Меню

КЛАССИФИКАЦИЯ И СПОСОБЫ НАНЕСЕНИЯ

КЛАССИФИКАЦИЯ И СПОСОБЫ НАНЕСЕНИЯ

Термопластичные порошковые краски

Термопластичный порошок является одним из видов промышленной порошковой краски. К термопластичным порошковым краскам относятся: краски на основе поливинилбутираля, полифторолефинов, полиэтилена.

Исходными материалами для получения таких красок служат полимеры с относительно большой молекулярной массой. Поэтому для формирования из них покрытий требуются высокие температуры (150-200 C).

При нагреве наносимого термопластичного порошка, происходит расплавление и слияние частиц, образуя на изделии, сплошную полимерную пленку, которая после остывания выполняет защитные функции. Покрытия из термопластичной краски при повторном нагреве вновь плавятся.

Вследствие воздействия высокой температуры не исключается деструкция полимеров, поэтому при получении покрытий следует строго выполнять установленные технологические режимы. Покрытия из термопластичных порошковых красок, как правило, имеют низкую или невысокую адгезию. Поэтому требуется проводить тщательную подготовку окрашиваемой поверхности: применять дробе- или пескоструйную очистку поверхности, а в отдельных случаях — ее грунтование.

Характеристики термопластичной порошковой краски.

Представляем описание покрытий, полученных из красок на основе наиболее часто применяемых термопластичных полимеров.

Полиамиды. Наиболее распространены полиамидные порошковые составы и покрытия, изготавливаемые на основе полимера, известного под фирменным названием найлон. Покрытия из найлона обладают многими ценными свойствами. Они имеют красивый внешний вид, высокую твердость, прочность, устойчивость к истиранию, стойки к воздействию химических веществ и растворителей. Существуют составы, которые не требуют грунтования, и краски, наносимые на предварительно загрунтованную поверхность. В случае ответственных покрытий (защита корзин посудомоечных машин, труб, клапанов насосов, химических аппаратов, медицинских инструментов, требующих автоклавной стерилизации), как правило, проводят грунтование. При соответствующем подборе сырья могут быть получены полиамидные покрытия, допускаемые к контакту с пищевыми продуктами. Полиамидные краски используют не только для внутренних, но и для наружных работ, например, для окрашивания осветительных приборов, столбов, скамеек.

Полиолефины. Порошковые составы на полиолефинах — полиэтилене, полипропилене, так же, как и на полиамидах, имеют длительную историю применения в покрытиях. Полиэтилен образует мягкие на ощупь покрытия, полипропилен, и особенно, некоторые его сополимеры, — довольно эластичные. Те и другие покрытия отличаются хорошей химической стойкостью. Однако, при контакте с некоторыми растворителями возможно растрескивание этих покрытий вследствие возникающих в них напряжений. Другой недостаток этих покрытий — низкая адгезия к металлам. Улучшение указанных свойств может быть достигнуто соответствующей подготовкой поверхности, модифицированием составов или применением вместо индивидуальных полимеров более адгезионнопрочных сополимеров. (Этот процесс описан в отдельном разделе).

Пластифицированный поливинилхлорид. Покрытия на основе пластифицированного поливинилхлорида, будучи мягкими, подобно каучуку, обладают хорошей устойчивостью к действию моющих средств и воды, сохраняют адгезию при эксплуатации на таких изделиях, как, например, корзины посудомоечных машин. Составы пригодны и для наружных покрытий. При надлежащей рецептуре красок возможно получение покрытий, допускаемых для контакта с пищевыми продуктами.

Полиэфиры. Покрытия на основе термопластичных полиэфиров внешне напоминают найлоновые покрытия. Но они не обладают многими свойствами, присущими найлону, в частности, устойчивостью к действию растворителей, стойкостью к истиранию. Вместе с тем, им свойственна хорошая адгезия к разным материалам, они не требуют грунтования поверхности. Многие полиэфирные покрытия обладают хорошей устойчивостью к внешним воздействиям, их используют, например, для защиты садовой мебели. Из-за некоторых трудностей нанесения покрытий полиэфирные составы не приобрели широкой популярности на рынке.

Поливинилиденфторид. Покрытия на основе поливинилиденфторида обладают исключительной устойчивостью к внешним воздействиям. По атмосферостойкости они превосходят все другие покрытия, получаемые из порошковых красок, обладают также хорошими электроизоляционными свойствами и устойчивостью к действию различных химических веществ, за исключением отдельных растворителей. Их используют в основном в химической промышленности для защиты насосов, клапанов, трубопроводов и другого оборудования. Из-за пониженной адгезии покрытий рекомендуется грунтование поверхности.

Полиамиды:

  • высокая твердость;
  • прочность;
  • устойчивость к истиранию;
  • стойкость к химии;
  • дополнительно:
    • составы делятся на требующие и не требующие грунтования.

Полиолефины:

  • эластичность и мягкость покрытия;
  • стойкость к химии;
  • дополнительно:
    • низкая адгезия к металлам: рекомендуется подготовка поверхности.

Пластифицированный поливинилхлорид:

  • мягкость покрытия, подобно каучуку;
  • стойкость к действию моющих средств и воды;
  • дополнительно:
    • при соответствующей рецептуре красок возможно получение покрытий, допускаемых для контакта с пищевыми продуктами.

