Технология порошковой покраски

Технология

Технология порошковой покраски

Порошковая покраска это современный метод нанесения защитно-декоративных покрытий на различные поверхности, в качестве которых могут выступать:

• корпуса оборудования
• алюминиевые профили
• электротехнические шкафы
• заборы
• бытовые приборы и др.

Основой метода нанесения лакокрасочного покрытия с использованием электрического поля высокого напряжения является притяжение друг к другу частиц с противоположными электрическими зарядами.

Порошковые краски выступают в качестве первоначального продукта для изготовления полимерных покрытий. В состав порошковых красок входят несколько компонентов: пленкообразующие (твердые частицы) и разделяющая среда (воздух).

Порошковые краски классифицируют по следующим критериям: по цвету, по типу пленкообразователя(эпоксидные, полиэфирные, полиакрилатные, полиамидные и др.), по текстуре (шагрень, муар, антики, молотковые эмали, краски с эффектом под «кожу», «дерево» и др.) В зависимости от области применения и назначения существуют порошковые краски для наружных и внутренних работ, для защиты труб, для получения химически стойких, антифрикционных, электроизоляционных и других покрытий.

Этапы технологического процесса получения порошкового покрытия:

• подготовка поверхности;
• нанесение порошковой краски;
• образование (полимеризация) покрытия.

От соблюдения технологических режимов в течение всего технологического процесса зависит насколько качественно будет выполнено покрытие. Технологический процесс индивидуален для каждого изделия – он должен учитывать условия использования изделия и конструкционный материал, из которого оно изготовлено.

Составляющие линии нанесения порошковой краски методом её распыления в электростатическом поле высокого напряжения:

1. Система подготовки поверхности

2. Сушильная камера для удаления адгезионной воды

3. Камера для нанесения покрытия

4. Камера полимеризации

5. Транспортная система

1. Подготовка поверхности

Подготовка поверхности это важный этап в технологическом процессе. Требования к деталям, которые необходимо окрасить: отсутствие заусенцев, необработанных сварочных швов, брызг, прожогов, трещин и острых кромок. Кроме этого, поверхность должна быть сухой, чистой (без окалины и ржавчины), очищенной от всех загрязнений (консистентных смазок, масел и др.)

Изделие приводится в надлежащее состояние в установке для предварительной обработки, которая состоит из нескольких зон. Для химической очистки поверхности изделия от загрязнений применяются два метода: окунание в ваннах или распыление раствора в туннеле. В зависимости от материала после очистки следует травление, обезжиривание или фосфатирование.

2. Сушильная камера для удаления адгезионной воды

Сушильная камера для удаления адгезионной воды используется для удаления остатков влаги после того, как деталь прошла все стадии предварительной обработки. Данная камера напоминает печь полимеризации, но имеет более простую конструкцию и работает с температурами до 160 °C. Вариант сушки детали зависит от её типа, в некоторых случаях достаточно обдувки сухим воздухом из помещения.

3. Камера для нанесения порошковой краски

Работа данной камеры основывается на принципе электризации частиц, которые находятся в состоянии аэрозоля. Частицы заряжаются под воздействием внешнего поля. Существуют 2 метода, которые используются для нанесения порошковой краски в электрическом поле:

• Электростатический (частицы краски получают заряд от источника тока)
• Трибостатический (частицы получают заряд от трения)

В практике чаще используют электростатическое напыление. С помощью данного метода можно наносить различные порошковые материалы, например, эпоксидные, полиэфирные или полиуретановые. В свою очередь, трибостатический метод используется для нанесения эпоксидных красок, а для других необходимы специальные добавки. Электростатический метод является довольно производительным и позволяет получить покрытие хорошего качества. При данном методе можно использовать различные виды распылителей. Наиболее часто один канал служит для прохода порошковой краски, а другой – для прохода сжатого воздуха, который необходим для распыления. Зарядка порошка происходит в самом пистолете при 60-70 кВт. Давление воздуха на распылителе примерно от 0,8 до 1,5 МПа. Существуют определенные нормы, которым должен соответствовать сжатый воздух:

• содержание масла менее 0,01 мг/м³
• содержание влаги менее 1,3 г/м³
• содержание точек росы менее 7°C
• содержание пыли менее 1 мг/м³

Для распыления на пистолете могут быть использованы разные виды распылительных насадок. Толщина 1 слоя покрытия: 20-150 мкм.

Производить распыление порошковых красок надо в специальных камерах нанесения. По своей конструкции камеры нанесения порошковой краски бывают различные, но во всех используется один и тот же принцип: частицы краски, которые не осели на поверхности детали, отсасываются с помощью вентилятора, а затем проходят через фильтр или циклон. Воздух, который был отработан и очищен выпускается, а частицы порошка остаются на фильтровальной поверхности, в качестве которой используется ткань или бумага. После этого краска, которая не осела собирается в ёмкость или же подаётся обратно в пистолет для распыления.

Если нужно поменять цвет краски, то обязательно надо почистить камеру напыления или же поменять фильтр, а также продуть шланги для подачи краски.

Насколько полно краска осядет зависит от таких факторов, как удельный массовый заряд частиц, скорость движения воздуха в камере нанесения, равномерность подачи краски, а также от размера и конфигураций окрашиваемой детали. Поэтому необходимо соблюдать требуемые параметры работы электростатических установок для нанесения порошковой краски, а также порошкового резервуара и окрасочной камеры.

Для стабильной работы электростатических распылителей следует поддерживать давление воздуха на входе распылителя 0,1 – 0,6 Мпа и напряжение на коронирующем электроде 60-80 кВт.

Обязательно нужно учитывать, что наиболее оптимальные параметры можно подобрать лишь экспериментальным путем, принимая во внимание конкретные габариты деталей и их конфигурации. Еще один важный фактор, влияющий на полноту и качество нанесения порошковой краски – тип распыляющей насадки. Плавную и регулируемую подачу порошка в пистолет должен обеспечивать порошковый резервуар в пределах от 0 до 25 кг/ч, а подачу воздуха с расходом 0-20 м³/ч.

При несоблюдении требуемых параметров могут возникнуть дефекты покрытия.

4. Камера полимеризации порошковой краски

Структура порошкового покрытия формируется в процессе отвердевания, её характер зависит как от природы ЛКМ, так и от условий, при которых формируется покрытие. Данные условия указаны в технической документации к порошковой краске. Режим отвердевания необходимо соблюдать, иначе могут быть изменены свойства покрытия. Так при недогреве ухудшаются механические свойства, а при перегреве искажаются цвет и блеск.

На практике применяется несколько режимов отвердевания порошковых красок, выбор подходящего зависит от производственных условий и непосредственно от материала детали.

Нужно обратить внимание, что в документации к краске указана температура отвердевания, которая должна быть на поверхности детали.

При конвективном методе сушка занимает примерно 15-25 минут при температуре 160-250°C.

При сушке в комбинированной сушильной камере процесс занимает около 10-12 минут. Комбинированные камерыимеют ряд преимуществ:

• меньше времени затрачивается на нагрев детали
• нет необходимости в предварительном нагреве детали
• имеется возможность управления процессом
• ускорение процесса отвердевания покрытия на тонкостенных изделиях
• нет необходимости в зоне охлаждения большого размера
• получение улучшенных механических свойств покрытия
• высокий КПД

5. Транспортная система

Устройства для транспортировки деталей используются с целью автоматизации процесса порошковой покраски. Важное место в транспортной системе занимают подвесные и ленточные конвейеры. Многие проблемы, связанные с транспортировкой, в том числе, при обработке деталей средних размеров или тяжелых деталей можно решить, используя однониточные или подвесные конвейеры. В тех случаях, когда необходимо нанести покрытие на крупногабаритные или очень длинные детали, а также при работе в помещениях небольшой площади лучше всего использовать установку, которая включает в себя устройства с приводом и без привода (установка Power+Free), благодаря которой имеется возможность продольного и поперечного перемещения.

Технология порошкового окрашивания

Подробнее о каждом этапе:

Порошковое покрытие представляет собой слой полимерных порошков, которые сперва напыляют на поверхность изделия, а затем подвергают полимеризации при определенной температуре в специальной печи (печи полимеризации).

Базовая технология порошковой окраски металла состоит из трех основных этапов:

1. Подготовка поверхности к покраске (включает удаление загрязнений и окислов, обезжиривание и фосфатирование для повышения адгезии и защиты изделия от коррозии).
2. Нанесение слоя порошковой краски на окрашиваемую поверхность в камере напыления.
3. Оплавление и полимеризация порошкового покрытия в печи полимеризации. Формирование пленки покрытия. Охлаждение и отвержение краски.

При больших объемах производства или обработке крупногабаритных деталей используется транспортная система. С ее помощью окрашенные изделия легко перемещаются от станции к станции. Принцип ее действия заключается в том, что окрашиваемые детали подаются на специальной подвеске или тележках, которые передвигаются по рельсам. Транспортная система позволяет проводить процесс окраски непрерывно, за счет чего значительно увеличивается производительность работы.

Вначале процесса порошковой окраски производится загрузка частей на конвейерную ленту. При предварительной обработке поверхности перед окрашиванием детали попадают в пятиступенчатый очиститель, где подвергаются обработке очистителем, споласкиванию чистой водой, фосфатированию и антикоррозийной обработке.

После этого детали подвергаются сушке. Для этого они прогоняются через специальную печь для просушки с целью предотвращения попадания на них влаги, после чего они охлаждаются.

