Порошковая краска используется уже достаточно давно. Но если вы не владеете технологией ее применения в нужной степени, если не располагаете необходимым опытом, придется основательно изучить всю информацию, чтобы не допустить ошибок. Именно их предотвращению мы и посвящаем этот материал.
Особенности
Порошковую краску делают из полимеров, которые превращают в порошок и затем наносят на определенную поверхность методом напыления. Чтобы придать покрытию нужные свойства, его обрабатывают термическим способом, расплавленный порошок превращается в однородную по толщине пленку. Ключевыми достоинствами такого материала оказываются стойкость к коррозии, значительная адгезия. Под действием высоких температур, в том числе при их чередовании с низкими, порошковая краска долго сохраняет свои положительные качества. Механические и химические воздействия тоже неплохо переносятся ею, а контакт с влагой не нарушает поверхность.
Все эти достоинства порошковая краска сохраняет длительное время наряду с внешней привлекательностью. Вы можете покрасить поверхность, добившись самых разных тональностей и фактур, варьируя вводимые добавки. Матовый и глянцевый блеск – лишь самые очевидные примеры, такой декор создается порошковой краской легко и быстро. Но возможна и более оригинальная покраска: с трехмерным эффектом, с воспроизведением внешнего вида древесины, с подражанием золоту, мрамору и серебру.
Несомненным преимуществом порошкового окрашивания является возможность завершить всю работу с нанесением одного слоя, при работе с жидкими составами это недостижимо. Кроме того, вам не нужно будет применять растворители, и следить за вязкостью лакокрасочного состава. Весь неиспользованный порошок, который не удержался на нужной поверхности, можно собрать (при работе в особой камере) и распылить снова. Как результат, при постоянном использовании или при больших разовых объемах работы порошковая краска выгоднее прочих. А еще хорошо то, что нет необходимости ждать высыхания красящего слоя.
Все эти достоинства, а также оптимальная экологичность, отсутствие потребности в мощной вентиляции, возможность почти полностью автоматизировать работу, стоит учесть.
Не забывайте и об отрицательных сторонах такой методики:
- Если появился какой-то дефект, если при работе или последующем использовании покрытие повреждено, придется перекрашивать весь предмет или, по крайней мере, одну его грань с нуля.
- В домашних условиях порошковая покраска не проводится, для нее нужно весьма сложное оборудование, а величина камер ограничивает размеры окрашиваемых предметов.
- Колеровать краску нельзя, нельзя и применять ее для деталей, конструкций, которые предстоит сваривать, поскольку обгоревшие части красочного слоя не восстанавливаются.
Для каких поверхностей можно использовать?
Мощная адгезия делает порошковый способ окрашивания идеальным для нержавеющих сталей. В целом при обработке металлических изделий бытового, промышленного и транспортного назначения порошок используется гораздо чаще, чем жидкие составы. Именно так красят составные части складских и торговых аппаратов, станков, металл трубопроводов и скважин. Кроме легкости нанесения, внимание инженеров к такому способу обработки привлекает безопасность краски в пожарном и санитарном отношении, нулевой уровень ее токсичности.
Кованые конструкции, изделия из алюминия и нержавейки вполне могут быть окрашены порошковым способом. Практикуется такой метод нанесения покрытий и при выпуске лабораторного, медицинского оборудования, спортивного инвентаря.
Изделия из черных металлов в том числе с внешним цинковым слоем, керамики, МДФ, пластика тоже могут быть неплохой подложкой для порошкового окрашивания.
Красители на основе поливинилбутирала отличаются повышенными декоративными свойствами, стойки к воздействию бензина, не проводят электрический ток, и хорошо переносят контакт с абразивными веществами. Способность пережить попадание воды, даже соленой, очень полезно при создании трубопроводов, радиаторов отопления, иных контактирующих с жидкостью коммуникаций.
При нанесении специального порошка на поверхность алюминиевого профиля приоритетом является не столько защита от коррозии, сколько придание красивого внешнего вида. Обязательно следует подбирать режим работы, в зависимости от состава красителя и особенностей подложки, учитывать специфику оборудования. Алюминиевый профиль с термовставкой обрабатывают самое большее 20 минут при нагреве не выше 200 градусов. Электростатический метод хуже трибостатического при окраске металлических изделий с глухими отверстиями.
Использование порошковой флуоресцентной краски практикуется при работе над дорожными знаками и другими информационными конструкциями, когда свечение в темноте важнее. По большей части применяют аэрозольные составы, как самые практичные и создающие наиболее ровный слой.
Как разводить?
Вопрос, чем развести порошковую краску, в какой пропорции надо разбавить ее перед нанесением покрытия, перед профессионалами не стоит в принципе. Как вы уже знаете, окрашивание таким видом красок производится в совершенно сухом виде, и как бы ни пытались любители экспериментов разбавить, растворить эту смесь, ничего хорошего у них не получится.
