Технология покраски порошковой краской

Порошковая покраска – это современная технология, которая позволяет добиться надежного и долговечного покрытия практически на любых поверхностях. Нанесение не представляет особого труда при наличии навыков, но требует задействования специального оборудования. Особенностью этого метода является то, что покраска происходит сухим способом, а защитный слой образуется при последующем нагревании.

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.

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.

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.

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

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:

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.

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.

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.

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.

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.

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

Технология покраски изделий при помощи порошка известна людям ещё с середины прошлого века, однако только пару десятилетий назад метод довели до технологического совершенства. Современная порошковая покраска металла – это замечательный способ предотвратить воздействие агрессивных сред на материал и сделать деталь эстетически привлекательной.

порошковая краска

Порошковая окраска: преимущества

Порошковая краска, по сути, является мелкодисперсным порошком, структура которого имеет полимерную природу. В его состав входят некоторые полимерные смолы, а также отвердители и вещества, придающие цвет.

Создать однородное, прочное покрытие помогает камера полимеризации. В печи поддерживается постоянная высокая температура около двухсот градусов по Цельсию. Данное воздействие кратковременно, однако необходимо учесть, выдержит обрабатываемая деталь даже непродолжительный контакт с такой температурой или нет.

Покраска порошковой краской, несомненно, обладает некоторыми достоинствами перед традиционными видами покраски металла. Выделим основные плюсы:

• Порошковое покрытие обеспечивает эталонное качество поверхности детали;
• Возможность применения краски разнообразных цветов и оттенков;
• Возможность выбора из разных типов функциональных покрытий;
• Технология порошковой окраски металла экологична;
• Отсутствие растворителей;
• Порошковое покрытие безопасно для человека при прямом контакте;
• Пожаробезопасный вариант окрашивания;
• Возможность быстрого нанесения.

Безусловно, у способа есть и минусы: порошковая покраска своими руками может стать настоящим испытанием, поскольку требует особых условий для проведения технологического процесса (камера полимеризации своими руками – это не то, что можно легко изготовить, равно как и система подачи краски).

В случае, если вы планируете красить металлические детали однократно, а не заниматься этим профессионально, стоит также рассмотреть и вариант обращения к специалистам в этой области, ведь для получения качественного результата требуется отработанная технология и опыт. Например, покраска у www.ip-makarov.ru порошковой краской — одно из важнейших направлений предприятия, и весь трудоёмкий процесс опытные специалисты могут взять на себя.

Могут возникнуть и проблемы с цветом. Если вам нужна порошковая краска металлик с каким-то особым оттенком, вы не сможете смешать два разных вида порошка: смесь не получится однотонной. Впрочем, готовые варианты на рынке предоставляют большой выбор и возможность цветовых экспериментов.

Принцип порошкового окрашивания

Технология порошковой окраски заключается в электростатическом распылении красящей взвеси, которая хорошо садится на подготовленную металлическую поверхность. Нужно отметить, что при таком методе краска наносится равномерно, и в итоге покрытие получается стойким и долговечным.

Покраска металла порошковой краской не дороже традиционных способов покраски, однако она обладает рядом неоспоримых преимуществ, о которых мы уже говорили.

Технология порошковой покраски металла позволяет деталям приобрести декоративные качества. На рынке представлено немало цветов и оттенков порошковой краски. Это могут быть не только стандартные цвета, но и металлики: серебристые, золотистые, алюминиевые.

Поверхность под воздействием краски может приобретать различную стилистику. Если вам необходимо, чтобы изделие выглядело, как гранит, старинная бронза, серебро, чтобы деталь имела структурированную поверхность, — вам поможет порошковая краска по металлу. Возможно применение различных эффектов на рабочем материале, например перламутр, антик, хамелеон. Помимо этого, возможны вариации в фактуре изделия, а не только в его текстуре.

Порошковая покраска: технология

Наверняка многим интересно, как именно происходит порошковое покрытие металла. Ведь это признанный во всём мире эффективный способ придания материалу улучшенных защитных и эстетических свойств в короткий срок.