На следующем этапе детали помещаются в камеру окрашивания или напыления, где порошковая краска вручную распыляется на деталь с помощью электростатического распылителя под действием сжатого воздуха. В распылителе частицы краски приобретают электрический заряд. Под действием электростатических сил частицы порошка притягиваются к поверхности и располагаются на ней равномерными слоями.

После этого детали с нанесенной порошковой краской помещаются в печь или камеру полимеризации приблизительно на 10 минут для непосредственного окрашивания детали. Температура в печи достигает 150-220 градусов. Здесь частицы порошка оплавляются и закрепляются на окрашиваемой поверхности. Этот процесс также называют формированием поверхности. После образования пленки покрытия детали охлаждаются и снимаются с конвейера.

Технология порошковой окраски

Основная идея нанесения лакокрасочного покрытия с применением электростатического поля высокого напряжения заключается в том, что частицы с противоположными электрическими зарядами притягиваются друг к другу. Для нанесения порошковых красок подходит большинство термостойких токопроводящих твердых изделий, и прежде всего таких металлических объектов как:

– бытовая техника
– офисная мебель
– садовая мебель
– автомобильные принадлежности
– профили
– изделия из проволоки
– фасадные элементы и прочее

Порошковые краски – исходные продукты для получения полимерных покрытий. Это многокомпонентные системы, состоящие из твердых частиц – пленкообразующих и разделяющей их среды – воздуха.
Выпускаемые порошковые краски различаются по цвету (возможны все цвета по RAL), типу пленкообразователя (эпоксидные, полиэфирные, полиакрилатные, полиамидные и др.), фактуре поверхности порошковые покрытия (глянцевые, матовые, “муар”, текстурированные, под “кожу”, “мрамор”, “гранит”, “золото”, с эффектом “металлик”, “антик” и т.д.). По назначению порошковые краски различают для наружных и внутренних работ, для защиты труб, для получения химически стойких, антифрикционных, электроизоляционных и других покрытий; общего и функционального назначения.
Порошковые краски обычно поставляются с завода-изготовителя в полиэтиленовых мешках, вложенных в картонную коробку. Вес одной упаковки 20 – 25 кг. Как правило, порошковые краски промышленного изготовления, у которых не истек срок годности, пригодны для получения покрытий без какой-либо подготовки. В тех случаях, когда были нарушены условия хранения или транспортировки материала, требуется его переработка – измельчение и просев.
Порошковые краски, поступающие на участок, должны быть в закрытом виде, снабжены этикеткой, и иметь технический паспорт. Рекомендуемые условия хранения порошковых красок: в помещении при плюсовой температуре не выше 27 С. Типичные дефекты красок, связанные с неправильным хранением: комкование и агрегирование, химическое старение, увлажнение сверх допустимой нормы.
Порошковые краски – материалы промышленного применения. Они требуют специального оборудования для нанесения и формируют покрытия, как правило, выше 100 С (в основном 160-250 С), поэтому пригодны для окрашивания изделий из термостойких материалов.

Технологический процесс получения покрытий из порошковых красок включает три основные стадии:
– подготовка поверхности;
– нанесение порошковой краски;
– формирование (полимеризация) покрытия.
Качество покрытия зависит от соблюдения технологических режимов всех перечисленных стадий процесса. В каждом конкретном случае, под конкретное изделие разрабатывается свой технологический процесс. При этом в первую очередь, учитываются условия эксплуатации изделия и конструкционный материал, из которого он изготовлен.
От указанных факторов зависит выбор способа подготовки поверхности (обезжиривание, фосфатирование, хроматирование и пр.) и типа порошковой краски (эпоксидная, полиэфирная, полиуретановая и др.).

Линия для нанесения порошковых красок (покрытий) посредством распыления порошковой краски в электростатическом поле высокого напряжения обычно состоит из:
1. Многоступенчатой системы предварительной обработки поверхности,
2. Сушильной камеры для удаления адгезионной воды
3. Камеры нанесения покрытия
4. Камеры полимеризации порошковой краски
5. Транспортной системы.

Для небольших партий изделий или же при работе со специальными красками часто можно обойтись одной небольшой камерой для нанесения порошковой краски вручную, которая с учетом стоимости может быть размещена в любой производственной мастерской.

1. ПОДГОТОВКА ПОВЕРХНОСТИ
Подготовка поверхности при нанесении порошковых красок так же важна, как и при нанесении традиционных жидких лакокрасочных материалов.
Изделия, поступающие на окраску, не должны иметь заусенцев, острых кромок (радиусом закругления менее 0,3 мм), выступающих сварных швов, сварочных брызг, прожогов, трещин. Для очистки поверхности от ржавчины, окалины, старых покрытий рекомендуются механические способы (струйная абразивная обработка с применением дробеметных, дробеструйных и пескоструйных аппаратов).
В отдельных случаях рекомендуется продувка поверхности сжатым воздухом, во избежание малейших следов соринок на поверхности.
Перед нанесением порошка поверхность должна быть сухой, чистой без окалины и ржавчины, очищенной от всех загрязнений, консистентных смазок, масел и других загрязнений. Это осуществляется в установке для предварительной обработки, состоящей из нескольких зон. После соответствующей очистки следует чаще всего в зависимости от материала, травление, обезжиривание, фосфатирование или хроматирование.
Существует два основных метода химической обработки поверхности от загрязнения: окунанием в ваннах или распылением растворов в туннеле.
При обработке в туннеле предназначенные для обработки детали проводятся цепным конвейером через различные зоны обработки. Здесь применяются слабые фосфорнокислые соли щелочных металлов, кислоты и основания. В распылительном туннеле размещены распылительные контуры, равномерно обрабатывающие детали со всех сторон. Число сопел, угол струй и производительность насосов должны быть приспособлены к соответствующей детали.
Параметры установок для очистки металлических изделий, построенных по блочному принципу, должны быть рассчитаны на соответствующие индивидуальные случаи применения. Чрезмерные габариты приводят к перерасходу энергии и исходных материалов. В концепцию предварительной обработки должны быть в принципе включены мероприятия по эффективной защите окружающей среды и по переработке исходных материалов. Размеры и последовательность зон очистки могут варьироваться в зависимости от обрабатываемых деталей и с учетом специфических требований клиента.

2. СУШКА ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ВОДЫ
После того как детали цепным конвейером пропущены через все стадии предварительной обработки, из них остается еще удалить имеющие остатки влаги. Это осуществляется в камере для удаления адгезионной воды. Она подобна печи полимеризации, но проще по конструкции и работает с температурами до 150 С. В зависимости от типа деталей может оказаться достаточной обдувка обычным воздухом из помещения. Однако в каждом случае нужно исходить из того, каких затрат потребует тот или иной процесс сушки адгезионной воды.

3. КАМЕРА НАНЕСЕНИЯ ПОРОШКОВОЙ КРАСКИ
В основе электростатического нанесения лежит принцип электризации частиц, находящихся в состоянии аэрозоля. Зарядка частиц достигается воздействием внешнего поля.
Различают два способа нанесения порошковых красок в электрическом поле – электростатический (с зарядкой частиц краски за счет источника тока) и трибостатический (с зарядкой частиц порошка за счет трения).

Наиболее распространенный способ нанесения порошковых красок – это электростатическое напыление. Этот способ позволяет наносить любые порошковые материалы (эпоксидные, полиэфирные, полиуретановые), в отличие от трибостатического, которым наносятся, обычно, эпоксидные краски, а остальные требуют специальных добавок. Электростатический способ нанесения краски обеспечивает получение хорошего качества покрытий и достаточно производителен. При электростатическом способе нанесения порошковых красок используются разные типы распылителей. Как правило, по одному каналу пистолета проходит (инжектируется) порошковая краска, по другому – сжатый воздух для распыления. В пистолете же происходит зарядка порошка при 60-70 кВт. Давление воздуха на распылителе 0,8 – 1,5 МПа (1-6 бар). Сжатый воздух должен быть очищен от следов масла, влаги и пылевидных частиц. Содержание масла в воздухе должно быть не более 0,01 мг/м3, влаги не более 1,3 г/м3, точек росы – не выше 7 С, содержание пыли – не более 1 мг/м3.
Для распыления на пистолете применяются различные распылительные насадки. Толщина покрытия за один слой 20 -150 мкм.

Распыление порошковых красок осуществляется в камерах нанесения. Конструкция камер различная. Принцип один – краска, не осевшая на поверхности изделий, отсасывается вентилятором и проходит через фильтр или циклон. Отработанный и очищенный воздух выбрасывается, а частицы порошка отделяются на фильтровальном элементе (ткани, бумаге). Далее не осевшая краска собирается в емкости или подается обратно на распыление в пистолет.
При смене цвета краски необходимо чистить или всю камеру или менять фильтр (фильтрующие элементы) и продувать шланги подачи краски.
Полнота осаждения порошковых красок зависит от удельного массового заряда частиц, конфигурации и размеров окрашиваемых изделий, скорости движения воздуха в камере нанесения и равномерной подачи порошковой краски. Поэтому важным является соблюдение требуемых параметров работы электростатических установок нанесения, окрасочной камеры и порошкового резервуара (питателя).
Параметры стабильной работы электростатических распылителей:

– Напряжение на коронирующем электроде 60 – 80 кВт;
– Давление воздуха на входе в распылитель 0,1 – 0,6 МПа (1-6 бар);
– Оптимальное напряжение при нанесении порошковых лакокрасочных материалов с различным типом пленкообразующих 70 – 80 кВт;
– При повторном окрашивании (перекрас) изделия напряжение на коронирующем электроде устанавливается напряжение 60 – 70 кВт;
Однако следует отметить тот факт, что все оптимальные параметры следует подбирать экспериментальным путем с учетом конкретных габаритов изделий и их конфигурации. Также немаловажным фактом для наиболее полного и качественного нанесения порошковых крсаок является выбор типа распыляющей насадки.
Порошковый резервуар (питатель) должен обеспечивать плавную и регулируемую подачу порошкового материала в пистолет в пределах 0-25 кг/ч и такую же подачу воздуха с расходом 0-20 м3/ч.
Несоблюдение требуемых рабочих параметров может привести к возникновению дефектов покрытий.

