Порошковая покраска металла: технология и методы (+ видео)

Технология порошковой покраски металла видео

Порошковая окраска — 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.

Содержание

Суть метода порошковой окраски [ править | править код ]

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. Неосевшие 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 [ править | править код ]

  • 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 [ править | править код ]

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 покраска – это современная технология, которая позволяет добиться надежного и долговечного покрытия практически на любых поверхностях. Нанесение не представляет особого труда при наличии навыков, но требует задействования специального оборудования. Особенностью этого метода является то, что покраска происходит сухим способом, а защитный слой образуется при последующем нагревании.

Методы работы с порошковой краской

Хотя порошковый метод окрашивания известен уже довольно долго, его техническое развитие началось сравнительно недавно. За это время появилось несколько способов проведения процесса.

    Наиболее популярным и распространенным считается электростатическое распыление. Принцип заключается в том, что частички порошка приобретают электрический заряд, проходя через распылитель. При этом обрабатываемое покрытие остается электрически нейтральным. Именно эта разница создает электрическое поле, за счет которого порошок притягивается к поверхности и прочно удерживается. Это первая стадия покраски. Далее, обработанная деталь помещается в специальную печь, где происходит нагрев при температуре около 200 градусов. Недолговременное воздействие расплавляет верхний слой, и он надежно впитывается в основание. Электрический заряд постепенно исчезает.

Востребованность первого метода покраски объясняется тем, что такой вариант имеет большее технологическое развитие. С другими способами все сложнее: второй метод нуждается в тщательном подборе температуры, а третий появился сравнительно недавно.

Необходимое оборудование

Хотя количество необходимых инструментов и приспособлений зависит от масштабов работ, обязательно наличие следующего:

  • Окрасочная камера. Позволяет выполнить порошковую покраску качественно, избегая постороннего воздействия. При производстве она дополнительно оснащается рекуператором, который отвечает за сбор оставшегося порошка, что значительно снижает расходы. В последующем частички проходят фильтрацию.

Естественно, крупные производства имеют специальные системы подвесов и доставки, что облегчает работы и ускоряет темп.

На заметку! Нагревание, которое необходимо на последней стадии окрашивания, не позволяет выполнять процесс с материалами, подверженными температурным деформациям. Поэтому наиболее популярной считается обработка металлических деталей и элементов.

Плюсы и минусы

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

    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.

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.

На заметку! Использование порошкового способа действительно весьма рационально, но в дизайнерском плане уступает другим вариантам. Хотя в настоящее время существуют специальные смеси с разными визуальными и тактильными эффектами.

Порядок выполнения работ

Технология порошковой окраски различных металлических изделий представляет собой совокупность мероприятий. Подробный перечень работ включает немаловажный этап – подготовку предмета, качество проведения которого определяет результат.

Подготовка

Необходимо выполнить следующие действия:

Поверхность тщательно очищается. Для этого проводится ряд процедур:

  • Механическое удаление следов ржавчины и окислов с металла. При необходимости снимается и старый декоративный слой. Для этого процесса используются подручные инструменты: шлифовальные машинки, щетки, скребки. Если требуется, задействуются специальные смывки. Наиболее эффективной считается пескоструйная очистка, которая за счет воздействия абразивных частиц под давлением позволяет быстро удалить все лишнее.

Формируется конверсионный подслой. Он необходим для защиты поверхности от попадания различных загрязнителей. Составы для этого выбираются исходя из вида обрабатываемого материала. Так, для деталей из алюминия применяется хромовый ангидрид, а для стали – фосфат железа.

Если требуется, то выполняется пассивирование. Этот процесс направлен на закрепление антикоррозионного покрытия.

Следует знать! Стадии подготовки могут разниться в зависимости от того, какие изделия подвергаются обработке, и сферы их применения. Порой достаточно провести тщательную очистку и обезжиривание.

Нанесение красителя

Порошковую окраску металла проводят следующим образом:

  1. Окрашиваемые элементы после подготовки и просушки помещаются в камеру. При этом они закрепляются на раме, которая обязательно должна иметь заземление. Если работы выполняются дома, то создаются похожие условия.

Порошковая покраска считается завершенной. По прошествии 30 минут металлическое изделие вынимается из печи и остужается, после полного остывания элемент готов к использованию.

Методика порошковой покраски металлических изделий позволяет получать высококачественное и долговечное декоративное и защитное порошковое покрытие.

Сферы использования и достоинства порошковой технологии

Порошковую окраску металлических изделий широко применяют промышленные предприятия для надежной защиты:

  • элементов разнообразных транспортных средств;
  • облицовочных и кровельных, а также некоторых других строительных материалов;
  • кованых изделий из металла;
  • оборудования и агрегатов, используемых в химической промышленности;
  • сельскохозяйственных машин.

С помошью технологии формируется долговечное защитно-декоративное покрытие на легковых автомобилях, электронных приборах, всевозможных элементах современной архитектуры, быттехнике.

Процесс проходит достаточно быстро за счет того, что покрытие очень быстро затвердевает после нанесения порошковой смеси на металлическую конструкцию. При этом сушить деталь приходится только один раз в отличие от случаев, когда изделия обрабатываются обычными лакокрасочными составами (их, как правило, приходится наносить 2–3 раза для получения нужного эффекта).

Нанесение порошковой смеси на металлическую конструкцию

Технология окраски, о которой мы расскажем ниже, требует компактного оборудования, которое выполняет все запланированные операции максимально быстро и качественно. Сама порошковая краска не содержит растворителей и гарантирует использование материала на уровне 96–98 %.

