О порошковых красках и порошковом окрашивании
В настоящее время в мире все большую популярность получают технологии порошкового окрашивания. Так, в 1996 г. мировой выпуск порошковых красок превысил 600 тыс. т. В среднем ежегодный прирост мирового производства этой продукции в среднем составляет около 10%.
Порошковые лакокрасочные материалы начали применяться в начале 50-х гг. в США, и с тех пор потребность в этих материалах постоянно возрастает.
За 40 лет порошковые краски (ПК) широко внедрились во все сферы жизни. Ими отделывают различные части зданий и сооружений (в первую очередь - металлоконструкции), оборудование для вентиляции и кондиционирования, электроинструмент, буровой инструмент, строительные и дорожные машины, насосы для перекачивания всех видов жидкостей, в том числе и высокоагрессивных, различные трубопроводы, а также малые архитектурные формы.
Обосновывая целесообразность перехода на порошковую технологию окрашивания, отмечают следующие преимущества ПК по сравнению с традиционными лакокрасочными материалами.
Во-первых, применение ПК открывает возможность получения покрытий, обладающих высокими физико-механическими, химическими, электроизоляционными, защитно-декоративными свойствами при наличии широкой цветовой гаммы, не менее широкой гаммы структурирования поверхностей, а также различных степеней блеска покрытий. Это и возможность получения покрывных и транспарентных лаков различных цветов.
Во-вторых, процесс формирования покрытия позволяет достигнуть большой толщины его при однократном нанесении ПК (есть возможность варьировать толщину покрытия от 40 до 500 мкм).
В-третьих, с ПК безопасно работать, кроме того, их безопасно хранить (отсутствие риска возгорания и низкая токсичность.
В-четвертых, загрязнение окружающей среды при применении ПК практически отсутствует, поскольку при отверждении покрытия в атмосферу переходит менее 1% летучих продуктов. Современная система рекуперации ПК позволяет легко избежать выбросов неиспользованного порошка из окрасочной камеры.
В-пятых, перед нанесением ПК не требуется выполнение подготовительных операций (размешивание, подгонка вязкости, введение добавок). Это обстоятельство плюс легкость зачистки оборудования при переходе от марки к марке, от цвета к цвету, снижение расходных норм на единицу площади окрашиваемой поверхности и возможность повторного использования ПК, не осевшей на окрашиваемое изделие, позволяет говорить о данном отделочном материале как о весьма технологичном.
В-шестых, технология получения порошкового покрытия обеспечивает экономию материалов (ПК используются на 93-97%), энергии (используемый объем воздуха обновляется два раза в час вместо 15 раз в час при традиционных методах окраски), производственных плошадей (уменьшение на 30%) и затрат труда (уменьшение на 40-50%).
Что представляют собой порошковые краски
Порошковые краски - это твердые дисперсные композиции, в состав которых входят пленкообразователи (смолы), отвердители, наполнители, пигменты и целевые добавки. Независимо от состава готовая порошковая композиция должна представлять собой сыпучий дисперсный порошок и обладать однородностью, физической и химической стабильностью и неизменностью состава при хранении и использовании. Качество приготовления композиции во многом предопределяет внешний вид и свойства покрытий.
Получают ПК преимущественно смешиванием составляющих в расплаве с последующим измельчением сплава до максимального размера частиц, как правило, 100 мкм.
Готовую ПК наносят на изделия из стали, алюминия, цветных металлов, стекла, керамики, древесины, пластмассы и силикатных материалов в электростатическом поле.
Наибольшее применение нашли ПК на основе термоотверждаемых пленкообразователей. Первоначально это были эпоксидные, полиэфирные и акриловые ПК. Позднее были разработаны эпоксиполиэфирные (или гибридные), а также полиуретановые и полиэфирные, отверждаемые триглицидилизоциануратом (ТГИЦ).
Для выбора ПК часто оказывается решающей температура отверждения покрытия.
