Порошковая покраска металла: технология и особенности процесса

Покрасить металл непросто. Большинство привычных нам красок с ним не дружат – не выдерживают больших температур и влаги. Но технологии изготовления колерных составов претерпели большие изменения. Пример таких изменений – порошковая краска по металлу.

Порошковая окраска − это самый современный и технологичный способ покрытия металлических поверхностей. Окрашенные таким образом изделия не подвержены истиранию и царапинам. Их сложнее повредить, а значит, металл не будет ржаветь. Кроме того, порошковая окраска не разрушается под влиянием ультрафиолета.

Читайте до конца и узнаете, как красить порошковой краской, ее разновидности, а также некоторые правила и рекомендации по нанесению.

Виды порошковых красок

Порошковая краска – материал с цветным пигментом в виде порошка. Она защищает металлическую поверхность от влаги, предотвращает появление ржавчины. Долговечность, дополнительную прочность и даже электроизоляция – ее особенность.

Помимо пигмента в состав входят и другие вещества: смолы образуют пленку, а катализаторы отвечают за отвердение. Покраска порошковой краской распространена в строительстве, автомобильной промышленности и интерьерном дизайне. Так можно добиться матовой или глянцевой, объемной или плоской поверхности.

Краска делится на 2 вида:

1. Термопластичные. Решающим фактором здесь является высокая температура. В состав добавляют смолы: винилы, нейлоны или полиэстер. После нагрева они образуют твёрдое покрытие с сохранением состава и структуры исходного сырья. Такое порошковое окрашивание позволяет нагревать металлический предмет повторно и заново формировать слои.
2. Термореактивные. Образование пленки происходит в результате химической реакции. Для производства красок используют акриловые, эпоксидные или полиэфирные смолы.

Термоактивные колеры подходят для изделий, эксплуатация, которых происходит в тяжелых климатических условиях. После нанесения порошковое покрытие преобразуется и не деформируется после повторного нагревания. Компоненты в составе безопасны. У них высокая степень сыпучести, из-за чего они не прилипают к предметам и коже. Срок годности неограничен, цвет не блекнет, консистенция не густеет со временем. Свойства сохраняются до момента применения. Растворитель не нужен.

Технология окрашивания

При порошковой покраске технология окрашивания имеет огромное значение. Суть – в распылении сухих частиц на обезжиренную и очищенную поверхность. На поверхность металла, заряженную отрицательно, с лёгкостью прилипают положительно заряженные частицы краски. Так формируется ровный и однородный слой.

Используют всего два способа напыления:

1. Электростатическое. На заземленную поверхность наносят порошок, заряженный электростатикой. Делают это с помощью пистолета для порошковой покраски. Колер обретает электрический заряд благодаря ионизированному воздуху. Он находится в области коронного разряда и образуется между электродами заряжающего наконечника и поверхностью для покраски. Источник высокого напряжения встроен в конструкцию распылителя. Основной недостаток этого способа – невозможность нанесения краски в мелкие углубления и выемки.
2. Трибостатическое. В этом способе используют сжатый воздух. В результате трения о диэлектрик появляется заряд. Он и удерживает молекулы краски на окрашиваемой поверхности. Диэлектриком служит фторопласт – из этого материала сделан распылитель. Этот способ используют для покраски изделий со сложной геометрией. Есть возможность использовать многоструйные насадки, именно они и повышают точность и равномерность нанесения краски.

Технология порошковой окраски изделий из металла

Технология порошковой окраски состоит из трех этапов:

• подготовка поверхности
• нанесение порошка
• полимеризация в печи

Подготовка поверхности изделия

Подготовка производится на автоматизированной линии из 5 ванн.

• Обезжиривание. Поверхность при температуре 60°С покрывается химическим составом, который удаляет с нее загрязнения. В качестве реагента берут серную, азотную или фосфорные кислоты. Фосфатирование похоже на грунтование. При обработке специальным составом образуется фосфатная пленка, улучшающая адгезию.
• Омывание технической водой. С поверхности изделия удаляются остатки химии и пены.
• Деминерализация поверхности водой электропроводностью 100 мкСм. С металла удаляются соли, с которыми не справляются предыдущие этапы очистки. От этой стадии зависит долговечность порошкового покрытия.
• Пассивация. На поверхности создается конверсионный слой, который повышает адгезию.
• Деминерализация поверхности водой электропроводностью 500 мкСм.