Расход
Различают декоративное, защищающее и комбинированное покрытие, в зависимости от принадлежности к конкретной группе формируется слой различной толщины. Также нужно принять во внимание геометрическую форму поверхности и трудности работы с ней.
Окраска
Как вы уже знаете, в домашних условиях окрашивать что-либо порошковыми красками нельзя. Основные трудности при использовании их в индустриальном масштабе возникают в процессе подготовительных работ. Технология предусматривает, что с поверхности надо удалять малейшие загрязнения, обезжиривать ее. Обязательно поверхность фосфатируют, чтобы порошок прилипал лучше.
Несоблюдение метода подготовки приведет к ухудшению эластичности, крепости и внешней привлекательности покрытия. Снять грязь можно при механической или химической очистке, выбор подхода определяется решением технологов.
Чтобы удалить окислы, корродировавшие участки и окалину, часто используют дробеструйные установки, распыляющие песок, либо специальные гранулы из чугуна, стали. Абразивные частицы бросает в нужную сторону сжатый воздух или центробежная сила. Этот процесс происходит с высокими скоростями, благодаря чему посторонние частицы механически отбиваются от поверхности.
Для химической подготовки окрашиваемой поверхности (так называемого травления) применяют соляную, азотную, фосфорную или серную кислоту. Такой метод несколько проще, поскольку отпадает потребность в сложном оборудовании, да и общая производительность повышается. Но сразу после травления нужно смыть остатки кислот и нейтрализовать их. Потом создается специальный слой из фосфатов, формирование его играет ту же роль, что и нанесение грунтовки в других случаях.
Дальше деталь нужно положить в особую камеру: она не только уменьшает расход рабочей смеси, улавливая ее, но и предотвращает загрязнение краской окружающего помещения. Современная техника неизменно оснащается бункерами, вибрационными ситами, средствами отсоса. Если нужно покрасить большую вещь, используют проходной тип камер, а сравнительно мелкие детали можно обработать и в тупиковых аппаратах.
На крупных производствах используют автоматизированные камеры для покраски , в которые встраивают манипулятор формата «пистолет». Стоимость подобных устройств достаточно высока, но получение полностью готовых изделий за секунды оправдывает все затраты. Обычно распылитель использует электростатический эффект, то есть порошок сначала получает определенный заряд, а поверхность - тот же заряд с противоположным знаком. «Стреляет» «пистолет» не пороховыми газами, конечно, а сжатым воздухом.
Все большей популярностью на сегодняшний день пользуется порошковая окраска. Что же это такое? Это современная технология, предназначенная для получения декоративных и защитных покрытий высокого качества. В работе используют полимерные порошки (отсюда и название – «порошковая»). В покрытие же они превращаются благодаря воздействию высоких температур. Из-за такой особенности процедуры наиболее распространена порошковая окраска металла и стекла.
Преимущества
Данный процесс обладает рядом положительных сторон. К ним можно отнести:
Экономичность. Дело в том, что такая краска может использоваться повторно, если она не оседает при распылении 
на обрабатываемой поверхности. Таким образом, потери материала составляют не более 5 %. К слову, этот показатель для обычных красок будет в 8 раз выше – около 40 %. Также в данном случае нет необходимости в растворителях.
Простота применения. Материалы для данного вида работ выпускаются полностью готовыми. Это гарантирует стабильно высокое качество покрытий. К тому же, чистить оборудование после работы очень просто, ведь порошок легко убирается с деталей.
Скорость. Порошковая окраска не требует просушки изделий перед их помещением в печь. Если поверхности, покрытые обычной краской, необходимо сушить довольно долго, то в данном случае процесс сокращается в разы.
Долговечность. Технология данных работ предполагает полимеризацию слоя эластичной пластмассы, обладающей довольно высокой адгезией, непосредственно на той поверхности, которая окрашивается. В результате получается прочное покрытие, которое может похвастаться отличными электроизоляционными и антикоррозийными свойствами, а также стойкостью к воздействию различных веществ.
Экологичность. Как уже упоминалось, растворители в данном случае не используются, что благоприятно сказывается на экологии. Также играет роль безотходность производства.
Декоративность. Порошковые краски дают возможность получить поверхность любого оттенка. Палитра представленных материалов на сегодняшний день насчитывает больше 5 тысяч цветов и оттенков с различными фактурами. При желании можно получить глянцевую или матовую поверхность, а также под гранит, муар и т. д.
Порошковая покраска как идея для бизнеса
Если учесть все преимущества данного вида работ, то становится очевидным, что такой бизнес будет довольно выгодным. Если у вас нет возможности сразу вложить большую сумму в свое дело, желательно хотя бы просто узнать, как выполняется порошковая окраска своими руками.
