Внешний вид металлической поверхности, подвергнутой порошковой окраске, отличается от ожидаемого: абсолютная ровность слоя, равномерность по толщине и повышенная сцепляемость. При некоторой сложности технологии достигаемый результат такой антикоррозионной обработки успешно конкурирует с анодированием, цинкованием и прочими методами поверхностной защиты металла.
- Метод порошкового окрашивания и подготовка исходной поверхности
- Как происходит окраска?
- Порошковое окрашивание своими руками
Метод порошкового окрашивания и подготовка исходной поверхности
Окраска металла порошком представляет собой процесс напыления полимерсодержащего красителя с последующей высокотемпературной обработкой поверхности. При этом исходный компонент – порошок – является смесью мелких фракций органических смол, красящих пигментов и отвердителей. Процесс требует соответствующего технического оснащения, поэтому все стойкие порошковые покрытия получаются обычно в промышленных условиях. Однако простейшие операции по нанесению порошковой краски на металлические поверхности можно выполнить и в домашних условиях. Потребуются наличие собственной мастерской или гаража, а также некоторые финансовые вложения для приобретения оборудования.
Требования к поверхности перед порошковой покраской
Основой высококачественного поверхностного покрытия является, как и при любом ином способе окраски, тщательная подготовка поверхности. Порошковая краска потребует полного отсутствия жировых пятен или налётов ржавчины. Это связано с последующей полимеризацией нанесенного покрытия, сцепление которого с металлом при наличии указанных веществ будет неудовлетворительным.
Очистка исходной поверхности происходит в следующей последовательности:
- Удаление жировых плёнок погружением обрабатываемого изделия в любой органический растворитель.
- Механическая или химическая очистка поверхности от участков с оксидной плёнкой.
- Фосфатирование или оксалатирование.
- Пассивирование (опционально, при особо высоких требованиях к антикоррозионным показателям готового изделия) в хромсодержащих средах.
- Промывка горячей, а затем холодной водой.
- Сушка: может быть естественной, а можно использовать сушильные шкафы.
Для очистки от ржавчины или окалины допустимы как механические способы (крацевание, пескоструйная обработка), так и химические/электрохимические. При выборе механической очистки следует применять варианты, в наименьшей степени влияющие на качество подготовленной поверхности, поскольку толщина последующего покрытия не всегда оказывается достаточной, чтобы скрыть микроцарапины или лунки. С экологической точки зрения лучше всего электрохимическая очистка, когда изделие погружают в раствор трёххлористого железа и обрабатывают токами плотностью 15…20 мА/см2.
Подготовка поверхности под порошковую краску. Красим порошковой краской в гараже.
Если предпочтение отдаётся всё же химическому травлению в кислотах, то необходимо позаботиться о надлежащей вентиляции помещения, а персоналу — работать в индивидуальных средствах защиты. Используется высококонцентрированная соляная или ортофосфорная кислота (очистка в серной кислоте приводит к насыщению поверхности металла хрупкими гидридами, поэтому изделие приходится выдерживать на воздухе в течение суток).
Нанесение на очищенную поверхность тонкого слоя солей фосфорной (для чёрных металлов) или щавелевой (для легированных сталей и цветных сплавов) кислот – этап, не обязательный, но существенный с точки зрения последующей эксплуатационной стойкости изделия. В результате повышается в несколько раз коррозионная стойкость конструкции, и увеличивается последующая адгезия порошковой краски к поверхности.
Как происходит окраска?
Порошковая окраска металлоизделий выполняется исключительно механизированными инструментами – промышленными пульверизаторами. Метод распыления гарантирует не только равномерность нанесения краски, но и дополнительную стойкость против коррозии, поскольку при этом исключается неравномерность наносимого таким способом покрытия. Порошковое окрашивание металлоконструкций выполняют в два этапа: вначале производится грунтовка, целью которой является, с одной стороны, снижение расхода краски, а с другой – образование плёнки, увеличивающей сцепление краски с металлом. Только потом выполняется окраска.
