Как правильно красить автомобиль порошковой краской. Полимерное окрашивание
от создания до повсеместного использования
Любые технологии, даже самые передовые, постепенно теряют актуальность, переставая удовлетворять требованиям времени. Не стали исключением и традиционные лакокрасочные материалы. На протяжении многих десятилетий они не имели альтернативы, и все же не смогли удержать пальму первенства, сдав свои позиции под напором более совершенных решений.Революционной инновацией, пошатнувшей позиции ЛКМ, стала порошково-полимерная покраска – современная технология с потрясающим экономическим эффектом, позволяющая получать высококачественные надежные покрытия, демонстрирующие наилучшие защитные, декоративные и эксплуатационные свойства.
Порошково-полимерная покраска
В чем секрет популярности порошково-полимерного покрытия? Какими преимуществами обладает ПП? Каковы особенности технологии его нанесения? Об этом и многом другом пойдет речь в данной статье.
Порошково-полимерное покрытие – краткая история успеха
Разработка технологии порошково-полимерного напыления датирована концом 40-х, началом 50-х годов прошлого века и неразрывно связана с именем немецкого ученого доктора Эрвина Геммера, активно занимавшегося данной проблематикой и запатентовавшего свое изобретение в мае 1953 года.
Долгое время в период с 1958 по 1965 годы, когда технология отшлифовывалась до возможности широкого практического применения, порошково-полимерное покрытие рассматривалось в большей степени с функциональной, чем декоративной точки зрения. Достигаемая толщина в 150-500 мкм позволяла эффективно его использовать в качестве электроизоляционного, противокоррозионного и защитного слоя. Нейлон 11, полиэтилен, пластифицированный ПВХ, сложный полиэфир – материалы, составлявшие основу покрытия, обладали для этого всеми необходимыми свойствами.
В 1963 году произошел поистине настоящий прорыв. В Европе появились первые электростатические распылители, разработанные компанией Sams. Благодаря данному ноу-хау порошково-полимерная покраска поднялась на новую ступень технологического совершенства.
Период между 1968 и 1972 годами отметился выходом на рынок порошковых красок на основе эпоксидной смолы, полиэстера, полиуретана и акрила, позволяющих производить декоративное окрашивание.
Именно начало 70-х годов дало толчок триумфальному маршу по планете технологии порошково-полимерного покрытия, хотя данный тренд был еще очень далек от показателей 80-х, а тем более – современного состояния рынка. В настоящий момент рынок порошковых покрытий оценивается в миллиарды долларов США. Согласно прогнозам экспертов его емкость к 2024 году достигнет отметки в $16,55 млрд.
Суть метода
В основе создания метода полимерно-порошкового покрытия лежит электростатический эффект, обеспечивающий притяжение положительно заряженных частиц краски к обладающей отрицательным потенциалом окрашиваемой детали.
Любая порошковая краска представляет собой сухую дисперсную смесь, в состав которой входит пленкообразующий компонент, наполнитель, отвердитель, задающий цвет пигмент, некоторые другие добавки.
Порошково-полимерное покрытие
Распыляемые частицы красящего полимерного состава оседают и удерживаются на поверхности, покрывая ее равномерным, соответствующим заданным параметрам, слоем.
Далее в специальной термической камере изделие нагревается до температуры 180-200 C, вследствие чего частицы краски расплавляются, образуя однородное полимерное покрытие.
Состав линии порошково-полимерной покраски
Любая такая линия оснащена рядом обязательных технологических звеньев:
Установка нанесения полимерного покрытия – предназначена для забора сухой краски из тары, придания ей положительного электрического заряда и формирования направленного распыляемого потока с целью нанесения на поверхность изделия;
Покрасочная камера – необходима для локализации зоны, в пределах которой осуществляется процесс напыления, поддерживается требуемый уровень освещенности, а также происходит сбор остатков не попавшей на поверхность обрабатываемого изделия краски;
Термическая камера – служит для создания высокой температуры и плавления нанесенного на изделие порошка с его последующей полимеризацией и формированием однородного непроницаемого слоя;
Транспортная система – используется для загрузки, извлечения и перемещения подлежащих окрашиванию изделий между покрасочной и термической камерами.