Но стоит учесть, что потратиться все равно придется. В первую очередь нужно будет позаботиться о наличии специального оборудования и отдельного помещения. В качестве последнего вполне подойдет простой гараж, но при условии, что в нем достаточно много места для размещения всех инструментов и непосредственного проведения работ. А какое необходимо оборудование для порошковой окраски?
Камера
Проведение работ будет невозможным без специальной камеры. Именно в ней выполняется большая часть всего процесса. Камера порошковой окраски нужна для очистки воздуха (процесс рекуперации), кроме того, именно за счет неё остается возможность использовать материал повторно. Здесь краска, не попавшая на обрабатываемую поверхность, отправляется в фильтры, а затем сбрасывается.
Такое оборудование может иметь различные размеры. Какое именно выбрать – решать нужно в каждом случае индивидуально, предварительно определив, с какими изделиями вы планируете работать.
Печь и пистолет
Также вам будет необходима печь оплавления. Это сборная конструкция, состоящая из панелей (их толщина – 100 мм). Теплоизоляционный материал – базальтовое волокно. Если вы пока только пробуете себя в данном виде работ, необязательно сразу же покупать специальную печь. С этой целью вполне можно использовать обычную духовку. Однако для построения бизнеса все-таки рекомендуется приобрести профессиональное оборудование.
Технология порошковой окраски также требует наличия пистолета-пульверизатора, который позволяет использовать сжатый воздух. В качестве него можно воспользоваться и компрессором. Если вы сделали выбор в пользу последнего, то обратите внимание, что на нем обязательно должен быть установлен фильтр для высокого давления.
Рекуператор и транспортная система
Остатки порошковой краски собирают с помощью рекуператора. Вместо него на первых порах можно использовать циклонного типа пылесос. В данном случае нужно предварительно проверить мощность электросети в помещении и проследить за тем, чтобы присутствовало заземление.
Если вы планируете работать с крупногабаритными изделиями, то стоит также подумать о приобретении транспортной системы. В ней обрабатываемые детали передвигаются на специальных тележках, которые двигаются по рельсам. Таким образом выстраивается линия порошковой окраски. Такое оборудование улучшает производительность процесса, обеспечивая его непрерывность.
Технология порошковой окраски
Сам процесс выполнения работы разделяется, как уже можно было понять, на несколько этапов:
- Расскажем о каждом этапе отдельно. Подготовка изделия, а точнее его поверхности, к обработке.
- Нанесение краски в виде порошка.
- Полимеризация, т. е. нагрев изделия в печи.
Подготовительный этап: очистка, обезжиривание
Можно сказать, что этот этап является самым трудоемким. И именно от него зависит, насколько качественным и стойким получится покрытие. В процессе подготовки поверхности необходимо удалить с нее все загрязнения, обезжирить ее.
Очистка производится посредством механического либо химического способа. Первый вариант предполагает использование стальных щеток или шлифовального диска. Можно также выполнить притирку чистой материей, предварительно смочив ее в растворителе.
Второй вариант очистки подразумевает применение щелочного, нейтрального или кислотного состава, а также растворителей. Их выбор зависит от того, насколько поверхность загрязнена, из какого материала выполнено изделие, какого оно типа и какие имеет размеры.
Фосфатирование и хроматирование
Далее на изделие может быть нанесен конверсионный подслой, который предотвратит попадание влаги и грязи под покрытие. Процедуры фосфатирования и хроматирования обеспечивают лучшую адгезию и защищают поверхность от ржавчины. С этой целью чаще всего используют фосфат железа (для стали), цинка (при работе с гальваническими элементами), хрома (для алюминия) или марганца и хромовый ангидрид.
Затем нужно будет удалить окислы, что осуществляется с помощью абразивной и химической чистки. Первая производится посредством абразивных частиц (дробь, песок), скорлупы ореха. Эти вещества подаются сжатым воздухом с довольно высокой скоростью. В результате, частицы «врезаются» в поверхность изделия и отскакивают от нее вместе с загрязнениями.
Травление (хим. очистка) – это удаление различных загрязнений с помощью специальных травильных растворов, основными компонентами которых являются серная, соляная, азотная, фосфорная кислота или едкий натр. Этот способ считается более производительным, однако после такой обработки изделие необходимо промыть от растворов.
Пассивирование
Это заключительный шаг на этапе подготовки поверхности. Нужно обработать деталь соединениями натрия и нитрата хрома. Это выполняется для того, чтобы предотвратить вторичное появление коррозии.
После того как будут произведены все подготовительные работы, изделие ополаскивают и сушат в печи. Вот теперь может выполняться непосредственно порошковая окраска поверхности.