Это имеет значение особенно при использовании ее для термостойких пластмасс или древесины. Но прежде всего важно, какими свойствами должно обладать покрытие, каково его назначение и в каких условиях оно будет эксплуатироваться.
Эпоксидные порошковые краски
Основное достоинство эпоксидных порошковых красок- оптимальное сочетание хороших физико-механических и электроизоляционных свойств. Покрытия на их основе отличаются исключительно высокой адгезией, механической прочностью и химической стойкостью. Их можно применять на изделия из разных металлов без предварительного грунтования поверхности. В свою очередь их можно наносить в качестве грунта под жидкие и порошковые лакокрасочные материалы. Если при использовании эпоксидного порошкового покрытия требуется повышенная противокоррозионная стойкость, рекомендуется черные металлы и оцинкованную сталь фосфатировать, а алюминий и его сплавы хроматировать.
Хорошая стойкость к щелочам и кислотам, алифатическим и ароматическим углеводородам, маслам, топливу, воде позволяют использовать эпоксидные ПК для наружной и внутренней защиты магистральных трубопроводов. Используя эпоксиды, можно получить покрытия толщиной до 500 мкм с одинаково хорошими твердостью, эластичностью и ударной прочностью, Традиционными потребителями эпоксидных порошков являются электротехника и радиотехника, где эти покрытия заменяют многие виды сложной электроизоляции.
Существенным недостатком эпоксидных покрытий является их ограниченная атмосферостойкость (меление при эксплуатации на открытых площадках) и склонность к пожелтению из-за перегрева в печи отверждения, особенно если печь обогревается газом.
Эпоксиполиэфирные порошковые краски
Если к порошковому покрытию не предъявляются повышенные антикоррозионные требования и (или) не требуется устойчивость к действию растворителей, эпоксидные порошки заменяют эпоксиполиэфирами (применяется сочетание эпоксидной и полиэфирной смол), которые получили название гибридных порошков.
При появлении гибридных порошков потребителей больше привлекала их низкая цена, но впоследствии расширение сбыта этих порошков было обусловлено технологическими преимуществами (например, получаемые покрытия стойки к перегреву при отверждении), тем, что их механические свойства покрытий являются улучшенными, химическая стойкость - повышенной, а также тем, что снижена чувствительность к ультрафиолетовому излучению (это свойственно композициям с небольшим содержанием эпоксиингредиентов). Применение эпоксиполиэфиров с различным соотношением содержания эпоксидов и полиэфиров позволяет широко использовать их для отделки различных металлических поверхностей, в частности, осветительного и электрооборудования. Большим спросом эпоксиполиэфиры пользуются благодаря высоким декоративным качествам покрытий, получаемых на их основе. Современная технология получения порошковых красок позволила не только расширить цветовую гамму покрытий, но и добиваться различной фактуры покрытия.
Особое положение занимают так называемые покрывные лаки, используемые для защиты цветных металлов (бронза, медь, латунь) и тонкого слоя металла вакуумного напыления от окисления, позволяющие выигрышно оттенить поверхность.
Полиэфирные порошковые краски
Несмотря на широкое применение полиэфиров в производстве лакокрасочных материалов, разработку порошковых полиэфирных красок сильно сдерживало отсутствие промышленного выпуска твердых полиэфиров. Эти материалы появились только в середине 60-х гг. В 1975 г. на их долю в мировом производстве приходилось около 15-20% общего объема выпуска термоотверждаемых порошковых красок.
Полиэфирные порошковые краски обычно подразделяют на несколько групп. Прежде всего, это широко распространенные полиэфиры, отверждаемые триглицидилизоциануратом (ТГИЦ).
В течение многих лет проводились разработки по улучшению только таких ПК, несмотря на повышенную токсичность как летучих веществ, выделяющихся при отверждении, так и самих покрытий по сравнению с описанными выше эпоксидами и эпоксиполиэфирами.
