Порошковая окраска металлических изделий технология

Покраска порошковой краской изделий из металла, правила нанесения

Отличия в составе и технологии использования порошковой краски, выделяют данный вид покрытия в «особый класс» относительно остальных лакокрасочных материалов. В настоящее время порошковая окраска металлических изделий получила существенное распространение в промышленности, начиная от самолётостроения вплоть до выпуска бытовых товаров и принадлежностей.

Порошковая окраска металлических изделий: технология процесса и основные этапы

Технологический процесс порошковой покраски разделяются на следующие этапы:

• подготовка окрашиваемой поверхности;
• нанесение краски в виде порошка;
• формирование жидкой плёнки при высокой температуре;
• химическое отверждение плёнкообразующего материала (при использовании термореактивных красок);
• окончательное формирование покрытия.

Подготовка поверхности

При подготовке окрашиваемой поверхности следует учитывать, что необходимо обеспечить не только смачиваемость с жидкой фазой плёнкообразователя, но и равномерное распределение порошковых материалов при напылении. Уделяется внимание как удалению всевозможных поверхностных загрязнений, так и обеспечению поверхности необходимой шероховатости. Дополнительно к механическим способам подготовки поверхности могут использоваться и химические, такие как обезжиривание, травление или фосфатирование.

Нанесение порошковых материалов

Порошковая окраска металла осуществляется:

• электростатическим напылением;
• погружением во взвешенный слой электризованного порошка;
• газопламенным способом.

Благодаря своей простоте и универсальности, наибольшее применение получило нанесение краски электростатическим напылением. Для плоских поверхностей могут использоваться специальные магнитные щётки-валики по технологиям, используемыми в копировальной технике. Окунание в «кипящий слой» используется на автоматических линиях при конвейерном производстве однотипных изделий. Газопламенный способ из-за чрезмерной неравномерности слоя и свойств получаемого покрытия распространения не получил. Существующее плазменное напыление отличается применением низкотемпературной плазмы для нагрева частиц и использованием инертного газа; ограничивается использованием термостойких порошков при нанесении тонких покрытий на термостойкие материалы.

Удержание и равномерность распределения на поверхности металлических изделий порошковых материалов обеспечиваются за счет электростатических сил взаимодействия заряженных частиц краски и «электронейтральной» поверхности. Перед напылением частицы краски в пистолете получают электрический заряд:

• в поле коронарного заряда, создаваемого электродом;
• за счет трения о поверхность оборудования.

Заряд частиц, как правило, отрицательный, величина заряда должна соответствовать оптимальному диапазону, позволяющему удерживать частицы на поверхности до образования жидкой плёнки и не нарушающему технологию нанесения. Регулируется характеристиками электрода или скоростью движения частиц при трении о поверхность оборудования, площадью и материалом поверхности.

При электростатическом напылении покрытия одинаково качественно формируются на горизонтальных и вертикальных поверхностях. Нулевой заряд металлического изделия обеспечивается заземлением.

Формирование жидкой плёнки

Технология нанесения порошковой краски

Пленкообразование происходит при нагреве порошковых материалов до вязко-текучего состояния, при этом происходит:

• деформация и вязкое течение материала;
• удаление воздуха;
• смачивание жидким материалом поверхности подложки.

При производстве труб и металлического профиля используется нанесение порошка в «кипящем слое» на предварительно нагретые заготовки, процесс формирования жидкой плёнки происходит за счет аккумулированного тепла или дополнительного нагрева.

В случае использования термореактивных красок при высокотемпературной выдержке дополнительно происходит химическое отверждение жидкой плёнки за счет полимеризации или поликонденсации плёнкообразователей. Это удлиняет время высокотемпературной выдержки, повышает затраты и снижает производительность. Существуют составы на основе термореактивных смол, ускоренное отверждение плёнок которых происходит при ультрафиолетовом облучении.

Окончательное формирование покрытия

Итоговое формирование пленки происходит при охлаждении изделия. Условия могут отличаться как скоростью охлаждения, так и средой. Прочностные характеристики покрытия и силы адгезии, в зависимости от условий формирования, может изменяться на десятки процентов. При этом для разных видов полимеров практикуется ускоренное и замедленное охлаждение . Охлаждение покрытия в пластифицирующих полимерных средах может снизить внутренние напряжения покрытия до нуля.

В отличие от термореактивных, термопластичные краски позволяют легко устранять дефекты покрытия с использованием повторного «спекания».

Широко используется порошковое окрашивание в строительной промышленности при производстве профиля из стали и алюминия, изготовлении дверей, ворот и других металлоконструкций. В автомобильной промышленности применяется при производстве дисков колёс и других деталей.

Несмотря на сложность колеровки, некоторые производители предоставляют порошковые краски до 250-ти цветов по таблицам RAL.