Область применения
Порошково-полимерная покраска находит применение для защиты и декорирования поверхности любых изделий из металла:
Автомобильные детали и принадлежности;
Бытовая техника и аксессуары;
Промышленное, медицинское, торговое и другое оборудование;
Кровельные материалы и фасадные элементы;
Мебель и стеллажи;
Спортивный инвентарь и прочее.
Порошково-полимерное напыление
На сегодняшний день технология порошково-полимерного покрытия пользуется необычайной популярностью у российских производственников. В отдельных отраслях показатель ее внедрения достигает 80% и более.
Порошково-полимерная покраска и ее преимущества
Экономичность
Данная технология демонстрирует высокие показатели полезного использования расходного материала – до 90% краски оседает на поверхности обрабатываемого изделия. Остальная ее часть остается в пределах покрасочной камеры и после сбора готова к повторному применению.
Скорость
На проведение всех технологических операций при полимерной окраске требуется минимум времени. К тому же, затвердевание покрытия происходит достаточно быстро, не требуя при этом повторного многослойного нанесения, как в случае с использованием традиционных лакокрасочных материалов.
Удобство размещения
В силу компактности оборудования, которое может быть удобно размещено на небольшом по размерам участке, отсутствует необходимость в значительных производственных площадях.
Декоративность
Современные полимерные порошковые краски выпускаются в широком разнообразии цветов, оттенков, фактур, в общей сложности насчитывающем более 5000 вариантов, что открывает неограниченные возможности для выбора.
Долговечность
Даже самые жесткие климатические и непредсказуемые погодные условия не способны повлиять на срок службы порошково-полимерного покрытия, составляющий десятки лет, при условии четкого соблюдения технологического процесса.
Экологическая чистота
Порошково-полимерная покраска не предусматривает использования каких-либо токсичных и огнеопасных веществ. Кроме того, данная технология – безотходна, что исключает появление излишков краски, которые смогли бы оседать или образовывать пары опасных летучих веществ, как в случае с ЛКМ.
Дополнительные статьи на тему окрашивания порошком:
Диски на авто яркого цвета - какой метод покраски колес лучше всего?Стальные термоустойчивые материалы - нанесение порошковых красок на изделия из металла.
www.powder-painting.ru
Окрашивание полимеров
Специальные требования заказчика.
После того, как будут согласованны приведенные выше позиции, можно говорить о создании определенного концентрата. Но при этом необходимо, чтобы характеристики концентрата строго соответствовали международным требованиям, предъявляемым к полимерному изделию.
Характеристики:
1. Химическая стойкость.
Необходимость химической стойкости концентратов не всегда очевидна с первого взгляда, но она становится явной, если поближе ознакомиться с эксплуатационными требованиями, предъявляемыми к полимерному изделию. Согласно международным стандартам, производитель колорантов проверяет их устойчивость к кислотам (HCl, h3SO4, HNO3), щелочам (NaOH, KOH) и пероксидам. Результаты испытаний покрывают широкую область использования окрашенных полимеров, поскольку полимерные емкости, бутылки, коробки, пленки в повседневной жизни используются очень широко. Многие продукты, упакованные в полимерную тару, имеют небольшую кислотность или щелочность. Тесты на пероксиды особенно важны. Во-первых, ненасыщенные полиолефины полимеризуются в присутствии пероксидов как катализаторов; во-вторых, современные моющие средства для текстильных изделий содержат пероксиды.
Химическая стойкость является свойством системы в целом, содержащей, по крайней мере, колорант и полимер. Вследствие большого разнообразия как полимеров, так и колорантов, невозможно проверить химическую стойкость для всех возможных комбинаций системы полимер-колорант. Не исключены также испытания на долговременное хранение, особенно для полимеров, используемых в качестве упаковочных мероприятий. Только испытания могут определить, удовлетворяет ли взаимодействие между окрашенной полимерной емкостью и ее содержимым условиям хранения в течение определенного времени. В соответствии с конкретными областями использования, требования к химической стойкости окрашенных полимерных материалов могут существенно меняться и быть весьма специфичными. В связи с этим только испытания на долговременно хранение могут определить, все ли требования будут выполняться системой в целом, содержащей полимеры, колорант и добавки. Прогнозировать поведение системы на основе испытаний отдельных ее частей здесь невозможно.