1. Предварительная обработка материала
   Когда вы планируете покраску, не забудьте тщательно подготовить само изделие. Чем качественнее будет обработано покрытие, тем лучше на нём будет смотреться готовая порошковая краска. Технология нанесения предусматривает отсутствие загрязнений (например, битума или известки), также на материале не должно быть ржавчины.Если деталь уже побывала в покраске, то поверх прежнего слоя можно нанести новый, однако необходимо также произвести зачистку.Краска, нанесенная поверх другого слоя, тем не менее, будет иметь меньшее сцепление с поверхностью, нежели в случае прямого контакта. В случае, если исходная поверхность анодированная или хромированная, вы можете использовать эту технологию.Есть ещё одна вещь, о которой зачастую забывают неопытные пользователи этой технологии – о чернении. Если вы видите, что оно ранее было применено по отношению к детали, очистите поверхность. Чернение может стать причиной появления пузырей на поверхности при тепловой обработке.
2. Финальная подготовка поверхности
   Когда вы завершите предварительную обработку, осуществите процесс химического обезжиривания поверхности детали, а также процесс сушки. Порошковое окрашивание металла требует в некоторых случаях хроматирования или фосфатирования поверхности перед нанесением взвеси – это зависит от условий будущей эксплуатации детали. Например, если проводится порошковая окраска дисков.

покраска металла

• Маскировка
  На этапе маскировки вы защитите те элементы поверхности, на которые краска попасть не должна. Это может быть частичное покрытие детали либо разделение поверхности при покраске несколькими цветами; покрытие резьбы либо шлифованных частей подшипника; частные ситуации, которые иногда хотят воплотить в жизнь.
• Порошковая окраска металла
  После того, как произведена маскировка, и детали очищены, они закрепляются на транспортёре, а затем попадают в устройство, которое называется камера порошковой окраски. Там при использовании особого электростатического инструмента происходит распыление порошка.После обработки порошковая покраска держится только лишь на энергии разницы потенциалов металла и нанесённой субстанции. Это значит, что её можно легко сдуть или, к примеру, стереть.
• Полимерное покрытие металла
  Когда слой порошка нанесён, его нужно закрепить. Следующая его остановка – это камера полимеризации порошковой краски. В этой камере слой краски оплавляется, и готовая плёнка затвердевает на детали.По всей площади полимеризационной камеры поддерживается высокая температура. При нагреве слой порошковой краски расплавляется и получает качественную сцепку с материалом, поскольку проникает в поры детали. Таким же способом покрывают и диски автомобиля, порошковой краской.
• Контрольный этап
  После того, как камера для порошковой покраски сделала свое дело, деталь извлекается. Происходит остывание, порошковая краска для металла становится твердой. Однакотранспортировать её или устанавливать на автомобиль пока рано. Гарантированную прочность изделие приобретёт по истечении 24 часов.

Порошковая покраска – это процедура, которая должна проходить в специально оборудованном помещении. Однако если у вас есть желание, вы можете заниматься этим и в своём гараже. Однако нужно понимать, что покупка всего оборудования, которое нужно для такой покраски, будет экономически выгодным лишь в случае, если вы хотите наладить собственное производство.

У профессионалов популярно оборудование фирмы Encore. Компания предлагает своим покупателем ручные и автоматические системы окрашивания, нацеленные на мелкий бизнес, а также на клиентов, желающих построить крупное производство. Компания Encore поставляет ручное оборудование порошкового напыления, электростатические системы, камеры ручной окраски, а также автоматические камеры окраски.

Автоматические варианты обычно укомплектованы нужными манипуляторами для того, чтобы сделать процесс покраски максимально качественным и быстрым. Кроме того, вам может понадобиться интегрированная система управления оборудованием, если вы рассчитываете укрупнить свой бизнес и оптимизировать технологический процесс.

Кроме того, автоматическая система позволяет сэкономить до 20% порошка, который обычно теряется при ручном окрашивании. Однако такой вариант значительно более дорогой, чем наборы, позволяющие наносить краску вручную.

Итак, познакомившись с процессом покраски металла при помощи порошкового распыления, вы можете прийти к выводу о целесообразности применения данного метода. Кого-то, возможно, статья натолкнет на мысль о том, чтобы открыть собственный бизнес. Взвесьте плюсы и минусы предлагаемого решения, и вы обязательно достигнете своих целей.

