Нанесение порошковой краски
Технологический процесс получения покрытий из порошковых красок состоит из трех стадий: 
- подготовка поверхности
- нанесение порошкового материала
- формирование из него покрытия
Подготовка поверхности
Качество получаемых покрытий зависит от строгого соблюдения технологических режимов всех стадий процесса, а в особенности от подготовки поверхности субстрата. Раньше считали, что перед нанесением порошковых покрытий не требуется особой подготовки поверхности. Однако, оказалось, что это не так, и залог качественного покрытия - тщательная подготовка поверхности металла. Увеличение темпов окраски и переход к нанесению порошковых покрытий на конвейерных линиях сделали химические методы обработки поверхности ведущими, практически полностью заменившими механические, которые использовались вначале.
Обезжиривание поверхности
В качестве обезжиривающих веществ применяются органические растворители, водные моющие (щелочные и кислые) растворы и эмульсии растворителей в воде (эмульсионные составы). Органические растворители (уайт-спирит, нефрас) из-за вредности и огнеопасности применяют для обезжиривания способом ручной протирки изделий ограниченно, главным образом при окрашивании небольших партий.
Однако щелочное обезжиривание требует специального оборудования, предусматривающего не только обработку изделий моющим составом, но и последующую их промывку и сушку. Более того, необходимы очистка и утилизация сточных вод. В этом отношении привлекают внимание способы обезжиривания, не связанные с проведением этих операций, например пароводоструйный и термический способы.
Пароводоструйное обезжиривание заключается в обработке поверхности пароводяной струей с температурой 90-100 °С и давлением 0,5-2,0 МПа. Для повышения качества очистки в воду нередко добавляют небольшие количества моющих средств или щелочных солей. Этот способ нашел применение в первую очередь при подготовке поверхности крупногабаритных единичных изделий и изделий при мелкосерийном производстве. Термический способ очистки заключается в нагревании изделия до 400-450 °С. При этой температуре масляные и жировые загрязнения испаряются, что делает поверхность пригодной для последующей обработки или окрашивания.
Удаление оксидов
Для очистки поверхности от ржавчины, окалины, старых покрытий в основном используют механические и химические способы. Из механических способов наиболее распространена струйная абразивная обработка с применением дробеметных, дробеструйных и пескоструйных аппаратов. Она не связана с применением жидких сред, их обезвреживанием и сушкой изделий. 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. Иногда совмещают операции термического обезжиривания и удаления оксидов, подвергая дробеструйной очистке предварительно нагретые до 400 °С изделия.
При необходимости зачистки небольших поверхностей нередко пользуются механическим инструментом: шлифовальными машинками с абразивными кругами и др.
Химическое удаление оксидов основано на их растворении или отслаивании с помощью кислот (в случае черных металлов) или щелочей (для алюминия и его сплавов).
Нанесение конверсионных покрытий
Определено, что оптимальным является щелочное обезжиривание, промывка, железо- или цинкофосфатирование. Причем, цинкофосфатирование увеличивает коррозионную и атмосферостойкость покрытий. Наиболее благоприятны цинкофосфатные слои с массой 2,5 г/м2. Для предварительной обработки цветных металлов(алюминия, цинка, магния и их сплавов) наиболее пригодно хроматирование. Завершающей стадией получения конверсионных покрытий является сушка изделий от воды. Ее проводят обдувкой горячим воздухом при 110 – 140 °С.
Нанесение порошкового материала
Наиболее распространенными методами нанесения порошковых красок являются : трибо- и электростатический методы напыления порошков, с последующим оплавлением и отверждением тонкого слоя осевшего порошка при температуре от 120 до 200° С в течение 15-40 минут.
Оба этих способа имеют свои недостатки и достоинства:
| Достоинства |
Недостатки |
| Электростатический способ |
Возможность нанесения любых порошковых материалов;
высокая производительность;
высокая степень осаждения;.
неподверженность влиянию влажности окружающего воздуха |
Повышенная стоимость установки из-за наличия высоковольтной аппаратуры;
потребность в источнике питания;
трудность прокрашивания изделий с глухими отверстиями и углублениями |
| Трибостатический способ |
Хорошее прокрашивание участков с глухими отверстиями и углублениями;
равномерность осаждения порошка на выступающих и вогнутых участках;
отсутствие обратной ионизации; невысокая стоимость установки |
Необходимость подготовки воздуха (кондиционирования);
введение антистатических добавок в гибридные и полиэфирные краски;
пониженная производительность. |
Рис. 1.Электростатическое (а) и трибостатическое (б) распыление порошковых красок (схема движения частиц):
1 - заряженные частицы; 2 - незаряженные частицы; 3 - заземленное изделие; 4 - силовые линии;
5 - направление потока воздуха;
6 - отрицательные ионы кислорода; 7 - электрод; 8 - генератор высокого напряжения; 9, 10 - исходные и заряженные частицы порошка
Следует обратить внимание, что указанную в паспорте на краску температуру отверждения должна иметь поверхность изделия и при этой температуре необходимо выдержать изделие указанное время с целью полного завершения процесса полимеризации и формирования покрытия с требуемыми физико-механическими свойствами.
Режимы формирования покрытия
Так как температура поверхности зависит от многих факторов: металлоемкость, способ нагрева, конструкция печи, всегда необходимо добавлять ко времени отверждения порошковой краски время, необходимое для нагрева изделия до температуры отверждения.
В настоящее время в практике нанесения порошковых красок уделяется большое внимание безопасному проведению окрасочных работ и созданию нормальных условий труда обслуживающего персонала. Это обусловлено тем, что порошковые композиции являются пожаро- и взрывоопасными пылями. Однако, для воспламенения воздушной смеси порошка требуется энергии в 50-100 раз больше, чем для воспламенения паров растворителей традиционных органоразбавляемых ЛКМ. Практика эксплуатации окрасочых цехов порошковых красок показывает, что категория таких производств на класс ниже, чем традиционных ЛКМ. По ISO 8130-4 предел взрывоопасности для порошковых красок составляет от 35 до 90 г/м3. ПДК в рабочей зоне не должна превышать 5 мг/м3.
|