Грунтовка может быть двух видов:
- Пассивная (применяется для цветных сплавов, а также для стальных изделий, не эксплуатируемых в жёстких условиях). Для такой грунтовки используют эпоксидные композиции;
- Активная, при которой в состав грунта дополнительно вводят соединения цинка. Применяется при круглогодичной эксплуатации металлоконструкций на открытом воздухе.
После грунтовки изделие следует высушить в естественных условиях.
Для порошковой окраски деталь помещают в специальную герметизированную камеру, где и выполняется напыление краски. Наличие камеры обеспечивает улавливание тех мелкодисперсных частиц красителя, которые не осели на поверхность, с последующей их утилизацией. Для этого камеры снабжают соответствующими фильтрами и эффективной системой вытяжной вентиляции. Для больших объёмов применения порошковой краски используются автоматические камеры проходного типа, более компактные тупиковые камеры производят порошковое окрашивание металлоконструкций небольших размеров.
Метод распыления использует эффект электростатического притяжения частиц красящего порошка к поверхности металла. С этой целью изделие заземляют, а красящий состав под высоким давлением подают на поверхность. Возникающие силы взаимодействия и трения обеспечивают надёжное прилипание красящего состава к металлу.
После окраски изделие помещают в печь, где окрашенный слой расплавляется. В результате полимерная краска становится более однородной по высоте слоя, а также приобретает характерный внешний вид: в зависимости от температуры полимеризации поверхность может быть матовой или глянцевой. Матовая поверхность формируется при температурах более 180…2000С, глянцевая – при меньших температурах. После полимеризации готовое изделие высушивают на воздухе.
Порошковое окрашивание своими руками
Как красить порошковой краской в домашних условиях – подобным вопросом задаются многие. Конечно, монолитное покрытие заводского качества здесь получить сложно, но небольшие изделия вполне доступны для такой окраски.
При соблюдении тех же стадий окрашивания, потребуются:
- Наличие закрытого помещения, оборудованного системой принудительной приточно-вытяжной вентиляции.
- Качественный пневмопистолет, который при работе способен создать давление распыления не менее 4…5 атм. (можно приспособить фен с нужными характеристиками).
- Сушильный шкаф, размеры и создаваемая температура в котором соответствуют требованиям полноценной полимеризации наносимого красящего состава.
- Эффективные индивидуальные средства защиты (респиратор).
Перед работой помещение тщательно очищают от пыли, используя мощный пылесос, а само окрашивание ведут при включённой вентиляции. Улучшению качества покрытия будет способствовать предварительная электризация поверхности. Для этого можно использовать простейшие конструкции электростатических генераторов.
Источник: oporamet.ru
Как нанести полимерное покрытие на металл?
Порошковая окраска — технология получения полимерных покрытий с высокими защитными и декоративными свойствами. Окраска изделий порошковыми красками — современная экономичная технология, позволяющая получить качественное и долговечное покрытие на металле с отличными эксплуатационными характеристиками.
Полимерно-порошковое окрашивание было разработано в 1950-х гг. в США. В то время только лишь начинало формироваться автомобильное производство, которое одним из немногих имело честь протестировать новейший вид покраски. С тех пор прошло уже более 60 лет, и каждый человек может пользоваться порошково-полимерным покрытием металла каждый день, в том числе и у себя на кухне.
Сегодня же по объему выпуска термоактивных порошковых ЛКМ лидирует не кто иной как Европа. В России обстановка несколько иная, потому как серийное производство подобный продукции началось только лишь с 1975 года. Теперь полимерно-порошковое окрашивание становится необычайно популярным, проникая во многие слои, раньше занятые традиционными лакокрасочными покрытиями. Метод порошкового окрашивания является популярной альтернативой нанесению жидких лакокрасочных материалов для деталей, допускающих термообработку. Чаще всего слой порошково-полимерного состава на изделии составляет 0,3мм.