4. КАМЕРА ПОЛИМЕРИЗАЦИИ ПОРОШКОВОЙ КРАСКИ
При отверждении порошкового покрытия формируется структура его внутренних и поверхностных слоев. При этом характер поверхности определяется не только природой ЛКМ, но и условиями формирования покрытия.
Требуемые условия формирования порошкового покрытия указаны в технической документации, сопровождающий порошковую краску. Соблюдение режима отверждения особенно важно, поскольку любое отклонение от него неблагоприятно сказывается на свойствах получаемых покрытий. Недоотверждение (недогрев), влияет на механические свойства порошкового покрытия (покрытия хрупко разрушаются при ударе и изгибе), переотверждение (перегрев) – на цвет и блеск покрытия.

Обычно для порошковых красок существует несколько режимов отверждения. В зависимости от материала изделия и от условий производства можно выбрать тот или иной режим отверждения. Под температурой отверждения в документации значится температура на поверхности изделия, а не в камере.
Время нагревания (полного прогрева) зависит от толщины изделия, поэтому при навеске окрашиваемых изделий на подвеске необходимо учитывать толщину окрашиваемых изделий. Обычно при конвективном методе сушки время отверждения покрытия составляет 15-25 мин (температура 160-250 ?С).
Использование комбинированной сушильной камеры (с применением ламп инфракрасного излучения) позволяет сократить время отверждения покрытия до 10-12 мин. У такого вида камер есть все преимущества инфракрасной и конвекционной сушилки:
– Повышенная скорость подачи энергии и как следствие сокращение времени нагрева изделия;
– Не требуется предварительный нагрев деталей;
– Быстрый выход на рабочую мощность;
– Хорошая возможность управления и регулировки;
– Значительное снижение времени отверждения покрытия на тонкостенных изделиях;
– Не требуется большая зона охлаждения;
– Быстрое низковязкое оплавление порошка, что позволяет получать улучшенные механические свойства покрытия;
– Высокий КПД.
5. ТРАНСПОРТНАЯ СИСТЕМА
Устройства для транспортировки деталей служат для автоматизации процесса нанесения порошковой краски. При этом в первую очередь следует обратить внимание на подвесные и ленточные конвейеры. Многие проблемы транспортировки, в частности, при работе с не очень крупными или тяжелыми деталями решаются с помощью однониточных или подвесных конвейеров. Там, где требуется наносить покрытие на длинномерные или крупногабаритные детали, или же в тесных помещениях наилучшим образом подходит транспортная установка, состоящая из устройств с приводом и без привода (так называемая установка Power+Free), позволяющая осуществлять продольные и поперечные перемещения.

Следует обратить особое внимание на систему смазки транспортной установки. Температура в сушилке может достигать 250 С, поэтому необходимо применять термостойкие смазочные материалы.
Важную роль играет оснастка при навеске изделий на конвейер. Для каждого вида изделий следует подбирать наиболее рациональный тип подвески и вариант их размещения на ней. При наличии разнотипных окрашиваемых деталей необходимо иметь несколько комплектов подвесок. По опыту один комплект подвесок при подвеске на конвейер должен занимать как минимум половину его длины.
Комплектация деталей на подвеске осуществляется таким образом, чтобы детали не перекрывали друг друга, а расстояние их поверхностями было не менее 50 мм. Навеска деталей осуществляется также с учетом сложности конфигурации и возможности их прокрашивания за время прохождения через камеру.
Разработка конструкции подвесок проводится таким образом, чтобы поверхность деталей по возможности закрывала точки (крючки, штыри) навески деталей и тем самым препятствовала бы окрашиванию подвесок.
При неоднократном прохождении подвесок через камеры окраски и сушки происходит их неизбежное зарастание краской. Через определенное время по мере зарастания подвески необходимо очищать от старой краски. Подвеска очищается механическим способом или методом обжига в печи при температуре 400 С. Как правило, после обжига требуется рихтовка подвесок.
Существуют химические методы очистки подвесок от краски, например, травление в растворе каустика при температуре 80 С с последующей их промывкой и снятием размягченной краски вручную. Но, это сложный процесс, он требует приобретения специального оборудования.
По мере эксплуатации и очистки подвесок часто выходят из строя элементы навески для деталей (крючки). В большинстве случаев на разных предприятиях крючки к подвеске привариваются. При неоднократной навеске деталей на крючки, их обжиг, очистка приводят к ломке крючков и необходимости их замены. При сварном соединении этот процесс трудоемкий и не совсем удобный. Рекомендуется применение крепления крючков в отверстиях, что позволяет быстро их менять на новые очищенные.
Хранение подвесок обычно производится в определенном месте, с комплектованием их по видам и в подвешенном состоянии.

Технология порошковой покраски

Окрашивание металлических корпусных элементов – полностью обособленная область малярного дела. Ведь корпус и наружный обвес являются лицом любой техники и оборудования. Как говорится, «встречают по одежке».

Инженерам любой производственной компании приходится решать вопрос, чем красить свою продукцию. В прошлом все малярные операции строились на использовании жидких средств: пигменты, акрилаты, полимеры и пр. Сегодня перечень малярных веществ пополнился так называемыми порошковыми красками.

Порошковые краски используются не только для окрашивания металлических корпусных элементов. Порошки применимы для покраски стекла, керамики и даже МДФ.

Основу порошковой краски образует растертая в мелкодисперсный порошок пленкообразующая смола. Дополнительно в состав таких красок входят: пигменты, наполнители, отвердители и специальные целевые добавки.

• Главным преимуществом порошковой краски является абсолютная экологичность. Этот вид краски не нуждается в растворителях. Порошковая краска безвредна для детей и взрослых, она не наносит вреда ни флоре, ни фауне.
• В контексте производственного процесса порошковая краска ценится за высочайшее качество защитного слоя. Порошковая краска обеспечивает предельно равномерную, красивую и аккуратную поверхность.
• Этот тип краски проявляет высокую стойкость к механическим воздействиям, а также ко влаге, ультрафиолету и многим другим агрессивным средам.

Процесс покраски порошком

Разумеется, для порошковой покраски необходима специализированная технологическая линия. Процесс порошковой покраски можно разделить на следующие этапы:

1. Зачистка заготовок от коррозии и прочих загрязнителей
2. Обезжиривание
3. Сушка
4. Электростатическое нанесение порошка
5. Запекание в печи полимеризации
6. Охлаждение окрашенных деталей
7. Контроль качества

В целом все вышеперечисленные этапы технологии порошковой окраски можно разделить на 2 процесса: подготовка и покраска.

• Наиболее трудоемкой является, конечно же, подготовка. В ходе подготовки сырые и грязные заготовки передаются на линию пескоструйной или даже дробеструйной обработки. Но если заготовки являются какими-то деликатными, то может использоваться и кислотная обработка.
• Очищенные заготовки передаются в камеру мойки, где в условиях высокой температуры и давления заготовки обезжириваются. Для обезжиривания могут использоваться как кислотные растворы, так и обыкновенные моющие средства. После мойки заготовки обязательно и непременно подвергаются сушке. На этом этап подготовительных работ заканчивается. Начинаются покрасочные операции.
• Линия нанесения краски и запекания (полимеризации) нередко совмещаются друг с другом. Обычно краска наносится специальным электростатическим распылителем. В этом устройстве порошок электризуется и подается на заготовки сжатым воздухом. Благодаря электростатическом заряду порошок хорошо прилипает к обрабатываемым поверхностям.
• После нанесения краски заготовки подвергаются нагреву до достаточно высокой температуры. Температура плавления порошка напрямую зависит от типа краски. Кстати, о типах порошковой краски будет рассказано ниже по тексту. В среднем порошковая краска запекается при температуре 250-300 ˚С.
• Достигнув кондиционной температуры заготовки выдерживаются в горячей камере еще некоторое время. Затем начинается этап охлаждения. Температура камеры полимеризации постепенно снижается до 25 ˚С.
• Остывшие покрашенные детали осматривает специалист по контролю качества. Обычно порошковая краска не дает брака. Но если неправильно подготовить детали или использовать сломанный распылитель, то брак вполне может появиться.

Забракованные детали передаются вновь на пескоструйку/дробеструйку, и процесс подготовки и покраски порошком повторяется снова.

Виды порошковых красок

Всю линейку порошковых красящих веществ можно разделить на 2 больших категории:

1. Термопластичные
2. Термореактивные

Между собой данные виды красок отличаются принципом создания защитного слоя. Термопластическая краска образует пленочный защитный слой только за счет плавления мелкодисперсных частиц. Термореактивная же краска превращается в защитную пленку под воздействием как высокой температуры, так и химических реагентов.

