Полимерная порошковая окраска

 

Полимерная  порошковая окраска (покраска) - подразумевается обычный традиционный метод порошкового окрашивания. Полимерный - потому что в результате полимеризации молекул порошковой краски образуется полимер.

 

Полимер - высокомолекулярное соединение, вещество с большой молекулярной массой (от нескольких тысяч до нескольких миллионов), состоит из большого числа повторяющихся одинаковых или различных по строению атомных группировок - составных звеньев, соединенных между собой химическими или координационными связями в длинные линейные или разветвленные цепи, а также пространственные трёхмерные структуры. Часто в его строении можно выделить мономер - повторяющийся структурный фрагмент, включающий несколько атомов. Полимер образуется из мономеров в результате реакций полимеризации или поликонденсации.

Технология полимерной порошковой покраски заключается в том, что  порошковой краске, с помощью специального оборудования придается заряд и  наэлектрилизованная порошковая краска равномерно «налипает» на окрашиваемую поверхность. Затем в специальной печи при температуре в 170-220 ^оС происходит формирование полимерного покрытия, после запекания в печи получаем качественное покрытие с толщиной слоя 70-100 микрон.

Порошковая  покраска алюминия

В этом случае поверхность  алюминия обрабатывают специальными химическими  веществами, а потом наносят слой краски в порошке. После этого  изделие помещают в термокамеру и под воздействием высокой температуры порошковая краска расплавляется и таким образом получается долговечный и прочный слой полимерного покрытия. Можно получить этим методом широкую цветовую гамму покрытий. Если на поверхности в дальнейшем возникнуть дефекты, то устранить их можно будет с помощью специального красящего карандаша, который поможет скрыть царапины и сколы на покрашенном алюминии.

Этапы подготовки поверхности перед  порошковой окраской

Практика показывает, что в случае порошковой окраски  подготовка изделий также важна, как и при других технологических  этапов их производства.

Рассмотрим два случая:

1. Вы окрашиваете  «новые» изделия, которые еще  не были в употреблении (например, эти изделия производятся на  вашем же предприятии)

Казалось бы, здесь подготовка поверхности  не требуется. Но! В процессе производства ваши изделия могли пройти через следующие механические, термические или какие-либо другие операции (например, химические): гибка, штамповка, точение, фрезеровка, сверление, сварка, термообработка.

2. Вы окашиваете  изделия, бывшие в употреблении (например, вы организуете новую  услугу в своей автомастерской  — покраску колесных дисков)

Здесь подготовка поверхности —  условие необходимое. Изделия, которые  вы будете красить, необходимо привести к «товарному виду».

СООТВЕТСТВЕННО  И ПЕРЕД ПРОЦЕССОМ ОКРАСКИ, И  УЖЕ «В ГОТОВОМ ВИДЕ» ИЗДЕЛИЕ  НЕ ДОЛЖНО ИМЕТЬ:

• заусенцев;
• сколов;
• острых кромок (радиусом закругления не более 0,3 мм);
• выступающих сварных швов;
• сварочных брызг;
• прожогов;
• трещин и пр.

ПОВЕРХНОСТЬ ДОЛЖНА БЫТЬ:

• сухой;
• чистой, в т.ч. не содержать масляных загрязнений;
• без окалины и ржавчины и т.д.

Если изделие не обладает вышеобозначенными дефектами, а его поверхность соответствует указанным характеристикам, то из всего цикла подготовки поверхности вам понадобится только пневматическая очистка от пыли и сушка от влаги.

Подготовка поверхности  не только является этапом окрасочного  процесса, но также состоит из подэтапов:

• Обезжиривание поверхности
• Механическая обработка изделий
• Нанесение конверсионных покрытий

• фосфатирование

• оксидирование

• Пневматическая очистка и сушка

ОБЕЗЖИРИВАНИЕ ПОВЕРХНОСТИ

Обезжиривание поверхности  окрашиваемых изделий проводится для  того, чтобы удалить с нее масла, жировые и прочие загрязнения.