Содержание

Немного об истории порошковой покраски

60-е годы ХХ века считаются рождением порошковой покраски. В это же время был разработан и применен электростатический способ их распыления. На появление электростатического распыления были свои причины: экономические факторы, охрана окружающей среды, а также необходимость улучшения качества покрытий. Порошковые краски появились не только для того чтобы изделия имели привлекательный внешний вид, обеспечить качество и долговечность окрашиваемых поверхностей, но и для того чтобы снизить цену на покраску и вред для окружающей среды.

Вот одни из преимуществ и недостатков порошковой покраски

Основные положительные качества порошковой покраски состоят: в долговечности, снижению затрат и вреда для окружающей среды.

В ней не используются пожароопасные и вредные жидкие растворители, поэтому данная покраска практически безопасна как для человека, так и для флоры фауны. Отсутствие таких растворителей снижает стоимость покраски. Кроме того, выбор тонов, текстур и цветов практически не ограничен желанием и потребностью заказчика.

Порошковая покраска способна предоставить любые цвета, оттенки и фактуры: от золотистого или серебристого металлика, до поверхности под бронзу, дерево или гранит. Крася порошковой краской, получаются поверхности с различным глянцем, а также с рельефной фактурой, таких как антик или антрацит. Порошковая краска уже от колерована, что не требует таких дорогостоящих процедур как контроль вязкости и подбор тона. Это предают им наибольшую экономичность и прочность, стойкость и долговечность, и при всём этом достигается отличное качество, ровность и однотонность окрашиваемой поверхности. Порошковая покраска обеспечивает ударопрочное антикоррозийной покрытие, которое функционирует в режиме температур от 150 до -60 С и обеспечивает надежную электроизоляцию. И не реагирует на резкие перепады температур.

Порошковая краска и её экономические преимущества:

• Низкий процент отходов;

• На рабочую поверхность наносится до 96% краски;

• При избыточном напылении, краска собирается в красильной камере и готова к очередному нанесению;

• Высоко автоматизированная технология, обеспечивает легкость в уходе за покрытием, отсутствует необходимость его очистки и простоту в обучении рабочих (в основном на больших заводах); так же доступна для небольших предприятий с ручным нанесением порошковой краски.

• Отсутствие очистителей и растворителей, что не требует времени на их испарение, ни затрат на удаление паров.

Порошковая краска и экология:

• Отсутствуют вредные органические соединения;

• Экологически чистая технология производства;

• Низкая опасность возгорания;

• Снижены выделения химических запахов;

• Санитарно-гигиенические условия труда намного выше, чем при использовании обычных методов покраски;

• В процессе полимеризации предельно допустимые нормы концентрации летучих веществ не достигаются.

Преимущества порошковых красок в сравнении с красками на растворителях:

• При традиционных способах покраски невозможно достичь отличных физико-химических и декоративных свойств покрытий;

• Лучшие эксплуатационные свойства, высокое качество покрытий;

• Нет необходимости в грунтовки поверхностей;

• Для нанесения порошковой краски достаточно одного слоя. Это достигается за счёт 100 процентного содержания сухих веществ, дорогие многослойные краски этим свойством не обладают;

• В сравнении с обычными красками, порошковые краски обладают лучшими ударопрочными и антикоррозийными свойствами. Меньшая пористость в порошковом покрытии;

• Так как порошковая краска поставляется в готовом виде, то не требует особой подготовки и контроля вязкости;

• Потери при порошковой покраске около 2-5%, при покраски жидкими красками потери будут до 45%

• Отвердевание порошковых красок составляет 30 минут;

• Порошковая краска не занимает много места, поэтому не требует больших складских помещений;

• Высокая прочность порошковых красок при транспортировки обеспечивает минимальное повреждение покрашенных поверхностей, что обеспечивает снижение затрат на упаковку.

• При смене цвета, требуется чистый контейнер;

• Для предотвращения взрыва требуется чёткий контроль процесса покраски;

• Возникновения трудностей окрашивания очень тонких слоев;

• При низких температурах, также возникают трудности в покраске;

• При сборных конструкциях или нестандартных формах возникают некоторые ограничения в покраске.