Составы поставляются потребителям в полностью готовом для применения виде, в порошковую краску не нужно добавлять дополнительных ингредиентов и контролировать уровень их вязкости. Благодаря этому обеспечивается высокое качество покраски и экономичность.

В красящем составе отсутствуют огнеопасные и токсичные компоненты, он экологически чист. Заметим, что небольшая часть порошка, которая остается после окраски (2–4 %), может повторно использоваться в технологическом процессе.

К другим достоинствам порошковой окраски относят высокую адгезию используемых составов, возможность максимальной автоматизации процесса, отсутствие сморщивания и потеков на обрабатываемой поверхности, малый показатель усадки и пористости краски за счет того, что в ней нет растворителей. Кроме того, порошковое покрытие не боится высоких (до +120 °С) и низких (до -60°) температур, гарантирует получение долговечного защитного слоя. Металлоизделия с покрытием эстетичны, есть большой выбор цветовых оттенков (более 5000).

Технология порошковой окраски – как все происходит?

Качественное декоративное и защитное покрытие на изделиях из металла составами в виде порошка требует четкого соблюдения технологических операций. Сначала металлическую поверхность необходимо подготовить для покраски, выполнив его тщательную очистку от ржавчины и старых лакокрасочных либо порошковых слоев посредством их зачистки. В принципе, старое покрытие можно не удалять, но тогда материал будет плохо сцепляться с поверхностью, что приведет к снижению качества окраски.

Очистка металлической поверхности от ржавчины

Также нужно обезжирить металлоизделие, а затем высушить его поверхность. В некоторых случаях металл требуется еще дополнительно фосфатировать или хроматировать (если этого требуют условия эксплуатации изделия).

Указанные процедуры чаще всего выполняются при порошковой окраске деталей легковых автомобилей.

Далее металлическое изделие подается в камеру окраски на специальной транспортерной ленте, на которой деталь надежно фиксируется. В камере на деталь наносится порошок выбранного цвета. Держится он на поверхности исключительно за счет того, что между краской и металлической поверхностью образовывается определенная разница потенциалов.

Камера для порошковой окраски

В отдельном полимеризационном отделении происходит покрытие полимером – оплавление нанесенного порошка и последующее затвердевание пленки. Итогом операции становится проникновение красящего состава в поры изделия на большую глубину.

Потом металлоизделие выдерживается на воздухе в течение заданного техпроцессом времени с целью обретения требуемой прочности и монолитности. При наличии агрегата для рекуперации остатков порошковой краски часть, которая не была использована, может быть переработана.

Какое оборудование применяется при порошковой окраске?

Окрашивание производится в специальных помещениях при помощи поточных линий либо компактных агрегатов. Последние могут быть немеханизированными и механизированными. Компактные установки используются на станциях техобслуживания. Теоретически пользоваться ими можно даже в обычном автомобильном гараже.

Если же в течение года предприятие окрашивает около 50 тысяч кв. м. металлоизделий, имеет смысл пользоваться поточными линиями, которые представляют собой цепочку агрегатов и машин, замкнутых конвейером периодического либо непрерывного действия. В такие линии обычно входят следующие камеры и аппараты:

  • распылительная камера;
  • вибросито (просеивает «вторичный» порошковый материал для окраски, поступающий из рекуператора);
  • распылитель краски;
  • рекуперационная установка;
  • питатель;
  • сушильный отсек.

Распылительная камера для порошковой покраски

Распылительные камеры ограничивают зону напыления порошковой краски, не давая ей попасть на другое оборудование или рабочих на производственном участке. Они могут оснащаться несколькими либо одним постом выполнения работ, бывают проходными и тупиковыми, передвигаемыми и стационарными. Стенки таких камер изготавливают из полипропилена, пропитанного антистатическими составами, твердых пластмасс, прочного стекла и разных марок стали.

Распылительные отделения различных производителей имеют свою собственную конструкцию, характеризуемую:

  • особенностями исполнения системы отбора красящей смеси с днища установки;
  • расположением механизма отсоса воздуха в камере (снизу либо сверху);
  • размещением рабочих и транспортных отсеков.

Конструкция камеры для порошковой покраски

Распылители (ручные для мелкосерийного производства и стационарные, встраиваемые в автоматический цикл; по принципу функционирования – трибостатические и электростатические) необходимы для нанесения красящего материала на металлическую поверхность. Трибостатические приспособления имеют меньшую производительность, чем электростатические (10 килограмм порошка в час против 15–20). При этом оба варианта распылителей одинаково востребованы современными предприятиями.

Питатели оборудования для порошковой покраски представляют собой особые эжекторы, в которых воздух отбирает требуемый объем краски для формирования аэросмеси с заданным количеством твердых элементов. Впоследствии полученная смесь идет в распылитель по шлангу, а затем наносится на изделие.

Как красить порошковой краской в домашних условиях?

Порошковая покраска металлических деталей своими руками – занятие не такое уж сложное, главное знать все тонкости и действовать строго по инструкции. К тому же на лицо существенная экономия средств, ведь цены в салонах по покраске частей металлических механизмов или запасных частей автомобилей достаточно велики.

Требуемое оборудование

Для того чтобы процесс самостоятельной покраски практически не отличался от заводского, необходимо выбрать подходящее место, где будут проводиться работы.

Когда помещение найдено, нужно собрать и подготовить необходимое оборудование:

  • печь для полимеризации (сушки);
  • источник постоянного напряжения (около 25 кВ);
  • распылитель порошковой краски (пистолет);
  • ЛКМ.
Читайте также:  Как выбрать пневматический краскопульт (распылитель краски)

В работе не помешает аккуратность и небольшой опыт. Но если его нет – не беда, действуя по инструкции, можно избежать большинства ошибок и получить вполне приличный результат.

