Полиэфирные краски — разновидности, свойства и нанесение

Инструменты

Порошковые краски представляют собой твердые дисперсные структуры, соединения которых состоят из пленкообразующих смол, отвердителей (сиккативов), разнообразных пигментов, а также из установочных добавок. Данный тип красок имеет огромное количество преимуществ, благодаря чему стал очень популярным среди потребителей.

Данные полимерные составы характеризуются:

  1. Гомогенностью (однотипностью состава);
  2. Физическим постоянством;
  3. Химическим постоянством;
  4. Неизменностью смеси во время эксплуатации и хранения;
  5. Экологичностью (отсутствием выбросов вредных летучих соединений в атмосферу во время нанесения красок на поверхности, в отличие от жидких лакокрасочных материалов);
  6. Отсутствием необходимости использования химических растворителей, имеющих резкий неприятный запах, во время использования подобных полимерных покрытий;
  7. Надежностью, так как имеют очень высокую устойчивость к различного рода химическим и физическим повреждениям;
  8. Хорошими адгезионными свойствами;
  9. Декоративностью, поскольку для выбора доступна широкая цветовая гамма данных красок;
  10. Экономичностью. В связи с тем, что окрашивание предметов осуществляется в специальной камере, то потери лакокрасочного материала сводятся к нулю.

В настоящее время существуют подобные краски для разных покрытий. Не смотря на то, что главным образом порошковые краски используются для окрашивания металлических изделий, также существуют некоторые их разновидности, которые предназначены для нанесения на пластик и дерево.

Однако, наиболее популярными являются порошковые краски, в основе которых находятся термоотверждаемые пленкообразующие. На сегодняшний день существует их два основных вида:

  1. Полиэфирные порошковые краски;
  2. Эпоксидно-полиэфирные порошковые краски.

Полиэфирная краска изготавливается путем смешивания всех компонентов и их гомогенизации, процесс которой осуществляется в специальной камере (двухшнековом экструдере) при воздействии очень высокого температурного режима. В основе данного типа лакокрасочных материалов находится специальный мелкодисперсный порошок, в составе которого присутствует полиэфир, пигменты, а также различные добавки, за исключением любых растворителей и эпоксидной смолы. Данный лакокрасочный материал имеет отличительные особенности, которые заключаются в очень низкой токсичности, благодаря чему он может быть использован для окрашивания различных деталей велосипедов и автомобилей. Полиэфирная краска разработана, главным образом, для нанесения ее на разнообразные металлические поверхности, особенно те, которые подвержены агрессивному воздействию атмосферы, способствующему появлению коррозии (перепады температур, различные осадки, ветер и т.д.). Одним из ее главных преимуществ является высокая устойчивость к сильным температурным перепадам. Кроме этого, среди достоинств краски также стоит выделить следующие:

  • хорошие показатели разлива;
  • хорошие показатели укрывистости;
  • высокая устойчивость к воздействию агрессивными химическими веществами;
  • быстрота высыхания.

Данный тип лакокрасочных материалов наносится двумя способами:

  1. Электростатическим;
  2. Трибостатическим.

Стоит отметить, что полиэфирную краску необходимо хранить при температуре, которая не превышает 25 0 С. При таких условиях хранения краска может отлично сохранить все свои свойства и быть пригодна к использованию в течении одного года.

Эпоксидно-полиэфирная краска

Эпоксидно-полиэфирная краска на 50-70% состоит из полиэфирных и эпоксидных смол, а также отвердителей, наполнителей и пигментов. Количество последних компонентов в составе краски составляет порядка 35-50%. Данный вид лакокрасочных материалов относится к порошковым эмалям внутреннего применения. Такие краски называются еще гибридными.

Данная краска отличается своими уникальными свойствами, которые заключаются, в первую очередь, в высоких прочностных характеристиках, каких, как:

  • ударопрочность;
  • эластичность;
  • устойчивость к воздействию на них различного рода растворителей;
  • отличная растекаемость.

Стоит отметить, что область применения эпоксидно-полиэфирных красок достаточно широка. Такие лакокрасочные материалы используются для окрашивания металлических изделий, которые находятся внутри помещений. К таким предметам относится различная бытовая техника, электрооборудование, посуда, мебель, автомобильные аксессуары, нагревательные элементы, принадлежности для туризма и многое другое. Благодаря своим свойствам, краска не только защищает изделия от коррозии, но и существенно улучшает их внешний вид. Краска устойчива к воздействию на покрытие высоких температур, в связи с чем, не тускнеет и не желтеет.

Для нанесения покрытия на предметы доступны два метода:

  1. Электростатическое распыление;
  2. Трибостатическое распыление.

Стоит отметить, что эпоксидно-полиэфирная порошковая краска требует при работе с ней особой осторожности и соблюдения всех правил техники безопасности. Поэтому, окрашивая предметы, необходимо в обязательном порядке надевать защитную маску, очки и перчатки.

Процесс окраски предметов полиэфирными и эпоксидно-полиэфирными порошковыми составами включает следующие этапы:

  1. Подготовка поверхности предмета к окраске, которая заключается в удалении старой краски, различных дефектов и неровностей, а также ржавчины;
  2. Обработка поверхности грунтовкой;
  3. Нанесение порошка на поверхность одним из доступных способов;
  4. Полимеризация покрытия. Для этого необходимо воздействовать на окрашенный предмет достаточно высокой температурой, находящейся в диапазоне 140-220 0 С, зависимо от типа краски. В процессе нагревания осуществляется медленное плавление порошка, который в дальнейшем превращается в достаточно прочное однородной покрытие.