Нанесение краски
Что представляет собой сама технология порошковой окраски? Подготовленное изделие необходимо поместить в камеру. Здесь на него будет наноситься порошок (краска). Если у вас тупиковый бокс, то в нем можно будет покрасить только небольшие детали. Большие изделия можно обработать только в длинномерных камерах.
Чаще всего для нанесения краски используют метод электростатического напыления. В данном случае применяют пистолеты для порошковой окраски. Такие инструменты также называют пульверизаторами или аппликаторами. Это устройство представляет собой пневматический распылитель, с помощью которого электростатически заряженное вещество наносится на деталь, предварительно заземленную.
Формирование покрытия
Переходим к следующему этапу работу. Краска нанесена, теперь нужно сформировать покрытие. В первую очередь изделие отправляют в печь для полимеризации. Такие камеры могут быть различными: вертикальными, горизонтальными, опять же, тупиковыми или проходными, одно- и многоходовыми.
Упомянутое оборудование для порошковой окраски обеспечивает нагрев поверхности до определенной температуры – 150-220 о С. Обработка длится около получаса, в результате чего образуется пленка. На данном этапе важно, чтобы деталь прогревалась равномерно, что возможно только при стабильности температуры в камере.
Какой выбрать режим для обработки конкретной детали, зависит от нее самой, от вида краски и оборудования. После того как полимеризация будет выполнена, изделие нужно охладить на воздухе. Все, работа выполнена.
Сферы применения
Как видите, порошковая окраска – это довольно трудоемкая работа, требующая определенных вложений. Какие изделия ей подвергаются? Рассматриваемый способ покраски идеально подходит для обработки алюминиевых или кованых изделий, а также оцинкованных поверхностей.
Порошковые краски в наше время находят все больше «поклонников». Сейчас их применяют и в приборостроении, и в строительстве, и в автомобилестроении, а также в других сферах. С их помощью окрашивают медицинскую технику, кровельные материалы, бытовую технику, предметы из керамики, гипса и стекла, мебель. Среди автолюбителей все большую популярность обретает порошковая окраска дисков.
Организация бизнеса
Данные работы в специализированных центрах сегодня стоят довольно дорого. Если вы хотите попробовать себя в этом деле, то при наличии финансовых средств вполне можете приступать. Конечно, линия порошковой окраски (автоматизированная система) по карману далеко не всем, но благодаря нашим рекомендациям вы сможете некоторые элементы в первое время заменить другими инструментами.
Начните с небольших изделий. Это могут быть гипсовые статуэтки, керамическая посуда и много другое. Попробуйте для начала покрасить что-то в своем доме (начните с того, что не жалко испортить). Постепенно у вас появятся необходимые навыки и сноровка, тогда вы сможете принимать заказы у знакомых. Однако большого дохода ожидать не стоит, если перебиваться только разовыми заказами от физических лиц.
Наилучший вариант развития событий предполагает наличие большого стартового капитала. В этом случае можно сразу закупить необходимое оборудование и нанять работников. Клиентов же следует искать среди предприятий, занимающихся производством изделий из металла. Только наличие таких заказчиков позволит вашему бизнесу существовать и развиваться.
После нанесения порошковой краски изделие направляется на стадию формирования покрытия. Она включает оплавление слоя краски, последующее получение пленки покрытия, его отвержения и охлаждения. Оплавление и полимеризация происходят в специальной печи. Существует много разновидностей камер полимеризации, их конструкция может меняться в зависимости от условий и особенностей производства на конкретном предприятии. С виду печь представляет собой сушильный шкаф с электронной «начинкой». При помощи блока управления можно контролировать температурный режим печи, время окрашивания и настраивать таймер для автоматического отключения печи при завершении процесса. Источниками энергии для печей полимеризации могут служить электричество, природный газ и даже мазут.
Печи делятся на проходные и тупиковые, горизонтальные и вертикальные, одно- и многоходовые. Для тупиковых печей важным моментом является скорость подъема температуры. Этому требованию в наибольшей степени соответствуют печи с рециркуляцией воздуха. Камеры нанесения из диэлектриков с электропроводным покрытием обеспечивают равномерное распределение порошковой краски на поверхности детали, однако при неправильном использовании они могут накапливать электрические заряды и представлять опасность.
Оплавление и полимеризация происходит при температуре 150-220 °С в течение 15-30 минут, после чего порошковая краска образует пленку (полимеризуется). Основным требованием, предъявляемым к камерам полимеризации, является поддержание постоянной заданной температуры (в разных частях печи допускается разброс температуры не менее 5°С) для равномерного прогрева изделия.