Изготовление печи

Полимеризация – важный этап в отвердении порошковой краски. Если этот пункт работ опустить, ЛКМ не будет держаться на металлических поверхностях. Поэтому такое оборудование, как печь – ее еще называют камерой полимеризации – необходимо в первую очередь. Вещь эта дорогостоящая, поэтому можно сделать ее своими руками, из подручных материалов. Нам понадобятся (камера полимеризации будет иметь размеры 2х1х1 м):

  • профильная труба;
  • негорючая теплоизоляция (плита базальтовая);
  • листовой металл (можно заказать по размерам);
  • тангенциальный вентилятор;
  • ТЭНы.

Инструкция по сборке печи состоит из следующих шагов:

  1. Сварите из профиля каркас.
  2. Заложите в него утеплитель.
  3. Листовым металлом зашейте стены. Снаружи отделайте все гипсоволокном.
  4. Для конвекции в камере установите тангенциальный вентилятор, наварив ему узкий выход и широкий вход.
  5. Вентилятор вставьте в камеру. Он будет забирать воздух вверху, прогонять его через ТЭНы, выгонять внизу, а затем распределять по всему объему камеры.
  6. ТЭНы установите вдоль параллельных стенок и соедините по распределению на фазы.
  7. ТЭНы закройте, оставляя открытым вентилятор, основная часть которого должна располагаться вне камеры (чтобы не оплавить обмотку).
  8. Установите электрощит. Правда, эту работу лучше поручить специалисту.

Полученное оборудование – камера полимеризации – будет иметь мощность 12 кВт на разогреве и 6 кВт в работе.

Важно! Энергоносителем в таких печах просушки порошковой краски может быть не только электричество, но и природный газ, и дизельное топливо.

Покрасочный инструмент – пистолет

Чтобы нанести порошковую краску на изделие, требуется специальное устройство. Это электростатический краскопульт или трибостатический порошковый распылитель. Но покупать дорогостоящее оборудование ради редкого использования не целесообразно. Так как в нашем случае все изготавливается своими руками в домашних условиях, такое устройство можно смастерить минут за 10. Такой пистолет прост в использовании, дешев и практичен. Переход с одной краски на другую занимает несколько секунд.

Конструкция и комплектация пистолета для порошковой покраски

Как сделать пистолет для порошковой краски:

  1. Возьмите обычную пластиковую 1,5-литровую бутылку. Главное, чтобы она была сухая и чистая.
  2. Заполните ее на 1/3 порошковой краской, закрутите металлической пробкой.
  3. Проделайте в пробке маленькие отверстия. Чем больше отверстий, тем качественнее будет нанесение. Зачистите пробку снаружи от заусениц, оставшихся после прокалывания.
  4. Подключите к пробке плюсовой провод от источника высоковольтного напряжения.

Для этой цели нужен преобразователь, который сможет выдать 25 000 вольт постоянного тока. Такие используются в электрошокерах, зажигалках для газовых плит, котлах и колонках. Они могут работать от батареек или аккумуляторов, преобразовывая 3-6 вольт в нужные 25 кВ.

Соблюдайте осторожность при работе с высоким напряжением. Лучше доверить сборку преобразователя квалифицированному электрику.

После всех манипуляций получается вполне приличный пистолет.

Мелочи, без которых не обойтись

Перед началом окраски нужно тщательно позаботиться о том, чтобы все операции проходили при идеальных условиях:

  1. Необходимо отличное освещение. Используйте лампы дневного света. К обычной лампе порошковая краска отлично прилипает.
  2. Нужна хорошая вентиляция с двумя моторами (на вход и выход). Дополнительно придется надеть марлевую повязку, а лучше профессиональный респиратор.
  3. Придется изобрести способ сбора остатков порошковой краски. На начальных этапах используйте старый мощный пылесос.

Когда все тщательно подготовлено, можно приступать к покраске своими руками нужных деталей.

Технология

Процесс окраски металлических деталей порошковыми составами можно разделить на три этапа. Это подготовка поверхности, непосредственное окрашивание (напыление) и закрепление результата (полимеризация).

Подготовительный этап

Он самый важный. От того, насколько качественно будет подготовлена к окрашиванию поверхность, зависит результат работы. Следуйте следующим инструкциям:

  1. Возьмите обычную чистую тряпочку и очистите всю поверхность обрабатываемой детали от пыли и грязи.
  2. Наждачной бумагой или специализированными металлическими щетками зачистите участки с коррозией.
  3. Обезжирьте растворителем деталь, это увеличит адгезию поверхности с краской.
  4. Проведите грунтование. Для этого покройте изделие краской на основе неорганических веществ. Благодаря этому слою сводится на нет риск проникновения воздуха, а также влаги под высохшую краску.
  5. Нанесите сверху детали слой, состоящий из соединений натрия и нитрата хрома. Этот процесс имеет название пассивирование. Он проводится, чтобы ржавчина не появилась в период подготовки детали к покраске. Все действия довольно просты, поэтому все можно сделать в домашних условиях своими руками.
  6. Просушите заготовку в самодельной печи.

Важно! Если деталь имеет слишком сложную конфигурацию, сильно загрязнена и покрыта коррозией, замочите ее в растворе щелочи.

Покрывание детали порошковым покрытием

Следующий этап после подготовительного – непосредственно окрашивание. Тут все довольно просто: поместите деталь в отсек напыления, присоедините и закрепите на ней минусовой провод от вашего источника питания. Если включить наш преобразователь и поднести бутылку с металлической пробкой к детали на расстояние 20-30 мм — увидим проскакивание искр, это значит, что напряжения достаточно для нанесения порошковой краски.