Порошковые краски — это твердые дисперсные композиции, в состав которых входят пленкообразующие смолы, отвердители, наполнители, пигменты и целевые добавки. Получают порошковые краски главным образом смешением компонентов в расплаве с последующим измельчением сплава до максимального размера частиц.
Процесс создания полимерно-порошкового покрытия представляет собой окраску поверхности полиэфирным многокомпонентным порошком. Краска наносится на металл методом электролиза. После напыления покрытие формируется в специальной печи при Т=200 С. Результат вплавления краски обеспечивает защиту от механических повреждений.
Порошковые краски своей популярностью обязаны отсутствию растворителей и содержанию веществ, гарантирующих непроницаемое для солей, кислот и влаги тонкослойное покрытие. При этом оно отвечает высоким стандартам качества, является абразивостойким и высокопрочным.
Повышенная устойчивость к механическим повреждениям гарантирует сохранность внешнего вида на протяжении всего срока службы окрашенного полимерно-порошковым покрытием металла.
Основное достоинство метода полимерно-порошкового окрашивания заключается в антикоррозийной защите металла. И получаемое покрытие обладает повышенной жаростойкостью, электроизоляционными свойствами, долговечностью, прочностью, экологичностью, сохраняет первоначальный колер и соответствует Европейским стандартам.
Что такое порошковая покраска
Сухую отделку поверхностей при помощи порошков начали использовать в США более полувека назад, и со временем эта методика быстро распространилась практически по всем странам мира. Эта технология покраски стала очень популярной благодаря множеству преимуществ. Поверхности, обработанные красками, обретают повышенную прочность и долговечность, а также привлекательный внешний вид. Также данные полимерные покрытия могут иметь безграничную цветовую гамму.
Суть метода полимерно-порошковой окраски
На очищенный обрабатываемый предмет 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.
Не осевшие на продукции частицы порошковой краски улавливаются в окрасочной камере напыления и могут быть использованы для повторного напыления, что исключается при использовании обычных жидких красок. Потом изделие с нанесенной порошковой краской переносится в камеру полимеризации для «запекания» краски. В процессе формирования покрытия из нанесенного порошкового слоя создается монолитное качественное покрытие на поверхности изделия.
Процедура формирования покрытия осуществляется посредством 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 пленка. Оплавление порошковых красок делится на три стадии: порошок оплавляется и переходит в вязко-текучее состояние; образуется единый слой из оплавленных частиц порошка; окрашиваемая поверхность смачивается расплавленным полимером, благодаря чему и формируется полимерно-порошковое покрытие.
Порошковая окраска: преимущества и недостатки
Порошковая окраска металлических поверхностей имеет массу преимуществ. Основными из них является прочность, экономичность и экологичность покрытий. Данная технология исключает использование огнеопасных и токсичных жидких растворителей, поэтому такие краски являются безопасными. Отсутствие в составе растворителей снижает стоимость наносимой краски.
При этом существует огромный выбор цветовых решений и текстур формируемых полимерных покрытий. Эта методика даёт возможность выбрать любой оттенок поверхности (золотистые, серебристые, бронзовые, гранитные и др.). Также можно получить поверхность с любой степенью глянца и рельефной фактуры. Порошковая краска поставляется в готовом виде, поэтому исключается необходимость колеровки и контроля вязкости. Благодаря этому технология окраски отличается экономичностью, стойкостью, прочностью, долговечностью и отличным качеством полимера.
Этот метод позволяет получать ударопрочные антикоррозийные покрытия, которые выдерживают широкий диапазон температур (от -60 до +150 °С) и обладают максимальной электроизоляцией. На качество покрытия также не влияют резкие температурные перепады.
Экономические преимущества
- метод обработки является практически безотходным – на поверхность наносится от 96-99% порошка;
- избыточная краска, которая не осела на окрашиваемую поверхность при распылении, может использоваться повторно;
- технология является высокоавтоматизированной, благодаря чему обеспечивается лёгкость обучения мастеров;
- отсутствие растворителей исключает необходимость их испарения и удаления паров.