Технология порошковой покраски

Есть три основных этапа технологии порошковой покраски:

1. Обезжиривание и удаление грязи с поверхности окрашиваемых изделий;

2. В камере напыления происходит нанесение порошковой краски.

3. В печи полемиризации происходит оплавление и полимерезация. Затем формируется пленка покрытия и охлаждение и отвержение покрашенной поверхности.

Лучше всего подготавливать и красить изделия на транспортной системе. На транспортной системе окрашенные изделия легко ездят от камеры напыления до печи полимеризации и наоборот. Также на транспортной системе проще подготавливать окрашиваемые поверхности к покраски. Каретки в транспортной системе легко передвигаются по рельсам. Производительность работы увеличивается, за счёт непрерывного процесса окраски на транспортной системе.

В начале процесса порошковой окраски производится подвес частей на транспортную систему. Рабочие должны понимать какие поверхности подлежат покраски, в каких местах можно сверлить технологические отверстия для подвеса деталей и как минимизировать затраты на время покраски труда и самой краски. Например, крася фасадную декоративную крышку, её можно подвешивать друг к другу тыльными сторонами, что обеспечивает меньший объем, занимаемый в печи, меньшее количество краски, т.к. краска, напыляемая с одной стороны будет попадать на другую сторону и соответственно лучшей прокрас изделия.

Затем окрашиваемые изделия подвергаются обжигу. Для этого они загоняются в специальную печь для просушки с целью предотвращения попадания на них влаги, после чего они охлаждаются.

Следующей этап размещение конструкций в камере напыления, где порошковая краска под действием сжатого воздуха и электрического распылителя наносится на окрашиваемую поверхность. Электрический заряд частички краски приобретают в распылители. За счёт этого частицы краски притягиваются к окрашиваемой поверхности и равномерно распределяются по ней.

Затем окрашиваемые детали с нанесённым слоем краски помещаются в печь полимеризации на 20 минут. Температура в печи составляет от 180 до 220 градусов, все зависит от производителя краски. Формирование поверхности происходит за счёт оплавления и закрепления на окрашиваемой поверхности. После формирование пленки покрытия детали охлаждаются и снимаются с кареток.

Самый продолжительный и трудоемкий процесс это предварительная обработка поверхности. Часто ему уделяют мало внимания, однако именно на этом этапе достигаются необходимые условия для получения качественного покрытия. При предварительной обработки обеспечивается стойкость, эластичность, долговечность покрытия, оптимальное сцепление порошковой краски с поверхностью и улучшение антикоррозийных свойств. Во первых детали нужно зачистить и обезжирить. Это достигается механическим или химическими средствами. При механической очистке используются шлеф-машины, наждачка или пескоструйные насосы, также при маленьких размерах поверхности или уже окрашенных поверхностей возможна их протирка чистой тканью, смоченной в растворителе или Уайт-спирите. Другой способ – химическая очистка, применяются щелочные, кислотные или нейтральные вещества, а также растворители. Химическая очистка в основном используется на заводах в специальных ваннах. При химической обработке детали погружаются в специальные ванны с раствором или обрабатываются струйным способом (раствор под давлением подаётся через технологические отверстия). В данном случае эффективность обработки значительно выше, поскольку деталь подвергается механическому воздействию и осуществляется поступление чистого раствора к поверхности непрерывно. После обжига детали охлаждаются естественным путём. Затем при помощи транспортной системы они подаются в красильную камеру, где и происходит нанесение порошковой краски. В камере не осевшая краска собирается для дальнейшей утилизации, либо для повторного использования. Камера оснащена системой фильтров, а также системами циклонов. Камеры бывают проходные либо тупиковые. Тупиковые камеры служат для окрашивания малогабаритных изделий, проходные – хороши в использование для покраски длинномерных изделий. На заводах широко применяются автоматические камеры напыления, в них краска наносится очень быстро с помощью пистолетов-манипуляторов.