Для этого надавливаем на бутылку, чтобы часть порошка вместе с воздухом выдувалась из дырок в пробке. Под воздействием высокого напряжения, частицы краски электризуются и прилипают к окрашиваемому изделию.

Часть порошка все равно рассыпется на пол, поэтому подстелите газету, чтобы потом его собрать.

Совет! Если с помощью окраски планируется достичь устойчивости детали к воспламенению, купите огнезащитные ЛКМ по металлу («Негорин», «Полистил» и им подобные).

После нанесения порошковой краски начинается процесс создания отвержденного полимерного слоя.

Полимеризация

Суть этого процесса в том, что окрашенная деталь устанавливается в специальную печь. Там она в течение определенного временного промежутка подвергается воздействию высокой температуры.

Для этого потребуется самостоятельно изготовленная печь для полимеризации порошковой краски. Чтобы процесс прошел без накладок, необходимо соблюсти следующие условия:

  1. Придерживайтесь рекомендаций, разработанных для каждой конкретной краски.
  2. Обеспечьте равномерное нагревание каждой детали.
  3. Соблюдайте точное время полимеризации. По его истечении извлеките деталь из камеры и оставьте на открытом воздухе для полного остывания.

Применение этого способа окрашивания порошковыми составами идеально подойдет тем, кто любит все делать своими руками. Делать самостоятельно печь для полимеризации довольно долго, однако на лицо существенная экономия средств и получение качественного покрытия.

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.
Читайте также:  Вододисперсионная и водоэмульсионная краска: отличия

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.

Порошковая покраска металла: технология и методы (+ видео)

Порошковая покраска, что это такое, где применяется порошковая покраска, технология порошковой покраски

Новейшие технологии порошковой покраски значительно потеснили жидкий метод окрашивания металлических покрытий. Изделия, прошедшие такую покраску, обладают дополнительными защитными и декоративными свойствами.

Характеристики порошковой покраски позволяют применять ее в разных отраслях промышленности и сферах народного хозяйства, а усовершенствованное оборудование сделало доступным использование порошковых красок и в быту.

Содержание

Что такое порошковая покраска

Метод распыления порошковой краски на поверхность изделия был разработан в 50-х годах ХХ века. В России он активно начал применятся с 80-х годов.

Суть покраски заключается в следующем: в процессе напыления мельчайшие частицы сухой краски заряжаются электрически (электризация при трении или от внешнего источника). Окрашиваемое изделие имеет противоположный заряд, и частицы краски оседают на его поверхности.

Монолитное качественное покрытие формируется при дальнейшем нагреве изделия в специальной камере полимеризации. Порошок плавится, смачивает поверхность изделия и образует прочную пленку.

Достоинства и недостатки порошковой покраски

Сравнительная характеристика порошковой и жидкой покраски

Рассматривая два метода окрашивания, прежде всего, хочется отметить экологичность и экономичность порошковой покраски. Ведь при окраске не применяются токсичные, огнеопасные растворители, а сухая краска расходуется очень экономно (частицы, не осевшие на изделии, могут использоваться при следующем окрашивании).

Основные преимущества «порошкового» метода перед жидкой покраской:

  • Физико-химические свойства покрытия (устойчивость к коррозии и перепадам температур, ударопрочность) готовых изделий, окрашенных «порошковым» методом лучше идентичных показателей при жидкой покраске.
  • Порошковая покраска равномерно «ложится» на любые рельефные поверхности.

  • Покраска осуществляется без предварительной грунтовки изделия.
  • Достаточно нанесения одного слоя сухого вещества, тогда как для получения желаемого результата при «жидком» методе, иногда требуется многослойная покраска.
  • Перекрашивание изделий из одного цвета в другой происходит легче и быстрее.
  • Потери жидких материалов (красок) достигают 40%, сухих – до 4%.

  • Цикл окрашивания порошковой краской гораздо меньше (около 1,5-2 часа), чем жидкой краской (требуется время для высыхания нанесенного слоя красочного материала).
  • Порошковые краски не требуют специальных условий для хранения, в отличие от жидких огнеопасных материалов.
  • Изделия, окрашенные сухими красками можно транспортировать и без специальной упаковки, так как на поверхности образуется прочная защитная полимерная пленка.
  • Технология порошковой покраски высоко автоматизирована и не требует длительного обучения персонала.
  • Окрашивание происходит без выделения химического запаха, что улучшает санитарно-гигиенические условия труда.
  • Обладая неоспоримыми преимуществами, «сухая» покраска практически вытеснила из металлоиндустрии жидкую покраску.

Возможные недостатки применения порошковой покраски

Можно отметить некоторые недостатки порошкового окрашивания:

  • создание определенного температурного режима для плавления порошка (150-220 градусов) не позволяет окрашивать изделия из дерева и пластика;
  • достаточно крупные капиталовложения (единоразовые);
  • ограниченные возможности использования оборудования (в маленькой покрасочной камере не получится окрасить крупные детали, а печь крупных размеров будет неэффективно использоваться для обработки мелких изделий);
  • сложно отрегулировать нанесение краски тонким слоем;
  • могут возникнуть сложности при покраске в условиях низкого температурного режима.

Технологический процесс порошковой покраски и его составляющие

Этапы технологического процесса

Процесс окрашивания изделий порошковым методом можно разбить на три основных этапа:

  1. Подготовка поверхности.
  2. Нанесение полимерных красителей.
  3. Закрепление покраски, путем оплавления и последующим охлаждением.

Рассмотрим каждый из этапов более подробно.