Экологические преимущества
- в составе отсутствуют вредные органические соединения;
- распыление является экологически чистым и безопасным;
- обеспечивается минимальная опасность возгорания;
- при нанесении не выделяются химические запахи;
- улучшаются санитарно-гигиенические условия труда;
- при полимеризации выделяется минимальное количество летучих веществ, которое в разы меньше предельно допустимых норм.
Основные преимущества
Также можно выделить следующие преимущества порошковой покраски изделий:
- получение покрытий с отличными декоративными и физико-химическими свойствами, которые недостижимы при традиционной окраске жидкими веществами;
- повышенное качество и прочность полимерного слоя;
- нет необходимости грунтовать поверхность изделий;
- благодаря 100%-ному содержанию сухого порошка краска наносится в один слой;
- полученные полимерные покрытия отличаются минимальной пористостью, благодаря чему обеспечиваются улучшенные антикоррозийные и ударопрочные свойства;
- порошковые краски затвердевают в разы быстрее, чем жидкие лакокрасочные вещества (максимум 30 минут);
- благодаря повышенной прочности полимерного покрытия повреждения окрашенных деталей и конструкций при транспортировке сведены к нулю, при этом нет необходимости специально упаковывать изделия.
Недостатки
Несмотря на многочисленные преимущества, технология порошковой покраски имеет несколько незначительных минусов:
- невозможность осуществлять колеровку – можно наносить только порошковые краски от производителя;
- невозможность устранять локальные дефекты покрытий – в данном случае нужно красить всю площадь поверхности;
- возможность обработки изделий только из термостойкого материала (металл, стекло, камень), которые способны выдерживать температуру до 200 °С;
- габариты окрашиваемых деталей ограничиваются размером камер полимеризационных печей.
Характеристики полимерно-порошкового покрытия
• толщина покрытия 60…80мкм; • высокая устойчивость к ультрафиолетовому излучению; • минимальный радиус изгиба — 1T; • возможность окраски в любой цвет. • повышенная устойчивость к механическим повреждениям, что гарантирует сохранность внешнего вида на протяжении всего срока службы окрашенного металла. • повышенная прочность на удар, изгиб, истераемость • высокая адгезия с окрашиваемой поверхностью • высокая антикоррозионная стойкость к воздействию влаги, растворов щелочей и кислот, органических растворителей • широкий рабочим диапазоном от -60 град. С до +150 град. С • непревзойденные эстетические характеристики: повышенная толщина полимерного покрытия позволяет маскировать незначительные дефекты поверхности. Кроме того, у полимерной краски существуют множество поверхностных эффектов, которые позволяют добиваться безупречного внешнего вида готовых изделий без утомительной и долгой подготовки.
Порошково-полимерное покрытие устойчиво к атмосферной коррозии и может уверенно эксплуатироваться в условиях:
• промышленной атмосфере средней агрессивности сроком до 30 лет; • слабоагрессивной атмосферы сроком до 45 лет; • приморской городской атмосферы средней агрессивности сроком до 15 лет.
Порошково-полимерное покрытие успешно проходит коррозийные испытания в соответствии с ГОСТ 9.308-85 в камере влажности (имитация слабоагрессивной атмосферы при относительной влажности 98 % и температуре в камере 40 оС), в камере сернистого газа (имитация промышленной атмосферы средней агрессивности при относительной влажности 98 %, температуре в камере 40 оС и воздействии SO2 концентрация – 0,75 г/м3) и в камере соляного тумана (имитация приморской атмосферы (периодическое распыление 3%-ного раствора NаCl при относительной влажности 98% и температуре в камере 40 оС).
Также определена адгезия покрытия методом решетчатого надреза по ГОСТ 15140 «Материалы лакокрасочные. Определение адгезии», в результате чего выявлены нулевые показатели отслаивания покрытия до и после испытаний в агрессивной среде. После выдержки в камерах сернистого газа и соляного тумана повреждений в слоях лакокрасочного покрытия не выявлено.
