В изготовлении металлоизделий одним из самых критичных моментов является их окрашивание. Результат нанесения жидких составов на металлическую поверхность во многом зависит от профессионализма сотрудника, занимающегося покраской элементов, его умения добиваться качественного покрытия. Однако с появлением технологии порошковой покраски результат стал более предсказуем и менее зависим от человека.
Технология порошковой покраски
Суть технологии заключается в нанесении на поверхность изделия из металла мелкодисперсного порошка из определенного материала и в дальнейшем тепловом воздействии на покрытие. В результате термообработки частички порошка сплавляются друг с другом, образуя твердую и прочную оболочку, накрепко связываясь с материалом, из которого создано изделие.
Технология включает три основных этапа: подготовку поверхности, нанесение порошка и последующее его отверждение с помощью нагрева.
Этап I: Подготовка поверхности
Успех операции по созданию порошкового покрытия зависит, в первую очередь, от качества подготовки окрашиваемой поверхности. Процесс включает следующие операции:
- Очистка. Удаление пыли, масляных и других загрязнений. С этой целью можно использовать растворители или моющие средства.
- Удаление ржавчины. Для этого подойдут механические методы — щеточные машинки, пескоструйная очистка.
- Пескоструйная обработка. Воздействие с помощью специальной техники до достижения однородной шероховатости, улучшающей адгезию порошковой краски.
- Фосфатирование. Покрытие слоем фосфатов для создания защитного слоя и улучшения сцепления краски с металлом.
- Проверка на наличие остаточных загрязнений. Чаще всего используют тест на разрыв водяной пленки: хорошо очищенная поверхность образует сплошное обтекание детали водой, тогда как жир отталкивает воду, и плохо обработанные места будут заметны при визуальном контроле.
- Сушка. Обрабатываемая поверхность должна быть полностью сухой перед нанесением порошковой краски.
При наличии глубоких царапин и неровностей необходимо заполнить их шпатлевкой по металлу. После высыхания состава место обработки шлифуют до получения гладкой поверхности.
Этап II: Нанесение порошковой краски
Для равномерного нанесения порошкового материала используют метод электростатического распыления. Предварительно поверхность металла хорошо заземляют — для обеспечения качественного покрытия. Заряженные электрические частицы притягиваются к заземленной поверхности и создают равномерный и прочный слой.
Инструменты для нанесения порошкового покрытия:
- Распылитель — основной инструмент для нанесения порошкового покрытия. Такой краскопульт позволяет контролировать толщину слоя и равномерность нанесения.
- Компрессор — необходим для подачи сжатого воздуха в распылитель (краскопульт).
- Фильтрационная система — удаляет посторонние частицы из воздуха, предотвращая загрязнение порошка и улучшая качество нанесения.
- Камера — необходима для защиты окружающих предметов от частиц порошковой краски. Используется в случае неоднократного проведения операций по созданию порошкового покрытия.
В процессе необходимо контролировать толщину нанесенного слоя. Важно обеспечить равномерное распределение порошка, чтобы избежать внешних дефектов. Для достижения однородности рекомендуется наносить краску в несколько тонких слоев.
Этап III: Полимеризация покрытия с помощью нагрева
После нанесения порошкового состава на поверхность изделие помещают в камеру нагрева конвекционной или инфракрасной печи. Температура отверждения, в зависимости от типа порошка, обычно составляет 160-200 °C. Длительность операции зависит от температуры и толщины слоя краски. Обычно время нагревания составляет от 10 до 30 минут.
Сначала порошок начинает плавиться и стягиваться, образуя гладкую пленку. Так происходит химическая реакция полимеризации, в результате которой и образуется прочное покрытие, характеризующееся механической прочностью и химической стойкостью.
Как выбрать порошковую краску
Порошки для покраски металлоизделий — это сложные, многокомпонентные составы, содержащие как красящие пигменты, так и смолы, отвердители, наполнители, добавки для получения особых свойств. Существует две основные разновидности порошковой краски: термопластичная и термореактивная.