Однако в последнее время в связи с особым вниманием к проблемам экологии и безопасности применяемых материалов разработаны и стали производиться полиэфирные порошковые краски, обладающие всеми преимуществами первых при меньшей токсичности. Покрытия на их основе допускаются к контакту с пищевыми продуктами, могут применяться для окраски детских игрушек и мебели, при их отверждении не выделяются особо вредные вещества. При этом стоимость ПК и соответственно себестоимость окраски единицы площади возрастают незначительно.
Полиэфирные покрытия отличаются прежде всего атмосферостойкостью, механической прочностью и повышенной стойкостью к истиранию. По атмосферостойкости покрытий полиэфирные краски не уступают никакому другому порошковому материалу Диэлектрические показатели близки к показателям эпоксидных покрытий. Однако щелочестойкость полиэфирных покрытий низка.
Обычно используют покрытия толщиной 60-120 мкм. Они обладают высоким глянцем и хорошей адгезией к металлам, в том числе и к легким сплавам.
К полиэфирным ПК относят также так называемые полиуретаны, отверждаемые блокированным изоцианатом и отличающиеся рядом особенностей.
Основной недостаток первых полиуретанов - наличие большого количества летучих соединений, выделяющихся в процессе отверждения покрытия, что, как правило, приводило к появлению дефектов покрытия (образование кратеров, а при большой толщине слоя - и пористости). Максимальная толщина покрытия не превышала 100 мкм. Однако потребителей полиуретанов привлекала исключительная твердость, химическая стойкость, блеск и поверхностная текстура этих покрытий. Разработки последних лет в области создания новых изоцианатов позволили не только исключить эти недостатки, но и добиться того, что современные полиуретаны сопоставимы по атмосферостойкости с полиэфирами, содержащими ТГИЦ.
Полиуретановые покрытия характеризуются устойчивым блеском, обладают водо- и атмосферостойкостью, стойкостью к воздействию жидкого топлива, минеральных масел, растворителей.
Их применяют для защиты изделий, подвергающихся трению, абразивному износу, некоторых видов химического оборудования, емкостей для хранения жидких и газообразных химических веществ. Они также пригодны в качестве грунта при нанесении других порошковых красок (эпоксидных, полиакрилатовых).
Технология получения порошковых покрытий
Технология получения покрытия на основе порошковых красок аналогична технологии получения покрытий на основе жидких ЛКМ. Отличие заключается в отсутствии в составе ПК жидкой в нормальных условиях фазы, которую необходимо удалять или превращать в твердую, и, конечно, в самом физическом состоянии краски (твердое тело в виде тонко измельченного порошка, требующее для образования пленки покрытия на поверхности окрашиваемого изделия временного перевода в жидкое состояние).
В соответствии с этим в технологической цепочке процессов получения покрытия исключается процесс удаления жидкости при включении обязательной стадии термообработки при температуре выше температуры плавления материала ПК, что требует специальной конструкции оборудования для нанесения ПК. Методы подготовки поверхности перед нанесением остаются почти без изменений.
Таким образом, технологический процесс окраски изделия порошковым материалом состоит из следующих стадий.
Первая стадия представляет собой подготовку поверхности, включающую обезжиривание, удаление загрязнений и окислов, при необходимости и возможности - преобразование (конверсию) поверхности для повышения адгезии и защиты от коррозии (фосфатирование, хроматирование).
Вторая стадия состоит в нанесении слоя порошковой краски на окрашиваемую поверхность.
Третья стадия - это формирование пленки покрытия: оплавление, отверждение, охлаждение.
Подготовка поверхности
Это начальная стадия процесса получения покрытия, которая в значительной степени определяет коррозионную стойкость окрашенных изделий и соответственно долговечность покрытия. При нанесении ПК по плохо подготовленной (зажиренной, имеющей окалину, ржавчину) поверхности наблюдается быстрое отслаивание покрытия как на небольших участках, так и по всей поверхности. Наличие загрязнений на поверхности под слоем ПК может приводить к возникновению многочисленных очагов коррозии и последующему разрушению покрытия.
