Способы и технология порошковой покраски металла

Отличия полиэфирных и эпоксидных порошковых красящих смесей

Если изделие будет использоваться на открытом воздухе, то лучше работать с полиэфирными красками. Они дают более стойкий цвет, повышенную атмосфероустойчивость и являются особо прочными. При большом проценте акрилатов в составе смеси, повышается устойчивость к щелочам. Поверхность может быть глянцевой или матовой. Основное применение – машиностроение.

Краски, в основе которых эпоксидные смолы, применяются для внутренних конструкций. Востребованы они в радио и электротехнике, где могут работать в качестве электроизоляции. Использование таких составов на открытом воздухе ограниченно.

Со временем появились оборудование, которое дало возможность дома самостоятельно работать с красящими порошками.

Плюсы и минусы

Покраска порошковой краской имеет множество положительных свойств, среди которых особенно выделяются:

1. Простота процесса. Если исключить необходимость применения специального оборудования, то мероприятие не представляет особой сложности. Для работы используется готовый порошок, не нуждающийся в смешивании или колеровке. Нанесение происходит быстро.

   На данный момент есть возможность подбора любого цвета и оттенка порошкового состава

2. Время получения результата. После обработки порошком изделие помещается в печь на период не больше 30 минут, а после непродолжительного охлаждения работа считается завершенной.
3. Экологичность. Получаемые покрытия и красящий порошок полностью безопасны для здоровья окружающих. Поверхность не поддерживает горение и не выделяет отравляющие вещества при высокой температуре.
4. Надежность и долговечность. Образуемый слой имеет единую структуру, которая обладает хорошей адгезией с основанием. За счет этого обеспечивается износостойкость и длительный срок службы.

   По сравнению с использованием обычных красок, сухое напыление на порядок экономней и качественней

Но при всех достоинствах метод не лишен и недостатков:

• Покраске подвергаются преимущественно металлоконструкции. Это объясняется воздействием температур от 150 до 250 градусов.
• Хотя диапазон цветов обширен, самостоятельно колеровку выполнять нельзя. В работе используются исключительно готовые составы.
• Сложный по форме металлопрокат трудно окрашивать.
• Дефекты покрытия устраняются только полным перекрашиванием.

  Колеровка сухих красок в домашних условиях абсолютно невозможна

Без высококлассного оборудования добиться качественного результата не реально

Рекомендации и техника безопасности

Рекомендации по проведению работ:

Покраску нужно осуществлять в защитном костюме с маской, респиратором.
Нельзя включать слишком сильную подачу воздуха при нанесении порошка

Это может привести к ускоренному износу оборудования, перерасходу красящего состава.
Важно сделать правильное заземление, чтобы краска легла равномерно.
Нельзя смешивать разные по цвету порошки.
Хранить порошок нужно в теплом, сухом помещении.
Нужно точно следовать технологии спекания порошкового вещества. Любое нарушение приведет к появлению визуальных дефектов.

Окраска металла порошковой краской — популярная технология нанесения декоративных покрытий. Ее применяют на промышленных предприятиях, в домашних условиях (при наличии покрасочной камеры).

Камера и оборудование

Камера и оборудование влияют не только на качество проведения работ, но и на саму возможность их проведения.

Видео:

Дело в том, что сама порошковая покраска — выполняется легко, а вот подготовка к ней — довольно сложна.

Есть два пути:

• Организовать полнофункциональную камеру;
• Использовать «гаражный» вариант.

И в том и в другом случае — определенных затрат не избежать, но обо всем по порядку.

Для начала, необходимо определиться с размерами изделий покрываемых порошковой краской.

Дело в том, что для окрашивания крупных предметов (например корпуса автомобиля) не только необходимо большое пространство, но еще и очень мощное оборудование и для единичного использования приобретать его не целесообразно.

Конечно, можно воспользоваться, что называется — тем, что есть, но на свой страх и риск.

В общем виде, сделанная своими руками камера порошковой покраски должна выглядеть как замкнутое помещение с хорошей вентиляцией и печкой (или системой нагрева воздуха).

Тут стоит сделать небольшое отступление и сказать об обязательном элементе, который будет присутствовать в камере для окраски, вне зависимости от ее размеров и специфики изделий.