Обезжиривание поверхности можно  произвести одним из следующих способов:

• протирание вручную
• с использованием водных моющих растворов
• пароводоструйное
• термическое

Протирание вручную используется при окрашивании порошковой краской небольших партий изделий. В качестве обезжиривающих веществ применяются органические растворители (например, уайт-спирит).

Обезжиривание с использованием водных моющих растворов предусматривает не только обработку изделий специальными составами, но и последующую промывку и сушку. Кроме того, для этого способа необходимо специальное оборудование — технологические ванны, куда окунаются окрашиваемые изделия. Также этот способ предусматривает серьезное усложнениетранспортной системы. Наконец, при этом необходима промывка и утилизация сточных вод. Поэтому более привлекательными являются пароводоструйное и термическое обезжиривание.

Пароводоструйное обезжиривание — это обработка окрашиваемых изделий пароводяной струей с температурой 90–100°С и давлением 0,5–2 Мпа. Для повышения качества очистки в воду нередко добавляют небольшие количества моющих средств или щелочных солей. Этот способ применяется в первую очередь при подготовке поверхности крупногабаритных единичных изделий, а также при мелкосерийном производстве.

Термический способ обезжиривания заключается в нагревании окрашиваемых изделий до температуры 400–450°С. Масляные и жировые загрязнения испаряются, что делает поверхность изделий пригодной для нанесения порошковой краски.

МЕХАНИЧЕСКАЯ  ОБРАБОТКА ИЗДЕЛИЙ

Если очистка  поверхности изделий перед порошковой покраской произведена некачественно, то слой краски на изделии будет  недолговечен.

Особенно это касается ранее  окрашенных или бывших в употреблении изделий. При механической очистке  применяют ручной или механизированный методы:

• шлифовальные шкурки,
• пескоструйную обработку,
• дробеструйную обработку,
• дробеметную обработку,
• гидроабразивную обработку и пр.

Черные металлы, медь и их сплавы обрабатываются металлическим песком, который представляет собой рубленую стальную проволоку, или чугунным песком с диаметром зерен 0,6–0,8 мм. Для  алюминия и его сплавов применяется  силуминовая дробь. Гидроабразивная обработка поверхностей деталей производится струей суспензии, состоящей изводы и кварцевого песка. Этим способом можно обрабатывать как черные, так и цветные металлы. Подготовка поверхностей к окраске механизированным инструментом производится пневматическими или электрическими машинками, оборудованными в качестве рабочих органов шлифовальным кругом, металлической щеткой или шарошкой.

Разработаны установки струйной очистки, исключающие пылеобразование. Благодаря  закрытой системе подачи и отсоса абразива и наличию сменных насадок  можно проводить бескамерную  очистку разнопрофильных изделий непосредственно в цехе.

Камерные установки абразивной струйной очистки требуют самостоятельного помещения; они могут быть периодического и непрерывного действия. Во избежание  замасливания абразива струйную очистку  следует проводить после обезжиривания  поверхности.

Нанесение на изделие порошковой краски

При окрашивании  порошковыми красками важно обеспечить:

• высокую производительность,

• равномерность и полноту осаждения порошковой краски на изделие.

Порошковая краска может наносится на изделие несколькими способами.

Наиболее распространены электростатический и трибостатический методы напыления. Ранее также применялась покраска в кипящем слое, но на сегодняшний день этот метод морально устарел и не выдерживает конкуренции с электро- и трибостатикой. Поэтому рассматривать мы его не будем.