Исследования внешнего состояния поверхности деталей во время и после испытаний проводились визуально и методом оптической фрактографии с использованием бинокулярного микроскопа в соответствии с ГОСТ 9.407-84 «ЕСЗКС. Покрытия лакокрасочные. Методы оценки внешнего вида».
Области применения полимерно-порошковой покраски
Список изделий, которые могут быть окрашены порошковыми красками, в достаточной мере широк. Существуют отрасли промышленности, где особенно быстро растут темпы потребления порошковых красок. Примером могут служить полимерно-порошковые покрытия внутренней поверхности труб для буровых нефтяных скважин и перекачивания нефти, функционирующие в условиях, где такие факторы, как повышенное давление, высокие температуры и наличие вызывающих коррозию сред, способны оказывать разрушающее влияние почти что на все, за исключением полимерного покрытия.
Где применятся метод полимерно-порошковой покраски: • 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 а также: оконные профили, кровельные материалы, лестничные ограждения, фасадные элементы, мебельная фурнитура, офисная и садовая мебель, колесные диски и оборудование для станков, бытовая техника, радиаторы, холодильники, складское и торговое оснащение, спортинвентарь, приборостроение и прочее.
Процесс покраски
Мастер убережет от неудачного результата и растраты красящего вещества. Значительную роль здесь играют навыки и опыт. Наемный работник знает нюансы покраски металлов и избежит ошибок. Процесс полимерного окрашивания металла включает в себя два основных этапа: покраску и полимеризацию.
Обратите внимание на: Чем красить оцинкованный металл: обзор красок и их характеристики
Этап покраски
Поверхность подвешивают на специальные крюки, к которым подключают цепь постоянного тока «Масса». Минусовый кабель соединяет вывод электрического элемента и поверхность (в большинстве случаев – корпус окрашиваемого изделия). Положительный кабель проводят к источнику питания. Использование провода объясняется тем, что он позволяет «уменьшить» массу вещи.
В случае с большими изделиями, как вышка, о подвешивании речь не идет. Но и тут существуют рекомендации: природные факторы влияют на покрытие конструкций на открытом воздухе. Не нужно красить поверхности в жаркую солнечную погоду. Покрытие частично отслоится. Из-за эффекта «лоскутов» придется начинать работу снова.
При этом предстоит трудоемкий процесс удаления слоя. Во время возможного выпадения росы сцепление между краской и металлом нарушится. Только после соблюдения этих процедур начинается полимерная покраска металла. Спешка недопустима, иначе пленка распределится неравномерно. Средство должно быть нанесено за раз в один слой.
Дожидаться высыхания смеси не нужно, можно сразу переходить к полимеризации.
Покраска металла
Этап полимеризации
Полимеризация – поступательное нагревание металлоизделия (до 200 градусов) в течение часа в специальной печи. На этом этапе важно регулировать температуру и время в зависимости от прогреваемой поверхности, поскольку происходит спекание покрытия. Обращать внимание следует как на конечную температуру в камере, так и на скорость ее возрастания. Тогда краска по металлу удастся, вещество равномерно заполнит всю его поверхность, включая труднодоступные места.
Бокс для полимеризации
Первая полимеризация
Первый слой называется грунтом. Изделие отправляется на прогревание, как только его наносят. После первой полимеризации печь должна сама остыть до 100 градусов, на это может понадобиться несколько часов. Нельзя заглядывать в камеру, пытаться воздействовать на температуру внутри нее: отделка может потрескаться.
Обратите внимание на: Акриловые краски для окрашивания металла
Вторая полимеризация
Второй слой называется краской. Он наносится после остывания металлоизделия, затем поверхность снова подвергается полимеризации. Процедура ничем не отличается от первого нагревания. Точно так же изделие нельзя проверять в печи или пытаться остудить. Существует и третий слой – лаковое покрытие.