2. Устойчивость к миграции пигмента и обесцвечиванию.
Устойчивость к миграции является общим требованием ко всем колорантам. Многие международные правила и нормативы предписывают отсутствие миграции в окрашенных изделиях. Следует также различать миграцию и обесцвечивание пигмента.
Обесцвечивание.
Эффект обесцвечивания возникает, когда растворенный колорант движется из объема полимерного изделия к поверхности, где рекристаллизуется. Поскольку пигмент, по определению, нерастворим в полимере, обесцвечиваться может лишь краситель, растворенный в полимере. На практике, однако, органические пигменты все же оказываются растворимы в полимере и поэтому также могут обесцвечиваться.
Миграция пигмента.
Проявление миграции пигмента весьма многочисленны. Как пигмент. так и растворенный в полимере краситель обнаруживают миграцию при определенных условиях. Известны два способа миграции пигмента.
Во-первых, миграция пигмента наблюдается, когда полимерное изделие содержит пластикатор, в котором ограниченно растворимы многие органические пигменты. Поэтому миграция пигмента происходит одновременно с миграцией пластикатора из объема к поверхности изделия, по этой причине многие органические пигменты не могут быть использованы в пластицированных полимерах, таких как поливинилхлорид (ПВХ) или полиуретановые (ПУ) эластомеры.
Другая возможность для миграции может возникать, когда полимерное изделие не содержит растворителей или пластикаторов, но находиться в контакте с растворителем и (или) полимером, содержащим пластикатор. Растворитель и (или) пластикатор могут частично растворить органический колорант по поверхности изделия. В результате будет происходить перенос цвета в другую среду, что также является миграцией пигмента.
Миграция пигмента может являться серьезной проблемой при производстве упаковочных полимеров, поскольку жидкое содержимое полимерной упаковки часто содержит компонент, являющийся растворителем пигмента.
3. Усадка и коробление.
Любые материалы, включая полимеры, расширяются при повышении температуры. Поэтому объем расплава полимера будет больше, чем объем того же полимера в твердом состоянии, и при охлаждении расплава будет возникать усадка. Усадка является очень важной характеристикой при переработке полимеров, и ее следует учитывать, в частности, при конструировании литьевой формы. Известно, что полимеры имеют большую усадку в направлении течения расплава, чем в поперечном направлении. Кроме того, любые добавки, включая колоранты и наполнители, к полимерам будут в той или иной степени влиять на усадку готового изделия. Величина усадки полимерного изделия при наличии колоранта зависит от химического строения колоранта, типа полимера, размера частиц колоранта и его концентрации. Для частично кристаллизующихся полимеров, например, полиэтилена (ПЭ) или полипропилена (ПП), усадка зависит также от степени кристалличности.
Процессы усадки и коробления полимерных изделий тесно взаимосвязаны. Как уже отмечалось, усадка частично кристаллизующегося полимера, например ПЭ, в направлении течения расплава полимера больше, чем в поперечном направлении, и поэтому после охлаждения симметричное тело вращения станет овальным, а несимметричное тело вращения будет испытывать существенные искажения формы или коробление. Причиной искажений может быть также разнотолщинность полимерного изделия, поскольку полимер имеет очень низкую теплопроводность, и скорость охлаждения толстой стенки гораздо ниже по сравнению со скоростью охлаждения тонкой стенки. Примером разнотолщинного полимерного изделия может служить, например, бутылочный ящик с большим числом тонких перегородок и толстыми боковыми стенками.
Многие органические пигменты влияют на усадку частично кристаллизующихся полимеров, поскольку действуют как центры кристаллизации; в то же время неорганические пигменты не обнаруживают такого эффекта. На практике влияние усадки, вызванной органическими колорантами играет большую роль в тех случаях, когда полимерные детали соединяются, например, в завинчивающихся крышках, зубчатых колесах, домашней утвари из комбинированных полимеров. Обычное требование при использовании комбинированных полимеров - очень хорошая стабильность формы, независимо от цвета. Однако, рассматривая широкую палитру цветов, можно обнаружить, что это требование не выполнимо ни для одного из них, поэтому компромиссов между окрашиванием полимеров и их усадкой не избежать.