Окрашенные данными красками поверхности могут иметь глянцевый или фактурный вид. В первом случае, глянец будет скрывать мелкие неровности и другие дефекты. Фактура, в отличие от глянца, наоборот – подчеркнет все достоинства изделия.

Статьи по теме

Состав эпоксидной краски

В середине прошлого века эпоксидные грунтовки находили широкое применение в нефтедобывающей отрасли, где с их помощью покрывали металлические поверхности. Это повышало устойчивость к процессам коррозии. На слой грунтовки сверху наносилось дополнительное защитное покрытие хлоркаучука.

Эпоксидная эмаль

Современный рынок предоставляет огромный выбор различных лакокрасочных материалов. Выбор краски зависит от цели ее применения. Эмаль эпоксидная или краска изготавливается на основе эпоксидной смолы.

Метод абляции

Вообще физический термин «абляция» имеет ряд значений, выражающих процесс отделения вещества с поверхности твердого тела под воздействием излучений и обтекающего потока горячего газа.

Свойства и применение порошковых полиэфирных красок

Полиэфирные порошковые краски обычно используются в масштабах промышленных производств и применяются для окрашивания металлических деталей или конструкций. В домашних условиях осуществить покраску при помощи этих составов практически невозможно, так как для этого необходимо специальное, довольно сложное, оборудование. Обойтись привычными малярными кистями или валиком никак не получится.

Полиэфирная порошковая краска – что это?

Материал представляет собой твёрдую дисперсию, в состав которой входят:

  • плёнкообразующие вещества,
  • сиккативы (отвердители, ускоряющие процесс высыхания),
  • пигменты (вещества, отвечающие за цветообразование),
  • различные добавки, обеспечивающие краске высокие технические характеристики.

Полиэфирные порошковые краски не имеют в составе никаких растворителей, также отсутствует эпоксидная смола. Эти красящие средства относятся к группе термоотверждаемых плёнкообразующих покрытий.

При их производстве смешиваются все составляющие под действием высоких температур, полученная масса охлаждается и измельчается, после чего просеивается. Благодаря этому порошок становится однородным на выходе. Дисперсия отличается гомогенностью, физико-химическим постоянством, стабильностью при хранении и во время эксплуатации.

Свойства

В описании материала обычно можно прочесть, что данное покрытие предназначается для металла; тем не менее, на современном производстве выпускаются порошковые составы на основе полиэфира, которые отлично взаимодействуют с деревянными, пластмассовыми и другими поверхностями. Положительные качества:

  1. Экономичность. Окрашивание происходит практически без потерь материала.
  2. Богатство цветовой палитры и, как следствие, декоративность получаемого покрытия.
  3. Прочная адгезия (краска обладает надёжным сцеплением с основой).
  4. Высокая устойчивость к агрессивному химическому воздействию.
  5. Хорошая укрывистость и возможность получения достаточно плотного покрытия в результате одного окрашивания.
  6. Отсутствие неровностей и потёков даже на вертикальных поверхностях.
  7. Короткое время сушки.
  8. Высокие антикоррозионные свойства.
  9. Стойкость к резким перепадам температуры и любым атмосферным явлениям: граду, снегу, дождю (в том числе, и кислотному).
  10. Отсутствие реакции покрытия на ультрафиолет (стабильность цвета).

Полиэфирные краски используются в автомобилестроении, при производстве спортивного инвентаря, для покраски деталей велосипедов, электроинструментов, садовой и бытовой техники. В первую очередь эти покрытия предназначены для защиты поверхностей от агрессивного внешнего воздействия.

Практика показывает, что они прекрасно справляются с поставленной задачей. Недостатки всё-таки тоже имеются: в составе присутствуют токсичные компоненты; нанести такую краску самостоятельно очень сложно.

Процесс окрашивания

Подготовительный этап заключается в зачистке поверхностей от ржавчины, если таковая имеется, обезжиривании, нанесении грунтовочных составов и высушивании. Далее полиэфирная краска наносится на деталь путём распыления порошка. Заключительный этап – термическое воздействие (от 140 до 220 °С), при котором происходит оплавление и полимеризация покрытия. На поверхности образуется прочная эластичная защитная плёнка.

При окрашивании вручную порошок наносится при помощи пистолета-распылителя, после чего деталь помещается в камеру, где и происходит термообработка. Когда процесс полностью автоматизирован, все этапы осуществляются непосредственно в камере, на стенках которой расположены форсунки, через них состав попадает на окрашиваемую поверхность.

После полимеризации покрытия изделие сушится; по истечении необходимого времени, готовая деталь извлекается.

Удаление покрытия

При проведении реставрационных работ зачастую возникает необходимость в снятии полиэфирной порошковой краски с поверхности. Для этого используются пескоструйные установки, абразивные частицы под высоким давлением направляются на старое покрытие, таким образом, достигается эффект, схожий с обработкой детали наждачной бумагой. Зачищенную поверхность освобождают от пыли, обезжиривают, снова грунтуют и повторно окрашивают.

Достоинства и возможности

Стоит отдельно отметить некоторые свойства этого необычного материала, которые делают его особенно привлекательным для потребителя.

Стойкость к химическому воздействию

Покрытия, получаемые при использовании полиэфирных красок, обладают повышенной стойкостью к следующим веществам:

  • растворы кислот: серной, соляной, азотной, уксусной, лимонной, фосфорной и других,
  • спирт этиловый и метиловый,
  • масла на минеральной основе,
  • метилэтилкетон,
  • соединения, содержащие карбоксил,
  • ацетон.