При эксплуатации изделий с нанесенным без конверсионного подслоя покрытием в жестких атмосферных условиях через пленку к подложке будут поступать влага, кислород, кислотные загрязнения. Их контакт с металлической поверхностью будет приводить к аналогичным результатам.
Из всего многообразия встречающихся загрязнений, подлежащих удалению с поверхности, можно выделить органические загрязнения (антикоррозионные смазки и смазочные масла, в состав которых входят минеральные масла, вазелин, нефтяной воск, парафины, жирные кислоты, канифоль, древесные смолы), неорганические загрязнения (нагары и окислы, образующиеся в результате операций предварительной обработки, окалина, ржавчина, металлическая стружка и другие крупные и мелкие неорганические частицы, смешанные со смазкой, остающейся после механической обработки), а также смешанные загрязнения (смазки, применяемые при обработке металлов давлением, специальные смазки и эмульсионные композиции, в состав которых входят различные пигменты в виде тонко измельченных порошков).
Поверхность изделий, подготовленных к окраске, не должна иметь заусенцев, острых кромок (радиусом менее 0,3 мм), сварочных брызг, наплывов пайки, прожогов, остатков флюса. Поверхность литых изделий не должна иметь неметаллических макровключений, пригаров, нарушений сплошности металлов в виде раковин, трещин, спаев, неровностей. Кроме того, данная поверхность должна быть сухой, обеспыленной, не загрязненной маслами или смазками, она не должна иметь окалины и следов ржавчины, а также налетов вторичной ржавчины, образующейся в процессе обработки изделий из черных металлов.
При удалении загрязнений с поверхности изделий особенно важен выбор наиболее эффективного метода обработки, а также составов, применяемых для этой цели. Методы эти определяются в зависимости от материала обрабатываемой поверхности, вида и степенью загрязнения, а также требованиями к условиям и срокам эксплуатации.
В зависимости от производственных условий, размеров изделий, их количества обработка поверхности химическими методами может производиться погружением изделий в ванну с раствором или подачей на них раствора под давлением через специальные форсунки (струйная обработка). В последнем случае эффективность обработки повышается, так как к физико-химическому воздействию на обрабатываемую поверхность добавляется механическое; при этом к поверхности непрерывно подается незагрязненный раствор.
Для обработки поверхности изделий перед нанесением ПК используют обезжиривание, удаление окисных пленок (абразивная очистка, травление), нанесение конверсионного слоя (фосфатирование, хроматирование, пассивирование). Первая операция является обязательной, остальные применяются в зависимости от конкретных условий и требований.
Обезжиривание - удаление с поверхности жировых загрязнений, следов пота, солей, шлама под воздействием специальных химических веществ (органических растворителей, щелочных водных и эмульсионных составов).
Обезжиривание органическими растворителями (уайт-спирит, нефрас 150/200, бензин БР-1 с антистатической добавкой) является наиболее простым методом.
В этом случае поверхность изделия протирается чистой ветошью или волосяными щетками, смоченными растворителем. Затем их протирают сухой чистой салфеткой или обдувают сжатым воздухом.
Вместо протирки (в зависимости от размеров изделий) можно использовать их промывку в двух-трех ваннах с налитым в них растворителем.
Применение растворителей характеризуется высокой скоростью их проникновения в загрязнения и удаления последних, быстрым испарением с изделий их избытка, нейтральным остатком на поверхности. К недостаткам их применения можно отнести относительно высокую стоимость, пожароопасность, токсичность, низкое качество очистки (после испарения растворителя на поверхности остаются следы загрязнений).
В области обезжиривания щелочными водными составами наибольшее распространение получили составы типа КМ, представляющие собой слабо- или среднещелочные бессиликатные моющие средства. Они состоят из смеси солей ортофосфорной, борной и других кислот с добавкой поверхностно-активных веществ, обеспечивающих стабильное моющее действие, пониженное пенообразование и уменьшенный расход моющих средств.Подготовил Сергей ЗОЛОТОВ
Продолжение следует
Порошковые лакокрасочные материалы начали применяться в начале 50-х гг. в США, и с тех пор потребность в этих материалах постоянно возрастает.