4. Токсикология.
Каждое новое химическое вещество, которое появляется на рынке, должно быть предварительно охарактеризовано не только по его техническим, физическим и химическим характеристикам, но также и по токсикологическим свойствам. международные стандарты на испытания по оценке токсикологического риска для человека основаны на реалиях современной жизни. Токсикологические испытания имитируют однократный контакт, многократные и потенциальные контакты человека с химическими веществами. Они устанавливают возможное влияние на внутриутробное развитие эмбриона и возможный токсикологический риск для окружающей среды.
Токсикологические испытания включают исследования, направленные на изучение:
e-plastic.ru
Полимерное окрашивание
Коррозия и ржавчина – самые распространенные и трудоемки в борьбе «заболевания» металлических изделий. В некоторых случаях, ржавчина настолько разъедает изделие, что пораженная деталь просто не подлежит восстановлению.
На помощь в борьбе с коррозией приходит своевременное окрашивание и покрытие влагоотталкивающими составами. Но беда в том, что традиционные методы окрашивания не всегда хороши: лакокрасочные составы сохнут по нескольку дней; предварительная подготовка очень долгая и затратная.
В этом случае рекомендуется обратить внимание на относительно новый метод окрашивания металла – полимерные смеси.
Полимерное окрашивание (в народе – полимерка) – сложный с технической точки зрения процесс нанесения красящих смесей на обрабатываемую металлическую поверхность. Сложен процесс тем, что для проведения работ требуется специальное оборудование.
Процесс окрашивания полимеркой: этапы, оборудование
Сама полимерка не очень похожа на краску в привычном представлении: полимерная смесь представляет собой порошковую смесь, окрашенную в определенный цвет. Под действием электрического тока, порошок полимерки напыляется на окрашиваемую деталь. После того, как слой равномерно нанесен, изделие отправляют в специальную печь. Под высокой температурой, гранулы полимерной смеси плавятся и образуют прочный тонкий слой на детали. Несмотря на то, что слой краски кажется тонким, по прочности он превосходит показатели прочности обычной краски.
Самостоятельно осуществить такое окрашивание не получится, потому что специалисты в работе используют целый «боекомплект» оборудования:
Краскопульт. Обычный, который используется для нанесения жидких красок, не подойдет. Дело в том, что краскопульт для полимерки имеет конструктивные отличия от своего «младшего брата»: во-первых, это в разы большее давление, во-вторых – проведенный электрический ток, необходимый для распыления полимерной смеси.
Покрасочная камера. Она представляет собой герметичную комнату, оборудованную мощными вытяжками, ярким освещением и улавливающими фильтрами. Понятно, что герметичность исключает проникновение пыли в комнату и попадание ее в красящие составы. Улавливающие же фильтры используются для сборки лишней краски, которая осталась после окрашивания деталей, и последующего ее использования. Это, пожалуй, еще один плюс полимерного окрашивания – вряд ли жидкую краску можно соскребать со стен и пола, чтобы вновь ее использовать.
Полимеризационная камера. Как раз в этой камере полимерка превращается в красивое блестящее покрытие, которое мы можем видеть на готовых окрашенных изделиях. Рабочая температура камеры больше 200 градусов. Очень важный фактор – окрашенное изделие извлекается не сразу после расплавления полимеров, а только после полного остывания. Этот нюанс играет огромную роль в вопросе прочности полимерного слоя и его стойкости.
Гарантии полимерного окрашивания
Процесс окрашивания полимеркой сложен в техническом плане, но по времени проводится почти в 2 раза быстрее, чем окрашивание жидкими красителями. Гарантии на стойкость покрытия зависит от условий дальнейшей эксплуатации изделия (автомобиль, двери и прочее), а также от соблюдения протокола процедуры окрашивания. Почти все специалисты, которые занимаются полимерным окрашиванием, гарантируют минимальный срок службы от 1 года. Широкая цветовая гамма позволяет подобрать идеально подходящий цвет для изделия вплоть до полутонов.