Технологія застосування порошкової фарби: розповідаємо розгорнуто

Відмінності в складі і технології використання порошкової фарби, виділяють даний вид покриття в «особливий клас» щодо інших лакофарбових матеріалів. Зараз порошкове забарвлення металевих виробів набуло істотного розповсюдження в промисловості, починаючи від літакобудування аж до випуску побутових товарів і приладдя.

Що таке порошкові фарби

Цей високотехнологічний червоний матеріал має унікальні властивості, яких немає у рідких фарб. Вони складаються з червоних пігментів, плівкоутворюючих смол і каталізаторів, що забезпечують відвердження матеріалу. У їх складі відсутній розчинник, а в функції дисперсійного середовища виконує повітря. Це робить порошкові фарби менш токсичними і дешевшими у виробництві.

Трохи про історію порошкового фарбування

60-ті роки ХХ століття вважаються народженням порошкового фарбування. В цей же час був розроблений і застосований електростатичний спосіб їх розпилення. На появу електростатичного розпилення були свої причини: економічні чинники, охорона навколишнього середовища, а також необхідність поліпшення якості покриттів. Порошкові фарби з'явилися не тільки для того щоб вироби мали привабливий зовнішній вигляд, забезпечити якість і довговічність фарбуваних поверхонь, але і для того щоб знизити ціну на фарбування і шкоду для навколишнього середовища.

Сфери застосування

Процес полімерізації частинок порошку, нанесеного на поверхню виробу, виконується протягом 40-60 хвилин при температурі 150-200 ° С в спеціальних печах. Саме з цієї причини сфера застосування технології фарбування порошковою фарбою обмежується виключно металопродукцією різного призначення і розміру. Процес термічної полімерізації не дозволяє застосовувати такий метод для фарбування пластику або деревини.

Порошковою красою покривають:

• ковані вироби для внутрішнього і зовнішнього застосування;
• алюмінієві та оцинковані профілі;
• домашні та виробничі меблі з металу;
• корпусні елементи побутової техніки;
• статичні деталі машин і механізмів;
• спортивний інвентар;
• нейтральне промислове обладнання.

Технологія порошкового фарбування металу застосовується в ситуаціях, коли вкрай важлива висока корозійна стійкість металовиробу. Сухі полімерно-порошкові фарби використовують також за необхідності забезпечення механічної та хімічної стійкості ^ розійного покриття через наявність складних експлуатаційних умов.

Основні переваги і недоліки порошкового фарбування

Порошкове фарбування добре захищає поверхню. Фарба лягає щільним шаром, товщиною 35-250 мкм, кількість пір менша. Один шар замінює 2-3 шари звичайної фарби. Рівна міцна плівка покриття не дряпається, не пошкоджується при транспортуванні.

Особливості порошкового фарбування

Технологія виробництва робіт дозволяє збирати розпорошену в повітрі фарбу для повторного використання. Втрати червоного складу зведені до мінімуму, становлять 1-4% загальної маси. Процес фарбування металу нескладний, нетрудомісткий, не вимагає великої кількості працівників. Ці фактори здешевлюють вартість нанесення на квадратний метр конструкції.

Корозія металу, пофарбованого таким способом, виключена. Металеві вироби не вицвітають під сонячним світлом, колір, якість покриття не змінюється в будь-яких погодних умовах. Різноманітна палітра має безліч відтінків, відтворює складні фактури бронзи, граніту, срібла. Блиск варіюється від матового до глянцю.

Порошкова фарба поставляється виробником вже готової до роботи, розчинник не застосовується. Деталі під порошкове забарвлення не ґрунтують.

До недоліків порошкового фарбування відносяться:

Склад фарби не колерується і вибір йде з готової палітри відтінків

• склад не колерується, вибір йде з готової палітри відтінків;
• неможливість нанесення вручну, тільки в цехових умовах на спеціальному обладнанні;
• при дефекті в фарбуванні металу виправити окрему ділянку неможливо, деталь перефарбовується цілком;
• матеріал металевої деталі повинен витримувати 200-250 градусів, що не завжди можливо;
• габарити деталей залежать від габаритів камери полімеризації.

