Расцветка порошковыми ЛКМ начала развиваться в 60-х годах прошедшего века. Это явилось закономерным следствием развития окрасочных технологий водянистыми ЛКМ. Для понижения издержек на создание покрытий (Пк) было нужно увеличивать содержание нелетучих компонент ЛКМ. С одной стороны, это облагораживало экологическую обстановку на производстве и снижало цена Пк, но с другой — создавало технологические трудности при нанесении ЛКМ.
Решение этой технологической и экологической трудности содействовало развитию технологии расцветки сразу по нескольким фронтам:
• водно-дисперсионные ЛКМ, дозволяющие без вреда здоровью работников и окружающей среде регулировать вязкость материала, нужную для его нанесения. Но поначалу эти ЛКМ не могли соперничать с органорастворимы-ми по техническим чертам, удобству в работе и цены, но в последние десятилетия благодаря удачному развитию хим технологии появились такие ЛКМ, не уступающие органо-растворимым по многим показателям. В текущее время водно-дисперсионные обширно используют для расцветки бытовых изделий из древесной породы, пластика, упрессованных плит (МДФ) и пр.;
• развитие технологии нанесения водянистых высоковязких ЛКМ безвоздушным способом при высочайшем давлении (50—300 бар), в неких моделях схожих установок для понижения вязкости применяется подготовительный обогрев ЛКМ. Этот способ имеет бесспорные достоинства при расцветке огромных поверхностей (крупногабаритные машины и механизмы, строй конструкции, жд вагоны, мебельные панели и др.);
• способ расцветки обливом, при котором окрашиваемая деталь стопроцентно погружается в емкость с ЛКМ, отыскал применение для отделки деталей сложной конфигурации, имеющих недоступные места и полости (радиаторы, трансформаторы и др.);
• нанесение ЛКМ способами катафореза и анафореза.
Расцветка делается погружением окрашиваемой детали в емкость с водоразбавляемым ЛКМ, через раствор которого пропускают неизменное напряжение. При всем этом изделие является катодом (катафорез) либо анодом (анафорез), и частички красящего вещества, получив электронный заряд, оседают на изделие равномерным узким слоем. Большущее преимущество способа заключается в том, что ЛКМ просачивается в самые недоступные места изделия и обеспечивает получение очень узкого защитного Пк с высочайшей коррозионной стойкостью. Этим способом, обычно, наносят авто грунтовки;
• расцветка порошковыми ЛКМ более успешно соединяет достоинства ЛКМ со 100%-ным сухим остатком и возможностью равномерного регулируемого нанесения краски на изделие. К огорчению, применение способа ограничено габаритами окрашиваемых изделий и чувствительностью подложки к температуре. В главном этот способ применяется для расцветки изделий из металлов. В последние годы на Западе появились и внедрены в создание порошковые ЛКМ и методы их отверждения, дозволяющие наносить их на неметаллические подложки, чувствительные к увеличению температуры.
Перечисленные выше способы расцветки не обхватывают всех технологий, используемых в современном промышленном производстве. В рамках каждого из их есть разные модификации, отличающиеся технологией нанесения ЛКМ, методами формирования Пк и чертами получаемых Пк.
Не считая того, есть промышленные способы расцветки, сочетающие методы нанесения и материалы разных технологий. К примеру, в авто индустрии применяется способ нанесения порошковой краски на кузов автомобиля погружением в аква раствор, потом после сушки происходит формирование Пк по стандартной технологии порошковой расцветки.
В этой статье и следующих публикациях мы тщательно поведаем о технологии порошковой расцветки, остановимся на особенностях оборудования для получения порошковых Пк, способах и мате-риалах для хим подготовки поверхности перед расцветкой, устройствах и способах контроля Пк, также на глобальных тенденциях в развитии этой технологии.
Порошковый ЛКМ представляет собой мелкодисперсный порошок с размером частиц 10—100 мкм, приобретенный способом экструзии и следующего размола консистенции разных компонент.
Порошковые ЛКМ по сопоставлению с водянистыми владеют рядом существенных преимуществ:
• отсутствие растворителей;
• маленькое количество отходов при нанесении (наименее 0,05% от общей массы);
• низкая пожароопасность производства;
• возможность нанесения 1-го слоя ЛКМ и регулирования толщины Пк в широких границах;
• отсутствие вредных выбросов;
• высочайшая скорость отверждения;
• возможность получения Пк с разными физико-механическими и хим качествами;
• более низкая цена получения Пк.