За 40 лет порошковые краски (ПК) широко внедрились во все сферы жизни. Ими отделывают различные части зданий и сооружений (в первую очередь - металлоконструкции), оборудование для вентиляции и кондиционирования, электроинструмент, буровой инструмент, строительные и дорожные машины, насосы для перекачивания всех видов жидкостей, в том числе и высокоагрессивных, различные трубопроводы, а также малые архитектурные формы.
Обосновывая целесообразность перехода на порошковую технологию окрашивания, отмечают следующие преимущества ПК по сравнению с традиционными лакокрасочными материалами.
Во-первых, применение ПК открывает возможность получения покрытий, обладающих высокими физико-механическими, химическими, электроизоляционными, защитно-декоративными свойствами при наличии широкой цветовой гаммы, не менее широкой гаммы структурирования поверхностей, а также различных степеней блеска покрытий. Это и возможность получения покрывных и транспарентных лаков различных цветов.
Во-вторых, процесс формирования покрытия позволяет достигнуть большой толщины его при однократном нанесении ПК (есть возможность варьировать толщину покрытия от 40 до 500 мкм).
В-третьих, с ПК безопасно работать, кроме того, их безопасно хранить (отсутствие риска возгорания и низкая токсичность.
В-четвертых, загрязнение окружающей среды при применении ПК практически отсутствует, поскольку при отверждении покрытия в атмосферу переходит менее 1% летучих продуктов. Современная система рекуперации ПК позволяет легко избежать выбросов неиспользованного порошка из окрасочной камеры.
В-пятых, перед нанесением ПК не требуется выполнение подготовительных операций (размешивание, подгонка вязкости, введение добавок). Это обстоятельство плюс легкость зачистки оборудования при переходе от марки к марке, от цвета к цвету, снижение расходных норм на единицу площади окрашиваемой поверхности и возможность повторного использования ПК, не осевшей на окрашиваемое изделие, позволяет говорить о данном отделочном материале как о весьма технологичном.
В-шестых, технология получения порошкового покрытия обеспечивает экономию материалов (ПК используются на 93-97%), энергии (используемый объем воздуха обновляется два раза в час вместо 15 раз в час при традиционных методах окраски), производственных плошадей (уменьшение на 30%) и затрат труда (уменьшение на 40-50%).
Что представляют собой порошковые краски
Порошковые краски - это твердые дисперсные композиции, в состав которых входят пленкообразователи (смолы), отвердители, наполнители, пигменты и целевые добавки. Независимо от состава готовая порошковая композиция должна представлять собой сыпучий дисперсный порошок и обладать однородностью, физической и химической стабильностью и неизменностью состава при хранении и использовании. Качество приготовления композиции во многом предопределяет внешний вид и свойства покрытий.
Получают ПК преимущественно смешиванием составляющих в расплаве с последующим измельчением сплава до максимального размера частиц, как правило, 100 мкм.
Готовую ПК наносят на изделия из стали, алюминия, цветных металлов, стекла, керамики, древесины, пластмассы и силикатных материалов в электростатическом поле.
Наибольшее применение нашли ПК на основе термоотверждаемых пленкообразователей. Первоначально это были эпоксидные, полиэфирные и акриловые ПК. Позднее были разработаны эпоксиполиэфирные (или гибридные), а также полиуретановые и полиэфирные, отверждаемые триглицидилизоциануратом (ТГИЦ).
Для выбора ПК часто оказывается решающей температура отверждения покрытия.
Это имеет значение особенно при использовании ее для термостойких пластмасс или древесины. Но прежде всего важно, какими свойствами должно обладать покрытие, каково его назначение и в каких условиях оно будет эксплуатироваться.