Порошкове забарвлення металу: правила та рекомендації

Процес підготовки металевих деталей до фарбування

При фарбуванні металевих виробів порошковою фарбою як на промислових лініях, так і своїми руками в домашніх умовах, необхідно слідувати таким рекомендаціям:

1. Використовуйте порошкові матеріали перевірених виробників.
2. Без правильного заземлення металевого виробу порушується електростатичний механізм утримання та розподілу порошкових матеріалів на поверхні. Тому необхідно стежити за станом підвісних гачків, що забезпечують заземлення деталей. Слід передбачити технологічну операцію очищення гачків і контроль ланцюга заземлення.
3. Напилення порошкових матеріалів необхідно виробляти мінімально необхідною кількістю повітря. Надмірна подача повітря призводить до:

• перевитрати фарби;
• підвищеному зносу обладнання;
• порушення технології електричності частинок порошку;
• зміні гранулометричного складу фарби;
• погіршення видимості в забарвній камері.

1. Якісне покриття отримують при використанні повітря потрібної кондиції. При цьому слід приділяти увагу не тільки відсутності пилу, а й утриманню в повітрі вологи і олії. Необхідно використовувати відповідні фільтри до подачі повітряної суміші в обладнання. У якісному повітрі:

• розмір твердих частинок не перевищує 0,3 мкм;
• точка роси не перевищує 4 ° С (тобто при 20 ° С вологість не більше 35%);
• вміст олії не більше 0,1 проміле.

Обладнання для порошкового забарвлення

1. При повторному використанні порошкових матеріалів враховується зміна вихідного складу, насамперед гранулометричного. Не слід перевищувати кількість дозволених добавок регенерованих матеріалів у вихідні порошки. Ретельно гомогенізуйте сміш порошків перед використанням.
2. Не допускайте змішування фарби різних кольорів і видів. При переході на іншу фарбу необхідно ретельно очистити все обладнання. Бажано мати для кожної фарби окремі видаткові бункера і шланги.
3. Без підготовки поверхні не отримаєте якісного покриття. При цьому слід враховувати призначення та умови експлуатації виробу. Раму велосипеда треба готувати дещо інакше, ніж елементи офісного столу. Недбала підготовка призводить до:

• поверхневим дефектам покриття;
• відшаруванню фарби;
• передчасному руйнуванню покриття в агресивному середовищі.

1. Вартість вихідного порошку не визначає реальну економічність покриття. Слід враховувати:

• витрата матеріалів на одиницю площі поверхні;
• довговічність покриття;
• стійкість до впливу шкідливих умов;
• зовнішній вигляд.

1. Враховуйте умови зберігання порошкових матеріалів. Підвищена температура може знизити як технологічні характеристики порошку, так і експлуатаційні властивості покриття. Використовувана тара повинна бути водонепроникна через високу гігроскопічність матеріалів. Зазвичай рекомендована температура в складі не повинна перевищувати 25... 28 ° С, вологість не більше 50%.
2. Суворо дотримуйтесь рекомендованої технології «спікання» порошку. Слід враховувати, що температура повітря в робочій зоні печі є непрямою характеристикою техпроцесу. Робота установки повинна забезпечувати рівномірний прогрів металу виробу до оптимальних температур. Залежно від виду матеріалу і маси виробу оптимальна температура повітря і час витримки можуть змінюватися і відображаються в інструкції.
3. Своєчасно виконуйте технічні регламенти з підтримання працездатності обладнання ділянки. Профілактичне обслуговування, включаючи регулярне очищення, огляд, ремонт і заміну компонентів, є основою бездоганної роботи та отримання якісної продукції. Використовуйте запасні частини оригінальних виробників. Добре зарекомендувало себе обладнання компанії TESLA.

Плюси і мінуси

Фарбування порошковою фарбою має безліч позитивних властивостей, серед яких особливо виділяються:

1. Простота процесу. Якщо виключити необхідність застосування спеціального обладнання, то захід не становить особливої складності. Для роботи використовується готовий порошок, який не потребує змішування або колерування. Нанесення відбувається швидко.

На даний момент є можливість підбору будь-якого кольору і відтінку порошкового складу

2. Час отримання результату. Після обробки порошком виріб поміщається в піч на період не більше 30 хвилин, а після нетривалого охолодження робота вважається завершеною.
3. Екологічність. Отримувані покриття і червоний порошок повністю безпечні для здоров'я оточуючих. Поверхня не підтримує горіння і не виділяє отруйні речовини при високій температурі.
4. Надійність і довговічність. Утворений шар має єдину структуру, яка володіє хорошою адгезією з основою. За рахунок цього забезпечується зносостійкість і тривалий термін служби.