При нагреве в печи изделия с нанесенным слоем порошковой краски частицы краски расплавляются, переходят в вязкое состояние и сливаются в непрерывную пленку, при этом вытесняя воздух, находившийся в слое порошковой краски. Часть воздуха может все же оставаться в пленке, образовывая поры, ухудшающие качество покрытия. Для избежания появления пор окраску следует проводить при температуре, превышающей температуру плавления краски, а покрытие наносить тонким слоем.
При дальнейшем нагревании изделия краска глубоко проникает в поверхность и затем отвержается. На этом этапе формируется покрытие с заданными характеристиками структуры, внешнего вида, прочности, защитных свойств и т.д.
При окраске больших металлических деталей температура их поверхности поднимается значительно медленнее, чем у тонкостенных изделий, поэтому покрытие не успевает полностью затвердеть, в результате чего снижается его прочность и адгезия. В этом случае деталь предварительно нагревают или увеличивают время его отвержения.
Отвержение рекомендуется производить при более низких температурах и в течение более продолжительного периода времени. При таком режиме снижается вероятность возникновения дефектов, и улучшаются механические свойства покрытия.
На время получения необходимой температуры на поверхности изделия влияют масса изделия и свойства материала, из которого изготовлена деталь.
После отвержения поверхность подвергается охлаждению, которое обеспечивается за счет удлинения конвейерной цепи. Также для этой цели используются специальные камеры охлаждения, которые могут являться частью печи отвержения.
Соответствующий режим для формирования покрытия необходимо подбирать с учетом вида порошковой краски, особенностей окрашиваемого изделия, типа печи т.д. Необходимо помнить, что для нанесения порошкового покрытия решающую роль играет температура, особенно при нанесении покрытия на термостойкие пластмассы или изделия из древесины.
Отверждение (полимеризация) порошковых полимерных покрытий должно проходить как можно более рационально и при этом не нарушать качество образующегося покрытия (Пк), еще чувствительного к внешним воздействиям.
Порошковых полимерных покрытий протекает в зависимости от состава композиции, согласно законам кинетики, при определенной температуре и времени в печи полимеризации. При горячей сушке весь слой порошкового краски должен быть как можно быстрее нагрет до необходимой температуры при ее однородном распределении в отверждаемом слое. Только при таких условиях расплав порошковой краски может достичь минимальной вязкости без ухудшения растекаемости в результате проходящей реакции полимеризации. При медленном нагревании в толщине слоя порошковой краски начинается процесс полимеризации еще до того, как произошло его достаточное растекание по поверхности изделия, в результате чего отвержденная поверхность получается неровной. Обычно температура горячей сушки для порошковых красок составляют 110 - 250°C, а время выдержки 5 - 30 мин. Определенное влияние на процесс отверждения-полимеризации имеют форма и толщина окрашиваемых изделий. Под временем нахождения в печи обычно подразумевается время, в течение которого изделие находится в активной зоне печи полимеризации. Оно делится на время нагрева и выдержки. Температура горячей сушки и необходимое время выдержки определяются типом порошкового ЛКМ, а время нагрева -толщиной материала подложки и конструктивной формой зоны нагрева. Постоянство температуры горячей сушки и контроль температуры в процессе нагрева обеспечивают получение покрытия с равномерным блеском и предотвращают перегрев порошкового полимерного покрытия.
Конструкционные разновидности сушильных камер
В зависимости от вида загрузки сушилки делятся на камерные и непрерывного действия. Корпуса сушилок состоят, как правило, из кассет с двойными стенками, выполненных из листового металла, между которыми находится изолирующий материал. Отдельные кассеты на местах стыков должны плотно прилегать друг к другу, поэтому крайне важен тщательный монтаж с использованием подходящей уплотнительной массы. При этом на участке нанесения порошковых покрытий следует избегать использования силиконсодержащих герметиков, поскольку их остатки приводят к образованию дефектов (кратеров).
Конструкция сушилок всегда должна быть такой, чтобы образовывалось как можно меньше «тепловых мостиков» между их наружной и внутренней обшивкой. Начиная с определенной длины и температурных диапазонов, должны быть предусмотрены специальные стыки, учитывающие расширение материала и достаточные для компенсации колебаний длины внутренней и наружной обшивок корпуса. Кроме того, необходимо обеспечить полную герметичность всех воздуховодов и воздушных каналов. Вентиляторы должны быть соединены с корпусом так, чтобы не передавалось никаких колебаний, мешающих работе.
Камерные сушилки представляют собой самые простые конструкции печей полимеризации и загружаются в периодическом режиме. Эти сушилки используют при малой пропускной способности и/или при существенно изменяющихся условиях горячей сушки, например когда с для окрашиваемых изделий различной толщины необходимо разное время сушки или когда при использовании различных порошковых ЛКМ применяют разную температуру сушки.