Термореактивная порошковая краска используется в тех случаях, когда защитный слой должен гарантированно выдерживать повышенные механическое нагрузки, а также негативное воздействие влаги, различных солевых растворов, щелочей и даже кислот.

В свою очередь каждую из категорий порошковых красок можно разделить на дополнительные подгруппы.

Разновидности термопластичной порошковой краски

Среди термопластиков можно выделить следующие виды порошковой краски:

1. Поливинилбутирал
2. Полиэфилины (полиэтилен и полипропилен)
3. Поливинилхлорид
4. Полиамиды

Порошковая краска на основе поливинилбутирала используется для окрашивания тех поверхностей, которые будут эксплуатироваться внутри помещений. Очень часто из поливинилбутирала создается электроизоляция. Такая краска обладает неплохой стойкостью к механическим повреждениям. Она стойко переносит воздействие влаги.

Слабым местом защитного слоя из поливинилбутирала является низкий порог температуры текучести.

• Порошковая краска из полиэфилинов – один из самых доступных по цене видов порошковой краски. В основе красящего вещества может находиться как полиэтилен, так и полипропилен. Данные виды красок создают достаточно прочный и надежный защитный слой. Защитные поверхности из полиэфилинов не боятся грубого механического воздействия. Они нейтральны к сильнодействующим моющим средствам, не боятся ни влаги, ни многих растворителей.

Слабым местом таких порошковой краски из полиэфилинов является низкая устойчивость к ультрафиолету. Покрашенные порошком краской поверхности могут выцветать на открытом Солнце. По этой причине покрашенные полиэфилинами поверхности допускаются к эксплуатации лишь внутри помещений. Порошковой краской из полиэфилинов нередко создают декоративный защитный слой на различной бытовой технике, от посудомоек и холодильников до радиаторов и стиральных машин.

• Порошковая краска из поливинилхлорида позиционируется в качестве универсальной. Ее можно использовать для защиты поверхностей, которые будут эксплуатироваться как внутри помещений, так и на улице. Подобная краска демонстрирует превосходную устойчивость к механическим нагрузкам и различным химическим воздействиям. Половинилхлорид проявляется нейтральность к ультрафиолету, он не боится ни летнего жаркого зноя, ни зимних морозов.

Как таковых явных недостатков в порошковых красках из половинилхлорида нет. Можно отметить разве что высокую стоимость данного типа красящих веществ.

• Порошковые краски на основе полиамидов обеспечивают превосходный декоративный эффект. Среди полиамидных красок немало текстурных рельефных средств. Как и в случае с поливинилхлоридом, полиамиды допустимо применять для окраски поверхностей, которые эксплуатируются как внутри помещений, так и для снаружи. Полиамиды стойко переносят воздействие абразивных механических нагрузок. Они нейтральны по отношению ко многим растворителям.

Обычно порошковые краски из полиамидов принадлежат к среднему и высшему стоимостному диапазону.

Разновидности термореактивной порошковой краски

Термореактивная порошковая краска может быть следующих типов:

1. Эпоксидной
2. Полиуретановой
3. Акриловой

Следует сразу отметить, что термореактивные порошковые краски стоят на порядок дороже термопластичных аналогов. Данные разновидности красок хорошо подходят для создания защиты на уличных поверхностях.

• Порошковая краска на основе эпоксидной смолы демонстрирует высокие прочностные характеристики. Эпоксидной краской допустимо защищать те поверхности, которые планируется использовать в условиях открытой атмосферы. Этот тип краски устойчив к истиранию, он не боится влаги. Эпоксидные смолы проявляют нейтральность к кислотам и щелочам. Такая краска не выцветает и не подвергается растрескиванию.
• Полиуретановые порошковые краски демонстрируют ярко выраженный декоративный эффект. При помощи полиуретановой краски легко добиться текстуры «жатого шелка». Защитный слой из полиуретановой краски устойчив к серьезным механическим нагрузкам. Защищенные полиуретаном поверхности не склонны к образованию царапин и потертостей. Полиуретан химически нейтрален ко многим растворителям, щелочам и кислотам.
• Акриловые порошковые краски позволяют добиться предельно долговечного, надежного и красивого защитного слоя. Окрашенные акрилом поверхности продолжительное время сохраняют свой изначальный внешний вид. Блеск глянца не пропадает даже спустя многие годы. Акрил не подвержен выцветанию на солнце, ему не страшны ни мороз, ни жара.

Выбор порошковой краски

Порошковая краска подбирается в зависимости от конкретных условий, в которых будут эксплуатироваться окрашенные поверхности. Если это какая-то бытовая техника, то вполне можно обойтись простеньким термопластичным порошком. Если же окрашивается кузовной обвес сельхоз техники, то в этом случае просто не обойтись без использования хорошей термореактивной краски, которая часто стоит весьма и весьма недешево

Порошковая окраска металлических изделий-технология выполнения

Современные технологии окрашивания металлических изделий порошковыми красками стремительно развиваются. Использование жидких лакокрасочных материалов в производственных условиях постепенно уходит на второй план. Большинство производителей металлоизделий делает выбор в пользу порошковых красок, так как они обеспечивают качественное и долговечное декоративно-защитное покрытие.

Что такое порошковые краски

Этот высокотехнологичный красящий материал обладает уникальными свойствами, которых нет у жидких красок. Они состоят из красящих пигментов, пленкообразующих смол и катализаторов, обеспечивающих отвердение материала. В их составе отсутствует растворитель, а в функции дисперсионной среды выполняет воздух. Это делает порошковые краски менее токсичными и более дешевыми в производстве.

Что окрашивают сухими красками

Метод порошкового окрашивания подходит не для всех поверхностей. Его используют, когда необходима дополнительная защита от коррозии, долговечность и прочность. В некоторых случаях порошковая краска способна обеспечить электроизоляцию.

Порошковое окрашивание применяют в основном в промышленном производстве для:

• кованых изделий, алюминиевых профилей и оцинкованного металла;
• лабораторного и медицинского инвентаря;
• мебели;
• бытовой техники;
• спортивного инвентаря.

Преимущества порошкового окрашивания

Минимальное количество отходов. Окрашивание на качественном оборудовании дает эффективность до 98%.

В лучшую сторону изменяются санитарно-гигиенические условия туда. Это экологически чистая технология, при которой даже в печи концентрация летучих веществ не доходит до предельно допустимых норм.

Недостатки порошкового окрашивания

1. Плавление порошка производится при температуре выше 150 0С, что не дает возможности окрашивать дерево и пластик.
2. Сложно нанести тонкий слой краски.
3. Оборудование для сухого окрашивания узконаправленное. В больших печах неэффективно окрашивать маленькие детали, а в небольшой печи нельзя окрасить поверхность большой площади.
4. Для каждого цвета необходимо использовать отдельный контейнер.
5. Сложно окрашивать предметы нестандартной формы или сборные конструкции.
6. Оснащение покрасочной линии требует больших вложений.
7. Если на поверхности появятся дефекты, локально устранить их не удастся, придется перекрашивать все изделие.
8. Нет возможности делать колеровку, использовать можно только заводские краски.

Виды порошковых красок

По типу образования пленки сухие краски принято подразделять на:

• термореактивные. Готовая пленка образуется после химических преобразований;
• термопластичные. Окрашивание происходит под воздействием высокой температуры без химических реакций.

Термореактивные краски более распространены. Для их приготовления используются акриловые, эпоксидные или полиэфирные смолы. Их преимущество заключается в том, что поверхность не будет деформироваться после повторного разогрева. Термореактивные краски могут применяться для окрашивания изделий, которые будут эксплуатироваться в тяжелых условиях.

В термопластичных красках в качестве смол могут использоваться полиэстеры, винилы или нейлоны. Твердое покрытие образуется без химической реакции только путем остывания и затвердевания. Состав затвердевшей краски аналогичен составу исходного материала. Это позволяет повторно производить нагревание и плавление порошка.

Способы нанесения порошковой краски

Технология окрашивания при помощи сухого материала позволяет применять несколько вариантов распыления порошка.

Нанесение краски направленным потоком воздуха. Изделие нагревается и при помощи краскопульта частицы порошка распределяются по поверхности. Качественное покрытие получается только после наиболее точного определения температуры нагревания металла. Недостатком этого метода является необходимость дополнительной термической обработки после полимеризации.

Электростатическое напыление. Этот метод окрашивания наиболее распространен. Прилипание частичек обеспечивается электростатическим напряжением. После полимеризации изделие остывает в естественных условиях. Не прилипший порошок можно повторно использовать, для его сбора предусмотрены специальные камеры. Лучше всего этот метод подходит для изделий простой формы и небольшого размера.

Оборудование для сухого окрашивания

В порошковом окрашивании нанесение краски не является заключительным этапом. Чтобы полимер закрепился на поверхности, его нагревают в печах. Линия порошкового окрашивания состоит из:

• камеры для нанесения порошка. В этой герметичной камере наносится красящее вещество на металл;
• электростатического распылителя для нанесения порошка. Благодаря статическому электричеству, создаваемому источником высокого напряжения, краска равномерно наносится на конструкции любой формы;
• камеры полимеризации. Она обеспечивает постоянную температуру и оснащена системой вентиляции. В ней происходит процесс полимеризации краски и ее равномерное распределение по изделию;
• компрессора. Он предназначен для создания определенного давления в камере окрашивания;
• устройства для транспортировки металлоизделий. Тяжелые и большие окрашенные изделия должны аккуратно перевозиться, чтобы порошок с них не осыпался. Это обеспечивают специальные тележки, передвигающиеся по монорельсу.