Эпоксидные порошковые краски
Основное достоинство эпоксидных порошковых красок- оптимальное сочетание хороших физико-механических и электроизоляционных свойств. Покрытия на их основе отличаются исключительно высокой адгезией, механической прочностью и химической стойкостью. Их можно применять на изделия из разных металлов без предварительного грунтования поверхности. В свою очередь их можно наносить в качестве грунта под жидкие и порошковые лакокрасочные материалы. Если при использовании эпоксидного порошкового покрытия требуется повышенная противокоррозионная стойкость, рекомендуется черные металлы и оцинкованную сталь фосфатировать, а алюминий и его сплавы хроматировать.
Хорошая стойкость к щелочам и кислотам, алифатическим и ароматическим углеводородам, маслам, топливу, воде позволяют использовать эпоксидные ПК для наружной и внутренней защиты магистральных трубопроводов. Используя эпоксиды, можно получить покрытия толщиной до 500 мкм с одинаково хорошими твердостью, эластичностью и ударной прочностью, Традиционными потребителями эпоксидных порошков являются электротехника и радиотехника, где эти покрытия заменяют многие виды сложной электроизоляции.
Существенным недостатком эпоксидных покрытий является их ограниченная атмосферостойкость (меление при эксплуатации на открытых площадках) и склонность к пожелтению из-за перегрева в печи отверждения, особенно если печь обогревается газом.
Эпоксиполиэфирные порошковые краски
Если к порошковому покрытию не предъявляются повышенные антикоррозионные требования и (или) не требуется устойчивость к действию растворителей, эпоксидные порошки заменяют эпоксиполиэфирами (применяется сочетание эпоксидной и полиэфирной смол), которые получили название гибридных порошков.
При появлении гибридных порошков потребителей больше привлекала их низкая цена, но впоследствии расширение сбыта этих порошков было обусловлено технологическими преимуществами (например, получаемые покрытия стойки к перегреву при отверждении), тем, что их механические свойства покрытий являются улучшенными, химическая стойкость - повышенной, а также тем, что снижена чувствительность к ультрафиолетовому излучению (это свойственно композициям с небольшим содержанием эпоксиингредиентов). Применение эпоксиполиэфиров с различным соотношением содержания эпоксидов и полиэфиров позволяет широко использовать их для отделки различных металлических поверхностей, в частности, осветительного и электрооборудования. Большим спросом эпоксиполиэфиры пользуются благодаря высоким декоративным качествам покрытий, получаемых на их основе. Современная технология получения порошковых красок позволила не только расширить цветовую гамму покрытий, но и добиваться различной фактуры покрытия.
Особое положение занимают так называемые покрывные лаки, используемые для защиты цветных металлов (бронза, медь, латунь) и тонкого слоя металла вакуумного напыления от окисления, позволяющие выигрышно оттенить поверхность.
Полиэфирные порошковые краски
Несмотря на широкое применение полиэфиров в производстве лакокрасочных материалов, разработку порошковых полиэфирных красок сильно сдерживало отсутствие промышленного выпуска твердых полиэфиров. Эти материалы появились только в середине 60-х гг. В 1975 г. на их долю в мировом производстве приходилось около 15-20% общего объема выпуска термоотверждаемых порошковых красок.
Полиэфирные порошковые краски обычно подразделяют на несколько групп. Прежде всего, это широко распространенные полиэфиры, отверждаемые триглицидилизоциануратом (ТГИЦ).
В течение многих лет проводились разработки по улучшению только таких ПК, несмотря на повышенную токсичность как летучих веществ, выделяющихся при отверждении, так и самих покрытий по сравнению с описанными выше эпоксидами и эпоксиполиэфирами.
Однако в последнее время в связи с особым вниманием к проблемам экологии и безопасности применяемых материалов разработаны и стали производиться полиэфирные порошковые краски, обладающие всеми преимуществами первых при меньшей токсичности. Покрытия на их основе допускаются к контакту с пищевыми продуктами, могут применяться для окраски детских игрушек и мебели, при их отверждении не выделяются особо вредные вещества. При этом стоимость ПК и соответственно себестоимость окраски единицы площади возрастают незначительно.