Оно является декоративным элементом и используется не всегда, в основном – для автомобилей. При его использовании точно также необходимо подвергнуть изделие процессу полимеризации и дать самостоятельно остыть.
Преимущества и отличия полимерных порошковых покрытий от традиционных красок
Порошково-полимерное окрашивание отличается:
• высокой скоростью окрашивания; • отсутствием обязательного второго окрашивания и предварительного грунтования; • экономичностью покраски; • широким диапазоном толщины покрытия и высокой адгезией; • краска не оставляет потеков на вертикальных поверхностях; • выделяется устойчивостью к изгибам и ударам; • устойчиво к коррозии и истиранию; • проявляет высокую сопротивляемость атмосферным явлениям и химии; • устойчиво к перепадам температур; • открывает возможности для создания покрытий, которые обладают современными электроизоляционными, химическими, физико-механическими и защитно-декоративными свойствами; • декоративностью покраски; • экологичностью покрытия, потому как токсичные и огнеопасные растворители отсутствуют, что устраняет проблему техники безопасности и охраны окружающей среды.
Министерство Здравоохранения сертифицировало порошковые краски, потому порошково-полимерное покрытие становится особенно привлекательным и используется в производстве медицинской и пищевой техники, бытовых приборов.
Характеристики и область применения
Вне зависимости от консистенции смеси, она обладает несколькими важными параметрами. Свойства полимерной краски для металла:
- Сцепление с материалом на молекулярном уровне.
- Формоизменение при повреждении материала.
- Устойчивость к воде, защита металла от коррозии (можно красить даже лодки).
- Устойчивость к открытому огню (можно красить мангалы или печные котлы), перепадам температуры.
- Неизменность цвета (он не выгорает, не стирается) при соприкосновении с солнечными лучами.
- Переносимость химических растворителей (щелочи, кислот).
Обратите внимание на: Водоэмульсионная акриловая краска
Полимерная окраска имеет бытовые преимущества: экономичность (при верном использовании средства), широкий выбор красящих веществ. Минусы тоже есть: сложность удаления и покрытия самостоятельно. Нужно дорогое оборудование. Для нанесения жидкого средства дополнительные дорогие приборы не нужны, зато требуются навыки окрашивания. Мастер решает проблему наличием опыта.
Сама краска доступна по неплохой цене, но оборудование требует больших вложений, а без него ни о какой экономичности речь не идет. Человек, взявшийся за отделку металлоизделия без определенных навыков, впустую потратит вещество. Область применения средств бывает внешней и внутренней.
Для наружного использования (например, для фасада дома или мебели) пригодны полиэфирные или полиуретановые средства. Для внутреннего использования (в основном – для бытовой техники) – эпоксидные, акриловые или полиэфирные средства в сухом виде. Полиэфиры часто используют для покраски кузова машины. Это интересно: выбор антикоррозийной краски.
Широкий выбор цветов
Источник: spark-welding.ru
Подготовка поверхности перед порошковой окраской
Агрегат химической подготовки поверхности перед порошковой окраской (АХПП) — очень важный и необходимый узел в технологической цепочке для комплексных покрасочных линий. АХПП является первым агрегатом в технологической цепочке покрасочной линии.
Изделия перед напылением порошковой краски (впрочем как и перед распылением лкм) необходимо определённым способом подготовить к покраске — очистить его от загрязнений и нанести на его поверхность защитные слои улучшающие адгезию краски с поверхностью металла.
В зависимости от конфигурации изделия и автоматизации линии окраски предварительная подготовка хим. растворами и промывочной водой осуществляется (струйным) душевым или погружным методом (окунием).
В общем случае агрегат химической подготовки поверхности под покраску оснащён химическими стадиями (обезжиривание/фосфатирование/травление/конверсия) и промывочными стадиями (техническая или Demi вода).
После промывок изделие необходимо высушить в печи сушки горячим воздухом перед нанесением порошковой краски
Источник: rpe.ru