Порошковая окраска металла: правила и рекомендации

Процесс подготовки металлических деталей к покраске

При покраске металлических изделий порошковой краской как на промышленных линиях, так и своими руками в домашних условиях, необходимо следовать таким рекомендациям:

1. Используйте порошковые материалы проверенных производителей.
2. Без правильного заземления металлического изделия нарушается электростатический механизм удержания и распределения порошковых материалов на поверхности. Поэтому необходимо следить за состоянием подвесных крючков, обеспечивающих заземление деталей. Следует предусмотреть технологическую операцию очистки крючков и контроль цепи заземления.
3. Напыление порошковых материалов необходимо производить минимально необходимым количеством воздуха. Чрезмерная подача воздуха приводит к:

• перерасходу краски;
• повышенному износу оборудования;
• нарушению технологии электризации частиц порошка;
• изменению гранулометрического состава краски;
• ухудшению видимости в окрасочной камере.

1. Качественное покрытие получают при использовании воздуха нужной кондиции. При этом следует уделять внимание не только отсутствию пыли, но и содержанию в воздухе влаги и масла. Необходимо использовать соответствующие фильтры до подачи воздушной смеси в оборудование. В качественном воздухе:

• размер твёрдых частиц не превышает 0,3 мкм;
• точка росы не превышает 4 °С (т.е. при 20 °С влажность не более 35%);
• содержание масла не более 0,1 промилле.

Оборудование для порошковой окраски

1. При повторном использовании порошковых материалов учитывается изменение исходного состава, прежде всего гранулометрического. Не следует превышать количество допускаемых добавок регенерированных материалов в исходные порошки. Тщательно гомогенизируйте смесь порошков перед использованием.
2. Не допускайте смешивания краски различных цветов и видов. При переходе на другую краску необходимо тщательно очистить всё оборудование. Желательно иметь для каждой используемой краски отдельные расходные бункера и шланги.
3. Без подготовки поверхности не получите качественного покрытия. При этом следует учитывать назначение и условия эксплуатации изделия. Раму велосипеда надо подготавливать несколько иначе, чем элементы офисного стола. Небрежная подготовка приводит к:

• поверхностным дефектам покрытия;
• отслоению краски;
• преждевременному разрушению покрытия в агрессивной среде.

1. Стоимость исходного порошка не определяет реальную экономичность покрытия. Следует учитывать:

• расход материалов на единицу площади поверхности;
• долговечность покрытия;
• устойчивость к воздействию вредных условий;
• внешний вид.

1. Учитывайте условия хранения порошковых материалов. Повышенная температура может снизить как технологические характеристики порошка, так и эксплуатационные свойства покрытия. Используемая тара должна быть водонепроницаема из-за высокой гигроскопичности материалов. Обычно рекомендуемая температура в складе не должна превышать 25…28 °С, влажность не более 50%.
2. Строго соблюдайте рекомендуемую технологию «спекания» порошка. Следует учитывать, что температура воздуха в рабочей зоне печи является косвенной характеристикой техпроцесса. Работа установки должна обеспечивать равномерный прогрев металла изделия до оптимальных температур. В зависимости от вида материала и массы изделия оптимальная температура воздуха и время выдержки могут меняться и отражаются в инструкции.
3. Своевременно выполняйте технические регламенты по поддержанию работоспособности оборудования участка. Профилактическое обслуживание, включая регулярную очистку, осмотр, ремонт и замену компонентов, является основой безупречной работы и получения качественной продукции. Используйте запасные части оригинальных производителей. Хорошо зарекомендовало себя оборудование компании TESLA.

Техника безопасности

Основными видами угрозы при порошковой окраске изделий являются:

• попадание пыли в лёгкие и на поверхность кожи маляра;
• образование взрывоопасной пылевоздушной смеси.

Видео: порошковая покраска металлических дверей

Эти угрозы устраняются использованием индивидуальных защитных средств и качественной системой вентиляции, как покрасочной камеры, так и печи «спекания». В обязательном порядке производят качественное заземление используемого оборудования.

Технология порошково-полимерной покраски металла

На механические свойства порошкового покрытия влияет не только качество ЛКМ, но и правильная подготовка окрашиваемой поверхности, способ нанесения краски и соблюдение предписанных производителем технологических режимов полимеризации.

Краска, которая поступила на участок нанесения, должна быть в упакованном виде, снабжена этикеткой и иметь технический паспорт. Хранят порошковые краски и лаки в закрытой таре при температуре не выше 27°С и относительной влажности не более 75%, на расстоянии не менее 1 м от отопительных приборов.

• не открывайте коробки с краской сразу после получения;
• поместите их в закрытом состоянии возле линии окрашивания на 48 часов.

Для того, чтобы в будущем не тратить ресурсы на устранение дефектов, необходимо уделять должное внимание подготовке поверхности перед порошковой покраской. Декоративные свойства и длительность эксплуатации изделия напрямую зависят от качества подготовки поверхности перед окраской.