Благодаря обработке полиэфирными красящими средствами, значительно повышается срок эксплуатации деталей самых разных конструкций.

Хранить материал в заводской упаковке рекомендуется при температуре от 25 до 50 градусов выше нуля. Срок эксплуатации готового покрытия в среднем составляет 10 лет (если речь идёт о качественном материале от добросовестных производителей).

Декоративность

Полиэфирные краски широко используются при декоративной отделке. Кроме разнообразия цветов и оттенков, можно получить дополнительные интересные визуальные эффекты.

Высохшая поверхность напоминает фактуру наждачной бумаги. Такое покрытие универсально, поскольку позволяет не только замаскировать мелкие дефекты на окрашиваемой основе, но и придать изделию эстетичный внешний вид.

Шагрень

Покрытие похоже на кожу особой выделки (отсюда и название); так же как и эффект «муара» скрывает изъяны на поверхности и придаёт ей особую элегантность. Такую отделку часто можно встретить на металлических входных дверях или офисной мебели.

Эффект молотковой чеканки

Поверхность смотрится очень декоративно и ассоциируется со старинным железом, которое вручную обрабатывали молотком. Оригинально, красиво и практично.

Металлики

Покрытие имитирует золото, серебро или хром; может быть глянцевым или матовым. Часто используется для окрашивания деталей авто, мебельной фурнитуры, сантехники, бытовых приборов, и прочих декоративных элементов интерьера.

Полиэфирная и эпоксидно-полиэфирная краска – свойства, применение

Сегодня изготавливают много разновидностей лакокрасочных материалов. Одним из долговечных и износостойких красителей является порошковая полиэфирная краска. В прошлые десятилетия полиэфиры часто использовались для покрытия цветных металлов и других материалов, однако производство порошковых красящих смесей на основе полиэфира тормозилось отсутствием промышленного изготовления твердых полиэфирных веществ.

Полиэфиры массово начали производить только в середине 1960-х годов, а к середине 1970 годов во многих странах мира изготавливали примерно 15-20% полиэфиров от объема термоактивных порошковых веществ. Полиэфирные порошки можно разделить на несколько видов. Одним из наиболее распространенных является полиэфир, который отвердевает с помощью триглицеридилизоцианурата. Во время последующих десятилетий полиэфирные краски постоянно развивались, улучшались их характеристики, хотя они много лет оставались токсичными и вредными для здоровья человека, в сравнении, например, с эпоксидными смесями или эпоксидно-полиэфирными веществами.

Описание

За несколько последних лет изготовители стремились сделать полиэфирную продукцию более безопасной и экологически чистой. В результате начали производить порошковые полиэфирные краски, имеющие высокие технические характеристики, но при этом обладающие меньшей токсичностью. Такие красители можно даже использовать для емкостей, контактирующих с пищевыми продуктами, а также для окрашивания предметов детской мебели, игрушек. Когда порошковая краска на основе полиэфиров высыхает, она остановится полностью безопасной, не выделяет в воздух вредных, токсичных веществ. Полиэфирные красители стали безопасными, при этом их стоимость увеличилась незначительно.

Данные составы имеют отличный показатель атмосферостойкости, обладают повышенной стойкостью к изнашиванию, стиранию, а также имеют хорошую механическую прочность. Эти смеси имеют разный показатель устойчивости к погодным явлениям, но в любом случае полиэфирные краски не хуже чем какие-либо другие порошковые краски. Красящие составы на основе полиэфирных веществ имеют отличную диэлектрическую способность, которая близка к показателю эпоксидной или эпоксидно-полиэфирной краски. Но устойчивость к воздействию щелочей у полиэфирных покрытий значительно ниже.

Чаще всего полиэфирная краска для металла наносится несколькими слоями, общая толщина покрытия составляет от 60 до 120 мкм. Окрашенная поверхность имеет глянцевый блеск. Данные красители имеют хороший показатель адгезии к разным металлам, даже к легким сплавам.

Сферы применения

Используют полиэфирные и эпоксидно-полиэфирные порошковые краски для создания защитного слоя от неблагоприятного воздействия атмосферных факторов. Составы могут применяться в многослойной технологии, к примеру, для покраски автомобильных колес, в качестве финишного лакокрасочного материала. Вот перечень основных объектов, которые можно окрашивать порошковыми смесями на основе полиэфиров:

  • профили из алюминия;
  • различные строительные архитектурные конструкции;
  • металлические детали автомобилей;
  • колесные пары;
  • сельскохозяйственная техника;
  • садовые инструменты и оборудование;
  • мебельные предметы;
  • бытовая техника;
  • электрическое оборудование;
  • металлическая посуда;
  • нагревательные приборы, и многое другое.

Покрашенные изделия и конструкции можно эксплуатировать как внутри, так и снаружи помещений. Они имеют устойчивый блеск, водостойкость, стойкость к жидкому топливу, растворителям и минеральным маслам.

Применяют полиэфирные краски для обработки разных металлических деталей, которые подвержены трению, а также химическим веществам и абразивному износу. Эти красители можно наносить на некоторые виды химического оборудования, емкостей, в которых хранятся газообразные и жидкие химические вещества. Подходит полиэфирная краска для мебели, ее можно наносить на другие разновидности порошковых составов, например, на полиакрилат, эпоксидную смолу, и прочее.