Если вы твердо намерены выполнить все работы самостоятельно, то необходимо знать, что некоторое оборудование для порошковой покраски своими руками ничем не отличается от профессионального.

Если организацию камеры для окраски можно выполнить с использование подручных материалов пренебрегая специальными печами, вентиляцией и прочим, то в случае с системой подачи и распыления краски — дилетантский подход неуместен.

Поэтому, настоятельно рекомендуется приобретение качественного покрасочного пистолета выдерживающего давление минимум в две атмосфера, а также компрессора, способного обеспечивать давление до 5-ти атмосфер.

Вернемся к организации камеры.

Если вы решились на «Гаражный вариант» порошковой покраски своими руками, то первое что необходимо сделать – это максимально очистить помещение, избавив его от пыли и всего лишнего.

Порошковая краска не переносит пыли, поэтому следует быть максимально аккуратным.

Следует заранее позаботится об улучшении качества электропроводки, потому как для работы компрессора потребуется довольно много электроэнергии, ровно, как и для последующей просушки.

Видео:

К слову о просушке – для кустарного варианта можно использовать электрические обогреватели, выставив их на высокую мощность, главное не забывать о безопасности и стараться сделать все возможное, дабы избежать пожара.

Обустраивая покрасочную камеру, что называется «с нуля», помимо вентиляции и качественно сети электропитания, необходима установка важнейшего элемента – печи.

На рынке есть множество предложений обладающих различными габаритами, но это не самое дешевое приобретение. При большом желании и некотором умении ее можно изготовить самостоятельно.

Их схемы можно найти в интернете, а если у вас имеется опыт создания подобных приборов, то вам будет достаточно знать, что прогрев должен быть равномерным и на температуре не более 300 градусов.

И еще, позаботьтесь о наличии качественного пылесоса, желательно обладающего насадкой типа «циклон» (обычные быстро забиваются).

Дело в том, что в камере необходимо поддерживать максимально возможный уровень чистоты, и в этом деле — мощный пылесос будет наилучшим вариантом.

Технология порошкового окрашивания

Получить качественное декоративное покрытие на изделии из металла при помощи порошковой краски можно только путем строго соблюдения технологии окрашивания. Методика заключается в том, что сухие частицы краски распыляют на очищенную и обезжиренную поверхность. Ровный однородный слой порошка на изделии обеспечивается тем, что на отрицательно заряженную поверхность металла, частицы краски с положительным зарядом легко прилипают. Чтобы эти частицы превратились в слой краски, их запекают в печи при температуре от 150-250 0С.

Технология порошкового окрашивания состоит из трех этапов:

• подготовка;
• окрашивание;
• полимеризация.

Подготовка поверхности изделия к окрашиванию

Этот этап наиболее долгий и сложный. От предварительной подготовки поверхности металла будет зависеть дальнейшее качество покрытия: прочность, эластичность. Предварительный этап включает в себя:

• очистку от загрязнений;
• обезжиривание;
• фосфатирование.

С металлической поверхности удаляется ржавчина, окислы, грязь. Если старое покрытие оставить, то краска будет плохо сцепляться с поверхностью и покрытие прослужит недолго.

Самый эффективный метод удаления ржавчины и окислов – дробеструйная очистка. Для этого используется песок, стальные или чугунные гранулы. Мелкие частицы под сильным давлением или воздействием центробежной силы подаются на металл и оббивают с него загрязнения.

Можно использовать химическую очистку или травление. Для этого подойдет соляная, серная, азотная или фосфорная кислоты. Это более простой способ, позволяющий обработать большее количество изделий, чем дробеструйная чистка. Но он требует последующего промывания изделия от кислот, что ведет к дополнительным временным и финансовым затратам.

Фосфатирование изделия аналогично грунтованию. Поверхность обрабатывается составом, создающим фосфатную пленку, улучшающую адгезию.

Преимущества красок

Экономичность технологии, высокая скорость полимеризации (быстрое застывание), компактный размер оборудования и возможность повторного использования оставшегося порошка позволяет говорить о высоком преимуществе твердых красок над традиционными лакокрасочными продуктами. Выделим основные достоинства порошковых красок.

Экономичность

В связи с технологией и возможностью вернуть неиспользованный материал обратно в резервуар полиэфирный порошок является наиболее экономичным продуктом по сравнению с остальными видами красок.