Технология порошкового окрашивания

Получить качественное декоративное покрытие на изделии из металла при помощи порошковой краски можно только путем строго соблюдения технологии окрашивания. Методика заключается в том, что сухие частицы краски распыляют на очищенную и обезжиренную поверхность. Ровный однородный слой порошка на изделии обеспечивается тем, что на отрицательно заряженную поверхность металла, частицы краски с положительным зарядом легко прилипают. Чтобы эти частицы превратились в слой краски, их запекают в печи при температуре от 150-250 0С.

Технология порошкового окрашивания состоит из трех этапов:

• подготовка;
• окрашивание;
• полимеризация.

Подготовка поверхности изделия к окрашиванию

Этот этап наиболее долгий и сложный. От предварительной подготовки поверхности металла будет зависеть дальнейшее качество покрытия: прочность, эластичность. Предварительный этап включает в себя:

• очистку от загрязнений;
• обезжиривание;
• фосфатирование.

С металлической поверхности удаляется ржавчина, окислы, грязь. Если старое покрытие оставить, то краска будет плохо сцепляться с поверхностью и покрытие прослужит недолго.

Самый эффективный метод удаления ржавчины и окислов – дробеструйная очистка. Для этого используется песок, стальные или чугунные гранулы. Мелкие частицы под сильным давлением или воздействием центробежной силы подаются на металл и оббивают с него загрязнения.

Можно использовать химическую очистку или травление. Для этого подойдет соляная, серная, азотная или фосфорная кислоты. Это более простой способ, позволяющий обработать большее количество изделий, чем дробеструйная чистка. Но он требует последующего промывания изделия от кислот, что ведет к дополнительным временным и финансовым затратам.

Фосфатирование изделия аналогично грунтованию. Поверхность обрабатывается составом, создающим фосфатную пленку, улучшающую адгезию.

Нанесение краски

Окрашивание производится путем электростатического напыления в специальных камерах с системой отсоса воздуха, которая не дает краске попасть наружу. Для окрашивания крупных предметов используются камеры проходного типа, а для мелких деталей тупиковые. Есть камеры, в которых краска наносится автоматическими пистолетами-манипуляторами.

Распыление производится пневматическим пистолетом. Положительно заряженные частицы краски обволакивают заземленную деталь и прилипают к ней. Весь процесс происходит следующим образом:

• порошковая краска в специальном бункере смешивается с воздухом. Пропорции регулируются при помощи вентилей;
• смесь краски и воздуха проходит через распылитель с высоковольтным источником, где частицы получают необходимый положительный заряд;
• краска распыляется на изделие и закрепляется на нем;
• вытяжная вентиляция уносит частицы, не получившие нужного заряда. Там они собираются в специальном бункере, а затем повторно используются или утилизируются.

Полимеризация или запекание

Металлоизделие с нанесенной краской помещается в печь. В ней под воздействием постоянной температуры происходит нагревание детали и полимеризация краски. Частицы сплавляются, образуя пленку, затем отвердевают и охлаждаются. Весь процесс занимает около 15–30 минут. Время полимеризации зависит от размера изделия и типа печи.

Температура в камере полимеризации держится в пределах 150-200 0С и зависит от типа краски. Расплавленный порошок способен заполнить все микронеровности, что дает хорошее сцепление с поверхностью металла.

Все необходимые свойства краска получает на этапе отвердения это прочность, внешний вид, защита. После этого изделие должно охладиться в течение 15 минут. В противном случае покрытие может быть повреждено, на него налипнет пыль и грязь.

Порошковое окрашивание — это наиболее экономичный, быстрый и экологичный способ получения надежной защитной поверхности на металле. Срок службы изделия значительно увеличивается, а декоративное покрытие может быть разнообразным не только по цвету, но и по структуре.

Сложности технологии заключаются в строгом соблюдении всех этапов. Для этого необходимо наличие специальной производственной линии. Проблемы могут возникнуть при:

• окрашивании крупногабаритных предметов;
• изделий сложной формы;
• конструкций из смешанных материалов.

Перед другими типами окрашивания сухой способ имеет бесспорные преимущества:

• безотходность;
• разнообразие красок по стоимости и свойствам;
• высокие физико-механические показатели окрашенной металлической поверхности.

По этим причинам порошковое окрашивание стало одним из самых популярных современных методов защиты металла от повреждений.

Покраска порошковой краской изделий из металла, правила нанесения

Отличия в составе и технологии использования порошковой краски, выделяют данный вид покрытия в «особый класс» относительно остальных лакокрасочных материалов. В настоящее время порошковая окраска металлических изделий получила существенное распространение в промышленности, начиная от самолётостроения вплоть до выпуска бытовых товаров и принадлежностей.

Порошковая окраска металлических изделий: технология процесса и основные этапы

Технологический процесс порошковой покраски разделяются на следующие этапы:

• подготовка окрашиваемой поверхности;
• нанесение краски в виде порошка;
• формирование жидкой плёнки при высокой температуре;
• химическое отверждение плёнкообразующего материала (при использовании термореактивных красок);
• окончательное формирование покрытия.

Подготовка поверхности

При подготовке окрашиваемой поверхности следует учитывать, что необходимо обеспечить не только смачиваемость с жидкой фазой плёнкообразователя, но и равномерное распределение порошковых материалов при напылении. Уделяется внимание как удалению всевозможных поверхностных загрязнений, так и обеспечению поверхности необходимой шероховатости. Дополнительно к механическим способам подготовки поверхности могут использоваться и химические, такие как обезжиривание, травление или фосфатирование.

Нанесение порошковых материалов

Порошковая окраска металла осуществляется:

• электростатическим напылением;
• погружением во взвешенный слой электризованного порошка;
• газопламенным способом.

Благодаря своей простоте и универсальности, наибольшее применение получило нанесение краски электростатическим напылением. Для плоских поверхностей могут использоваться специальные магнитные щётки-валики по технологиям, используемыми в копировальной технике. Окунание в «кипящий слой» используется на автоматических линиях при конвейерном производстве однотипных изделий. Газопламенный способ из-за чрезмерной неравномерности слоя и свойств получаемого покрытия распространения не получил. Существующее плазменное напыление отличается применением низкотемпературной плазмы для нагрева частиц и использованием инертного газа; ограничивается использованием термостойких порошков при нанесении тонких покрытий на термостойкие материалы.

Удержание и равномерность распределения на поверхности металлических изделий порошковых материалов обеспечиваются за счет электростатических сил взаимодействия заряженных частиц краски и «электронейтральной» поверхности. Перед напылением частицы краски в пистолете получают электрический заряд:

• в поле коронарного заряда, создаваемого электродом;
• за счет трения о поверхность оборудования.

Заряд частиц, как правило, отрицательный, величина заряда должна соответствовать оптимальному диапазону, позволяющему удерживать частицы на поверхности до образования жидкой плёнки и не нарушающему технологию нанесения. Регулируется характеристиками электрода или скоростью движения частиц при трении о поверхность оборудования, площадью и материалом поверхности.

При электростатическом напылении покрытия одинаково качественно формируются на горизонтальных и вертикальных поверхностях. Нулевой заряд металлического изделия обеспечивается заземлением.

Формирование жидкой плёнки

Технология нанесения порошковой краски

Пленкообразование происходит при нагреве порошковых материалов до вязко-текучего состояния, при этом происходит:

• деформация и вязкое течение материала;
• удаление воздуха;
• смачивание жидким материалом поверхности подложки.

При производстве труб и металлического профиля используется нанесение порошка в «кипящем слое» на предварительно нагретые заготовки, процесс формирования жидкой плёнки происходит за счет аккумулированного тепла или дополнительного нагрева.

В случае использования термореактивных красок при высокотемпературной выдержке дополнительно происходит химическое отверждение жидкой плёнки за счет полимеризации или поликонденсации плёнкообразователей. Это удлиняет время высокотемпературной выдержки, повышает затраты и снижает производительность. Существуют составы на основе термореактивных смол, ускоренное отверждение плёнок которых происходит при ультрафиолетовом облучении.

Окончательное формирование покрытия

Итоговое формирование пленки происходит при охлаждении изделия. Условия могут отличаться как скоростью охлаждения, так и средой. Прочностные характеристики покрытия и силы адгезии, в зависимости от условий формирования, может изменяться на десятки процентов. При этом для разных видов полимеров практикуется ускоренное и замедленное охлаждение . Охлаждение покрытия в пластифицирующих полимерных средах может снизить внутренние напряжения покрытия до нуля.

В отличие от термореактивных, термопластичные краски позволяют легко устранять дефекты покрытия с использованием повторного «спекания».

Широко используется порошковое окрашивание в строительной промышленности при производстве профиля из стали и алюминия, изготовлении дверей, ворот и других металлоконструкций. В автомобильной промышленности применяется при производстве дисков колёс и других деталей.

Несмотря на сложность колеровки, некоторые производители предоставляют порошковые краски до 250-ти цветов по таблицам RAL.