Основная цель подготовки поверхности — удаление веществ, которые препятствуют окрашиванию и ускоряют коррозионные процессы, а также получение поверхности, которая обеспечивает необходимую адгезию металлической подложки с лакокрасочным покрытием.
Подготовка поверхности перед порошковым напылением состоит нескольких этапов.

Этап 1 Очистка от загрязнений

• Механическая;
• Химическая
• Термическая

Подготовка поверхности механическими методами включает в себя: абразивную обработку (пескоструйная, гидропескоструйная, дробеструйная и др.), шлифование, полирование, крацевание и т.п. Механический метод подготовки используют при окрашивании крупногабаритных металлоконструкций в строительстве, нефте- и газодобывающей промышленности, судостроении и судоремонте, энергетике, городском хозяйстве и т. д.

Химическая очистка осуществляется с использованием щелочных, кислотных или нейтральных веществ, а также растворителей. Вещество подбирается в зависимости от вида и степени загрязнения, типа, материала и размера обрабатываемой поверхности. Химический метод очистки используют на предприятиях автомобилестроения, машиностроения, приборостроения, производства бытовой техники.

Термический метод. Поверхность под окраску обрабатывают пламенем кислородно-ацетиленовой горелки (при избытке кислорода до 30%). Достоинства термической очистки — обезжиривание поверхности одновременное с очисткой от окалины и ржавчины. Данный метод используют редко в случаях перекраски изделий, совместно с механическим способом.

• Исходное состояние поверхности
• Условия эксплуатации изделия
• Материал и характеристики изделия.

Этап 2. Обезжиривание.

Обезжиривание необходимо для того, чтобы удалить маслянистые и жировые загрязнения с поверхности. В процессе обезжиривания применяют специальные растворители: керосин, уай-спирит, трихлорэтилен, бензин, растворы различных солей и щелочей. Изделие погружают в ванну с растворителем, омывают им или просто протирают поверхность металла. Обезжиривание подразделяется на: химическое и электрохимическое, ультразвуковое, термическое.

Этап 3. Химическая подготовка поверхности.

Для того, чтобы придать покрытию дополнительную коррозионную стойкость, после очистки и обезжиривания проводят специальную химическую подготовку поверхности: фосфатирование, хроматирование, пассивирование.

Химическая обработка способствует улучшению адгезии («сцепляемости») порошковой краски с поверхностью металла и повышает антикоррозийные свойства покрытия. Обычно поверхность обрабатывается фосфатом железа (для стальных поверхностей), цинка (для гальванических элементов), хрома (для алюминиевых материалов) или марганца, а также хромового ангидрида. Для алюминия и его сплавов часто применяют методы хроматирования или анодирования.

Подготовку металлических изделий перед нанесением порошковой краски осуществляют в соответствии с ГОСТ 9.402. Согласно ГОСТ 9.402, предназначенные для окраски поверхности должны быть сухими, обезжиренными, без следов коррозии и других загрязнений.

Окраска изделий порошковыми красками происходит методом электростатического напыления.

Метод представляет собой нанесение на заземленное изделие электростатически заряженной порошковой краски с помощью пневматического распылителя. Специалисты по порошковой окраске называют распылитель также пульверизатором, пистолетом или аппликатором.

Как происходит напыление.

Сначала маляр засыпает порошковую краску в питатель. При включении пистолета, сжатый воздух подается под давлением через питатель и переводит порошок во взвешенное состояние, образовывая так называемый «кипящий слой» краски.

Далее воздушный насос (эжектор), забирает аэровзвесь из контейнера, разбавляет ее воздухом до более низкой концентрации и подает в напылитель, где порошковая краска приобретает электростатический заряд. С помощью сжатого воздуха заряженная порошковая краска попадает на заземленную поверхность, оседает и удерживается на ней за счет электростатического притяжения.

Существует две разновидности электростатического распыления:

• Электростатическое с зарядкой частиц в поле коронарного заряда;
• Трибостатическое напыление;

При электростатическом напылении, частицы получают заряд от внешнего источника электроэнергии (коронирующего электрода), а при трибостатическом — в результате их трения о стенки турбины напылителя.

При первом способе коронный заряд поддерживается источником высокого напряжения , встроенным в распылитель. У метода электростатического нанесения есть недостаток. Часто возникают затруднения с нанесением краски на поверхности с глухими отверстиями и углублениями. Это связано с тем, что частицы краски осаждаются сначала на выступающих участках поверхности и как следствие, она может быть прокрашена неравномерно.

Для окрашивания сложных изделий и деталей, чаще всего используют трибостатическое напыление . Сжатый воздух распыляет краску, а заряд, приобретенный в результате трения о диэлектрик, удерживает ее на поверхности. В качестве диэлектрика используется фторопласт, из которого изготовлены отдельные части краскораспылителя. Трибостатический способ применяют для окрашивания деталей, имеющих сложную форму.

