоскости – для этого просто напросто обезжириваем ее любым доступным растворителем.
Обезжиривание металла
Обратите внимание на то, что если ваша заготовка очень уж сильно покрыта коррозией или имеются какие-то труднодоступные грязные участки (такое бывает, например, если это деталь автомобиля со сложной конфигурацией), то просто растворителем и щеткой тут вряд ли получится обойтись.
В таких случаях деталь принято замачивать в щелочных растворах – их состав зависит от уровня и типа загрязнения.
- После того, плоскость очищена и обезжирена, нужно ее прогрунтовать. Для этого на изделие наносится так называемый конверсионный подслой краски. Как правило, для этого применяется краска на основе неорганических веществ. (См. также статью Грунтовка под шпаклевку: особенности.)
Что это дает? Благодаря такому грунтовочному слою уменьшается риск попадания влаги и воздуха под высохшую порошковую краску. Это возможно за счет того, что поверхность металла и порошкового покрытия сцепляется не напрямую, а через эту самую пленку из промежуточной краски.
То есть сцепление всех слоев становится на порядок лучше, что в конечном итоге положительно влияет на срок службы итогового полимерного покрытия и соответственно всего изделия в целом. - И последний этап подготовительных работ – это нанесение своими руками сверху грунтовки, слоя, который состоит из соединений нитрата хрома и натрия. Это процесс называется пассивирование – он нужно для того, чтобы ржавчина не появилась на изделии в то время, пока деталь готовится к покраске.
Пример пассивированной детали
В общем-то, если все зачищено, обработано растворителями и прочими составами, то можно просушить заготовку в печи и приступать к следующему этапу.
Нанесение краски и формирование покрытия
Инструкция по покраске как раз достаточно простая.
- Изделие помещается в камеру напыления.
- При необходимости заготовка фиксируется.
- Берется пулевизатор и заготовка красится.
Обратите внимание на то, что мы в данной пошаговой схеме применяем самый простой способ нанесения краски, но если немножко «заморочиться», то стоит попробовать другой метод – электростатического напыления.
Его суть в том, что краска является статистически заряженным веществом и как бы прилипает во время распыления на деталь, к которой подвели заземление.
Кстати, имейте в виду, что если вы с помощью порошковой покраски планируете добиться стойкости детали к воспламенению, то, пожалуй, не имеет смысла применять данную технологию. Гораздо проще будет приобрести огнезащитные краски по металлу Полистил, Негорин и другие аналоги – и деньги сэкономите, и нужный эффект гарантированно получите.
Пример огнезащитной краски
После нанесения краски начинается процесс формирования твердого полимерного слоя. Подробнее об этом.
Запекание краски
Под этим термином подразумевается то, что окрашенное изделие помещается в специальную камеру, где заготовка на протяжении определенного времени подвергается воздействию высокой температуры.
В нашем случае деталь кладется в духовой шкаф – его можно изготовить самостоятельно и «запитать» от электричества, мазута или от другого горючего.
Во время «запекания» детали нужно соблюдать такие условия:
- Важно придерживать рекомендаций, которые содержит инструкция конкретной краски. То есть это означает, что для получения качественного слоя должна соблюдаться определенная температура, на протяжении такого-то времени и т.п.
- Изделие должно прогреваться равномерно! Поэтому, если у вас жар идет от стенок «духовки», лучше поместить заготовку на чем-то вроде прутьев, чтобы она оказалась на равном расстоянии от всех стенок.
Когда отведенное для прогрева детали время истекло, вынимаем ее из шкафа и оставляем на открытом воздухе для того чтобы она остыла.
Шкаф для термообработки окрашенных изделий
Тут плюс в том, что не требуется никакого закаливания металла – то есть фаза частого контраста холодного и горячего отсутствует. А это означает, что и цена проекта в целом снижается, и время экономится.
На этом все – по сути. Такая вот кустарная обработка изделия порошковым методом закончена. Как видите, в домашних условиях, у себя в гараже, наладить такой процесс вполне можно – было бы желание и определенная доля старания.
Подведем итоги нашего обзора.