Большим недостатком этих печей является загрузка изделий отдельными партиями. Когда двери сушилки открываются для загрузки или выгрузки, температура в печи заметно падает и для достижения требуемой температуры приходится ждать определенное время. Однако для оптимальной полимеризации и хорошей растекаемости ЛКМ по поверхности необходимая температура изделия должна быть достигнута за возможно более короткое время.
Сушилки непрерывного действия при серийном производстве загружаются в поточном режиме - непрерывно или периодически, в большинстве случаев с применением транспортных установок. У этого типа сушилок входное и выходное отверстия располагаются на противоположных сторонах. Возможна реверсивная компоновка, при которой система транспортирования сконструирована таким образом, что изделия один или несколько раз меняют направление своего движения.
Сушилки непрерывного действия и реверсивные сушилки оборудуют в настоящее время так называемыми A-шлюзами, представляющими собой зоны, предназначенные для предотвращения потерь тепла у входного и выходного отверстий сушилки с помощью поднимающихся или опускающихся по наклонной участков транспортной системы внутри сушилки. При этом вход и выход располагаются на одном уровне, ниже дна сушилки. Если установка работает в периодическом режиме, сушилка для предотвращения потерь тепла может быть оборудована раздвижными или подъемными дверями. Такая конструкция используется преимущественно при больших размерах окрашиваемых изделий и меньшей пропускной способности. В этом случае площадь на которой располагается печь возрастает на величину, занимаемую участком подъема конвейерной системы, который тем короче, чем круче может подниматься конвейер с учетом способа подвески окрашиваемых изделий. Достаточное расстояние между двумя обрабатываемыми изделиями составляет 100 мм, минимальное - 80 мм.
При недостатке производственных площадей зачастую не удается реализовать конструкцию, включающую А-шлюз с полностью соответствующим ему участком конвейерной системы. Компромисс в этом случае достигается за счет того, что в торцевой стенке делают вырез для конвейера и подвески, и только более широкие окрашиваемые изделия поступают внутрь печи снизу. Потери на участке более узкого выреза можно снизить путем установки защитных элементов, изготовленных из эластичного материала.
Корытные сушилки - аппараты, конструкция которых предуматривает загрузку вертикально сверху в периодическом режиме. Чрезмерные потери тепла предотвращаются с помощью откидных дверей. Корытные сушилки часто применяют в погружных установках с ваннами, оборудованными передвижными подъемно-транспортными системами. Они также используются при транспортировании крупногабаритных окрашиваемых изделий вдоль погружной установки с помощью загрузочных автоматов (передвижных подъемно-транспортных систем). Температура в печи сохраняется наложением сверху крышки с подвесками, на которые навешивается обрабатываемое изделие, а при отсутствии подвесок - с помощью откидной или передвижной крышек.
Комбинированная сушилка или сушилка блочного типа. Поскольку перед нанесением порошкового ЛКМ изделия, как правило, подвергаются предварительной химической обработке, в большинстве установок для нанесения наряду с печью полимеризации необходима также сушильная камера для удаления воды. Комбинирование этих агрегатов позволяет получить определенную экономию благодаря наличию совместной разделительной стенки для каждой печи и отсутствию потерь трансмиссии через наружную стенку. Кроме того, отходящий воздух печи полимеризации можно смешивать с воздухом сушильной камеры и оттуда выводить наружу как отработанный. Таким образом, отпадает необходимость в наличии трубы для удаления отходящего воздуха и возникает возможность рекуперации энергии в соответствии с перепадом температур между печью полимеризации и сушилкой для удаления воды.Печь полимеризации в случае применения такой сушилки блочного типа имеет в большинстве случаев U-образную конструкцию, так что длина корпуса чаще всего приблизительно одинакова с сушилкой блочного типа.
Методы сушки
В зависимости от характера переноса тепла различают сушку за счет конвекции или различного рода облучения. Конвекционная или циркуляционная сушка осуществляется за счет движения потока нагретого воздуха на изделия, причем на их поверхности происходит интенсивный теплообмен. Нагретый воздух охлаждается, передавая тепловую энергию окрашиваемому изделию. При этом температура изделия повышается и нагревается лакокрасочные покрытий.
Для нагревания воздуха в сушилках циркуляционного типа могут использоваться все известные источники энергии. На практике чаще всего применяют дизельное топливо, природный газ, электроэнергию, масла, горячую воду и пар. Источник энергии выбирают, исходя из экономических или специфических для конкретного предприятия соображений, а также с учетом из температуры, необходимой для сушки.
Различают прямой или косвенный обогрев. В сушилках с косвенным обогревом перенос энергии в циркулирующий воздух осуществляется с помощью теплообменников. В аппаратах с прямым обогревом сушильная среда нагревается путем введения нагретых газов, образующихся в результате сгорания природного газа или котельного топлива.