Порошковая покраска металлических изделий

— метод получения полимерных покрытий с высокими защитными и декоративными свойствами. Данный метод окраски был разработан в 1950-х гг. Способ порошкового окрашивания является популярной альтернативой нанесению жидких лакокрасочных материалов для деталей, допускающих термообработку.

Суть метода порошковой окраски

На очищенное изделие напыляется порошковая краска. В процессе напыления частицы порошковой краски электрически заряжаются от внешнего источника или электризацией при трении. Электрическим полем частицы порошковой краски переносятся к окрашиваемому изделию, которое имеет противоположный заряд. Не осевшие на изделие частицы порошковой краски улавливаются в окрасочной камере напыления и могут быть использованы для повторного напыления, что невозможно при использовании обычных жидких красок. Далее изделие с нанесённой порошковой краской переносится в камеру полимеризации для «запекания» краски.

В процессе формирования покрытия из нанесённого порошкового слоя создается монолитное качественное покрытие на поверхности изделия.

Процесс формирования покрытия осуществляется путём нагрева слоя порошковой краски до состояния его оплавления с образованием монолитного слоя. При последующей обработке в результате отвердения (для термореактивных материалов) или охлаждения (для термопластичных материалов) слоя образуется твердая плёнка.

Оплавление порошковых красок делится на три стадии: 1) порошок оплавляется и переходит в вязко-текучее состояние; 2) образуется монолитный слой из оплавленных частиц порошка; 3) окрашиваемая поверхность смачивается расплавленным полимером, вследствие чего формируется покрытие.

Основные области применения

• окрашивание любых металлических комплектующих для изделий;
• окрашивание готовых металлических изделий, которые выдерживают нагрев до 200 градусов по Цельсию;
• окрашивание керамики и стеновых камней;
• окрашивание МДФ, стекла.

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

Оборудование для порошковой окраски

Порошковые краски наносят на детали либо электростатическим распылением, либо их погружением в псевдоожиженный слой порошковой краски (с электризацией частиц или без неё), либо методом газопламенного распыления.

Швейцарская компания GEMA в начале 70-х впервые в мире успешно внедрила высоковольтный каскад в окрасочный пистолет.

Для запекания порошковой краски используются печи полимеризации. Печь полимеризации — закрытая камера, внутренний рабочий объём которой нагревается до необходимой для полимеризации температуры. Окрашиваемое изделие помещается внутрь камеры, где и происходит полимеризация порошкового покрытия.

Порошковая окраска − это самый современный и технологичный способ покрытия металлических поверхностей.

Окрашенные таким образом изделия не подвержены истиранию и царапинам. Их сложнее повредить, значит, металл не будет ржаветь. Кроме того, порошковая окраска не разрушается под влиянием ультрафиолета.

В этой статье расскажем о преимуществах метода порошковой покраски и технологическом процессе.

Почему не жидкие краски

Когда не требуется высокое качество покраски, используется метод безвоздушного распыления. Оборудование для него стоит относительно недорого, и технология дает результат приемлемого качества. Но «приемлемое» здесь − ключевое слово, поэтому для промышленной окраски изделий с высокими требованиями к внешнему виду способ не подходит.

Недостатки технологии распыления для производства изделий из металла:

• Высокая трудоемкость процесса и невозможность автоматизации ряда этапов.
• Неравномерность слоя, цвета и высокий риск дефектов окраски.
• Высокие потери окрасочного материала, которые увеличивают стоимость работы.
• Образование в воздухе ядовитого тумана, который вреден для здоровья людей и предъявляет повышенные требования к безопасности.

Поэтому в современном производстве используются более совершенные методы.

Технология порошковой окраски изделий из металла

Технология порошковой окраски состоит из трех этапов: подготовка поверхности, нанесение порошка и полимеризация в печи.

Подготовка поверхности изделия

Подготовка производится на автоматизированной линии из 5 ванн.

Обезжиривание.

Поверхность при температуре 60оС покрывается химическим составом, который удаляет с нее загрязнения.

Омывание технической водой.

С поверхности изделия удаляются остатки химии и пены.

Деминерализация поверхности водой электропроводностью 100 мкСм.

С металла удаляются соли, с которыми не справляются предыдущие этапы очистки. От этой стадии зависит долговечность порошкового покрытия.

На поверхности создается конверсионный слой, который повышает адгезию.

Деминерализация поверхности водой электропроводностью 500 мкСм.

После очистки металлоизделия высушиваются в камере при температуре 100−120оС.

Порошковая покраска изделия

Для порошковой покраски используется мелкодисперсный полимерный красящий порошок. Напыление осуществляется в покрасочной камере. Ровные участки окрашиваются в автоматизированном режиме при помощи системы из 12 автоматических пистолетов Gema. Самые сложные участки − места сгиба и сварные швы − обрабатываются вручную.