Эпоксидно-полиэфирные краски

Гибридные или эпоксидно-полиэфирные порошковые краски – это эффективное сочетание двух веществ – полиэфирных и эпоксидных смол. Данные составы имеют привлекательную цену, а также они отличаются многими технологическими преимуществами, к примеру, окрашенная поверхность обладает устойчивостью к высокой температуре, химической стойкостью, улучшенными механическими качествами, а также небольшой чувствительностью к ультрафиолетовому излучению.

Эпоксидно-полиэфирная краска имеет отличные декоративные качества, поэтому данный лакокрасочный материал очень востребован. Благодаря современным технологиям изготовления и нанесения порошковых красок, удалось не только расширить цветовую палитру, но также создавать различные по структуре покрытия. Данная разновидность полиэфирной краски дает возможность создавать поверхность под кожу, муаровые узоры, поверхности разных оттенков, антикварные покрытия, и прочее.

Сферы применения

Используют порошковые эпоксидно-полиэфирные краски для различных целей, в зависимости от соотношения эпоксидных и полиэфирных веществ. Применяются составы для окрашивания:

  • изделий и предметов, используемых в домашнем обиходе;
  • разных металлических поверхностей, включая кузова автомобилей;
  • садовых конструкций;
  • офисных помещений и предметов;
  • трубопроводов;
  • мебели, используемой в школах и медицинских учреждениях;
  • спортивного инвентаря и принадлежностей;
  • емкостей для хранения химической продукции;
  • осветительных, торговых, электрических, установок и оборудования.

Эпоксидно-полиэфирные смеси применяют для защиты разных цветных металлов, например, латуни, меди, бронзы. Окрашенный слой препятствует возникновению окисления и коррозии, благодаря чему металлическая поверхность надолго защищена от повреждений. Также эти красящие смеси используют для нанесения на стеклянные емкости и поверхности, например, парфюмерные и косметические бутылки, на которых краска создает очень привлекательную, текстурную пленку любого цвета.

Правила окрашивания

Полиэфирную и эпоксидно-полиэфирную краску можно наносить двумя способами:

  • электростатическим распылением;
  • трибостатическим напылением.

Важно помнить, что эти лакокрасочные материалы требует осторожности во время их нанесения. В ходе окрашивания важно работать в индивидуальных средствах защиты – респираторе, очках и перчатках. Покраска поверхности данными красками включает в себя следующие шаги:

  • удаляются старые лакокрасочные материалы, а также неровности, дефекты, ржавчина с металлической поверхности, пыль, и прочие загрязнения;
  • наносится один или два слоя грунтовки;
  • после высыхания грунта наносится порошковая краска электростатическим или трибостатическим методом;
  • проводится полимеризация нанесенного слоя. Данный процесс включает в себя нагрев окрашенной поверхности до высокой температуры – от 140 до 220 градусов, в зависимости от разновидности полиэфирной краски. Когда порошок нагревается до такой температуры на металле, он медленно расплавляется и превращается в прочный, однородный слой.

Окрашенное изделие может быть глянцевым или фактурным. Глянцевое покрытие стоит выбирать, если нужно скрыть небольшие неровности или какие-либо дефекты на поверхности. А фактурный слой подчеркивает все достоинства конструкции или детали.

Порошковая краска по металлу: состав и технические характеристики, технология производства и нанесения

Порошковая краска представляет собой пигментированную дисперсную систему, состоящую из твердых частиц, способную равномерно распределяться на окрашиваемой поверхности при нанесении и образовывать защитный слой.

Порошковая краска по металлу: свойства и характеристики

Чтобы обладать качественными характеристиками, обращают внимание на следующие показатели:

  • составляющие дисперсии;
  • сыпучесть;
  • насыпная плотность;
  • способность к распылению;
  • свойства электризуемости;
  • уровень псевдоожижения и др.

Дисперсионный состав

Порошкообразные краски состоят из мелких частиц разных размеров (полидисперсные системы), которые имеют значительный разброс по величине. При высокой дисперсности выделяют 2 вида: истинные и агрегаты частиц (скопления истинных частиц, ведущие себя как отдельная частица). При традиционных методах нанесения дезагрегации практически не наблюдается, поэтому истинная величина частиц, с точки зрения технологичности теряет своё значение. Более важной технологической характеристикой выступает гранулометрический состав.

Если фракционирование с помощью сита варьируется в довольно широком диапазоне от 5 до 350 мкм, то оптимальный размер частиц порошков для электростатического распыления составляет 10 – 100 мкм. Более жёсткие условия по величине дисперсионных частиц соблюдаются при получении тонких слоев – от 3 до 40 мкм. А в случае использовании порошка в кипящем слое считается, что диаметр частиц должен быть соизмерим с толщиной покрытия и достигать 350 мкм.

Дисперсность частиц должна иметь свой оптимальный фракционный диапазон в зависимости от вида и толщины покрытия и метода нанесения порошка. Высокодисперсные порошки при более лёгком сплавлении и возможности получения тонких покрытий отличаются худшим псевдоожижением, сильнее увлажняются и склоны к неравномерному осаждению на поверхности изделий. Порошки со слишком широким фракционным диапазоном склонны к сепарации и пылению, могут иметь повышенный брак поверхности покрытия.

Сыпучесть

Технические характеристики порошковых красок

Одним из обязательных условий к порошкообразным краскам являются необходимые показатели сыпучести, который определяется по времени истечения из откалиброванного отверстия или по углу естественного уклона, составляющего 36…45°.

На показатель влияет:

  • химический состав;
  • температура стеклования;
  • форма и величина частиц, гладкость поверхности;
  • увлажнение.