Прямой обогрев более выгоден с точки зрения экономии энергии, но может быть использован только в тех случаях, когда чистота топочных газов исключает возможность загрязнения окрашиваемой поверхности, так как в противном случае может произойти пожелтение покрытия или внесение частичек сажи, образующихся в результате неполного сгорания. При особенно высоких требованиях к качеству получаемых покрытия можно производить фильтрацию как циркуляционного, так и свежего воздуха сушилки, чтобы надежно защитить еще не отвержденное покрытие от попадания загрязнений. Для циркуляции горячего воздуха используются вентиляторы, обычно радиального типа. Конвекционные сушилки работают, как правило, со скоростью циркуляции воздуха 1-2 м/с. В ряде случаев, несмотря на высокий расход энергии, имеет смысл значительно увеличить мощность вентиляторов, обеспечивающих циркуляцию воздуха. На практике обычно выбирается скорость до 25 м/с.
Важнейшее преимущество циркуляционной сушилки заключается в возможности ее универсального использования в широком диапазоне производственных программ. Это и объясняет их большую распространенность. Различные по геометрическим параметрам части, обладающие одинаковым отношением массы к поверхности, достигают одинаковой скорости нагревания. Поэтому изделия различной величины и формы, но одинаковой толщины могут подвергаться сушке при одном температурном режиме, т.е. одновременно. Выравнивание температуры происходит даже при обработке партий крупных изделий самой различной формы. Кроме того, благодаря одинаковому температурному режиму снижается до минимума опасность «пережигания» покрытия, т.е. его повреждения в результате перегрева на некоторых изделиях. В связи с малым различием между температурой окружающей среды и обрабатываемого изделия даже нарушения работы с остановкой конвейера не приводят, как правило, к производственному браку. Однако необходимо обращать внимание на соответствие температуры и времени выдержки указаниям изготовителей, так как превышение этих параметров может привести к изменению цвета. При нарушении работы и временной остановке производства необходимо принять соответствующие меры для снижения температуры печи и/или извлечения из нее окрашиваемых изделий.
Сушка инфракрасным облучением использует еще один способ передачи энергии для отвержения ЛКМ. Интенсивность ИК-излучения зависит от диапазона длины волн и температуры излучателя. Различают длинно-, средне-, коротко- и ультракоротковолновое излучение. Зависимость между длиной волны и температурой ИК-излучения приведена в таблице.
Иногда вместо длины волны оценивается температура терморадиационной стенки. В этом случае различают темные и светлые излучатели. Так называемые «темные излучатели» приблизительно соответствуют нижнему диапазону длинных волн. Эти излучатели представляют собой каналы из черной жести, в которых циркулируют дымовые газы при температуре 300 - 400°C, и используются, как правило, в тех случаях, когда в распоряжении имеется отходящее тепло соответствующей температуры, например в сушилках для кузовов автомобилей с термической очисткой отходящего воздуха. Из-за большой массы эти излучатели очень инерционны при регулировании. Кроме того, из-за большой поверхности теплообменников потери тепла за счет конвекции весьма велики, что приводит к значительному нагреванию воздуха.
В средне-, коротко- и ультракоротковолновом диапазонах обычно применяют электрические излучатели. Они обеспечивают более точное регулирование температуры поверхности окрашиваемых изделий.
ИК-лучи в зависимости от свойств облучаемой поверхности могут поглощаться или отражаться. Светлые гладкие поверхности, как и при воздействии световых лучей, отражают большую часть облучения по сравнению с шероховатыми и темными поверхностями. Неотраженная часть облучения преобразуется в тепло, что приводит к повышению температуры изделий и нагреванию слоя ЛКМ также и изнутри. Преимущество сушки ИК-облучением заключается также и в возможности переноса большого количества энергии за очень короткий промежуток времени. Это позволяет быстрее подготовить сушилку к работе, быстрее нагреть окрашиваемые изделия, а также значительно сэкономить рабочие площади благодаря более короткому пути движения изделий в процессе сушки.
Эти преимущества могут быть использованы в полной мере при сушке изделий с ровными тонкими стенками. Изделия более сложной формы и различной толщины отличаются разной скоростью нагревания. Так как нагревание при более высокой температуре излучателя происходит быстрее, в определенных местах может очень быстро произойти перегрев Пк. Этого можно избежать при применении дорогостоящих технических решений, предусматривающих дополнительное регулирование или существенное увеличение циркуляции воздуха, что сводит на нет все преимущества терморадиационной сушки.Средневолновые ИК-электроизлучатели (IRM-излучатели) представляют собой наиболее распространенный тип. Они отличаются прочностью конструкции и длительным сроком службы. Их недостаток - относительно медленное нагревание: до достижения полной мощности требуется около 2 мин.Коротковолновые электрические ИК-излучатели при регулировании превосходят IRM-излу-чатели, но обладают гораздо более коротким сроком службы. Газовые ИК-излучатели сочетают преимущества терморадиационного нагрева с дешевым теплоносителем.