Перед покраской металлическое изделие заряжается отрицательным электрическим зарядом. Полимерный порошок получает положительный электрический заряд. Возникает электростатический эффект и порошок сам прилипает к железу.

Полимеризация покрасочного порошка

Раньше в металлургии использовались закрытые печи, но этот метод значительно сокращал производительность процесса. Поэтому сегодня мы используем современные проходные печи. На этой стадии порошок нагревается, оплавляется, а потом, остывая, формирует плотный полимерный слой, который выполняет одновременно защитную и декоративную функцию.

Используемая в наших цехах технология практически безотходна. Некоторая часть покрасочного порошка в процессе производства не электризуется, но в отходы не идет. Ее можно использовать повторно для окраски изделий со сниженными требованиями к внешнему виду.

№4. Плюсы и минусы порошковой окраски

Из особенностей нанесения покрытия должно быть понятно, каким основными преимуществами обладает метод порошкового окрашивания, но мы все же уточним основные достоинства:

-простота нанесения. Нет необходимости следить за правильной консистенцией лакокрасочного покрытия. Слой формируется равномерным, а после использования оборудование достаточно просто чистить;

-экономичность. Сама по себе порошковая покраска достаточно недорогая, что объясняется во многом тем, что технология позволяет обходиться без растворителя. Кроме того, за счет системы рекуперации потери состава сводятся к ничтожным 2%. При нанесении жидких лакокрасочных покрытий потери намного больше и могут достигать 40%;

-скорость. Уже спустя минут 30 после нанесения слой краски высыхает. Причина кроется во все том же отсутствии растворителей;

-экологичность. Выведя из состава растворитель, удалось избавиться от неприятного запаха, токсичности и огнеопасности. Это значит, что процесс нанесения становится более безопасным, а вред окружающей среде – менее значительным;

-прочность покрытия, которое обладает шикарными антикоррозионными и электроизоляционными свойствами, противостоит механическим повреждениям;

-долговечность. Если покрытие было нанесено правильно, то оно прослужит до 50 лет, а иногда – и больше;

-разнообразие цветов и фактур. Порошковая краска имеет до 5000 различных оттенков и фактур, так что сформировать матовое или глянцевое, гладкое или рельефное покрытие любого желаемого цвета несложно.

Наряду с более высокими эксплуатационными качествами порошковое покрытие выгодно отличается тем, что наносится в один слой (может быть разной толщины) и не требует предварительной грунтовки. Слой порошковой краски имеет минимальную пористость, за счет чего и достигаются его антикоррозионные и ударопрочные свойства.

Несмотря на огромное количество преимуществ, порошковую покраску нельзя назвать идеальной. Для нее характерны некоторые особенности и недостатки:

-процесс окрашивания возможен только в цеховых условиях при использовании специального оборудования;

-окрашиванию подлежат только термостойкие материалы. Они должны выдерживать нагрев до 180-2000С. Впрочем, появление новых технологий сделало возможным окрашивание и более «нежных» поверхностей;

-отколеровать краску невозможно, так как используются готовые составы от производителя. К тому же, для каждого цвета потребуется отдельный контейнер;

-локальные повреждения поверхности очень сложно устранить. Чаще всего приходится прибегать к повторному окрашиванию;

-есть ограничения по размеру окрашиваемого изделия, а то, насколько большую поверхность можно будет окрасить, зависит от габаритов печи полимеризации;

-сложности окрашивания поверхности при низкой температуре;

-сложности при окрашивании изделий нестандартной формы;

-сложности при нанесении тончайших слоев краски;

-если нарушен технологический процесс, может произойти взрыв.

Преимущества порошковой окраски металла

• Экологичность.
  Покрытия не содержат токсинов и тяжелых металлов, опасных для здоровья людей. С ними могут без последствий контактировать дети и аллергики.
• Разнообразие вариантов декора.
  Можно создать как гладкое покрытие, так и шагрень, антик, муар и другие разновидности отделки.
• Устойчивость к механическим повреждениям.
  Слой краски сохраняется даже при деформации поверхности.

Основные достоинства профлиста с порошковым окрашиванием

Материал универсален и подходит для обустройства кровельных, фасадных, воротных, ограждающих конструкций. Вариантов расцветки — 250 по RAL, а чтобы кровля и забор были выполнены в единой цветовой гамме, к профлистам подбирается сопутствующая фурнитура. Как будет выглядеть конструкция, решает заказчик. В каталоге представлен профнастил с порошковым покрытием по цене производителя. Среди практичных свойств:

• устойчивость к коррозийным процессам;
• надежность (слой цинкового покрытия 100-200 г/кв. м, краски — от 45 мкм);
• стойкость к механическим повреждениям
• сохранение характеристик при температуре -60-+150°С.
• широкая гамма цветов RAL
• возможность покраски в два разных цвета

Конструкции из профлиста с порошковым окрашиванием служат более 25 лет, не доставив проблем в эксплуатации и уходе.