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

Окрашивание, ненанесение порошка

Для этих целей оборудуется специальное помещение – камера – с принудительной системой отсоса воздуха. В камерах проходного типа окрашивают крупногабаритные изделия, в тупиковых – мелкие детали. Специальный пистолет распыляет колер. Перед покраской металлическое изделие заряжается отрицательным электрическим зарядом. Полимерный порошок получает положительный электрический заряд. Возникает электростатический эффект и порошок сам прилипает к железу. Поэтапно процесс выглядит так:

1. В специальный бункер засыпается порошковая краска и смешивается там с воздухом. Регулировка пропорций происходит при помощи вентилей.
2. Через распылитель с высоковольтным источником проходит смесь краски и воздуха, приобретая положительный заряд.
3. Происходит процесс распыления краски на изделие.
4. Последний этап – вытяжка удаляет незакрепленные частицы. Поступая в специальный бункер, они снова направляются по покрасочному циклу.

Полимеризация

После нанесения порошка объект перемещается в печь. Далее нагревается под воздействием постоянного значения поддерживаемой температуры.

Происходит процесс полимеризации краски. На прохождение полного цикла необходимо 15-30 минут. Микрочастицы порошковой краски оплавляются, образуя при этом плёнку, затем отвердевание и охлаждение. Время этого этапа зависимо от размера детали, вида печи и типа краски.

Температурный режим, необходимый для процесса, удерживают в диапазоне 150-200°C. После чего расплавленный порошок заполняет все малые неровности, это гарантирует плотный контакт краски и поверхности.

Потом деталь охлаждается. Покрытие становится прочным, а изделие получает защиту от неблагоприятных воздействий окружающей среды.

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

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

Правила и рекомендации

• Рекомендуется использовать краски только проверенных производителей.
• Состояние подвесных крючков, ответственных за заземление изделий играет ключевую роль, в противном случае происходит нарушение электростатического механизма удерживания и распределение порошковой краски на окрашиваемой поверхности. Операция очистки, а также контроль цепи заземления необходимо провести технологически верно.
• Для напыления порошковых материалов, использовать минимально нужное количество воздуха. При перенасыщении происходит увеличение расхода колера, усиление нагрузки на оборудование, нарушение процесса электризации, изменение гранул порошкового материала, плюс, видимость в окрасочной камере заметно ухудшается.
• Использовать воздух лучшего качества, без примесей.
• Внимательно гомогенизировать порошковую смесь перед использованием.
• Не допускать смешивания разных цветов. Перед использованием нового цвета – тщательно очистить оборудование.
• Уделить большое внимание подготовке поверхности перед покраской.
• Условия хранения порошковых красок необходимо соблюдать во избежание ухудшения исходного сырья, что отразится на конечном результате.
• Технологический процесс должен быть соблюдён в деталях на всех этапах покрасочных работ.
• Контроль, профилактика и обслуживание агрегатов – необходимость.
• Правильно настроенные производственные циклы, гарантируют уменьшение потерей красящего пигмента до 2%-5%.

Правила и рекомендации помогут добиться равномерности и эластичности покрытия, а также долгого срока эксплуатации.

Преимущества порошковой окраски металла

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

Коротко о главном

Порошковая краска – современный вид красящих материалов по металлу. Область применения – от покраски мелких бытовых приборов и предметов интерьера, до металлоконструкций.

Существует два основных порошковых вида красок – термопластичные и термореактивные. Выбор метода зависит от поставленных задач. Так же существует всего два типа технологий окрашивания – электростатическое и трибостатическое. В первом случае используют мощный источник высокого напряжения, во втором он отсутствует.

Покраску делают в 3 этапа: сначала подготавливают поверхность – очищают от грязи, пыли и старых слоев краски. Изделия окрашивают, используя систему отсоса воздуха. Заключительный этап – полимеризация. Окрашенный предмет отправляется в печь, чтобы зафиксировать краску, далее происходят процессы отвердевания и охлаждения.