Порошковая окраска металла: правила и рекомендации

Процесс подготовки металлических деталей к покраске

При покраске металлических изделий порошковой краской как на промышленных линиях, так и своими руками в домашних условиях, необходимо следовать таким рекомендациям:

1. Используйте порошковые материалы проверенных производителей.
2. Без правильного заземления металлического изделия нарушается электростатический механизм удержания и распределения порошковых материалов на поверхности. Поэтому необходимо следить за состоянием подвесных крючков, обеспечивающих заземление деталей. Следует предусмотреть технологическую операцию очистки крючков и контроль цепи заземления.
3. Напыление порошковых материалов необходимо производить минимально необходимым количеством воздуха. Чрезмерная подача воздуха приводит к:

• перерасходу краски;
• повышенному износу оборудования;
• нарушению технологии электризации частиц порошка;
• изменению гранулометрического состава краски;
• ухудшению видимости в окрасочной камере.

1. Качественное покрытие получают при использовании воздуха нужной кондиции. При этом следует уделять внимание не только отсутствию пыли, но и содержанию в воздухе влаги и масла. Необходимо использовать соответствующие фильтры до подачи воздушной смеси в оборудование. В качественном воздухе:

• размер твёрдых частиц не превышает 0,3 мкм;
• точка росы не превышает 4 °С (т.е. при 20 °С влажность не более 35%);
• содержание масла не более 0,1 промилле.

Оборудование для порошковой окраски

1. При повторном использовании порошковых материалов учитывается изменение исходного состава, прежде всего гранулометрического. Не следует превышать количество допускаемых добавок регенерированных материалов в исходные порошки. Тщательно гомогенизируйте смесь порошков перед использованием.
2. Не допускайте смешивания краски различных цветов и видов. При переходе на другую краску необходимо тщательно очистить всё оборудование. Желательно иметь для каждой используемой краски отдельные расходные бункера и шланги.
3. Без подготовки поверхности не получите качественного покрытия. При этом следует учитывать назначение и условия эксплуатации изделия. Раму велосипеда надо подготавливать несколько иначе, чем элементы офисного стола. Небрежная подготовка приводит к:

• поверхностным дефектам покрытия;
• отслоению краски;
• преждевременному разрушению покрытия в агрессивной среде.

1. Стоимость исходного порошка не определяет реальную экономичность покрытия. Следует учитывать:

• расход материалов на единицу площади поверхности;
• долговечность покрытия;
• устойчивость к воздействию вредных условий;
• внешний вид.

1. Учитывайте условия хранения порошковых материалов. Повышенная температура может снизить как технологические характеристики порошка, так и эксплуатационные свойства покрытия. Используемая тара должна быть водонепроницаема из-за высокой гигроскопичности материалов. Обычно рекомендуемая температура в складе не должна превышать 25…28 °С, влажность не более 50%.
2. Строго соблюдайте рекомендуемую технологию «спекания» порошка. Следует учитывать, что температура воздуха в рабочей зоне печи является косвенной характеристикой техпроцесса. Работа установки должна обеспечивать равномерный прогрев металла изделия до оптимальных температур. В зависимости от вида материала и массы изделия оптимальная температура воздуха и время выдержки могут меняться и отражаются в инструкции.
3. Своевременно выполняйте технические регламенты по поддержанию работоспособности оборудования участка. Профилактическое обслуживание, включая регулярную очистку, осмотр, ремонт и замену компонентов, является основой безупречной работы и получения качественной продукции. Используйте запасные части оригинальных производителей. Хорошо зарекомендовало себя оборудование компании TESLA.

Техника безопасности

Основными видами угрозы при порошковой окраске изделий являются:

• попадание пыли в лёгкие и на поверхность кожи маляра;
• образование взрывоопасной пылевоздушной смеси.

Видео: порошковая покраска металлических дверей

Эти угрозы устраняются использованием индивидуальных защитных средств и качественной системой вентиляции, как покрасочной камеры, так и печи «спекания». В обязательном порядке производят качественное заземление используемого оборудования.

Как красить порошковой краской в домашних условиях?

Порошковая покраска металлических деталей своими руками – занятие не такое уж сложное, главное знать все тонкости и действовать строго по инструкции. К тому же на лицо существенная экономия средств, ведь цены в салонах по покраске частей металлических механизмов или запасных частей автомобилей достаточно велики.

Требуемое оборудование

Для того чтобы процесс самостоятельной покраски практически не отличался от заводского, необходимо выбрать подходящее место, где будут проводиться работы.

Когда помещение найдено, нужно собрать и подготовить необходимое оборудование:

• печь для полимеризации (сушки);
• источник постоянного напряжения (около 25 кВ);
• распылитель порошковой краски (пистолет);
• ЛКМ.

В работе не помешает аккуратность и небольшой опыт. Но если его нет – не беда, действуя по инструкции, можно избежать большинства ошибок и получить вполне приличный результат.

Изготовление печи

Полимеризация – важный этап в отвердении порошковой краски. Если этот пункт работ опустить, ЛКМ не будет держаться на металлических поверхностях. Поэтому такое оборудование, как печь – ее еще называют камерой полимеризации – необходимо в первую очередь. Вещь эта дорогостоящая, поэтому можно сделать ее своими руками, из подручных материалов. Нам понадобятся (камера полимеризации будет иметь размеры 2х1х1 м):

• профильная труба;
• негорючая теплоизоляция (плита базальтовая);
• листовой металл (можно заказать по размерам);
• тангенциальный вентилятор;
• ТЭНы.

Инструкция по сборке печи состоит из следующих шагов:

1. Сварите из профиля каркас.
2. Заложите в него утеплитель.
3. Листовым металлом зашейте стены. Снаружи отделайте все гипсоволокном.
4. Для конвекции в камере установите тангенциальный вентилятор, наварив ему узкий выход и широкий вход.
5. Вентилятор вставьте в камеру. Он будет забирать воздух вверху, прогонять его через ТЭНы, выгонять внизу, а затем распределять по всему объему камеры.
6. ТЭНы установите вдоль параллельных стенок и соедините по распределению на фазы.
7. ТЭНы закройте, оставляя открытым вентилятор, основная часть которого должна располагаться вне камеры (чтобы не оплавить обмотку).
8. Установите электрощит. Правда, эту работу лучше поручить специалисту.

Полученное оборудование – камера полимеризации – будет иметь мощность 12 кВт на разогреве и 6 кВт в работе.

Важно! Энергоносителем в таких печах просушки порошковой краски может быть не только электричество, но и природный газ, и дизельное топливо.

Покрасочный инструмент – пистолет

Чтобы нанести порошковую краску на изделие, требуется специальное устройство. Это электростатический краскопульт или трибостатический порошковый распылитель. Но покупать дорогостоящее оборудование ради редкого использования не целесообразно. Так как в нашем случае все изготавливается своими руками в домашних условиях, такое устройство можно смастерить минут за 10. Такой пистолет прост в использовании, дешев и практичен. Переход с одной краски на другую занимает несколько секунд.

Конструкция и комплектация пистолета для порошковой покраски

Как сделать пистолет для порошковой краски:

1. Возьмите обычную пластиковую 1,5-литровую бутылку. Главное, чтобы она была сухая и чистая.
2. Заполните ее на 1/3 порошковой краской, закрутите металлической пробкой.
3. Проделайте в пробке маленькие отверстия. Чем больше отверстий, тем качественнее будет нанесение. Зачистите пробку снаружи от заусениц, оставшихся после прокалывания.
4. Подключите к пробке плюсовой провод от источника высоковольтного напряжения.

Для этой цели нужен преобразователь, который сможет выдать 25 000 вольт постоянного тока. Такие используются в электрошокерах, зажигалках для газовых плит, котлах и колонках. Они могут работать от батареек или аккумуляторов, преобразовывая 3-6 вольт в нужные 25 кВ.

Соблюдайте осторожность при работе с высоким напряжением. Лучше доверить сборку преобразователя квалифицированному электрику.

После всех манипуляций получается вполне приличный пистолет.

Мелочи, без которых не обойтись

Перед началом окраски нужно тщательно позаботиться о том, чтобы все операции проходили при идеальных условиях:

1. Необходимо отличное освещение. Используйте лампы дневного света. К обычной лампе порошковая краска отлично прилипает.
2. Нужна хорошая вентиляция с двумя моторами (на вход и выход). Дополнительно придется надеть марлевую повязку, а лучше профессиональный респиратор.
3. Придется изобрести способ сбора остатков порошковой краски. На начальных этапах используйте старый мощный пылесос.

Когда все тщательно подготовлено, можно приступать к покраске своими руками нужных деталей.

Технология

Процесс окраски металлических деталей порошковыми составами можно разделить на три этапа. Это подготовка поверхности, непосредственное окрашивание (напыление) и закрепление результата (полимеризация).

Подготовительный этап

Он самый важный. От того, насколько качественно будет подготовлена к окрашиванию поверхность, зависит результат работы. Следуйте следующим инструкциям:

1. Возьмите обычную чистую тряпочку и очистите всю поверхность обрабатываемой детали от пыли и грязи.
2. Наждачной бумагой или специализированными металлическими щетками зачистите участки с коррозией.
3. Обезжирьте растворителем деталь, это увеличит адгезию поверхности с краской.
4. Проведите грунтование. Для этого покройте изделие краской на основе неорганических веществ. Благодаря этому слою сводится на нет риск проникновения воздуха, а также влаги под высохшую краску.
5. Нанесите сверху детали слой, состоящий из соединений натрия и нитрата хрома. Этот процесс имеет название пассивирование. Он проводится, чтобы ржавчина не появилась в период подготовки детали к покраске. Все действия довольно просты, поэтому все можно сделать в домашних условиях своими руками.
6. Просушите заготовку в самодельной печи.