©Сталь Партнер

Порошковая покраска металлоизделий

Где применяется порошковая покраска металлических изделий

Впервые порошковые краски для металлических и других изделий появились в середине XX века, в 60-е годы. Причин для возникновения данной разработки имелось немало. Требовалась технология, которая не наносила бы существенного вреда окружающей среде, не приводила бы к значительным затратам и при всем этом обеспечивала бы изделиям эстетически привлекательный вид. В этот период возникла система анодирования и электростатический способ нанесения покрытия. Новые разработки оказались устойчивыми к различным разрушительным воздействиям окружающей среды.

Но вернемся к самой порошковой краске для металлических изделий. Что же это такое? Из чего она состоит? Итак, порошковая краска для металлических изделий – это дисперсная многокомпонентная смесь, в состав которой входят мелкие частички и воздух. Состав также требует добавления различных примесей, пигментов, которые и придают ей нужный цвет.

Следует отметить, насколько разной по стоимости может быть порошковая покраска металлических изделий. Цена процедуры формируется из способа покраски, стоимости самой работы, а также зависит от особенностей окрашиваемой поверхности.

Порошковая покраска металлических изделий производится составом, включающим различные добавки. Среди них – смолы, пигменты, отвердители и целевые добавки. Размер крупиц состава варьируется от 10 до 100 микрометров. В числе отличительных черт краски стоит выделить то, что для ее нанесения не нужно применять растворитель.

Где же может понадобиться порошковая покраска металлических изделий? Вариантов множество:

• в приборостроении;
• для бытовой техники: пылесосов, стиральных машин, кондиционеров, отопительных агрегатов и прочего;
• в светотехнике;
• в автомобилестроении – здесь много деталей требуют покраски, например, диски, отдельные узлы и т. д.;
• для арматуры под строительные нужды;
• в изготовлении детских или спортивных площадок;
• для дверей и их фурнитуры;
• в станкостроении;
• в производстве металлических труб;
• в производстве оконных профилей;
• для трансформаторов;
• для садового инвентаря;
• для товаров массового потребления;
• в изготовлении котлов отопления;
• в производстве сельскохозяйственной техники;
• для электрических инструментов;
• в нефтегазовой отрасли – особенно в отношении тех объектов, которые находятся под воздействием разрушительной среды или большой температуры.

Как порошковая покраска металлических изделий реализуется на практике? Для примера можно рассказать о производстве алюминиевых оконных профилей. Как известно, порошковая покраска позволяет им сохранять отличный вид на протяжении более пятнадцати лет. На заводах для этих металлических изделий сооружают отдельные линии, где производится порошковая покраска. Фото образца окрашенного изделия расположено ниже.

Порошковая покраска и её технология

60-е годы ХХ века считаются рождением порошковой покраски. В это же время был разработан и применен электростатический способ их распыления. На появление электростатического распыления были свои причины: экономические факторы, охрана окружающей среды, а также необходимость улучшения качества покрытий. Порошковые краски появились не только для того чтобы изделия имели привлекательный внешний вид, обеспечить качество и долговечность окрашиваемых поверхностей, но и для того чтобы снизить цену на покраску и вред для окружающей среды.

Вот одни из преимуществ и недостатков порошковой покраски

Основные положительные качества порошковой покраски состоят: в долговечности, снижению затрат и вреда для окружающей среды.

В ней не используются пожароопасные и вредные жидкие растворители, поэтому данная покраска практически безопасна как для человека, так и для флоры фауны. Отсутствие таких растворителей снижает стоимость покраски. Кроме того, выбор тонов, текстур и цветов практически не ограничен желанием и потребностью заказчика.

Порошковая покраска способна предоставить любые цвета, оттенки и фактуры: от золотистого или серебристого металлика, до поверхности под бронзу, дерево или гранит. Крася порошковой краской, получаются поверхности с различным глянцем, а также с рельефной фактурой, таких как антик или антрацит. Порошковая краска уже от колерована, что не требует таких дорогостоящих процедур как контроль вязкости и подбор тона. Это предают им наибольшую экономичность и прочность, стойкость и долговечность, и при всём этом достигается отличное качество, ровность и однотонность окрашиваемой поверхности. Порошковая покраска обеспечивает ударопрочное антикоррозийной покрытие, которое функционирует в режиме температур от 150 до -60 С и обеспечивает надежную электроизоляцию. И не реагирует на резкие перепады температур.

Порошковая краска и её экономические преимущества:

• Низкий процент отходов;

• На рабочую поверхность наносится до 96% краски;

• При избыточном напылении, краска собирается в красильной камере и готова к очередному нанесению;

• Высоко автоматизированная технология, обеспечивает легкость в уходе за покрытием, отсутствует необходимость его очистки и простоту в обучении рабочих (в основном на больших заводах); так же доступна для небольших предприятий с ручным нанесением порошковой краски.

• Отсутствие очистителей и растворителей, что не требует времени на их испарение, ни затрат на удаление паров.