Зависимо от применяемого пленкообразователя порошковые ЛКМ подразделяют на эпоксидные, эпоксиполиэфирные, полиэфирные, полимерные, полиакриловые, полиэтиленовые, полиамидные и др. Любой из перечисленных типов имеет свои достоинства, недочеты и специальные области внедрения.
Порошковые Пк, обычно, сразу делают декоративные и защитные функции. Декоративные характеристики Пк характеризуются такими показателями, как цвет, сияние, структура; защитные — устойчивостью к действию механических нагрузок, коррозионной стойкостью, стойкостью к действию Ультрафиолетового излучения, химстойкостью, электроизоляционными. Наибольшее распространение получили материалы, более успешно сочетающие декоративные и защитные характеристики. Примером могут служить полиэфирные порошковые краски, обширно применяющиеся для отделки строй дюралевых конструкций (окна, двери, фасады и пр.). Пк на их базе владеют красивыми физико-механическими качествами, стойкостью к УФ-излуче-нию и хорошими декоративными качествами.
Порошковые краски наносят на изделия способом электростатического либо трибостатического распыления. Сущность этого способа состоит в том, что частички краски, проходя через пистолет-распылитель, получают электростатический (отрицательный) либо трибостатический (положительный) заряд и оседают на изделии равномерным слоем, потому что оно заземлено и имеет электронный заряд той же полярности. Адгезия слоя ЛКМ довольно высока и позволяет некое время хранить изделия и транспортировать их на конвейере.
Для расцветки сетчатых изделий либо проволоки порошковыми красками применяется способ нанесения в «кипящем слое». Изделие, за ранее нагретое до температуры 50—60°С, на куцее 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 характеристики воды и смотрится как кипящая жидкость. Частички порошка, расплавляясь при соприкосновении с нагретым изделием, оседают на его поверхности, потом происходит отверждение в печи. Толщина Пк, нанесенного таким методом, обычно составляет 300—500 мкм, потому данный способ используют для расцветки изделий с маленький площадью и сложной конфигурацией поверхности.
После нанесения порошкового покрытия тем либо другим способом окрашенное изделие помещают в печь и выдерживают при температуре 160—200°С в течение 10—20 мин. При нагревании краска рас-плавляется и умеренно разливается по поверхности изделия, образуя узкую и крепкую полимер-ную пленку шириной 60—80 мкм. Более всераспространен способ отверждения Пк методом нагре-вания изделий конвекционным методом, предусматривающим полный прогрев всего изделия до требуемой температуры.
В последние 10 лет промышленное применение получили методы низкотемпературного от-верждения при 120 — 130°С, используемые для расцветки изделий, чувствительных к завышенным температурам. Но низкотемпературное отверждение может быть только для эпоксидных порош-ковых ЛКМ, что значительно ограничивает область его внедрения.
Отверждение Пк при помощи ИК-излучения позволяет очень стремительно разогреть изделие до подходящей температуры, что существенно уменьшает технологический процесс и уменьшает габариты обору-дования, но этот способ подходит только для деталей обычный конфигурации, не отбрасывающих тень на себя, и просит специально подобранной рецептуры порошковой краски.
Очередной промышленный метод отверждения порошковых ЛКМ — Ультрафиолетовым излучением.
УФ-отверждение порошковых ЛКМ начали использовать в промышленных масштабах только в течение последних 10 лет. Разработка УФ-отверждения для порошковых материалов почти во всем сходна с УФ-отверждением водянистых ЛКМ. К недочетам метода следует отнести невозможность получать матовые Пк и отверждать ЛКМ желтоватого цвета, а именно при толщине Пк 60—80 мкм. Последнее связано со свойством желтоватых пигментов всасывать излучение как в УФ-, так и в видимой области диапазона. Эти происшествия ограничивают применение УФ-отверждения, потому что возможность получать матовые Пк является одним из главных требований при расцветке древесностружечных плит средней плотности (МДФ) в мебельной индустрии. В текущее время для ублажения этого требования могут быть предложены только мелкоструктурированные порошковые краски.
В таблице приведены главные технические свойства разных способов отверждения порошковых ЛКМ и характеристики получаемых покрытий.