В основе электро- и трибостатического нанесения лежит принцип электризации частиц порошковой краски, доведенной до состояния аэрозоля. Теперь объясним это простыми словами:

• краска в упаковке представляет из себя порошок, состоящий из мелких частиц;
• сжатый воздух превращает частицы порошковой краски в аэрозоль, и направленной струей этого самого воздуха распылитель (краскопульт) доносит частицы краски до поверхности изделия;
• с помощью подаваемого электричества (в электростатике) или с помощью трения (в трибостатике) частицы порошковой краски заряжаются, что позволяет им оседать и удерживаться на окрашиваемом изделии, которое предварительно заземлено.

Соответственно, для  нанесения порошковой краски необходимо следующее:

1. Подача сжатого воздуха

2. Электризация частиц порошковой  краски и направление их на  окрашиваемое изделие

3. Сбор не осевших на изделие  частиц и:

• либо возврат их обратно в  технологический процесс с помощью  рекуперации

• либо утилизация неиспользованной порошковой краски

4. Очистка воздуха, используемого  для покраски, и его отвод.

Для выполнения всех этих операций необходимо следующее оборудование:

1. КОМПРЕССОР

Подает воздух требуемого давления.  
Необходим, если сжатый воздух в окрасочный участок не подается

2. РАСПЫЛИТЕЛЬ (КРАСКОПУЛЬТ)

Заряжает частицы порошковой краски и распыляет их на изделие. 
Обязательный элемент окрасочного процесса. Бывает либо электростатический, либо трибостатический. Конструктивно изготавливаются стационарные (применяются в автоматизированных окрасочных линиях) и ручные (в таком случае окраска производится с помощью оператора).

3. ОКРАСОЧНАЯ КАМЕРА

Назначение окрасочной камеры —  ограждать рабочий участок от посторонней пыли с одной стороны, а помещение окрасочного участка  — от порошковой краски с другой. Кроме того, в большинстве современных окрасочных могут комплектоваться следующим оборудованием:

Закрепление порошковой краски на изделии  с помощью полимеризации

После нанесения  порошковой краски необходим процесс  полимеризации, в результате которого частицы порошковой краски сплавляются, расплав растекается и происходит химическое отверждение (в случае термореактивных красок).

Говоря простыми словами, окрашенное изделие должно провести какое-то время  в печи с высокой (120–250°С) температурой, чтобы порошковая краска на окрашиваемом изделии закрепилась. 
Необходимое оборудование для процесса полимеризации:

РАСПЫЛИТЕЛИ БЫВАЮТ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЕ И ТРИБОСТАТИЧЕСКИЕ

Разница между ними состоит в  способе заряда частиц порошковой краски.  
В электростатических распылителях зарядка происходит в поле коронного разряда. Поэтому к таким распылителям во время их работы необходима постоянная подача электричества. Кроме этого, коронный разряд обеспечивает некоторые трудности при окрашивании деталей с глухими отверстиями и углублениями.

Окрасочную камеру называют также распылительной камерой, камерой напыления, установкой нанесения порошковых красок.

ЗАДАЧИ, КОТОРЫЕ ВЫПОЛНЯЕТ ОКРАСОЧНАЯ КАМЕРА:

• ограждение зоны распыления порошковых красок,

• сбор порошковой краски, не осевшей на изделие — при наличии рекуператора,

• возврат краски в технологический процесс — при наличии вибросита

• очистка воздуха, используемого в окрасочном процессе.

Тупиковые камеры имеют один транспортный проем. Их применение экономит рабочее пространство окрасочного участка.

Лаки и краски

Порошковые краски состоят из твердых частиц, которые преобразуются в процессе покраски в пленкообразующую основу и воздуха — среды, которая эти частицы разделяет.

Порошковые лакокрасочные материалы  подразделяются на:

• пигментированные — краски;
• непигментированные — лаки.

Лаки используют там, где по условиям эксплуатации необходимо, чтобы покрытие не закрывало фактуру окрашиваемой поверхности — например, лакирование проводов, некоторых видов пластмасс и т. д.

Свойства порошковых красок

Порошковые краски похожи с жидкими ЛКМ по назначению, однако существенно отличаются от них по свойствам.