Первая стадия заключается в очищении поверхности от грязи, окислов, и ее обезжиривании (удаление смазочного материала). Если площадь изделия не большая, то чистка проводится вручную – тряпочкой, смоченной в специальном моющем средстве или уайт-спирите. Для обработки большого количества изделий существуют камеры, в которых поверхность очищается мелкой стальной дробью или песком.

Изделия, которые будут эксплуатироваться на улице, и подвергаться воздействию окружающей среды проходят фосфотирование (стальные и чугунные поверхности) или подвергаются хроматированию (алюминиевые поверхности). Эти процедуры способствуют лучшему укреплению порошковой покраски на поверхности, и увеличивают защитные свойства металла.

На второй стадии краска напыляется на поверхность изделия в специальной камере или с помощью ручного пульверизационного пистолета.

При окрашивании в покрасочной камере «цветной порошок» засыпают в бункер, и с помощью компрессора начинают подачу сжатого воздуха – происходит электризация частиц краски. Насос подает воздушно-порошковую краску в напылитель.

При использовании ручного пистолета цветная пудра получает электростатический заряд, и попадает в виде аэрозоля на металлическую поверхность.

Окрашиваемое изделие должно быть заземлено, что позволит заряженным частицам краски прочно удерживаться на поверхности.

Не осевшая краска улавливается системой фильтров, установленной в покрасочных камерах, и может повторно использоваться.

Третья стадия – оплавление и формирование поверхности (полимеризация). Для плавления частиц краски и закрепления их на поверхности, изделие подвергается воздействию высоких температур (до 250 градусов) в термопечи. Температурный режим и время полимеризации зависят от вида порошковой краски.

Необходимое оборудование и требования к помещению

Для выполнения всех этапов технологического процесса необходимо специальное оборудование для порошковой покраски.

Окрасочная камера – ограничивает распространение не осевших частиц краски и препятствует проникновению пыли с производственного цеха. Зачастую, камеры оснащены системой фильтрации (рукоператор), которая очищает воздух и улавливает до 98% неизрасходованной краски. Кроме того камеры могут содержать эжектор обратной подачи, контролер и вытяжной вентилятор.

Краскопульт (распылитель) может изначально входить в окрасочную камеру или приобретается отдельно. С его помощью заряжаются частицы краски, и распыляются на поверхность в виде аэрозоля.

К напылителям относятся и ручные пистолеты, которые используются как в производстве, так и в быту.

Если в камере напыления не предусмотрена подача сжатого воздуха, то потребуется компрессор, для подачи воздуха под давлением.

Сушильная камера – печь, в которой происходит оплавление, полимеризация краски. Духовые шкафы промышленного назначения бываю газовые и электрические. Большинство печей оснащены пультом управления, позволяющим устанавливать различные температурные режимы и время автоматического отключения.

Для облегчения «покрасочного» процесса дополнительно можно использовать транспортные системы перемещения изделий, промышленный пылесос (для чистки фильтров и при переходе с одного цвета на другой).

Крупные производственные предприятия используют автоматизированные линии порошковой покраски готовых изделий.

Обустроить небольшой покрасочный цех можно на территории 100-150 кв. метров. Этого будет достаточно для расположения камеры напыления, печи для полимеризации, двух складов (для изделий под покраску и готовой продукции) и участка для предварительной обработке поверхности.

Окрасочная камера должна находиться на расстоянии не менее 5 метров от возможных источников возгорания.

Виды порошковых красок

В зависимости от того, где будет использоваться окрашиваемое изделие, применяют различные виды красок. В целом, сухие краски можно разделить на две группы.

  1. Термопластичные (покрытие формируется только за счет сплавления частиц краски, без химических превращений). Такие краски чаще используются для покраски изделий, эксплуатируемых внутри помещений. Они выполняют декоративные, защитные и аброзивостойкие функции.
  2. Термореактивные (пленка формируется в результате плавления и последующей химической реакции). Порошковая покраска металла, с использование этих красок, придает поверхности материалов механическую прочность и стойкость к растворителям. Широко используется в машиностроении.

Порошковая покраска своими руками

Организация технологического процесса

Стоимость окрашивания металлических изделий довольно высокая, поэтому организация порошковой покраски своими руками поможет сэкономить финансовые средства, а качество выполнения останется на достойном уровне.

Процесс порошковой покраски в домашних условиях идентичен рассмотренным этапам в мастерской, отличие может заключаться лишь в используемом оборудовании.

Для начала, необходимо оборудовать камеру для порошковой покраски. Важно определиться с габаритами окрашиваемых материалов. Для единоразовых покрасок мелких предметов подойдет «гаражный» вариант, а для выполнения покраски предметов крупного размера (корпус автомобиля) надо обустраивать полнофункциональную камеру.

Камера для напыления должна иметь замкнутое пространство с вентиляцией, системой нагрева воздуха и качественной сетью электропитания.

Помещения для напыления краски не должно содержать пыль, поэтому надо провести тщательную уборку, оборудуя камеру в гараже и запастись мощным пылесосом с насадкой типа «циклон».

Для равномерного напыления надо приобрести качественный пистолет для порошковой покраски, который сможет обеспечить должное давление (около 5-ти атмосфер).

Изготовить пульверизационный пистолет можно самостоятельно из бытового фена.

Печь для полимеризации можно купить готовую – ассортимент их на рынке очень велик. Если есть желание сэкономить, и время поэкспериментировать – приступайте к изготовлению духового шкафа.

Важно обеспечить равномерный прогрев изделия на температуре, не больше 300 градусов.

После подготовки места и установки оборудования можно начинать покраску.