Низкая сыпучесть затрудняет равномерное распределение порошковой краски на окрашиваемой поверхности, усложняет технологическое оборудование.

Сыпучесть повышается у дисперсий с частичками сферической формы с низкой шероховатостью поверхности и повышением температуры стеклования, значительно снижается при снижении величины частиц и увлажнении порошков. Для повышения сыпучести используются специальные добавки, такие как пирогенный кремнезём или аэросил. Порошки предохраняют от увлажнения хранением в сухих складских помещениях в водонепроницаемой таре.

Насыпная плотность

Зависит от состава порошков, степени полидисперсности и формы частиц. В зависимости от вида плёнкообразователя плотность порошков может повышаться до двух раз. Пигментированные составы имеют большую плотность, которая увеличивается с повышением количества в составе пигментов и наполнителей.

Порошковая краска должна обладать достаточной высокой плотностью. При низкой насыпной плотности порошки неудовлетворительно «кипят», плохо распределяются на поверхности изделия.

Способность к электризации

Как и любые диэлектрики, частицы порошка во время изготовления, подготовки и использования приобретают электрические заряды. На уровень заряда влияет материал плёнкообразователя, величина частиц, влажность воздуха, интенсивность и вид механического воздействия и др.

Предрасположены к заряду частички эпоксидных, поливинилбутеральных, эпоксидно-полиэфирных и полиэтиленовых красок, что облегчает их нанесение методом электростатического напыления. Более мелкие частички порошков электризуются сильнее, дольше сохраняют заряд. При влажности воздуха более 70% электризуемость порошков значительно падает.

Электризация порошковых красок изменяет их физические свойства: снижаются сыпучесть и насыпная плотность. Чрезмерная электризация может привести к полной потере сыпучести. Уменьшение степени электризации порошковых красок вызывает значительные трудности. Даже длительная выдержка тонкого слоя порошковой краски на заземлённом металлическом листе не позволяет достичь полного изоэлектрического состояния. Степень электризации регулируют не только поверхностной обработкой и вводом антистатических добавок, но и направленным синтезом плёнкообразователей с заданными электрическими характеристиками. Используемое технологическое оборудование изготавливается из электропроводных материалов и качественно заземляется.

Способность к псевдоожижению

Технология нанесения в «кипящем слое» требует способности к псевдоожижению используемых порошков при продувке воздухом. Порошки из полиэтилена низкого давления, полиэфирных составов, полипропилена, поливинилхлорида и некоторых других материалов имеют низкую способность к псевдоожижению. Мелкодисперсные порошки с низкой сыпучестью и высокой влажностью могут вообще не «кипеть». Использование специального оборудования для получения «кипящего слоя», такие как вибровихревые установки, значительно повышает затраты на нанесение порошковых покрытий.

Свойство псевдоожижения повышается при увеличении частиц, создания шарообразной формы, снижении шероховатости поверхности и влажности.

Составы порошковых красок

Применение порошковой краски в промышленности

Среди компонентов выделяют:

  • плёнкообразователи;
  • пигменты и наполнители;
  • пластификаторы;
  • модификаторы;
  • отвердители и ускорители;
  • вспомогательные добавки

Характеристики плёнкообразователя:

  1. Являются твердыми веществами, которые могут находиться в аморфном или кристаллическом виде.
  2. Представляют собой сыпучие порошки.
  3. Малые показатели температуры плавки и вязкости расплава.
  4. Формируют пленку через расплавы при нагреве.
  5. Имеют высокую температуру деструкции.

Порошковые краски по виду плёнкообразователей, являющихся их основой, подразделяется:

  • термопластические;
  • термореактивые.

Термопласты не проходят химических изменений при нагреве и получили более широкое распространение за счёт:

  • стабильности получаемых композиций;
  • быстрого формирования покрытий;
  • доступность.

Основным недостатком термопластических плёнкообразователей является низкая адгезионная прочность.

К термопластическим краскам относятся:

  • полиэтиленовые;
  • поливинилбутералевые;
  • поливинилхлоридные;
  • полиамидные;
  • пентапластовые и другие.

Реактопласты при нагреве проходят химический процесс полимеризации и обладают:

  • повышенной адгезией;
  • могут формировать тонкие покрытия отличного внешнего вида благодаря низкой вязкости;
  • пониженные температурные условия формирования;
  • высококачественные характеристики покрытия в условиях эксплуатации.

Из минусов термореактивых плёнкообразователей можно отметить увеличение времени образования покрытия.

К термореактивным видам относятся:

  • эпоксидные;
  • полиэфирые;
  • полиакрилатные;
  • полиуретановые;
  • эпоксидно-полиэфирные и др.

Пигменты и наполнители

В красках порошкового вида помимо стандартных требований дополнительно обладают:

  • легкостью диспергируемости в расплаве плёнкообразователя;
  • устойчивостью к температуре, при которой формируется покрытие, одновременно не изменяя цвет и не разлагаясь;
  • инертностью к остальным компонентам состава.

При производстве сухим смешиванием, пигменты и наполнители должны стимулировать к:

  • повышению сыпучести;
  • снижению свойств комкования и слёживания;
  • улучшению «кипения»;
  • нанесению порошков на поверхность.

С помощью наполнителей и пигментов могут регулировать следующие свойства порошков и покрытий:

  • электризуемость;
  • термостойкость;
  • теплопроводность;
  • электропроводность;
  • магнитные свойства;
  • износостойкость;
  • адгезионную прочность;
  • горючесть;
  • биологическую инертность;
  • демпфирующую способность.