Высокая износостойкость

Порошковые краски, несмотря на свою экологичность, не уступают в параметре износостойкости другим материалам своего сегмента. Такое покрытие не потребует скорой корректировки, так как состав устойчив к истиранию.

Равномерное покрытие

Использование камер термической обработки обеспечивает равномерное распределение полиэфирных частиц и пигмента. Краска ложится ровным и равномерным слоем, при этом на поверхности нет видимых переходов.

Дополнительные защитные функции

Равномерное покрытие влияет на распределение нагрузок и придает дополнительную прочность основанию, повышая защищенность изделия. За счет химического состава данный материал противостоит коррозии.

Простота обслуживания

Простота в обслуживании оборудования и покрытого изделия является очевидным плюсом порошкового покрытия. Наносить состав легко: это под силу даже новичку.

Декоративность

Широкое многообразие красок позволяет получить разнообразные виды покрытия и текстур. Глянец, матовое покрытие, объемное или металлик, фактура древесины и мрамора – все это представляется возможным при использовании данного порошка.

Высокая адгезия

Способность к сцеплению поверхностей у порошковых красок достаточно высока, при этом тип поверхности может быть универсальным. В связи с высокой адгезией этот вариант окрашивания подходит большому количеству материалов, а также изделиям из нержавеющей стали.

Термостойкость

Метод запекания способствует повышению устойчивости к перепадам температур, укрепляя покрытие и обеспечивая надежную протекцию от термических воздействий в дальнейшем.

Многообразие цветов

При смешивании цветов можно получить более 5000 оттенков, имитировать свойства различных фактур, что недоступно при работе с жидкими материалами. При желании можно подобрать оттенок в тон интерьерной композиции, либо выполнить отделку поверхностей для акцентирования отдельных функциональных зон.

Ударопрочность

Невосприимчивость к механическим повреждениям делает порошковые краски особо популярными. Структура полимеров и технология обработки повышают срок службы порошка и покрытого им материала.

Водостойкость

Водоотталкивающее покрытие надежно защищает от влаги и пыли. Оно предотвращает отслаивание краски от поверхности изделия. Данное свойство особо ценится у покупателей.

Долговечность

Устойчивый к разложению и повреждениям состав позволяет долгое время обходиться без перекрашивания изделия. При соблюдении технологии окрашивания вам не придется проводить корректировку или подкрашивание поверхности в течение нескольких лет.

Химическая нейтральность

Состав нейтрален к химическим воздействиям, а, следовательно, и устойчив к ним. Поверхность, покрытую данной краской, можно протирать, используя бытовую химию.

Область применения порошковой покраски металлических изделий

Металлические изделия стали покрывать порошкообразными красками еще в 60-х годах прошлого века. Предпосылок для такого нововведения было немало, и экономическая выгода, и забота о сохранении экосистемы, и эстетичность самого изделия. Все началось с применения системы анодирования и электростатического покрытия. Эти нововведения оказались довольно практичными: срок использования изделий увеличился благодаря их повышенной устойчивости при контакте с внешней средой.

Порошковая покраска металлических изделий относится к экологически чистым технологиям обработки, так как является практически безотходной, а сами изделия становятся более качественными. Причем, это можно сказать не только о декоративном покрытии, но и о декоративно-полимерном.

Порошок наносится на обрабатываемую поверхность по определенной методике. Первый тонкий слой порошка проходит термообработку (плавится при температуре не менее 160°). После этого изделие покрывают ровным сплошным слоем красителя

Принимая во внимание, что данный метод предусматривает термообработку при высокой температуре, он применим только для изделий из металла или стекла. За последнее десятилетие порошковая покраска металлических изделий расширила сферу своего применения, охватив различные производственные отрасли, использующие лакокрасочные материалы для обработки деталей. Из чего же состоит порошковая краска? Эта дисперсная смесь включает в себя множество компонентов в виде набора мельчайших частиц и воздуха

Кроме этого, в краситель обязательно добавляются дополнительные примеси и цветовой пигмент

Из чего же состоит порошковая краска? Эта дисперсная смесь включает в себя множество компонентов в виде набора мельчайших частиц и воздуха. Кроме этого, в краситель обязательно добавляются дополнительные примеси и цветовой пигмент.