Порошковая краска и экология:

• Отсутствуют вредные органические соединения;

• Экологически чистая технология производства;

• Низкая опасность возгорания;

• Снижены выделения химических запахов;

• Санитарно-гигиенические условия труда намного выше, чем при использовании обычных методов покраски;

• В процессе полимеризации предельно допустимые нормы концентрации летучих веществ не достигаются.

Преимущества порошковых красок в сравнении с красками на растворителях:

• При традиционных способах покраски невозможно достичь отличных физико-химических и декоративных свойств покрытий;

• Лучшие эксплуатационные свойства, высокое качество покрытий;

• Нет необходимости в грунтовки поверхностей;

• Для нанесения порошковой краски достаточно одного слоя. Это достигается за счёт 100 процентного содержания сухих веществ, дорогие многослойные краски этим свойством не обладают;

• В сравнении с обычными красками, порошковые краски обладают лучшими ударопрочными и антикоррозийными свойствами. Меньшая пористость в порошковом покрытии;

• Так как порошковая краска поставляется в готовом виде, то не требует особой подготовки и контроля вязкости;

• Потери при порошковой покраске около 2-5%, при покраски жидкими красками потери будут до 45%

• Отвердевание порошковых красок составляет 30 минут;

• Порошковая краска не занимает много места, поэтому не требует больших складских помещений;

• Высокая прочность порошковых красок при транспортировки обеспечивает минимальное повреждение покрашенных поверхностей, что обеспечивает снижение затрат на упаковку.

Возможные недостатки:

• При смене цвета, требуется чистый контейнер;

• Для предотвращения взрыва требуется чёткий контроль процесса покраски;

• Возникновения трудностей окрашивания очень тонких слоев;

• При низких температурах, также возникают трудности в покраске;

• При сборных конструкциях или нестандартных формах возникают некоторые ограничения в покраске.

Технология порошковой покраски

Есть три основных этапа технологии порошковой покраски:

1. Обезжиривание и удаление грязи с поверхности окрашиваемых изделий;

2. В камере напыления происходит нанесение порошковой краски.

3. В печи полемиризации происходит оплавление и полимерезация. Затем формируется пленка покрытия и охлаждение и отвержение покрашенной поверхности.

Лучше всего подготавливать и красить изделия на транспортной системе. На транспортной системе окрашенные изделия легко ездят от камеры напыления до печи полимеризации и наоборот. Также на транспортной системе проще подготавливать окрашиваемые поверхности к покраски. Каретки в транспортной системе легко передвигаются по рельсам. Производительность работы увеличивается, за счёт непрерывного процесса окраски на транспортной системе.

В начале процесса порошковой окраски производится подвес частей на транспортную систему. Рабочие должны понимать какие поверхности подлежат покраски, в каких местах можно сверлить технологические отверстия для подвеса деталей и как минимизировать затраты на время покраски труда и самой краски. Например, крася фасадную декоративную крышку, её можно подвешивать друг к другу тыльными сторонами, что обеспечивает меньший объем, занимаемый в печи, меньшее количество краски, т.к. краска, напыляемая с одной стороны будет попадать на другую сторону и соответственно лучшей прокрас изделия.

Затем окрашиваемые изделия подвергаются обжигу. Для этого они загоняются в специальную печь для просушки с целью предотвращения попадания на них влаги, после чего они охлаждаются.

Следующей этап размещение конструкций в камере напыления, где порошковая краска под действием сжатого воздуха и электрического распылителя наносится на окрашиваемую поверхность. Электрический заряд частички краски приобретают в распылители. За счёт этого частицы краски притягиваются к окрашиваемой поверхности и равномерно распределяются по ней.

Затем окрашиваемые детали с нанесённым слоем краски помещаются в печь полимеризации на 20 минут. Температура в печи составляет от 180 до 220 градусов, все зависит от производителя краски. Формирование поверхности происходит за счёт оплавления и закрепления на окрашиваемой поверхности. После формирование пленки покрытия детали охлаждаются и снимаются с кареток.