Вывод
Мы с вами рассмотрели вкратце, что собой представляет технология нанесения порошковых красок, а также разобрались в том, как можно реализовать такую работу в «кустарных» условиях.
Надеемся, что вся предоставленная информация вам пригодилась, и вы сможете применить ее на практике. Ну а если хотите узнать еще больше, то советуем просмотреть еще и видео в этой статье по данной теме.
Технология порошкового окрашивания.
Типовой технологический процесс получения покрытий из порошковых красок включает три основные стадии:
• подготовка поверхности,
• нанесение порошкового материала,
• формирование покрытия — полимеризация (запекание).
Качество покрытий зависит от строгого соблюдения технологических режимов всех стадий процесса.
Подготовка поверхности
1. Детали, на которые наносят порошковые покрытия, должны быть предварительно подготовлены, обладать ровной поверхностью без окислов, ржавчины и т.п. Для подготовки поверхности пригодны как сухие, так и мокрые способы очистки — обезжиривание, удаление оксидов, а при жестких условиях эксплуатации нередко дополнительно наносят конверсионные покрытия. В качестве обезжиривающих веществ применяют органические растворители, водные моющие (щелочные и кислые) растворы и эмульсии растворителей в воде (эмульсионные составы). Органические растворители (уайт-спирит, нефрас, ацетон) из-за вредности и огнеопасности применяют для обезжиривания способом ручной протирки изделий ограничено, главным образом при окрашивании небольших партий.
2. Основной промышленный способ обезжиривания связан с использованием водных моющих составов — концентратов. Моющий раствор получают путем растворения моющих средств-порошков в требуемом количестве воды. Обезжиривание проводят при 40-80 градусов по Цельсию продолжительностью по времени при окунании 5-20 мин, при распылении 1-5 мин. Этот способ приемлем для обработки как черных, так и цветных металлов.
3. Щелочное обезжиривание требует специального оборудования, предусматривающего не только обработку изделий моющим составом, но и последующую их промывку и сушку, также необходимы очистка и утилизация сточных вод, поэтому не для всякого покрасочного цеха это приемлемо.
4. Способы обезжиривания, не связанные с применением химикатов. Например, пароводоструйный (обработка поверхности пароводяной струей с температурой 90-100°C и давлением 0,5-2,0 Мпа) и термический (нагревают изделия с масляными и жировыми загрязнениями до 400-450°C) способы. Термический способ обработки используют при окрашивании труб. Для удаления оксидов (очистка поверхности от ржавчины, окалины, старых покрытий) в основном используют механические (струйная абразивная обработка) или химические способы (растворение или отслаивание оксидов с помощью кислот в случае черных металлов, с помощью щелочей в случае алюминия и его сплавов).
5. Нанесение конверсионных покрытий преследует цель улучшить защиту изделий, сделать ее более надежной. Наиболее распространено фосфатирование черных металлов и оксидирование цветных, в первую очередь, алюминия и его сплавов. Эти способы используют преимущественно для изделий, эксплуатирующихся вне помещения и в условиях переменной влажности и температуры. При фосфатировании чаще всего используют цинкосодержащие фосфатирующие концентраты. Фосфатирование обычно проводят струйным способом в агрегатах мокрой очистки при температуре 50-60°C, продолжительностью обработки 1,5-2,5 мин. Химическое оксидирование обычно проводят соединениями, содержащими хром, поэтому операцию называют хроматированием. Химическое оксидирование проводят при 20-30°C продолжительностью 5-30с. Толщина оксидных покрытий обычно не превышает 1 мкм.
6. Завершающей стадией получения конверсионных покрытий, как и любых операций мокрой подготовки поверхности, является сушка изделий от воды. Ее проводят обдувкой горячим воздухом при 110-140°C.
Нанесение порошкового материала
Сущность процесса нанесения состоит в следующем:
• Полимерный порошок поступает из бункера в смеситель, где смешивается с воздухом в необходимой пропорции, регулируемой блоком вентилей (флюидизации).
• Смесь порошка и воздуха поступает в распылитель. В распылителе находится высоковольтный источник создающий высокое (до 100 кВ) напряжение на коронирущем электроде. Проходя мимо него, пылинки приобретают необходимый электрический заряд, благодаря которому, пролетая вблизи покрываемой детали, прилипают к ее поверхности.