Стоит обратить ваше внимание на то, из чего формируется стоимость порошковой покраски, так как ценовой диапазон достаточно широк. Итак, в окончательной стоимости учитываются особенности поверхности изделия, способ окрашивания и работа специалиста. Порошковая покраска металлических изделий осуществляется сухой смесью, состоящей из множества разнообразных добавок, среди которых смолы, отвердители и пигменты, — все компоненты имеют вид мельчайших крупиц (10 – 100 микрометров)

Отличительная черта красителя – отсутствие растворителя, как в самом составе, так и в процессе работы

Порошковая покраска металлических изделий осуществляется сухой смесью, состоящей из множества разнообразных добавок, среди которых смолы, отвердители и пигменты, — все компоненты имеют вид мельчайших крупиц (10 – 100 микрометров). Отличительная черта красителя – отсутствие растворителя, как в самом составе, так и в процессе работы.

Спектр применения и целевое назначение методики ограничены: металлические изделия, требующие антикоррозийной защиты или для повышения электрической изоляции.

Порошковая покраска металлических изделий способна решить три задачи: экономическую, экологическую и практическую (повышается безопасность использования таких деталей). И это помимо того, что применение этого метода делает выше физические и химические свойства покрытия. Данные преимущества были по достоинству оценены в следующих производственных отраслях: в автомобиле- и приборостроении, в сельском хозяйстве, в строительстве и в некоторых других, например:

• порошковая покраска металлических изделий бытовой техники (хозяйственный инвентарь, холодильники, стиральные машинки и другое);
• покрытие алюминия, используемого для производства окон, дверей, медицинской техники и торгового оборудования;
• изделия, используемые в строительстве: профили, фасады, металлопрокат, кровельные материалы и другое;
• автомобили и другие средства передвижения (велосипеды и мотоциклы), включая покрытие их деталей и запасных частей:
• порошковая покраска изделий из других материалов: стекла, керамики, камня, МДФ и гипса;
• производство спортивного инвентаря.

Кроме этого, данную методику довольно часто используют солидные автомобильные концерны.

Что собой представляет практическое использование порошкового покрытия? Рассмотрим это на примере производства оконных профилей из алюминия. На заводе по производству таких изделий обязательно есть специальная линия порошковой покраски. Благодаря такой обработке изделие способно сохранить свои внешние данные и качественные характеристики на протяжении, как минимум, 15-ти лет.

2 Достоинства и недостатки современной технологии

Преимуществ у порошкового покрытия достаточно много. Во-первых, в результате работы образуется минимум отходов. Работа с применением качественного оборудования  максимально эффективна.

Во-вторых, работа выполняется в лучших санитарно-гигиенических условиях. Эта методика экологически безопасная. Даже внутри специализированной печи, которая используется для застывания краски, количество токсинов не превышает максимально допустимую норму,

Окрашенные изделия отличаются высокой стойкостью к воздействию солнечных лучей и влаги

В-третьих, при работе не используются растворители, благодаря чему усадка уменьшается, а на поверхности окрашенных металлов практически отсутствуют поры.

Применение составов считается достаточно экономным методом покраски. Для затвердевания слоя потребуется не более 30 минут, в результате чего на поверхности образуется твердое покрытие. Благодаря этому, вам не потребуется наносить дополнительные слои материала, и при транспортировке вы будете тратить меньше средств на упаковку.

Среди минусов выделяется плавление порошковых красок при температуре от 150 °C. Из-за этого красить ими пластик и древесину нельзя. Нанести тонкий слой состава достаточно проблематично

Важно помнить, что для приготовления и использования каждого оттенка потребуется применять отдельные контейнеры. Таким красящим средством достаточно сложно красить предметы нестандартной формы. Кроме того, если на поверхности все же образуются царапины, то удалить их локально не удастся – потребуется красить большой участок

В магазинах отсутствуют средства для колеровки, поэтому применять можно только стандартные заводские цвета

Кроме того, если на поверхности все же образуются царапины, то удалить их локально не удастся – потребуется красить большой участок. В магазинах отсутствуют средства для колеровки, поэтому применять можно только стандартные заводские цвета.

1.4. Области применения порошковых красок

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, за редким исключением, покрытия.