Использование металлических порошков в качестве наполнителей позволяют получать имитацию металлических поверхностей. Существенной трудностью в пигментировании порошкообразных красок является колеровка цвета в соответствии с цветовым стандартом RAL.

В случае отсутствия в порошковых ЛКМ пигментов и наполнителей, возможно получение прозрачных лаковых покрытий.

Пластификаторы

Покраска порошковой краской

В красках порошкового вида влияют как на физико-механические свойства покрытий, так и на температуру и время образования плёнки. Кроме того пластификаторы должны:

  • не нарушать агрегатные свойства полимера;
  • не ухудшать технологические характеристики(сыпучесть, гранулометрический состав и др.);
  • функционировать при температуре плёнкообразования.

Лучше с предъявляемыми требованиями справляются твёрдые пластификаторы, основным недостатком которых отмечается неполная совместимость с полимерами. Чтобы устранить этот недостаток используют комбинированные смеси твёрдых с жидкими.

Модификаторы, отвердители и вспомогательные добавки

Модификаторы способны улучшать характеристики с помощью физической или химической модификации. При этом наибольшее распространение получила физическая модификация за счёт добавок различных плёнкообразователей. Модификаторы регулируют и технологические параметры порошковой краски, такие как вязкость расплава, температура текучести и сыпучесть порошков.

Отвердители являются необходимым компонентом красок на основе термореактивых плёнкообразователей. Для активации процесса отверждения используют ускорители, соответствующие конкретным отвердителям. Если для процесса отверждения двухкомпонентных жидких красок достаточно смешать составляющие, то в порошковых красках все компоненты находятся в исходном составе без взаимодействия. Отвердители активируются только при температуре «спекания», «запуская» процесс отверждения после расплавления плёнкообразователя и формирования жидкой плёнки.

Отверждающая система является важным компонентом термореактивных красок, от которого зависит не только стабильность и условия отверждения, но и эксплуатационные характеристики получаемого покрытия (внешний вид, физико-механические и защитные свойства).

Вспомогательные добавки позволяют повысить:

  • атмосферную стойкость покрытия за счет снижения фотодеструкции полимеров при воздействии солнечной радиации;
  • стойкость к перепадам температуры;
  • сыпучесть порошка;
  • растекание расплава и т.д.

Технология производства порошковых красок

Распространенные варианты изготовления:

  1. Сухое смешивание компонентов.
  2. Смешение компонентов в расплаве с последующей дезинтеграцией до необходимого размера.

Метод производства порошков сушкой распыляемых жидких красок распространения не получил из-за значительных потерь растворителей, высокой себестоимости красок.

Сухое смешивание компонентов является главным вариантом изготовления порошковых красок из термопластичных материалов. Производство обходится без дорогостоящего оборудования и значительных трудовых затрат. Сложность состоит в получении стабильных, нерасслаивающихся при хранении и использовании композиций с равномерным распределением малых добавок.

Смешение компонентов в расплаве дает высококачественные однородные порошки со стабильным составом и структурой. Способ длителен, имеет много стадий, требует дорогостоящего и сложного оборудования. Может использоваться для любых твердых плёнкообразователей, но применяется в основном для реактопластов.

Покраска порошковой краской

Покраска автомобильных дисков порошковой краской

Основные способы нанесения порошковых красок на окрашиваемую поверхность:

  • электростатическое распыление;
  • в «кипящем слое».

Напыление порошка производится специальным пистолетом в покрасочной камере, в системе вентиляции которой имеются улавливатели порошка для его повторного использования.

При покрытии в «кипящем слое», порошок за счет равномерной продувки воздухом находится в псевдожидком состоянии. Краска наносится на поверхность детали путём окунания детали в ёмкость с псевдоожиженным порошком.

В обоих случаях частицам порошка перед нанесением специальным электродом придаётся определённый электростатический заряд, который обеспечивает равномерное распределение порошка и удерживание его на поверхности окрашиваемой детали.

После нанесения порошка деталь подвергается нагреву в печи, при котором формируется монолитное жидкое покрытие. Реактопласты дополнительно проходят полимеризацию.

Существующий метод газопламенного напыления порошковых лакокрасочных материалов распространения не получил из-за нестабильности технологии и существенного влияния человеческого фактора.

Порошковая краска: применение, достоинства и недостатки

Окраска изделий из металла

Порошковая краска по металлу первоначально использовалась как замена гальванических покрытий на небольших металлических деталях простой формы при серийном производстве. Экономичность и лёгкость механизации процесса получения покрытий при поточном производстве существенно расширили применение порошковых красок.

Основные потребители порошковых покрытий:

  • метизная продукция (проволока, лента, сетка), изделия бытового и сельскохозяйственного назначения;
  • металлическая мебель;
  • бытовые приборы и оборудование;
  • изделия электротехнической промышленности;
  • автомобильная промышленность;
  • сельскохозяйственное и транспортное машиностроение;
  • трубное производство;
  • металлическая и стеклянная тара, покрытие позволяет снизить толщину стекла до 30%;
  • оборудование химической промышленности;
  • строительные конструкции;
  • машины и оборудование пищевой промышленности.

На автомобильных заводах успешно работают автоматизированные линии покраски как дисков с производительностью до 3 млн. штук в год, так и автомобильных шасси габаритами до семи метров и производительностью до 58 штук в час. В трубном производстве используют технологию нанесения порошков на предварительно нагретые трубы. Разработаны порошковые краски для неметаллических материалов, таких как стекло, пластмасса, МДФ и другие.