Нанесение необходимо производить равномерно, уделяя особое внимание труднодоступным местам (углы, углубления, отверстия и т.д.). Слой должен быть достаточным, но не излишним. Для качественного окрашивания изделий сложно формы рекомендуется подбирать режимы высоковольтного источника или использовать технологию трибостатического нанесения.
Не прилипший порошок:
• уносится потоком воздуха в вытяжную вентиляцию
• проходя через циклон, он высаживается сначала на его внутренней поверхности, а затем осыпается вниз и собирается в накопительном бункере
• из бункера снова поступает на вторичное использование
• толщину слоя, его плотность можно регулировать параметрами высоковольтного источника.
Для исключения попадания порошка в рабочую зону запрещается работать без общей и локальной систем вентиляции!
Производительность работы определяется, в данном случае, наиболее трудоемкой и плохо поддающейся механизации операцией — завешиванием детали на оснастку (крючки, скобы и т.п.) и их установкой в кабину, а после нанесения слоя порошковой краски, завешивания в печи для запекания. Хорошие результаты дает использование «групповой» оснастки, когда в кабине и в печи устанавливаются сразу несколько деталей. Благодаря тому, что заряженные частицы порошка могут налипать с «тыла» и «флангов» наносить слой можно не со всех сторон, а с нескольких удобных для работы направлений.
Последовательность операций такова:
1. проверить качество подготовки поверхности деталей
2. завесить всю партию деталей на крючки и разместить на установленные возле кабин вешала
3. проверить наличие контакта между деталью и крючком
4. провести напыление порошка
5. после напыления детали на оснастке (с тем, чтобы не повредить напыленный слой) завешиваются на выкатываемые из печи тележки
6. тележки осторожно (чтобы не раскачать детали) закатываются в печь
Формирование покрытия — полимеризация (запекание)
Запекание следует проводить при температуре, указанной в технической документации (TDS — Technical Data Sheet) на используемую краску. Обычно она составляет от 160°C до 200°C. Время полимеризации так же указывается в техническом паспорте — от 10 до 20 минут. Крайне важно учитывать, что для полной полимеризации необходимо, чтобы сама деталь была нагрета до указанной температуры. Например, если в документации на краску указан режим запекания (полимеризации) 180°C / 10 минут, то необходимо что бы изделия нагрелись в печи до 180°C после чего выдерживают еще 10 минут. Время разогрева печи 0,5-4 часа (зависит габаритов и мощности печи, от массы изделий, теплоемкости деталей и величины температуры запекания).
При запекании деталей, окрашенных антикварными порошковые красками («антик») или красками с эффектом «шелк» или «кожа», требуется быстрый нагрев изделий – термо-удар. Для этого заранее разогревают печь до 230 °C-230 °C и помещают изделия в уже прогретую печь, это увеличивает скорость нагрева и создает терму-удар для лучшего раскрытия структуры краски.
ВАЖНО!!! Нарушение температурного режима приводит к неправильной полимеризации, нарушаются защитные свойства покрытия, его внешний вид. Если температура или время запекания ниже чем указаны в документации (не додержали) покрытие теряет адгезию – отстает от изделия, твердость — царапается, не формируется структура у структурных красок. При превышении режимов нанесения (температура или время выше чем указаны в документации) может происходить разрушение покрытия, изменение цвета, хрупкость при деформации.
Следует учитывать, что при запекании нагрев изделия может вызвать его коробление и деформацию, поэтому при переходе на новые изделия необходимо покрыть пробную партию для того, чтобы подобрать краску с оптимальным режимом запекания. Например, изделия из алюминия запекают при температуре на выше 180°C так как при более высокой температуре он начинает «газить». Температура и время запекания устанавливаются на пульте управления печи. После запекания изделие медленно остывает при комнатной температуре в течение примерно 10-15 минут. Окончательно свои физико-химические свойства покрытие набирает в течении 24-х часов с момента запекания.









