В США автомобильная промышленность потребляет около 15 % всех производимых в стране порошковых красок, и применение их все расширяется благодаря высокому качеству получаемых покрытий, по экономическим причинам, а также по соображениям экологии. Порошковые краски используются некоторыми производителями автомобилей для создания промежуточных грунтовочных слоев при получении наружных покрытий, а также для окончательной отделки внутренних деталей. Возрастает применение порошковых материалов для отделки различных автомобильных деталей, где необходима надежная защита наряду с хорошим декоративным видом. Диски колес, бамперы, рамки для зеркал, масляные фильтры, блоки двигателя, корпуса электрических аккумуляторов, рессоры — это лишь некоторые из многих деталей автомобилей, окрашиваемых порошковыми красками. Порошковые лаковые композиции для использования поверх основных наружных покрытий корпусов автомобилей являются альтернативой жидким органорастворимым лакам.

Производство товаров народного потребления представляет собой не единственную область рынка, использующую термоотверждаемые порошковые краски; на нее приходится около 17 % всего их потребления. Поскольку развивается тенденция замены силикатных эмалей порошковыми красками, использование порошков на рынке товаров народного потребления будет продолжать расти. В число областей применения порошковых материалов входит также окрашивание корпусов и кожухов различных изделий, морозильных камер, сушильных барабанов, корпусов стиральных машин и т. д.

Производство садового оборудования и инвентаря также является крупным потребителем порошковых красок (около 7 % от общего их потребления). Промышленные производства потребляют около 56 % всех порошковых материалов. Под промышленными производствами подразумеваются все другие, за исключением вышеупомянутых автомобильной промышленности, производства товаров народного потребления, архитектурных сооружений и садового оборудования и инвентаря.

Большими потенциальными областями потребительского рынка могут быть производства изделий из алюминиевого проката, представляющие в настоящее время 4% всего североамериканского рынка, потребляющего порошковые краски. Последние достижения в развитии полиэфир-тригли-цидилизоциануратных (ТГИЦ) систем и материалов на основе фторсодержащих полимеров позволили порошковым краскам конкурировать с жидкими системами при окрашивании архитектурных сооружений по прочности, атмосфероустойчивости и стойкости к обесцвечиванию. Некоторые из таких покрытий в различных строительных областях успешно эксплуатируются более 15 лет.

Порошковые краски на потребительском рынке — самый быстро растущий сегмент в структуре всех лакокрасочных материалов. Из примерно 5000 видов порошковых красок на североамериканском рынке используется около 1000 (табл. 1.1).

Таблица 1.1

Металлические субстраты
Тяжелое, транспортное и сельскохозяйственное машиностроение	Станки, трубы (газовые, нефтяные, систем мелиорации и водоснабжения), детали автомобилей и мотоциклов, велосипеды
Приборостроение, электротехническая, радио- и электронная промышленность	Трансформаторы, конденсаторы, приборы, инструменты
Производство товаров народного потребления, бытовой техники	Холодильники, водонагреватели, кондиционеры, отопительные радиаторы, пылесосы, металлическая мебель, детали швейных машин, корпуса газовых и электроплит, стиральных машин
Строительство	Арматура, оборудование спортплощадок, светотехническое оборудование, металлические оконные рамы и шифер
Неметаллические субстраты
Строительство	Облицовочные фасадные плитки, асбоцементные, керамические; черепица
Производство товаров народного потребления	Декоративные керамические изделия, изделия из пластмассы, древесины

Итог

Порошковое окрашивание — это наиболее экономичный, быстрый и экологичный способ получения надежной защитной поверхности на металле. Срок службы изделия значительно увеличивается, а декоративное покрытие может быть разнообразным не только по цвету, но и по структуре.

Сложности технологии заключаются в строгом соблюдении всех этапов. Для этого необходимо наличие специальной производственной линии. Проблемы могут возникнуть при:

• окрашивании крупногабаритных предметов;
• изделий сложной формы;
• конструкций из смешанных материалов.

Перед другими типами окрашивания сухой способ имеет бесспорные преимущества:

• безотходность;
• разнообразие красок по стоимости и свойствам;
• высокие физико-механические показатели окрашенной металлической поверхности.

По этим причинам порошковое окрашивание стало одним из самых популярных современных методов защиты металла от повреждений.