Преимущества:

  • лёгкость механизации и автоматизации нанесения покрытий;
  • экологичность, отсутствие органических растворителей;
  • низкий расход краски;
  • возможность использования труднорастворимых полимеров;
  • безотходное производство покрытий, практически 100% использование покрасочного материала;
  • получение рабочего покрытия необходимой толщины в один слой;
  • равномерность слоя краски как на горизонтальных, так и на вертикальных поверхностях;
  • возможность нанесения покрытия в труднодоступных местах;
  • металл, окрашенный порошковой краской обладают химической стойкостью;
  • долговечность;
  • износостойкость.

Недостатки:

  • склонность к пылевыделению;
  • необходимость специализированного оборудования;
  • целесообразность использования только при серийном и массовом производстве;
  • взрывоопасность взвеси порошка в воздухе.

Видео: порошковая покраска металла

Рекомендовать использование порошковых лакокрасочных материалов в домашних условиях вряд ли уместно. Уникальными эксплуатационными свойствами данные покрытия не обладают, всегда можно найти традиционные материалы, образующие аналогичные или более качественные покрытия. Приобретать специальное оборудование что бы «своими руками» произвести покраску дисков своего автомобиля нецелесообразно.

ВИДЫ КРАСОК

Порошковая покраска

Порошковая покраска — современная экономичная, экологически безопасная технология создания высококлассного декоративно-защитного покрытия для различных объектов.

Методика порошковой покраски включает в себя нанесение полимерных порошков на изделие с его последующим нагреванием и выдержкой.

Порошковая покраска предполагает, что достаточно одного слоя, чтобы получить качественное покрытие. Это происходит потому, что в процессе нанесения полимерных порошков не испаряется растворитель, как это случается при использовании жидких красителей. Образующаяся на изделии пленка получается толстой, не усаженной, не пористой.

Порошковая покраска — гарантия того, что краска плотно «ляжет» на изделие. О потеках же и образовании в ходе высыхания морщин с этой технологией можно забыть.

Еще одним преимуществом использования порошковой окраски считается надежность образующегося в процессе полимеризации покрытия.

Порошковая покраска обеспечивает возможность получения эстетичного покрытия, цвет, фактуру и уровень блеска которого можно выбирать из нескольких тысяч вариантов.

Порошковая покраска широко используется в самых разных отраслях промышленности. Ее характеристики позволяют применять ее там, где велик фактор неблагоприятного воздействия (высокая или очень низкая температура, давление и так далее). Именно поэтому порошковая окраска незаменима для внутренней обработки труб в нефтяной промышленности, в автомобильном производстве, а также производстве бытовой техники и отделке зданий.

ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОМЫШЛЕННЫХ ВИДОВ КРАСОК

Эпоксидные краски

Это первый вид термореактивных порошковых материалов, освоенных в промышленности, имеющий широкое применение до сих пор. Несмотря на то, что эпоксидные краски могут образовывать покрытия с хорошими декоративными свойствами, они используются, прежде всего, для получения функциональных покрытий. Существующие эпоксидные краски разнообразны по составу. В зависимости от типа смолы и отвердителя они образуют покрытия с разнообразными свойствами. При соответствующем выборе сырья получены краски и покрытия, допускающие контакт с продуктами питания. Главный недостаток эпоксидных покрытий — низкая устойчивость к атмосферным воздействиям.

Краски функционального назначения. Главные области применения таких красок — электрическая изоляция и защита от коррозии. Эпоксидные краски явились хорошей альтернативой многим видам электроизоляции, ранее применявшимся в промышленности, как-то: обмотка лентой, компаундирование, окраска (пропитка) жидкими красками и др. Благодаря комплексу ценных свойств, простоте и низкой стоимости электроизоляции эпоксидные порошковые краски и компаунды приобрели доминирующее значение в электротехнической и радиоэлектронной промышленности.

Эпоксидные порошковые краски широко используются в целях противокоррозионной защиты. Покрытия отличаются низкой стоимостью, простотой обслуживания и долговременной защитой в разных агрессивных средах. Для них характерны гибкость, ударопрочность, низкая проницаемость, хорошая термостойкость и адгезия. Краски могут быть нанесены тем или иным способом на холодную или предварительно нагретую поверхность. После отверждения они могут длительно эксплуатироваться при температурах до 150 «С. Как электроизоляционные по стойкости к нагреванию их относят к классу В (130°С).

Краски защитно-декоративного назначения. В отличие от материалов функционального назначения этот вид красок предназначен для получения покрытий небольшой толщины. Их выбирают в соответствии с конкретными требованиями. Области применения таких составов разнообразны. В первую очередь, это сушильные барабаны, садовый инвентарь, дверная мебельная фурнитура, микроволновые печи, детали холодильников, стеллажи, игрушки.

Эпоксидно-полиэфирные (гибридные) краски

Эти краски более устойчивы, чем эпоксидные, к пожелтению, вызванному перегревом в момент отверждения покрытий. В меньшей степени проявляются меление и изменение цвета покрытий при эксплуатации в атмосферных условиях. Тем не менее гибридные покрытия, как и эпоксидные, не рекомендуется применять в условиях воздействия солнечного света. Механические свойства (гибкость, твердость, ударопрочность) покрытий в основном такие же, как и у эпоксидных, а стойкость к воздействию химикатов несколько ниже. Эпоксидно-полиэфирные краски имеют те же сферы применения, что и эпоксидные защитно-декоративного назначения. Ими окрашивают стеллажи, водонагреватели, офисную металлическую мебель, электроинструмент, огнетушители, масляные фильтры и многое другое.