Самый продолжительный и трудоемкий процесс это предварительная обработка поверхности. Часто ему уделяют мало внимания, однако именно на этом этапе достигаются необходимые условия для получения качественного покрытия. При предварительной обработки обеспечивается стойкость, эластичность, долговечность покрытия, оптимальное сцепление порошковой краски с поверхностью и улучшение антикоррозийных свойств. Во первых детали нужно зачистить и обезжирить. Это достигается механическим или химическими средствами. При механической очистке используются шлеф-машины, наждачка или пескоструйные насосы, также при маленьких размерах поверхности или уже окрашенных поверхностей возможна их протирка чистой тканью, смоченной в растворителе или Уайт-спирите. Другой способ — химическая очистка, применяются щелочные, кислотные или нейтральные вещества, а также растворители. Химическая очистка в основном используется на заводах в специальных ваннах. При химической обработке детали погружаются в специальные ванны с раствором или обрабатываются струйным способом (раствор под давлением подаётся через технологические отверстия). В данном случае эффективность обработки значительно выше, поскольку деталь подвергается механическому воздействию и осуществляется поступление чистого раствора к поверхности непрерывно. После обжига детали охлаждаются естественным путём. Затем при помощи транспортной системы они подаются в красильную камеру, где и происходит нанесение порошковой краски. В камере не осевшая краска собирается для дальнейшей утилизации, либо для повторного использования. Камера оснащена системой фильтров, а также системами циклонов. Камеры бывают проходные либо тупиковые. Тупиковые камеры служат для окрашивания малогабаритных изделий, проходные – хороши в использование для покраски длинномерных изделий. На заводах широко применяются автоматические камеры напыления, в них краска наносится очень быстро с помощью пистолетов-манипуляторов.

Электростатическое напыление является самым распространенным способом нанесением порошковой краски. На заземленное изделие с помощью пульверизатора подаются электростатический заряженный порошок. Распылители сочетают в себе различные режимы:

Напряжение распространяется как вниз, так и верх. Регулируется сила факела (потока) краски и скорость её выхода. Меняется расстояние от факела до окрашиваемых поверхностей. Порошковая краска засыпается в бочок. Через перегородку бочка под давлением подается воздух, краска «закипает». Затем аэровзвесь из контейнера подаётся при помощи воздушного насоса (эжектора), разбавляется воздухом для низкой концентрации и подается в распылитель, где эта смесь за счет трения, приобретает электростатический заряд. При помощи сжатого воздуха заряженная порошковая краска попадает на нейтрально заряженную поверхность, оседает и удерживается на ней за счет электростатического притяжения. Различают две разновидности электростатического распыления: электростатическое с зарядкой частиц в поле коронарного заряда и трибостатическое напыление. При электростатическом способе напыления частицы получают заряд от внешнего источника электроэнергии (например, коронирующего электрода), а при трибостатическом — в результате их трения о стенки турбины напылителя. Заключительная стадия окрашивания происходит в печи плавление и полимеризации. Краска оплавляется и полимеризуется при температуре 180-220 °С в течение 20-30 минут, после чего порошковая краска образует пленку (полимеризуется). Основным требованием, к печи, является поддержание постоянной температуры (разброс температур в печи недолжен, превышать 5 градусов) для равномерного прогрева изделия. При нагреве в печи изделия с нанесенным слоем краски расплавляются, переходят в вязкое состояние и образуют непрерывную пленку, при этом вытесняя воздух, находящийся в слое порошковой краски. Часть воздуха все-таки остаётся в пленке, образовывая поры, что ухудшает качество покрытия. Для предотвращения появления пор покраску следует проводить при более высокой температуре, чем температура плавления краски где-то на 10-20 градусов выше, а слой краски должен быть более тонким. Для покраски больших металлических изделий, с толстостенными перегородками необходимо увеличивать время прогрева в печи, для лучшей полимеризации и адгезии.

Методы порошковой покраски

Различают четыре метода порошковой покраски: электростатическое распыление, с помощью потока воздуха (fluidized bed), электростатическое распыление с помощью воздушного потока (electrostatic fluidized bed) и нанесение с помощью факела (flame spray).

Электростатическое распыление — наиболее популярный на сегодняшний день метод порошковой покраски. Для всех прикладных методов, подготовка поверхности (то есть, очистка и конверсионное покрытие) должна создавать хорошую основу для нанесения покрытия. Поверхность должна быть подготовлена соответствующим образом. Лучшее качество нанесения краски достигается, если красить так называемой «сеткой Фарадея». Это когда изделие сначала красится вертикально по поверхности, затем горизонтально и выравнивается с небольшим отдалением пистолета в горизонтальном направлении. Рекомендуемое отдаление пистолета от окрашиваемой поверхности составляет 20-30см. Всё зависит от профиля, типа краски и настроек самого пистолета. Определение давления выхода краски, расстояние пламени пистолета от окрашиваемой поверхности и количества смешиваемой краски с воздухом может определить опытной и квалифицированный рабочий (обычно это достигается путём проб и ошибок).

Область применения порошковых красок

Порошковая покраска — это экологически чистая безотходная технология для получения высококачественных защитных и защитно-декоративных покрытий. Покрытия формируют из полимерных порошков, которые наносятся на поверхность изделия за счёт электростатического напыления. Такие покрытия, очень прочные и долговечные. Данный метод идеален для окраски кованых изделий, алюминиевых профилей и оцинкованных поверхностей.

Область применения порошковых красок постоянно расширяется. Они широко применяются в строительстве, в сельскохозяйственном машиностроении и приборостроении, автомобилестроении и других областях промышленности для окраски:

• Металлические конструкции и алюминиевые профиля (двери, фасады и алюминиевые окна);