Термопластичный состав содержит смолы и порошковые частицы, в процессе нагревания смолы расплавляются и смешиваются с расплавленным порошком. Химический состав покрытия при термической операции не изменяется. При охлаждении образуется прочная пластичная пленка, которая в некоторых случаях остается частично растворимой.
К термопластичным краскам относятся составы на основе:
- поливинилхлорида — стойкие к воздействию моющих средств, подходящие для наружной и внутренней эксплуатации;
- поливинилбутираля — устойчивы к абразивному воздействию, бензину, обладают электроизоляционными свойствами, могут использоваться для наружной окраски;
- полиамида — невосприимчивы к органическим растворителям, хорошо переносят механические и истирающие воздействия;
- полиолефинов — имеют электроизоляционные свойства, могут применяться в качестве противокоррозионных покрытий.
Термореактивная краска в результате химических реакций преобразуется, ее изначальные свойства меняются, увеличивая прочность и твердость покрытия, делая его нерастворимым и стойким к механическим повреждениям.
Термореактивные составы подразделяются на:
- эпоксидные — отличаются высокой адгезией и жесткостью, применяются внутри помещений и техники, так как имеют низкую стойкость к UV-излучению;
- полиэфирные — устойчивы к погодным условиям и ультрафиолету, идеальны для наружного применения;
- эпоксидно-полиэфирные — сочетают преимущества первых двух типов, применяются в различных условиях эксплуатации, но тоже могут быть чувствительны к ультрафиолету;
- полиуретановые — характеризуются высокой стойкостью к силе трения, химическим воздействиям и механическим повреждениям, часто используются в автомобильной промышленности и строительной отрасли;
- акрилатные — отличаются термостойкостью, устойчивостью к щелочам, с их помощью получают блестящие поверхности.
Чтобы определиться с составом порошковой краски, необходимо оценить условия эксплуатации будущего покрытия, желаемые потребительские свойства, цвет и текстуру, требуемые прочность, твердость и долговечность. Немаловажно также изучить химический состав краски и собрать сведения о производителе, проверить сертификаты качества продукции у поставщика.
Достоинства и недостатки порошковой покраски
Как и любая другая краска, порошковая также имеет свои преимущества и ограничения при обработке металлических поверхностей.
Преимущества:
- Долговечность — обладает высокой устойчивостью к механическим повреждениям, химическим веществам и ультрафиолетовому излучению, отсутствует риск изменения цвета со временем.
- Экологичность — в ходе эксплуатации порошковые покрытия не выделяют летучие органические соединения, не вредят окружающей среде.
- Экономичность — порошок, не прилипший к поверхности, можно собрать и повторно использовать; время отверждения в несколько раз короче, чем у жидких красок, что сокращает материальные и трудозатраты, позволяет быстрее ввести изделие в эксплуатацию.
- Широкий выбор расцветок и текстур — существует множество оттенков и эффектов, включая матовые, глянцевые и текстурированные поверхности.
Ограничения порошковой покраски:
- Используется преимущественно для обработки металлов, подходит не для всех типов поверхности.
- Требуется специализированная техника, что может быть сопряжено со значительными затратами на ее покупку или аренду.
- Присутствует чувствительность к температуре — отверждение происходит при высокой температуре, что может ограничивать применение на тепловых деталях.
- Конечный результат напрямую зависит от качества изначальной подготовки поверхности под покраску.
Что важно знать о порошковой покраске стали
Стальные сплавы без специальной обработки и легирующих добавок могут быть подвержены коррозии. Чтобы защитить их от воздействия влаги и кислорода, стальные изделия обязательно нужно изолировать, создавая на поверхности металла прочное покрытие. Наиболее эффективно будет сочетание оцинковки и порошковой покраски, которые совместно могут продлить срок эксплуатации стальных изделий до 50 и более лет.
Как и в случае с другими сплавами, стальное изделие перед началом операции порошковой покраски нужно тщательно очистить от ржавчины, грязи и старых покрытий. При подготовке к покраске оцинкованной поверхности не стоит использовать сильнокислотные составы, чтобы не повредить цинковому слою.
Перед нанесением порошка рекомендуется провести тест на адгезию для проверки качества покрытия.