Полиэфирные покрытия отличаются прежде всего атмосферостойкостью, механической прочностью и повышенной стойкостью к истиранию. По атмосферостойкости покрытий полиэфирные краски не уступают никакому другому порошковому материалу Диэлектрические показатели близки к показателям эпоксидных покрытий. Однако щелочестойкость полиэфирных покрытий низка.
Обычно используют покрытия толщиной 60-120 мкм. Они обладают высоким глянцем и хорошей адгезией к металлам, в том числе и к легким сплавам.
К полиэфирным ПК относят также так называемые полиуретаны, отверждаемые блокированным изоцианатом и отличающиеся рядом особенностей.
Основной недостаток первых полиуретанов - наличие большого количества летучих соединений, выделяющихся в процессе отверждения покрытия, что, как правило, приводило к появлению дефектов покрытия (образование кратеров, а при большой толщине слоя - и пористости). Максимальная толщина покрытия не превышала 100 мкм. Однако потребителей полиуретанов привлекала исключительная твердость, химическая стойкость, блеск и поверхностная текстура этих покрытий. Разработки последних лет в области создания новых изоцианатов позволили не только исключить эти недостатки, но и добиться того, что современные полиуретаны сопоставимы по атмосферостойкости с полиэфирами, содержащими ТГИЦ.
Полиуретановые покрытия характеризуются устойчивым блеском, обладают водо- и атмосферостойкостью, стойкостью к воздействию жидкого топлива, минеральных масел, растворителей.
Их применяют для защиты изделий, подвергающихся трению, абразивному износу, некоторых видов химического оборудования, емкостей для хранения жидких и газообразных химических веществ. Они также пригодны в качестве грунта при нанесении других порошковых красок (эпоксидных, полиакрилатовых).
Технология получения порошковых покрытий
Технология получения покрытия на основе порошковых красок аналогична технологии получения покрытий на основе жидких ЛКМ. Отличие заключается в отсутствии в составе ПК жидкой в нормальных условиях фазы, которую необходимо удалять или превращать в твердую, и, конечно, в самом физическом состоянии краски (твердое тело в виде тонко измельченного порошка, требующее для образования пленки покрытия на поверхности окрашиваемого изделия временного перевода в жидкое состояние).
В соответствии с этим в технологической цепочке процессов получения покрытия исключается процесс удаления жидкости при включении обязательной стадии термообработки при температуре выше температуры плавления материала ПК, что требует специальной конструкции оборудования для нанесения ПК. Методы подготовки поверхности перед нанесением остаются почти без изменений.
Таким образом, технологический процесс окраски изделия порошковым материалом состоит из следующих стадий.
Первая стадия представляет собой подготовку поверхности, включающую обезжиривание, удаление загрязнений и окислов, при необходимости и возможности - преобразование (конверсию) поверхности для повышения адгезии и защиты от коррозии (фосфатирование, хроматирование).
Вторая стадия состоит в нанесении слоя порошковой краски на окрашиваемую поверхность.
Третья стадия - это формирование пленки покрытия: оплавление, отверждение, охлаждение.
Подготовка поверхности
Это начальная стадия процесса получения покрытия, которая в значительной степени определяет коррозионную стойкость окрашенных изделий и соответственно долговечность покрытия. При нанесении ПК по плохо подготовленной (зажиренной, имеющей окалину, ржавчину) поверхности наблюдается быстрое отслаивание покрытия как на небольших участках, так и по всей поверхности. Наличие загрязнений на поверхности под слоем ПК может приводить к возникновению многочисленных очагов коррозии и последующему разрушению покрытия.
При эксплуатации изделий с нанесенным без конверсионного подслоя покрытием в жестких атмосферных условиях через пленку к подложке будут поступать влага, кислород, кислотные загрязнения. Их контакт с металлической поверхностью будет приводить к аналогичным результатам.