Электростатическое напыление является самым распространенным способом нанесением порошковой краски. На заземленное изделие с помощью пульверизатора подаются электростатический заряженный порошок. Распылители сочетают в себе различные режимы:

Напряжение распространяется как вниз, так и верх. Регулируется сила факела (потока) краски и скорость её выхода. Меняется расстояние от факела до окрашиваемых поверхностей. Порошковая краска засыпается в бочок. Через перегородку бочка под давлением подается воздух, краска «закипает». Затем аэровзвесь из контейнера подаётся при помощи воздушного насоса (эжектора), разбавляется воздухом для низкой концентрации и подается в распылитель, где эта смесь за счет трения, приобретает электростатический заряд. При помощи сжатого воздуха заряженная порошковая краска попадает на нейтрально заряженную поверхность, оседает и удерживается на ней за счет электростатического притяжения. Различают две разновидности электростатического распыления: электростатическое с зарядкой частиц в поле коронарного заряда и трибостатическое напыление. При электростатическом способе напыления частицы получают заряд от внешнего источника электроэнергии (например, коронирующего электрода), а при трибостатическом – в результате их трения о стенки турбины напылителя. Заключительная стадия окрашивания происходит в печи плавление и полимеризации. Краска оплавляется и полимеризуется при температуре 180-220 °С в течение 20-30 минут, после чего порошковая краска образует пленку (полимеризуется). Основным требованием, к печи, является поддержание постоянной температуры (разброс температур в печи недолжен, превышать 5 градусов) для равномерного прогрева изделия. При нагреве в печи изделия с нанесенным слоем краски расплавляются, переходят в вязкое состояние и образуют непрерывную пленку, при этом вытесняя воздух, находящийся в слое порошковой краски. Часть воздуха все-таки остаётся в пленке, образовывая поры, что ухудшает качество покрытия. Для предотвращения появления пор покраску следует проводить при более высокой температуре, чем температура плавления краски где-то на 10-20 градусов выше, а слой краски должен быть более тонким. Для покраски больших металлических изделий, с толстостенными перегородками необходимо увеличивать время прогрева в печи, для лучшей полимеризации и адгезии.

Методы порошковой покраски

Различают четыре метода порошковой покраски: электростатическое распыление, с помощью потока воздуха (fluidized bed), электростатическое распыление с помощью воздушного потока (electrostatic fluidized bed) и нанесение с помощью факела (flame spray).

Электростатическое распыление – наиболее популярный на сегодняшний день метод порошковой покраски. Для всех прикладных методов, подготовка поверхности (то есть, очистка и конверсионное покрытие) должна создавать хорошую основу для нанесения покрытия. Поверхность должна быть подготовлена соответствующим образом. Лучшее качество нанесения краски достигается, если красить так называемой «сеткой Фарадея». Это когда изделие сначала красится вертикально по поверхности, затем горизонтально и выравнивается с небольшим отдалением пистолета в горизонтальном направлении. Рекомендуемое отдаление пистолета от окрашиваемой поверхности составляет 20-30см. Всё зависит от профиля, типа краски и настроек самого пистолета. Определение давления выхода краски, расстояние пламени пистолета от окрашиваемой поверхности и количества смешиваемой краски с воздухом может определить опытной и квалифицированный рабочий (обычно это достигается путём проб и ошибок).

Область применения порошковых красок

Порошковая покраска – это экологически чистая безотходная технология для получения высококачественных защитных и защитно-декоративных покрытий. Покрытия формируют из полимерных порошков, которые наносятся на поверхность изделия за счёт электростатического напыления. Такие покрытия, очень прочные и долговечные. Данный метод идеален для окраски кованых изделий, алюминиевых профилей и оцинкованных поверхностей.

Область применения порошковых красок постоянно расширяется. Они широко применяются в строительстве, в сельскохозяйственном машиностроении и приборостроении, автомобилестроении и других областях промышленности для окраски:

• Металлические конструкции и алюминиевые профиля (двери, фасады и алюминиевые окна);

• спортивный инвентарь (велосипеды, мотоциклы и снегоходы);

• медицинской техники (кровати, стулья, столы);

• кровельных материалов (металлические кровли, водостоки);

• бытовой техники (корпуса холодильников, стиральные машины, компьютеры)

• неметаллических изделий (предметы из гипса, керамики, стекла) и т.д.