Краски фотохимического отверждения

Это новый быстро развивающийся класс порошковых материалов. Пленкообразователем в них служат ненасыщенные полиэфиры с температурой плавления 100-125°С. Формирование из них покрытий осуществляется в две стадии: сначала порошковый состав, находящийся на поверхности, с помощью ИК излучения нагревается и сплавляется в монолитное покрытие, затем подвергается воздействию УФ лучей, которые вызывают отверждение покрытия. Отверждение осуществляется за счет реакции полимеризации, которая инициируется радикалами, образующимися при распаде фотоинициатора; последний является составной частью порошковых композиций. Процесс протекает в течение нескольких минут или секунд. Источником УФ излучения служат ртутные лампы среднего давления (поток излучения с поверхностной плотностью около 12 кВт/м2). Данная технология рекомендуется для получения покрытий на древесине, древесных материалах, пластмассах и других термочувствительных материалах.

Термопластичные порошковые краски

Исходными материалами для получения таких красок служат полимеры с относительно большой молекулярной массой. Поэтому для формирования из них покрытий требуются высокие температуры (150-200°С). При нанесении в кипящем слое изделие предварительно нагревают, а после нанесения порошка нередко предусматривают вторичный нагрев для его дооплавления и разравнивания покрытия. 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: применять дробе- или пескоструйную очистку поверхности, а в отдельных случаях — ее грунтование.

Полиэфирные краски

Известно несколько видов порошковых полиэфирных красок, применяемых в коммерческом масштабе: полиэфирный-уретановые, полиэфирные, отверждаемые триглицидилизоциануратом (ТГИЦ), и другие их разновидности. Полиэфир-уретановые составы представляют собой комбинации гидроксил содержащих полиэфиров и блокированных яол изоцианатов. Чаще всего блокирование производят ?-капролактамом или оксимами. Формирование покрытия должно происходить при температуре, превышающей температуру деблокирования, которая в случае е-капролактама, например, составляет около 170°С. Покрытия наносят небольшой толщины (25-75 мкм), так как в толстых слоях затрудняется удаление деблокирующего агента из пленки. Полиэфир-уретановые покрытия сочетают в себе комплекс ценных свойств: твердость с высокой устойчивостью к сколам, устойчивость к погодным условиям и химическая стойкость. Они устойчивы в разбавленных растворах кислот, солевых средах, выдерживают воздействие ароматических и алифатических углеводородов, бензина и смазочных масел; тонкие слои этих покрытий хорошо защищают металлы от коррозии.

Области применения полиэфир-уретановых порошковых красок — защита оборудования спортивных площадок и садов, кондиционеров, электрооборудования, деталей автомобилей, металлической мебели, алюминиевых окон. Лаки служат хорошей защитой различных пигментированных покрытий, в том числе флюоресцентных. Полиэфирные краски, отверждаемые ТГИЦ, изготавливают на основе карбоксил содержащих полиэфиров. ТГИЦ вводят в полимер по числу функциональных групп, обычно в соотношении на 9 ч. полимера 1 ч. ТГИЦ. Покрытия (толщина около 75 мкм) формируются при более низких температурах, чем полиэфир-уретановые.

Особенность этих красок — способность хорошо укрывать, не стекая, острые кромки; с их помощью легко получать текстурированные (типа апельсиновой корки) покрытия. Покрытие имеет хорошие механические свойства, отличную светостойкость и погода устойчивость. По адгезии и противокоррозийным свойствам они близки к полиэфир-уретаповым покрытиям, однако по устойчивости к химическим веществам и растворителям заметно уступают последним. Типичные сферы применения полиэфирных покрытий с отвердителем ТГИЦ — защита алюминиевых профилей, дисков колес, трансформаторов, кондиционеров, оборудования газонов, металлических ограждений.

Другие разновидности полиэфирных красок представляют недавно разработанные составы с использованием меламина, гидроксиалкиламидов, не-блокированных изоцианатов и глицидилсодержащих соединений. Эти составы относительно новы, подробный анализ их свойств представляется преждевременным. Можно сказать, что в этих материалах сочетаются достоинства и недостатки известных порошковых красок. Тем не менее они расширяют рынок порошковых лакокрасочных материалов.

Полиакрилатные краски

Первые попытки создания таких красок не увенчались успехом. Покрытия были хрупкими, не отличались чистотой поверхности, возникла проблема загрязнения ими других красок. По мере совершенствования акрилатных смол и расширения их ассортимента улучшилось и качество получаемых из них порошковых красок. В настоящее время производят следующие виды полиакрилатных красок: полиакрилат-уретановые (на основе гидроксилсодержащих смол), гибридные полиакрилатные (с применением карбоксил содержащих смол) и глицидил содержащие полиакрилатные (на основе эпоксидированпых смол).

Полиакрилат-уретановые краски

Полиакрилат-уретановые краски аналогично полиэфир-уретановым требуют довольно высокой температуры и времени для формирования покрытий (минимальная температура деблокирования 180°С). Получаемые покрытия по атмосферо- и химстойкости превосходят покрытия из полиэфир-уретанов, что согласуется со свойствами иолиакрилатов. Они имеют хороший розлив и абсолютно гладкую поверхность при небольшой толщине. Предельная их толщина, необходимая для улетучивания деблокирующего агента, — 75 мкм. По механическим свойствам — гибкости и устойчивости к удару полиакрилат-уретановые покрытия значительно уступают полиэфир-уретановым. Сферы применения этих покрытий — защита дисков колес, окрашивание торговых автоматов, жести, проката из алюминия.