Основные меры безопасности

При окрашивании изделий необходимо придерживаться основных правил, обеспечивающих безопасность работы:

  • вентиляция в напылительной камере должна работать;
  • покраску желательно осуществлять в резиновых (или хлопчатобумажных) перчатках и в обуви на прорезиненной подошве;
  • глаза необходимо защитить очками;
  • при работе с краскопультом важно проверить заземление в помещении;
  • для защиты дыхательных путей надо использовать респиратор.

Область применения порошковой покраски

Порошковое окрашивание обеспечивает равномерное, надежное покрытие без потеков и дает возможность широчайшего выбора цветов, уровня блеска и фактуры.

Прочные позиции заняла «сухая» покраска в производстве бытовых приборов (кухонных плит, стиральных и моечных машин, водонагревателей, холодильников, кондиционеров и т.д.).

Новая технология применяется при покраске кузовов и других элементов автомобилей (бамперов, дисков для колес, зеркал).

Производители велосипедов и комплектующих к ним, практически полностью перешли на порошковую покраску своей продукции.

В строительной отрасли покраска «цветным» порошком используется для покрытия стальных дверей, ворот, оконных рам и прочих металлоконструкциях.

Порошковый метод отлично зарекомендовал себя в окрашивании разных деталей промышленного, складского, торгового оборудования, а также в нефтяных скважинах и трубопроводах, где окрашенная поверхность поддается воздействию высокого давления и перепадам температур.

Порошковая окраска металлических изделий-технология выполнения

Современные технологии окрашивания металлических изделий порошковыми красками стремительно развиваются. Использование жидких лакокрасочных материалов в производственных условиях постепенно уходит на второй план. Большинство производителей металлоизделий делает выбор в пользу порошковых красок, так как они обеспечивают качественное и долговечное декоративно-защитное покрытие.

Что такое порошковые краски

Этот высокотехнологичный красящий материал обладает уникальными свойствами, которых нет у жидких красок. Они состоят из красящих пигментов, пленкообразующих смол и катализаторов, обеспечивающих отвердение материала. В их составе отсутствует растворитель, а в функции дисперсионной среды выполняет воздух. Это делает порошковые краски менее токсичными и более дешевыми в производстве.

Что окрашивают сухими красками

Метод порошкового окрашивания подходит не для всех поверхностей. Его используют, когда необходима дополнительная защита от коррозии, долговечность и прочность. В некоторых случаях порошковая краска способна обеспечить электроизоляцию.

Порошковое окрашивание применяют в основном в промышленном производстве для:

  • кованых изделий, алюминиевых профилей и оцинкованного металла;
  • лабораторного и медицинского инвентаря;
  • мебели;
  • бытовой техники;
  • спортивного инвентаря.

Преимущества порошкового окрашивания

    Минимальное количество отходов. Окрашивание на качественном оборудовании дает эффективность до 98%.

В лучшую сторону изменяются санитарно-гигиенические условия туда. Это экологически чистая технология, при которой даже в печи концентрация летучих веществ не доходит до предельно допустимых норм.

  • Не используются растворители, что дает меньшую усадку и практически отсутствие пор на поверхности изделия.
  • Более экономное использование материала при окрашивании. Порошковое покрытие затвердевает в течение получаса и дает возможность получить более толстое однослойное покрытие. Экономия также заключается в отсутствии необходимости содержать большие производственные площади для подсушивания изделия на воздухе. При транспортировке более твердое порошковое покрытие не повреждается, что дает возможность снизить затраты на упаковку.
  • Поверхность, окрашенная порошковой краской, устойчива к ультрафиолету, имеет электроизоляционные и антикоррозийные свойства.
  • Порошковая краска дает возможность создать палитру из более 5000 цветов.
  • Пониженная степень взрыво- и пожароопасности на производстве.
  • Недостатки порошкового окрашивания

    1. Плавление порошка производится при температуре выше 150 0С, что не дает возможности окрашивать дерево и пластик.
    2. Сложно нанести тонкий слой краски.
    3. Оборудование для сухого окрашивания узконаправленное. В больших печах неэффективно окрашивать маленькие детали, а в небольшой печи нельзя окрасить поверхность большой площади.
    4. Для каждого цвета необходимо использовать отдельный контейнер.
    5. Сложно окрашивать предметы нестандартной формы или сборные конструкции.
    6. Оснащение покрасочной линии требует больших вложений.
    7. Если на поверхности появятся дефекты, локально устранить их не удастся, придется перекрашивать все изделие.
    8. Нет возможности делать колеровку, использовать можно только заводские краски.
    Читайте также:  Валик для водоэмульсионной краски: какой лучше выбрать для стен и потолка (фото)

    Виды порошковых красок

    По типу образования пленки сухие краски принято подразделять на:

    • термореактивные. Готовая пленка образуется после химических преобразований;
    • термопластичные. Окрашивание происходит под воздействием высокой температуры без химических реакций.

    Термореактивные краски более распространены. Для их приготовления используются акриловые, эпоксидные или полиэфирные смолы. Их преимущество заключается в том, что поверхность не будет деформироваться после повторного разогрева. Термореактивные краски могут применяться для окрашивания изделий, которые будут эксплуатироваться в тяжелых условиях.

    В термопластичных красках в качестве смол могут использоваться полиэстеры, винилы или нейлоны. Твердое покрытие образуется без химической реакции только путем остывания и затвердевания. Состав затвердевшей краски аналогичен составу исходного материала. Это позволяет повторно производить нагревание и плавление порошка.

    Способы нанесения порошковой краски

    Технология окрашивания при помощи сухого материала позволяет применять несколько вариантов распыления порошка.