Важным элементом при конвекционном нагревании являются воздуховоды, так как в печах терморадиационной сушки происходит обязательный нагрев воздуха. Чтобы избежать перегрева и добиться равномерного распределения тепла, в терморадиационных печах обеспечивается циркуляция находящегося внутри печи воздуха и отвод отходящего воздуха. При использовании ИК- и газовых излучателей можно во избежание перегрева дополнительно применять водяное охлаждение. Кроме того, у газовых излучателей необходимо обеспечивать отвод продуктов сгорания с помощью вентиляторов или в сочетании с находящейся вблизи сушилкой с циркуляцией воздуха.
Специальные методы отверждения. При других ускоренных методах отвержения, например УФ- или электронной терморадиационной сушке, излучение служит не для нагревания, а в качестве катализатора полимеризации пленкообразователя. Высокочастотная сушка (нагревание изделий с использованием индуктивного или емкостного сопротивления в высокочастотном поле) также является специальным методом отвержения, при котором для нанесения покрытия на металлы может быть использована только индуктивная сушка. Она в ряде случаев применяется для нанесения покрытий на трубы, проволоку и упаковочную ленту.
Индуктивное нагревание предполагает нахождение изделия в магнитном поле и его нагревание с помощью возникающих внутри вихревых токов. В результате этого тепло вырабатывается непосредственно внутри изделия. Тем самым сушка покрытия происходит всегда по направлению изнутри наружу, а не снаружи внутрь, как при других методах.
Индуктивный нагрев пригоден для всех методов сушки, в том числе для ЛКМ, содержащих растворители. Индуктивная сушка существенно улучшает адгезию покрытия. Кроме того, по данным одного из изготовителей, возможно относительно быстрое нагревание: в некоторых случаях в течение секунд. Можно сушить также изделия больших размеров, так как преобразование энергии происходит в зависимости от выбора частоты только на поверхности, т.е. именно там, где необходимо нагревание.Используемая для нагревания индукционная катушка в большинстве случаев представляет собой выбранный в соответствии с обрабатываемым изделием кольцевой или линейный индуктор. Благодаря соответствующей конструкции индукционных катушек возникает также возможность нагревать только отдельные зоны обрабатываемого изделия.
Условием применения индукционной сушки является определенная геометрия изделий, способствующая равномерному распределению поступающего тока, чем обеспечивается одинаковая температура. Идеальными для этого вида сушки являются трубы, штанги или болты. В автомобильной промышленности этот метод используется также для сушки при окраске приводных валов, тормозных дисков, педалей сцепления или подшипников колес.Индуктивный нагрев можно комбинировать с традиционными методами сушки. Например, можно производить предварительный нагрев индуктивным методом, а дальнейшее отвержение - с помощью конвекции или облучения. Таким образом, можно очень быстро достичь температуры, лишь немного не достигающих максимального уровня, в результате чего весь процесс сушки значительно сокращается.
Микроволновая сушка - совершенно новый метод, обеспечивающий нагревание покрытия изнутри наружу. Высокочастотные электромагнитные волны проникают через лакокрасочную пленку и нагревают подложку. Таким образом, в этом случае предотвращается первоначальное отверждение пленки на поверхности, как это имеет место при конвекционной сушке. Длина волн, используемых при микроволновой сушке, составляет от1 мм до 15 см. Они создаются в трубе с магнитным полем (магнетроне) с частотным диапазоном 2,45 ГГц. В связи с тем, что микроволновая сушка обеспечивает интенсивное воздействие и дает очень быстрый результат, можно создавать более короткие по сравнению с традиционным процессом установки и за счет этого снижать общие затраты на сушку. Нужно также учитывать, что такие установки те требуют получения специального разрешения на использование. Термореакционная сушка подразумевает применение термореакторов. Этот метод пригоден как для порошковых, так и для жидких ЛКМ. Термореакторы представляют собой каталитические ИК-излучатели, создающие тепловое излучение с длинами волн ИК-диапазона. Поскольку спектр излучения находится в области 2-8 мкм, можно очень гибко регулировать мощность. С помощью этих систем также можно добиваться существенного снижения времени сушки и тем самым времени обработки изделий в сушильных установках. По имеющимся данным, экономия энергии может составлять до 50%.
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.
Хотя порошковый метод окрашивания известен уже довольно долго, его техническое развитие началось сравнительно недавно. За это время появилось несколько способов проведения процесса.
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:
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:
Но при всех достоинствах метод не лишен и недостатков:
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
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:
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.