Из всего многообразия встречающихся загрязнений, подлежащих удалению с поверхности, можно выделить органические загрязнения (антикоррозионные смазки и смазочные масла, в состав которых входят минеральные масла, вазелин, нефтяной воск, парафины, жирные кислоты, канифоль, древесные смолы), неорганические загрязнения (нагары и окислы, образующиеся в результате операций предварительной обработки, окалина, ржавчина, металлическая стружка и другие крупные и мелкие неорганические частицы, смешанные со смазкой, остающейся после механической обработки), а также смешанные загрязнения (смазки, применяемые при обработке металлов давлением, специальные смазки и эмульсионные композиции, в состав которых входят различные пигменты в виде тонко измельченных порошков).
Поверхность изделий, подготовленных к окраске, не должна иметь заусенцев, острых кромок (радиусом менее 0,3 мм), сварочных брызг, наплывов пайки, прожогов, остатков флюса. Поверхность литых изделий не должна иметь неметаллических макровключений, пригаров, нарушений сплошности металлов в виде раковин, трещин, спаев, неровностей. Кроме того, данная поверхность должна быть сухой, обеспыленной, не загрязненной маслами или смазками, она не должна иметь окалины и следов ржавчины, а также налетов вторичной ржавчины, образующейся в процессе обработки изделий из черных металлов.
При удалении загрязнений с поверхности изделий особенно важен выбор наиболее эффективного метода обработки, а также составов, применяемых для этой цели. Методы эти определяются в зависимости от материала обрабатываемой поверхности, вида и степенью загрязнения, а также требованиями к условиям и срокам эксплуатации.
В зависимости от производственных условий, размеров изделий, их количества обработка поверхности химическими методами может производиться погружением изделий в ванну с раствором или подачей на них раствора под давлением через специальные форсунки (струйная обработка). В последнем случае эффективность обработки повышается, так как к физико-химическому воздействию на обрабатываемую поверхность добавляется механическое; при этом к поверхности непрерывно подается незагрязненный раствор.
Для обработки поверхности изделий перед нанесением ПК используют обезжиривание, удаление окисных пленок (абразивная очистка, травление), нанесение конверсионного слоя (фосфатирование, хроматирование, пассивирование). Первая операция является обязательной, остальные применяются в зависимости от конкретных условий и требований.
Обезжиривание - удаление с поверхности жировых загрязнений, следов пота, солей, шлама под воздействием специальных химических веществ (органических растворителей, щелочных водных и эмульсионных составов).
Обезжиривание органическими растворителями (уайт-спирит, нефрас 150/200, бензин БР-1 с антистатической добавкой) является наиболее простым методом.
В этом случае поверхность изделия протирается чистой ветошью или волосяными щетками, смоченными растворителем. Затем их протирают сухой чистой салфеткой или обдувают сжатым воздухом.
Вместо протирки (в зависимости от размеров изделий) можно использовать их промывку в двух-трех ваннах с налитым в них растворителем.
Применение растворителей характеризуется высокой скоростью их проникновения в загрязнения и удаления последних, быстрым испарением с изделий их избытка, нейтральным остатком на поверхности. К недостаткам их применения можно отнести относительно высокую стоимость, пожароопасность, токсичность, низкое качество очистки (после испарения растворителя на поверхности остаются следы загрязнений).
В области обезжиривания щелочными водными составами наибольшее распространение получили составы типа КМ, представляющие собой слабо- или среднещелочные бессиликатные моющие средства. Они состоят из смеси солей ортофосфорной, борной и других кислот с добавкой поверхностно-активных веществ, обеспечивающих стабильное моющее действие, пониженное пенообразование и уменьшенный расход моющих средств.Подготовил Сергей ЗОЛОТОВ
Продолжение следует
Строительство и недвижимость. Статья была опубликована в номере 14 за 2001 год в рубрике лкм