    Нанесение краски направленным потоком воздуха. Изделие нагревается и при помощи краскопульта частицы порошка распределяются по поверхности. Качественное покрытие получается только после наиболее точного определения температуры нагревания металла. Недостатком этого метода является необходимость дополнительной термической обработки после полимеризации.

    Электростатическое напыление. Этот метод окрашивания наиболее распространен. Прилипание частичек обеспечивается электростатическим напряжением. После полимеризации изделие остывает в естественных условиях. Не прилипший порошок можно повторно использовать, для его сбора предусмотрены специальные камеры. Лучше всего этот метод подходит для изделий простой формы и небольшого размера.

  • Применение пламени. Для этого метода окрашивания используются пистолеты с встроенной пропановой горелкой. Частицы порошка расплавляются, проходя через пламя, и попадают на поверхность изделия в полужидком состоянии. Поверхность изделия не подвергается нагреванию. Слой краски получается более тонким и прочным. Этот метод преимущественно используется для окрашивания крупных предметов.
  • Оборудование для сухого окрашивания

    В порошковом окрашивании нанесение краски не является заключительным этапом. Чтобы полимер закрепился на поверхности, его нагревают в печах. Линия порошкового окрашивания состоит из:

    • камеры для нанесения порошка. В этой герметичной камере наносится красящее вещество на металл;
    • электростатического распылителя для нанесения порошка. Благодаря статическому электричеству, создаваемому источником высокого напряжения, краска равномерно наносится на конструкции любой формы;
    • камеры полимеризации. Она обеспечивает постоянную температуру и оснащена системой вентиляции. В ней происходит процесс полимеризации краски и ее равномерное распределение по изделию;
    • компрессора. Он предназначен для создания определенного давления в камере окрашивания;
    • устройства для транспортировки металлоизделий. Тяжелые и большие окрашенные изделия должны аккуратно перевозиться, чтобы порошок с них не осыпался. Это обеспечивают специальные тележки, передвигающиеся по монорельсу.

    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.

    Нанесение краски

    Окрашивание производится путем электростатического напыления в специальных камерах с системой отсоса воздуха, которая не дает краске попасть наружу. Для окрашивания крупных предметов используются камеры проходного типа, а для мелких деталей тупиковые. Есть камеры, в которых краска наносится автоматическими пистолетами-манипуляторами.

    Распыление производится пневматическим пистолетом. Положительно заряженные частицы краски обволакивают заземленную деталь и прилипают к ней. Весь процесс происходит следующим образом:

    • порошковая краска в специальном бункере смешивается с воздухом. Пропорции регулируются при помощи вентилей;
    • смесь краски и воздуха проходит через распылитель с высоковольтным источником, где частицы получают необходимый положительный заряд;
    • краска распыляется на изделие и закрепляется на нем;
    • вытяжная вентиляция уносит частицы, не получившие нужного заряда. Там они собираются в специальном бункере, а затем повторно используются или утилизируются.

    Полимеризация или запекание

    Металлоизделие с нанесенной краской помещается в печь. В ней под воздействием постоянной температуры происходит нагревание детали и полимеризация краски. Частицы сплавляются, образуя пленку, затем отвердевают и охлаждаются. Весь процесс занимает около 15–30 минут. Время полимеризации зависит от размера изделия и типа печи.

    Температура в камере полимеризации держится в пределах 150-200 0С и зависит от типа краски. Расплавленный порошок способен заполнить все микронеровности, что дает хорошее сцепление с поверхностью металла.

    Все необходимые свойства краска получает на этапе отвердения это прочность, внешний вид, защита. После этого изделие должно охладиться в течение 15 минут. В противном случае покрытие может быть повреждено, на него налипнет пыль и грязь.

    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.

    Технология порошковой покраски металла: способы и преимущества

    Порошковая покраска металла стала лидером среди покрасочных технологий, используемых в машино- и станкостроении, в производстве металлоизделий бытового и промышленного назначения, при изготовлении строительных металлоконструкций и металлических предметов декора.

    Что такое порошковая покраска

    Сам по себе термин обозначает нанесения на окрашиваемую поверхность краски в виде сухого порошка. В отличие от жидких лакокрасочных материалов, наносимых методом распыления или кистью, такой способ исключает раковины и неравномерность толщины.

    Нанесенная на изделие полимерно-порошковая краска расплавляется при температуре 200-250°С, образуя монолитный равномерно распределенный слой. После остывания такое покрытие твердеет без образования просветов и пустот.

    Область применения

    Необходимость в термической полимеризации при достаточно высоких температурах ограничивает сферы применения порошковой краски. Для такой технологии подходят изделия из термостойких материалов – металлы, керамика и т.п.

    Порошковая покраска широко применяется в производстве:

    • деталей автомобилей, спецтехники, сельхозорудий и прочих машин;
    • промышленного оборудования;
    • строительных металлоконструкций, профилей, металлических дверей, перил, ограждений и пр.;
    • мебели бытовой, медицинской и производственной;
    • спортивного инвентаря, в том числе тренажеров
    • декоративных предметов интерьера.

    Используемые при порошковой покраске металла полимеры экологически безопасны и не выделяют токсических соединений. Благодаря этому покрытые такой краской изделия используются в пищевой промышленности, на объектах общественного питания, в медицине, в школах и детских садах.

    Принципы технологии

    В основе порошковой покраски металла лежит принцип электростатического напыления на изделие положительно заряженных полимерных частиц размером 10-100 мкм. В результате такого взаимодействия образуется равномерный слой порошка по всей поверхности металлоизделия без пропусков и осыпания. Термическая полимеризация в печи приводит к расплавлению нанесенных частиц в единый слой расплава с последующим отвердеванием.