Важно! Если деталь имеет слишком сложную конфигурацию, сильно загрязнена и покрыта коррозией, замочите ее в растворе щелочи.

Покрывание детали порошковым покрытием

Следующий этап после подготовительного – непосредственно окрашивание. Тут все довольно просто: поместите деталь в отсек напыления, присоедините и закрепите на ней минусовой провод от вашего источника питания. Если включить наш преобразователь и поднести бутылку с металлической пробкой к детали на расстояние 20-30 мм — увидим проскакивание искр, это значит, что напряжения достаточно для нанесения порошковой краски.

Для этого надавливаем на бутылку, чтобы часть порошка вместе с воздухом выдувалась из дырок в пробке. Под воздействием высокого напряжения, частицы краски электризуются и прилипают к окрашиваемому изделию.

Часть порошка все равно рассыпется на пол, поэтому подстелите газету, чтобы потом его собрать.

Совет! Если с помощью окраски планируется достичь устойчивости детали к воспламенению, купите огнезащитные ЛКМ по металлу («Негорин», «Полистил» и им подобные).

После нанесения порошковой краски начинается процесс создания отвержденного полимерного слоя.

Полимеризация

Суть этого процесса в том, что окрашенная деталь устанавливается в специальную печь. Там она в течение определенного временного промежутка подвергается воздействию высокой температуры.

Для этого потребуется самостоятельно изготовленная печь для полимеризации порошковой краски. Чтобы процесс прошел без накладок, необходимо соблюсти следующие условия:

1. Придерживайтесь рекомендаций, разработанных для каждой конкретной краски.
2. Обеспечьте равномерное нагревание каждой детали.
3. Соблюдайте точное время полимеризации. По его истечении извлеките деталь из камеры и оставьте на открытом воздухе для полного остывания.

Применение этого способа окрашивания порошковыми составами идеально подойдет тем, кто любит все делать своими руками. Делать самостоятельно печь для полимеризации довольно долго, однако на лицо существенная экономия средств и получение качественного покрытия.

Способы и технология порошковой покраски металла

Для того, чтобы в будущем не тратить ресурсы на устранение дефектов, необходимо уделять должное внимание подготовке поверхности перед порошковой покраской. Декоративные свойства и длительность эксплуатации изделия напрямую зависят от качества подготовки поверхности перед окраской.

Основная цель подготовки поверхности — удаление веществ, которые препятствуют окрашиванию и ускоряют коррозионные процессы, а также получение поверхности, которая обеспечивает необходимую адгезию металлической подложки с лакокрасочным покрытием. Подготовка поверхности перед порошковым напылением состоит нескольких этапов.

Методы работы с порошковой краской

Хотя порошковый метод окрашивания известен уже довольно долго, его техническое развитие началось сравнительно недавно. За это время появилось несколько способов проведения процесса.

1. Наиболее популярным и распространенным считается электростатическое распыление. Принцип заключается в том, что частички порошка приобретают электрический заряд, проходя через распылитель. При этом обрабатываемое покрытие остается электрически нейтральным. Именно эта разница создает электрическое поле, за счет которого порошок притягивается к поверхности и прочно удерживается. Это первая стадия покраски. Далее, обработанная деталь помещается в специальную печь, где происходит нагрев при температуре около 200 градусов. Недолговременное воздействие расплавляет верхний слой, и он надежно впитывается в основание. Электрический заряд постепенно исчезает. Схема нанесения цветного состава по электростатическому принципу
2. Более сложным считается способ, который подразумевает предварительный нагрев. То есть окрашиваемое металлоизделие разогревается до определенной температуры (показатель подбирается индивидуально). При помощи распылителя частички порошковой краски наносятся на основание и плавятся. Дальнейшие действия не всегда подразумевают повторный нагрев и зависят от типа наносимого покрытия. Предварительный прогрев хоть и дает хорошие результаты, но считается малорентабельным
3. Для третьего варианта используется преимущественно термопластичный порошок. В работе применяется специальный распылительный инструмент, который снабжается камерой с горящим пропаном. Предварительно нагретые частицы, ударяясь о поверхность, формируют прочный защитный слой. Хотя такая технология позволяет окрашивать разные материалы, ее распространение сравнительно невелико. Нагрев состава непосредственно в распыляющем пистолете требует применения термопластичных полимеров

Востребованность первого метода покраски объясняется тем, что такой вариант имеет большее технологическое развитие. С другими способами все сложнее: второй метод нуждается в тщательном подборе температуры, а третий появился сравнительно недавно.

Необходимое оборудование

Хотя количество необходимых инструментов и приспособлений зависит от масштабов работ, обязательно наличие следующего:

• Окрасочная камера. Позволяет выполнить порошковую покраску качественно, избегая постороннего воздействия. При производстве она дополнительно оснащается рекуператором, который отвечает за сбор оставшегося порошка, что значительно снижает расходы. В последующем частички проходят фильтрацию. Использование специальной камеры и системы рекуперации позволяет существенно снизить потери
• Пульверизатор. Он бывает ручной и специальный промышленный для больших объемов работ. Альтернативой может служить компрессор, который дополнительно снабжается фильтром высокого давления. Для работы с порошком используется специфическое профессиональное оборудование
• Печь. В ней происходит плавление нанесенных частиц.

Естественно, крупные производства имеют специальные системы подвесов и доставки, что облегчает работы и ускоряет темп.

Какой бы способ нанесения состава не использовался на финишном этапе деталь обязательно прогревается в печи

На заметку! Нагревание, которое необходимо на последней стадии окрашивания, не позволяет выполнять процесс с материалами, подверженными температурным деформациям. Поэтому наиболее популярной считается обработка металлических деталей и элементов.

Плюсы и минусы

Покраска порошковой краской имеет множество положительных свойств, среди которых особенно выделяются:

1. Простота процесса. Если исключить необходимость применения специального оборудования, то мероприятие не представляет особой сложности. Для работы используется готовый порошок, не нуждающийся в смешивании или колеровке. Нанесение происходит быстро. На данный момент есть возможность подбора любого цвета и оттенка порошкового состава
2. Время получения результата. После обработки порошком изделие помещается в печь на период не больше 30 минут, а после непродолжительного охлаждения работа считается завершенной.
3. Экологичность. Получаемые покрытия и красящий порошок полностью безопасны для здоровья окружающих. Поверхность не поддерживает горение и не выделяет отравляющие вещества при высокой температуре.
4. Надежность и долговечность. Образуемый слой имеет единую структуру, которая обладает хорошей адгезией с основанием. За счет этого обеспечивается износостойкость и длительный срок службы. По сравнению с использованием обычных красок, сухое напыление на порядок экономней и качественней

Но при всех достоинствах метод не лишен и недостатков:

• Покраске подвергаются преимущественно металлоконструкции. Это объясняется воздействием температур от 150 до 250 градусов.
• Хотя диапазон цветов обширен, самостоятельно колеровку выполнять нельзя. В работе используются исключительно готовые составы.
• Сложный по форме металлопрокат трудно окрашивать.
• Дефекты покрытия устраняются только полным перекрашиванием. Колеровка сухих красок в домашних условиях абсолютно невозможна

На заметку! Использование порошкового способа действительно весьма рационально, но в дизайнерском плане уступает другим вариантам. Хотя в настоящее время существуют специальные смеси с разными визуальными и тактильными эффектами.

Без высококлассного оборудования добиться качественного результата не реально

Преимущества порошковой покраски металла

Мир лакокрасочных материалов для защиты металла разнообразен, и каждый производитель спешит усовершенствовать свои технологии производства для повышения защитных свойств краски. Правда в последнее время традиционные жидкие краски уступают свои позиции на рынке, а порошковые краски набирают популярность и всё больше металлических изделий проходят порошковую окраску при изготовлении в производственных цехах.

Покрытие поверхности металлических изделий с помощью порошковой краски приводит к образованию сверхстойкого полимерного слоя, который способен не только защитить от вредных веществ и разрушения структуры металла, но и выдержать ударные механические воздействия на поверхности изделия.

Среди достоинств порошковой окраски выделяют следующее:

• Надёжность — Срок службы металлического изделия увеличивается;
• Прочность — Усиливаются антикоррозийные свойства материала;
• Декоративность — Разнообразие цветов, оттенков и фактур;
• Экологичность — Чистая технология производства с отсутствием вредных соединений;
• Универсальность — Возможно применение на любых поверхностях;
• Удобство — Однослойное нанесение и быстрое отвердевание.

Порошковая краска, нанесённая на поверхность материала, под ударным воздействием не растрескивается и не откалывается, при этом на поверхности образуется новая форма покрытия в соответствии с изменениями структуры материала. Поэтому порошковое окрашивание стало часто применяться при покраске автомобилей. Также порошковую краску выгодно наносить на металлические изделия, которые будут использоваться в средах с агрессивным воздействием.

Порядок выполнения работ

Технология порошковой окраски различных металлических изделий представляет собой совокупность мероприятий. Подробный перечень работ включает немаловажный этап – подготовку предмета, качество проведения которого определяет результат.