Порівняно з використанням звичайних фарб, сухе напилення на порядок економнів і якіснів

Але при всіх достоїнствах метод не позбавлений і недоліків:

• Фарбування піддаються переважно металоконструкції. Це пояснюється впливом температур від 150 до 250 градусів.
• Хоча діапазон кольорів обширний, колерування не можна виконувати самостійно. У роботі використовуються виключно готові склади.
• Складний за формою металопрокат важко забарвлювати.
• Дефекти покриття усуваються тільки повним перефарбуванням.

Колерівка сухих фарб в домашніх умовах абсолютно неможлива

На замітку! Використання порошкового способу дійсно досить раціонально, але в дизайнерському плані поступається іншим варіантам. Хоча в даний час існують спеціальні суміші з різними візуальними і тактильними ефектами.

Без висококласного обладнання досягти якісного результату не реально

Різновиди порошкової фарби

Використовувані в даній технології ^ розійного захисту металу сухі полімерні порошки розділяють на дві основні групи за типом утворення плівки на поверхні виробу:

• термореактивні - полімерізація відбувається після низки хімічних перетворень;
• термопластичні - утворення монолітної плівки відбувається при високих температурах без хімічних реакцій.

У сучасному промисловому виробництві термореактивні порошкові фарби більш поширені. До їх складу входять поліефірні, епоксидні або акрилові смоли у вигляді дрібнодисперсного порошку.

Головна перевага термореактивних порошкових фарб у відсутності подальшої після полімеризації термічної деформації при нагріванні пофарбованого виробу. Це вкрай важливо для металовиробів, що експлуатуються в складних умовах при підвищених температурах.

До складу термопластичних порошкових фарб входять такі полімери, як нейлон, вініл або поліестер. Твердий шар на поверхні виробу утворюється в результаті остигання маси. Склад покриття залишається таким же, як і до його нанесення і запікання. Це дає можливість повторно плавити порошок.

Переваги порошкового фарбування

1. Мінімальна кількість відходів. Фарбування на якісному обладнанні дає ефективність до 98%.
2. У кращу сторону змінюються санітарно-гігієнічні умови туди. Це екологічно чиста технологія, при якій навіть у печі концентрація летючих речовин не доходить до гранично допустимих норм.
3. Не використовуються розчинники, що дає меншу садибу і практично відсутність пор на поверхні виробу.
4. Більш економне використання матеріалу при фарбуванні. Порошкове покриття затвердіває протягом півгодини і дає можливість отримати більш товсте одношарове покриття. Економія також полягає у відсутності необхідності містити великі виробничі площі для підсушування виробу на повітрі. При транспортуванні більш тверде порошкове покриття не пошкоджується, що дає можливість знизити витрати на упаковку.
5. Поверхня, пофарбована порошковою фарбою, стійка до ультрафіолету, має електроізоляційні та ^ розійні властивості.
6. Порошкова фарба дає можливість створити палітру з понад 5000 кольорів.
7. Знижена ступінь вибухо- і пожежонебезпеки на виробництві.

Недоліки порошкового фарбування

1. Плавлення порошку проводиться при температурі вище 150 0С, що не дає можливості пофарбовувати дерево і пластик.
2. Складно нанести тонкий шар фарби.
3. Обладнання для сухого фарбування вузькоспрямоване. У великих печах неефективно пофарбовувати маленькі деталі, а в невеликій печі не можна пофарбувати поверхню великої площі.
4. Для кожного кольору необхідно використовувати окремий контейнер.
5. Складно забарвлювати предмети нестандартної форми або збірні конструкції.
6. Оснащення фарбувальної лінії вимагає великих вкладень.
7. Якщо на поверхні з'являться дефекти, локально усунути їх не вдасться, доведеться перефарбовувати весь виріб.
8. Немає можливості робити колерівку, використовувати можна тільки заводські фарби.

Техніка безпеки

Основними видами загрози при порошковому забарвленні виробів є:

• попадання пилу в легкі і на поверхню шкіри маляра;
• утворення вибухонебезпечної пилоповітряної суміші.

Відео: порошкове фарбування металевих дверей

Ці загрози усуваються використанням індивідуальних захисних засобів і якісною системою вентиляції, як фарбувальної камери, так і печі «спікання». В обов'язковому порядку проводять якісне заземлення використовуваного обладнання.

Особливості технології нанесення порошкової фарби і полімеризація

Нанесення порошкової фарби проходить у три етапи:

Схема ліній порошкового забарвлення

1. Підготовка поверхні. Включає в себе видалення забруднень і нанесення додаткових конверсійних покриттів для підвищення захисних властивостей і довговічності.
2. Нанесення фарбування в фарбувальній камері з використанням установки.
3. Полімерізація в печі при високій температурі.