Полиэфиры:

  • низкая стойкость к химии;
  • низкая стойкость к истиранию;
  • хорошая адгезия;
  • стойкость к внешним воздействиям;
  • дополнительно:
    • перед нанесением не требуется грунтование поверхности;
    • трудность нанесения.

Поливинилиденфторид:

  • высокая стойкость к внешним воздействиям;
  • хорошие электроизоляционные свойства;
  • стойкость к химии;
  • дополнительно:
    • пониженная адгезия: рекомендуется грунтование поверхности.

Нанесение порошковой краски осуществляется в ванне кипящего слоя. Через специальное пористое днище ванны подается очищенный сжатый воздух. Под действием воздуха образуется кипящий слой. Перед погружением в ванну изделия нагревают до температуры, выше температуры плавления порошковой краски. Толщина покрытия зависит от того, сколько времени изделие находилось в ванне и от его температуры. Если изделие крупногабаритное, то аккумулированного им тепла хватит для завершения процесса отверждения порошковой краски. Для металлоемких изделий необходимо проводить доотверждение покрытия в печи полимеризации.

Покрытия, нанесенные в псевдоожиженном слое, обычно имеют толщину от 0,25 до 0,50 мм, но при многократном нагревании и погружении могут быть получены покрытия с толщиной 2,5 мм. Лучше всего в кипящем слое покрывать однотипные и имеющие равную толщину изделия. Окрашивают трубы небольшого и среднего диаметра, автомобильные спиральные рессоры, электродвигатели, трансформаторы, проволоку, металлическую сетку и т.п.

Порошковый материал, находящийся в состоянии псевдоожижения, может быть нанесен не только на нагретое тело, но и на холодное. В этом случае в камере псевдоожижения порошок переводят в состояние аэрозоля и одновременно посредством электрода высокого напряжения заряжают, создавая облако заряженных частиц. Когда заземленный объект помещают в это облако, заряженный порошок быстро оседает на его поверхность.

Преимущества:

  • за один цикл нанесения и последующего отверждения можно получить толстослойное покрытие, обладающее высокой антикоррозионной стойкостью;
  • при соблюдении технологического цикла нанесения можно регулировать равномерность толщины пленки;
  • низкая первоначальная стоимость оборудования.

Недостатки:

  • для загрузки ванны необходимо большое количество порошка;
  • обрабатываемая деталь должна быть предварительно нагрета;
  • этот метод нанесения используется только в тех случаях, когда необходимо получить толстослойное покрытие;
  • окрашиваемые изделия должны быть простой формы.

Метод газопламенного напыления.

Традиционная технология полимерной порошковой покраски, обязательным условием которой является наличие печи полимеризации, столкнулась с проблемой невозможности покраски крупных или же удаленных от производства объектов, например, таких как линии электропередач, нефте- и газопроводы, мосты и водонапорные башни.

Отличным решением этой важной задачи стало применение метода газопламенного напыления, при котором используется струя пламени для нанесения полимерного порошка. Данный принцип газопламенной окраски позаимствован у технологии газопламенного напыления металлов. Пистолет распылитель создает факел пламени, в который подается порошковая краска. Пламя нагревает краску и направляет их на поверхность окрашиваемого изделия. Температурное воздействие длится лишь несколько секунд, тем самым не наносит вред поверхности, и не приводит к термической деформации. Остывание окрашенной поверхности с нанесенной краской происходит крайне быстро, после чего поверхность готова к эксплуатации.

Для газопламенного (термического) порошкового окрашивания не требуется заряжать изделие и частицы порошка для создания электростатического поля. Это означает, что окрашивать можно практически любую поверхность: не только металлы, но и пластики, стекло, керамику, дерево и многие другие материалы, которые бы деформировались или сгорели в камере полимеризации.

Газопламенная покраска исключает необходимость использовать громоздкие печи и камеры полимеризации, и выводит порошковую покраску на новые рубежи применения данной технологии, поскольку оборудование для распыления является портативным и универсальным. Его также используют не только для нагревания поверхности, напыления порошка, а и для повторного нагрева с целью выравнивания поверхности.

Среди недостатков данной технологии — это то, что покрытия не всегда имеют ровную поверхность, и их значение скорее функциональное, нежели декоративное. Но для таких объектов как мосты, корпуса кораблей или водонаборные башни важнее защита от коррозии и ржавчины, чем незначительная неровность в покрытии.

Модифицированные термопластичные порошки.

Потребность в модификации полимеров продиктована необходимостью создания материалов, которые имеют уникальные комбинации физических свойств. Например, совмещая жесткие полимеры с эластичными в разных пропорциях можно получать конечный полимерный композиционный материал с заданными свойствами.

Однако, к сожалению, в большинстве случаев такие материалы по своей природе несовместимы на химическом уровне и требуют сложного и дорогостоящего процесса предварительной химической модификации перед смешением.

Помимо давно известного и широко распространенного химического метода исследуются множество и других методов поверхностной модификации полимеров, таких как: коронный разряд, ультрафиолетовое излучение, гамма-излучение, электронный луч, реактивные газы, низкотемпературная плазма.

В настоящее время, помимо традиционной химической модификации, коммерчески используются только два типа – это процесс плазмохимической модификации и модификация реактивными газами