Полимерно-порошковое напыление.

    Окраска порошковыми лакокрасочным материалом (ЛКМ) начала развиваться в 60-х годах прошлого века. Это явилось закономерным следствием развития окрасочных технологий жидкими ЛКМ. Для снижения затрат на производство покрытий (Пк) было необходимо повышать содержание нелетучих компонентов ЛКМ. С одной стороны, это улучшало экологическую обстановку на производстве и снижало стоимость Пк, но с другой -- создавало технологические трудности при нанесении ЛКМ.
    Окраска порошковыми ЛКМ наиболее удачно сочетает преимущества ЛКМ со 100%-ным сухим остатком и возможностью равномерного регулируемого нанесения краски на изделие. К сожалению, применение метода ограничено габаритами окрашиваемых изделий и чувствительностью подложки к температуре. В основном этот метод применяется для окраски изделий из металлов. В последние годы на Западе появились и внедрены в производство порошковые ЛКМ и способы их отверждения, позволяющие наносить их на неметаллические подложки, чувствительные к повышению температуры.
    Порошковый ЛКМ представляет собой мелкодисперсный порошок с размером частиц 10-100 мкм. полученный методом экструзии и последующего размола смеси различных компонентов. Выпускаемые порошковые краски различают по цветам согласно шкале RAL, а также по фактуре поверхности: глянцевые, матовые, текстурированные и т. д.

    Порошковые ЛКМ по сравнению с жидкими обладают рядом существенных преимуществ:
  -  отсутствие растворителей;
  -  малое количество отходов при нанесении (менее 0,05% от общей массы);
  -  низкая пожароопасность производства;
  -  возможность нанесения одного слоя ЛКМ и регулирования толщины Пк в широких пределах;
  -  отсутствие вредных выбросов;
  -  высокая скорость отверждения;
  -  возможность получения Пк с различными физико-механическими и химическими свойствами;
  -  более низкая стоимость получения Пк.

    В зависимости от используемого пленкообразователя порошковые ЛКМ подразделяют на эпоксидные, эпоксиполиэфирные, полиэфирные, полиуретановые, полиакриловые, полиэтиленовые, полиамидные и др. Каждый из перечисленных типов имеет свои преимущества, недостатки и специфические области применения.
    Порошковые Пк, как правило, одновременно выполняют декоративные и защитные функции.

Декоративные свойства Пк характеризуются такими показателями как: цвет, блеск, структура;

Защитные - устойчивостью к действию механических нагрузок, коррозионной стойкостью, стойкостью к действию УФ-излучения, химстойкостью, электроизоляционными.

    Наибольшее распространение получили материалы, более удачно сочетающие декоративные и защитные свойства. Примером могут служить полиэфирные порошковые краски, широко применяющиеся для отделки строительных алюминиевых конструкций (окна, двери, фасады и пр.). Пк на их основе обладают прекрасными физико-механическими свойствами, стойкостью к УФ-излучению и отличными декоративными свойствами.

Процесс нанесения порошковой краски на изделие

    Порошковые ЛКМ наносят на изделия методом электростатического или трибостатического распыления. Суть этого метода заключается в том, что частицы краски, проходя через пистолет-распылитель, получают электростатический (отрицательный) или трибостатический (положительный) заряд и оседают на изделии равномерным слоем, так как оно заземлено и имеет электрический заряд той же полярности.

    Адгезия слоя ЛКМ достаточно высока и позволяет некоторое время хранить изделия и транспортировать их на конвейере.

    Для окраски сетчатых изделий или проволоки порошковыми красками применяется метод нанесения в "кипящем слое". Изделие, предварительно нагретое до температуры 50-60°С, на короткое время помещают в емкость с порошковым ЛКМ, дно которой имеет пористую мембрану. Через мембрану подается сжатый воздух. заставляющий порошок "вскипать". В таком состоянии воздушно-порошковая смесь приобретает физические свойства жидкости и выглядит как кипящая жидкость. Частицы порошка, расплавляясь при соприкосновении с нагретым изделием, оседают на его поверхности, затем происходит отверждение в печи. Толщина Пк, нанесенного таким способом, обычно составляет 300-500 мкм, поэтому данный метод применяют для окраски изделий с небольшой площадью и сложной конфигурацией поверхности.

Печь полимеризации

    После нанесения порошкового ЛКМ окрашенное изделие помещают в печь и выдерживают при температуре 160-200°С в течение 10-20 мин. При нагревании краска расплавляется и равномерно растекается по поверхности изделия, образуя тонкую и прочную полимерную пленку толщиной 60-80 мкм. Наиболее распространен метод отверждения Пк путем нагревания изделий конвекционным способом, предусматривающим полный прогрев всего изделия до v требуемой температуры.

    Технологический процесс покрытия порошковыми красками включает три основных этапа:
  1. подготовка поверхности
  2. нанесение порошковой краски
  3. формирование (полимеризация) покрытия.

    Качество покрытия зависит от соблюдения технологических режимов на всех стадиях процесса покраски. В каждом конкретном случае, учитывая вид и свойства покрываемого изделия, а также условия эксплуатации изделия, подбирается соответствующее покрытие и индивидуальная схема технологического процесса.
Источник: журнал "Промышленная окраска" 2/2204.