Хімічне знежирювання металу під фарбування є обов'язковим. Залишки олії, хімікатів або краплі вологи можуть викликати плями зі зміною кольору, проколи, мушлі. Заготівля оглядається на предмет наявності гострих кромок, заусенців, напливів від зварних швів і пайки металу.

Необхідно очистити поверхню від іржі та пилу. Додавання додаткових властивостей фосфатуванням поверхні, хроматуванням або пасивуванням залежить від вимог до покриття.

Камера для нанесення обладнується системою рекуперації, що повертає мікрочастинки в живитель.

Пекти полімеризації

Температура відвердження кожного виду фарби вказується виробником у супровідних документах і, як правило, становить 180-200 градусів. Під температурою полімерізації розуміють температуру поверхні заготовки, а не температуру робочого режиму печі.

Відвердження фарбування в полімеризаційній камері рекомендовано проводити при знижених температурах і тривалих термінах. Це дозволить збільшити твердість і уникнути таких дефектів покриття, як шагрень і потіки.

Масивні металеві вироби рекомендовано прогрівати заздалегідь, щоб терміну знаходження деталі в печі вистачило для остаточного відвердження. Не допускається наявність пилу в приміщенні. Транспортувати металевий виріб з нестиглим фарбуванням заборонено.

Відео за темою: Порошкове фарбування металу

Якість порошкового покриття

На кожній стадії процесу отримання порошкового покриття, слід стежити за точністю параметрів. Для цього застосовуються точні сучасні прилади.

Корисним приладом буде термограф печей. Дуже ретельного налаштування потребує обладнання статичного нанесення порошку, контроль заряду деталі та якості заземлення.

Ступінь адгезії плівки до основи, теж можна поміряти за допомогою апаратури. Всі заміри дають можливість вчасно коригувати хід технологічного процесу.

Обладнання для сухого фарбування

У порошковому фарбуванні нанесення фарби не є заключним етапом. Щоб полімер закріпився на поверхні, його нагрівають у печах. Лінія порошкового фарбування складається з:

• камери для нанесення порошку. У цій герметичній камері наноситься фарбуюча речовина на метал;
• електростатичного розпилювача для нанесення порошку. Завдяки статичній електриці, створюваній джерелом високої напруги, фарба рівномірно наноситься на конструкції будь-якої форми;
• камери полімеризації. Вона забезпечує постійну температуру і оснащена системою вентиляції. У ній відбувається процес полімерізації фарби та її рівномірний розподіл по виробу;
• компресора. Він призначений для створення певного тиску в камері фарбування;
• пристрої для транспортування металовиробів. Важкі і великі пофарбовані вироби повинні акуратно перевозитися, щоб порошок з них не обсипався. Це забезпечують спеціальні візки, що пересуваються по монорельсу.

Внесок учасників

Сотников Олексій, співробітник Т.Б.М.

Полімеризація або запікання

Металовироби з нанесеною фарбою поміщаються в піч. У ній під впливом постійної температури відбувається нагрівання деталі та полімеризація фарби. Частинки сплавляються, утворюючи плівку, потім відтворюють і охолоджуються. Весь процес займає близько 15-30 хвилин. Час полімеризації залежить від розміру виробу і типу печі.

Температура в камері полімеризації тримається в межах 150-200 0С і залежить від типу фарби. Розплавлений порошок здатний заповнити всі мікронерівності, що дає хороше зчеплення з поверхнею металу.

Всі необхідні властивості фарба отримує на етапі відвердження це міцність, зовнішній вигляд, захист. Після цього виріб має охолодитися протягом 15 хвилин. В іншому випадку покриття може бути пошкоджено, на нього налипне пил і бруд.

Підсумок

Порошкове фарбування - це найбільш економічний, швидкий та екологічний спосіб отримання надійної захисної поверхні на металі. Термін служби виробу значно збільшується, а декоративне покриття може бути різноманітним не тільки за кольором, а й за структурою.

Складнощі технології полягають у суворому дотриманні всіх етапів. Для цього необхідна наявність спеціальної виробничої лінії. Проблеми можуть виникнути при:

• фарбування великогабаритних предметів;
• виробів складної форми;
• конструкцій зі змішаних матеріалів.

Перед іншими типами фарбування сухий спосіб має безперечні переваги:

• безвідходність;
• різноманітність фарб за вартістю та властивостями;
• високі фізико-механічні показники пофарбованої металевої поверхні.

З цих причин порошкове фарбування стало одним з найпопулярніших сучасних методів захисту металу від пошкоджень.