Подготовка

Необходимо выполнить следующие действия:

Поверхность тщательно очищается. Для этого проводится ряд процедур:

• Механическое удаление следов ржавчины и окислов с металла. При необходимости снимается и старый декоративный слой. Для этого процесса используются подручные инструменты: шлифовальные машинки, щетки, скребки. Если требуется, задействуются специальные смывки. Наиболее эффективной считается пескоструйная очистка, которая за счет воздействия абразивных частиц под давлением позволяет быстро удалить все лишнее. Пескоструйная зачистка на данный момент считается самой качественной
• Обезжиривание основания. Для этого используются специальные щелочные или органические составы. Применяемый раствор наносится на ветошь, которой тщательно протирается поверхность. При необходимости деталь полностью погружается в раствор.
• Если есть возможность, то выполняется травление. От предыдущего этот способ отличается тем, что не просто смывает загрязнения, а оказывает воздействие на их структуру, способствуя лучшему удалению. Обезжиривание и травление являются обязательными этапами подготовки

Формируется конверсионный подслой. Он необходим для защиты поверхности от попадания различных загрязнителей. Составы для этого выбираются исходя из вида обрабатываемого материала. Так, для деталей из алюминия применяется хромовый ангидрид, а для стали – фосфат железа.

Если требуется, то выполняется пассивирование. Этот процесс направлен на закрепление антикоррозионного покрытия.

Следует знать! Стадии подготовки могут разниться в зависимости от того, какие изделия подвергаются обработке, и сферы их применения. Порой достаточно провести тщательную очистку и обезжиривание.

Нанесение красителя

Порошковую окраску металла проводят следующим образом:

1. Окрашиваемые элементы после подготовки и просушки помещаются в камеру. При этом они закрепляются на раме, которая обязательно должна иметь заземление. Если работы выполняются дома, то создаются похожие условия. Обработку заготовки необходимо проводить в средствах индивидуальной защиты
2. Чтобы нанести порошок, выбирается подходящий распылитель. Эта процедура выполняется в специальной защитной одежде, респираторе и очках.
3. Деталь тщательно обрабатывается. Необходимо наносить частицы равномерно, покрывая все участки и выдерживая одинаковое расстояние до поверхности, чтобы обеспечить более однородное распределение. При финишном прогреве температура в печи может доходить до 200ºС
4. Изделие перемещается в печь. На этом этапе важно добиться равномерного прогрева, это обеспечит создание единой полимерной пленки. Температура выбирается индивидуально.

Порошковая покраска считается завершенной. По прошествии 30 минут металлическое изделие вынимается из печи и остужается, после полного остывания элемент готов к использованию.

Также рекомендуем посмотреть это видео:

Услуги порошковой окраски на заказ

На производстве можно разместить заказ на порошковую покраску для изготовления от одной детали до серийного выпуска изделий из металла. Для этого на производстве «Траяна» выполняются операции по порошковой окраске всех видов металлов:

Порошковая покраска деталей

Порошковая покраска труб

Порошковая покраска рамы

Порошковая покраска ограждений

Порошковая покраска дисков

Порошковая покраска мотоцикла

Порошковая покраска изделий

Порошковая покраска саморезов

Порошковая покраска дверей

Порошковая покраска радиаторов

Порошковая покраска забора

Порошковая покраска алюминия

Порошковая окраска металла: технология

1. Суть метода
2. Виды порошковых красок
3. Требуемые материалы и оборудование
4. Подготовка поверхности
5. Нанесение краски
6. Основные этапы окрашивания

Без специального покрытия железо быстро теряет первоначальный вид и ржавеет. Конечно, можно просто покрасить его кистью или пульверизатором. Но самым надежным способом защиты от коррозии является порошковая окраска.

Суть метода

Технология порошковой окраски позволяет получить на металле тончайший слой полимера, выглядящий единым целым с поверхностью. В промышленном производстве железо окрашивают именно этим способом. С помощью него обрабатывают детали механизмов, кованые изделия, мебель, входные двери, предметы бытовой техники.

Вначале металл равномерно покрывают сухими частицами порошка с помощью распылителя, подключенного к источнику напряжения. Они подаются под давлением вместе с потоком воздуха и удерживаются на поверхности за счет электростатического притяжения. Далее в специальных печах под воздействием повышенных температур или химических активаторов краска полимеризуется. В результате образуется тончайшая, но очень прочная пленка.

Окраска порошковой краской металлических изделий позволяет получить покрытие, не боящееся даже значительных перепадов температур и воздействия ультрафиолетовых лучей. Поцарапать или повредить полимерную пленку каким-либо другим способом даже при транспортировке не так-то просто. Да и выглядит она необычайно декоративно.

Виды порошковых красок

Их подразделяют по способам образования пленки на поверхности. Выделяют две основные группы подобных красок:

• термопластичные: покрытие образуется под воздействием высоких температур 150-200°С за счет плавления и дальнейшего затвердевания порошка.
• термореактивные: наносятся с помощью химических акриловых, эпоксидных или полиэфирных реагентов.

В промышленности больше распространен второй способ. Покрытия, нанесенные с помощью термореактивных реагентов, не боятся длительного нагрева и пребывания на солнце. Порошковое окрашивание металлических изделий в домашних условиях чаще производится термопластичным способом.

Требуемые материалы и оборудование

Итак, дадим подробное описание технологии порошковой окраски металла. Для создания на нем прочного слоя напыления понадобятся:

• печь (камера) для полимеризации: ее можно изготовить самому или приобрести в специализированном магазине;
• пистолет-распылитель: так как стоит подобное устройство немало, его можно также собрать из преобразователя, часто используемого в зажигалках для газовых плит, блока питания и обычной пластиковой бутылки;
• естественно, сама краска.

Печи для сушки потребуется подключить к источнику напряжения, равному 25 кВт. В работе она будет выдавать 6 кВт, на разогреве чуть больше – 12 кВт. Для ее изготовления понадобится толстый листовой металл для корпуса, ТЭНы, вентилятор тангенциального типа, в котором воздушные массы будут перемещаться в одном направлении, а также любой негорючий теплоизолятор для обшивки.

Нагревательные элементы располагают параллельно друг другу на противоположных стенках печи. Основная часть вентилятора крепится вне камеры. Его наваривают таким образом, чтобы выход был узким, а вход достаточно широким. В сушильной печи также необходимо сделать отдельную камеру для напыления. Для обработки крупных деталей лучше предусмотреть тележки рельсового типа.

Подготовка поверхности

Этот этап считается самым важным. Технология порошковой покраски металлических изделий подразумевает полную очистку поверхности от ржавчины и загрязнений. При наличии даже мельчайших следов коррозии покрытие просто осыплется.

Зачищать поверхность следует наждачкой или металлической щеткой до блеска, так, чтобы не осталось не одного, даже мельчайшего ржавого пятнышка. Для удаления значительного слоя коррозии используют травление соляной или серной кислотой. Старый слой краски или чернение также полностью удаляются. Для этого используются специальная смывка.

После полной зачистки металл необходимо обезжирить растворителем. Далее для увеличения адгезии (сцепления с краской) поверхность грунтуют. Последний этап – пассивирование, то есть обработка смесью натрия и нитрата хрома для защиты от коррозии.

Нанесение краски

Процесс довольно прост. Помещаем требуемую деталь в отсек напыления и подключаем краскопульт к источнику питания.

1. Сухой порошок наносится с помощью распылителя равномерно. Для этого необходимо держать инструмент на одинаковом расстоянии от поверхности в течение всего времени обработки.
2. Сухие частички краски под воздействием электрического напряжения сами прилипнут к поверхности. Если его достаточно, при поднесении бутылки с металлической пробкой ближе 20-30 мм должны появиться мелкие искры.
3. Учтите, что смешивать несколько видов порошка для получения нужного оттенка не рекомендуется. Цвет получится неравномерным.
4. Сбор остатков порошка в производственных условиях производится с помощью специального оборудования – рекуператора. В домашних условиях можно воспользоваться пылесосом циклонного типа. На пол лучше заранее настелить газеты.

Основные этапы окрашивания

Опишем подробно технологию нанесения порошковой краски на металл:

1. Печь следует установить в помещении, имеющем принудительную вытяжку. Все работы проводятся в защитном костюме, марлевой повязке или респираторе и очках.
2. Для освещения понадобятся лампы дневного света. Использовать обычные лампочки не следует – мельчайшие частицы порошка будут к ним притягиваться.
3. Покрытые сухой краской изделия помещаются на полчаса в печь. Крепить их следует на раме, имеющей заземление.
4. Добиться равномерного прогрева разного вида деталей в домашних условиях непросто. Для получения монолитной и прочной полимерной пленки температуру каждый раз придется подбирать опытным путем.
5. Для каждого вида краски существуют особые рекомендации, описанные в инструкции производителя, в том числе и точное время полимеризации. Его следует неукоснительно соблюдать.
6. Основные сложности возникают при окрашивании деталей разных размеров. Для каждой из них может понадобиться отдельная печь.
7. Никакой дополнительной обработки не требуется. После остывания и отверждения в течение суток окраска считается оконченной. Сушка производится обычным способом на открытом воздухе.
8. Для окрашивания крупногабаритных изделий можно использовать пистолет с пропановой горелкой. Сухой порошок, проходя через нее, сразу же расплавляется и подается в полужидком состоянии. Сама окрашиваемая деталь при этом не нагревается.

Таким образом, нанесение порошковой краски на металл даже в домашних условиях вполне реально. Подобным методом можно обрабатывать не только железо, но и закаленное стекло, способное выдержать температуру 150-200°С.