    В качестве такого полимерного пленкообразующего порошкового материала используются эпоксидные или полиэфирные смолы с красящим пигментом. Крайне редко применяются уретаны и акрилаты.

    Процесс нанесения

    Несмотря на довольно длительную историю технологии порошковой покраски металла, массовое ее использование в промышленности началось сравнительно недавно. Существует три основных способа нанесения полимерно-порошкового покрытия, для которых требуется соответствующий набор технологического оборудования.

    Электростатическое распыление

    Это наиболее распространенный способ благодаря оптимальному сочетанию простоты процесса и его экономичности. Особенность такого метода в нанесении порошка с помощью пульверизатора, реактивное сопло которого оснащено высоковольтным электродом с напряжением 20-100 тыс. Вольт.

    Заряженные положительным зарядом полимерные частицы распыляются сжатым воздухом. Не попавшие на поверхность частицы улавливаются в покрасочной камере и направляются на повторное использование.

    Покрытое порошком изделие перемещается в печь, где краска запекается при температуре около 200°С, а остывает и отвердевает покрытие при обычных условиях.

    Трибостатическое распыление

    Это более простой, но менее производительный способ поляризации частиц. Передача положительного заряда на порошок достигается путем интенсивного трения частиц друг о друга и об фторопластовый корпус сопла. Дальнейшая термическая полимеризация аналогична предыдущему способу.

    Трибостатическое распыление эффективно при покраске деталей сложной формы, где электростатический метод допускает пропуски. Однако он не подходит для серийного производства ввиду низкой производительности.

    Термопластический способ

    Такая технология порошковой покраски металла не предполагает поляризацию частиц краски. Порошок распыляется пневматическим пистолетом и оседает на предварительно разогретом металлоизделии. В результате такого контакта полимер плавится и образует монолитное покрытие. Толщина слоя зависит от температуры нагрева заготовки и продолжительности напыления.

    Последующей термической обработки в печи не требуется. В некоторых случаях при достаточно толстом слое полимерно-порошковой краски изделие повторно подвергается нагреву для полноценной полимеризации покрытия.

    Пламенный способ

    Такая технология порошковой покраски изделий из металла основана на предварительном разогреве термопластичного порошкообразного полимера распыляемого под давлением через сопло пистолета. Такой нагрев обеспечивается с помощью газовой горелки, установленной непосредственно в отверстии сопла. В качестве топлива используется пропан.

    Предварительно разогретые пламенем частицы порошковой краски вылетают из сопла в жидком состоянии. Ударяясь об металлоизделие, такие капли равномерно растекаются по поверхности, образуя равномерный слой без просветов и раковин.

    Эта технология не требует предварительного нагрева заготовки или последующей термической полимеризации в печи. Несмотря на такую экономию, пламенный способ не нашел широкого распространения ввиду высокой пожароопасности и повышенных требований к технике безопасности.

    Оборудование для порошковой покраски методом электростатического распыления

    Сочетая в себе высокую эффективность, достаточную экономичность и относительную безопасность для персонала, электростатический способ с последующей термической полимеризацией получил наибольшее распространение среди крупных промышленных предприятий и небольших частных мастерских.

    Состав технологической линии для электростатической порошковой покраски металла состоит из трех основных частей.

    • Покрасочная камера защищает заготовку от внешних факторов и окружающую среду от распространения мелкодисперсного порошка. Наличие рекуператора дает возможность собирать не прилипшие частицы полимера и направлять их обратно в емкость с полимерно-порошковой краской. Объем окрасочной камеры зависит от планируемой величины окрашиваемых металлоизделий.
    • Пульверизатор распыляет положительно заряженные им же микрочастицы порошковой краски. Чаще используется ручной пистолет, но в крупномасштабном промышленном производстве применяются и стационарные установки. Пульверизатор подключается к компрессору и высоковольтному источнику электропитания.
    • Печь электрическая. Внутренний объем и габариты также как и в камере для покраски должны соответствовать размеру окрашиваемых металлоизделий.

    Для безупречной адгезии порошковой краски с поверхностью металла изделие тщательно очищается от окислов, окалин и пыли, а затем обезжиривается. Для таких подготовительных операций необходимо предусмотреть специальный стол соответствующих размеров.

    Взаимодействие всех составных элементов технологической линии обеспечивается с помощью подвесной конвейерной системы. На всем пути от стола предварительной очистки насквозь через покрасочную камеру и до печи должна быть предусмотрена направляющая балка с роликовыми подвесами, на которые вешается металлоизделие.

    Плюсы и минусы технологии порошковой покраски металла

    • Простота процесса – для работы используются готовые полимерно-порошковые краски, не требующие многокомпонентного смешивания, подготовки и растворения. Покраска не требует высокой квалификации персонала.
    • Скорость – относительно быстрое нанесение порошка и не более 30 минут термической обработки.
    • Экологичность – отсутствие токсичных растворителей и вредных испарений.
    • Надежность и долговечность – порошково-полимерное покрытие устойчиво к механическому воздействию, большинству агрессивных сред, влаге и ультрафиолету.
    • Термическая полимеризация сужает спектр окрашиваемых материалов до термостойких металлов.
    • Отсутствие возможности самостоятельной колеровки.
    • Трудности в покраске металлоизделий сложной конфигурации.
    • Дефекты устраняются только при полной перекраске.

    Популярность порошковой покраски металла объясняется сочетанием высокой прочности, химической инертности и широкого спектра цвето-фактурных вариантов вплоть до имитации среза древесины.

    Добавить комментарий