Технология порошковой окраски

Технология порошковой окраски

1. Подготовка поверхности под окраску
2. Нанесение порошка
3. Формирование порошковых покрытий и оборудование для термического формирования покрытий

1. Подготовка поверхности под окраску

До недавнего времени подготовке поверхности под порошковую окраску российскими предприятиями малого и среднего бизнеса уделялось минимальное внимание: обезжиривание тряпкой с уайт-спиритом было, наверное, наиболее распространенным методом. Сейчас большинство предприятий, даже начинающих, понимают, что именно подготовка поверхности под порошковое покрытие во многом определяет его потребительские качества, а, значит, и конкурентоспособность изделия на рынке.

Все применяемые технологические процессы подготовки поверхности можно разделить на 2 основные группы:

1. с обезжириванием в органических растворителях;
2. с обезжириванием в водных растворах.

В настоящее время экологически опасные процессы с применением органических растворителей вытесняются процессами с применением водных растворов появившихся совсем недавно экологически безвредных композиций для обезжиривания и фосфатирования.

Схемы применяемых технологических процессов и выбор оборудования, реализующего эти процессы, зависят от множества факторов: химического состава и физических свойств материала изделий, особенностей возможных загрязнений поверхности изделий, выбор реактивов (композиций) для обработки изделий и т.д.

1. Типовой процесс подготовки поверхности под окраску состоит из следующих основных технологических операций:
• Удаление окислов, ржавчины, грязи, консервационных смазок, старого покрытия и т.п.;
• Обезжиривание поверхности
• Промежуточная промывка;
• Фосфатирование (хроматирование);
• Промывка водой (2 стадии);
• Промывка деминерализованной водой;
• Сушка.
2. Один и тот же процесс может быть реализован, как минимум, в двух принципиально различных вариантах:
• Обработка в ваннах, погружением;
• Обработка в проходных установках (тоннелях).

2. Нанесение порошкового покрытия

Порошок, если его нанести на поверхность изделия, на ней просто так не удержится. Его надо «прилепить» к поверхности каким-либо удерживающим способом, до тех пор, пока он не расплавится и не начнет растекаться. Практически применяемые в настоящее время методы нанесения и области их применения приведены в таблице.

	В псевдоожиженном слое		Напылением
	Без зарядки порошка	С зарядкой порошка	Электростатические		Трибостатические
			Внешняя зарядка	Внутренняя зарядка
нагретое	Покрытие изделий из диэлектрических материалов. Защитные покрытия изделий электроники.	Покрытие токопроводящих изделий сложной формы (литьё, ковка), небольших габаритов.	Защитно-декоративные покрытия массивных изделий, любых форм
холодное	Не наносится	Защитное покрытие металлических изделий (чаще всего сетчатых или плоских конструкций).	Декоративно-защитное покрытие изделий из токопроводящих материалов, простых форм	Декоративно-защитное покрытие изделий из токопроводящих материалов, сложных форм	Декоративно-защитное покрытие изделий из токопроводящих материалов, сложных и простых форм

3. Формирование порошковых покрытий и оборудование для термического формирования покрытий

1. Формирование физико-химических свойств декоративно-защитной плёнки на поверхности изделий происходит при одновременном нагреве поверхности изделия и порошка. Качество покрытия, в значительной степени, обеспечивается технологическими возможностями регулировки и стабилизации параметров процесса нагрева и выдержки изделия при температуре полимеризации пленки. 

1.1. Процесс формирования покрытия состоит из трёх основных стадий, представленных в таблице.

N п.п.	Стадия процесса	Основные параметры процесса, влияющие на свойства покрытия		Примечания
		Параметр процесса	Дефекты пленки, возникающие при отклонениях параметра от нормы
1	Нагрев изделия до расплавления порошка	Равномерность разогрева изделия, определяющая равномерность растекания расплава по поверхности	Шагрень на глянцевой краске, эффект "чешуи", потёки, разнотолщинность пленки	Равномерность и скорость разогрева изделий зависят от сотношения массы изделия к площади его поверхности и от способа переноса тепла с нагреватея на изделие
2	растекание расплава по поверхности изделия	Время, в течении которого температура расплава ниже температуры полимеризации краски	То же, что по п.1, плюс появление пузырьков в плёнке или помутнение порошкового лака.
3	полимеризация пленки	Температура поверхности, температура плёнки, равномерность прогрева, Время выдержки при температуре полимеризации	Снижение адгезии пленки, потеря эластичности, хрупкость покрытия, потеря глянца, шагрень, снижение стойкости покрытия к воздействию внешней среды	Время полимеризации, указываемое на упаковке краски, считается с момента прогрева изделия до температуры полимеризации

Высококачественное покрытие достигается только при правильном проведении разогрева изделия и точной по времени выдержке его при температуре полимеризации. Потребуется провести анализ особенностей окрашиваемых изделий, разработать оптимальный для них режим разогрева и полимеризации и подобрать печь полимеризации, способную реализовать расчетный режим при требующейся вам производительности.

До недавнего времени, производители красок давали рекомендации только по температуре и времени полимеризации краски. Сейчас, все чаще и чаще, особенно для порошковых лаков, стали указывать и время растекания.

2. Печи полимеризации, обеспечивающие формирование порошковых покрытий, классифицируются по способу передачи тепла изделию (конвективные, радиационные, конвективно-радиационные, индукционные) и по конструктивным признакам (тупиковые, проходные тоннельные, «проходные горбатые», колпаковые, вертикальные.со штанговым конвейером и пр.)

В таблице, приведенной ниже, приведены основные типы печей и области их использования.

По конструкции	По переносу тепла
	Конвективные	Радиационные	Конвективно - радиационные	Индукционные
Тупиковые	Лабораторные и небольшие промышленные участки		Небольшие и средние участки. Участки окраски массивных объектов простых форм
Колпаковые	Участки штучной окраски массивных объектов		Участки малой и средней производительности для окраски массивных крупногабаритных объектов
Проходные тоннельные	Универсальные участки средней и высокой производительности (от пуговиц до мебельных каркасов)	Плоские изделия: профлист, металлочерепица, отделочный профиль и т.п.	Универсальные окрасочные линии высокой производительности
Проходные "горбатые"	Универсальные участки средней и высокой производительности		Окрасочные линии высокой производительности
Проходные вертикальные			Универсальные участки средней и высокой производительности
Рольганговые	Линии окраски ленты в рулоне			Высокопроизводительные линии окраски труб

В двухмерной таблице, позволяющей классифицировать печи только по двум основным признакам, невозможно отразить всё многообразие вариантов, которое потребуется проанализировать при проектировании каждого конкретного участка. Обратившись к нам, вы можете быть уверены: мы поставим вам именно ту печь, которая обеспечит вам качественное проведение процесса формирования покрытия при минимальных эксплуатационных затратах.

Самыми практичными для построения участков порошковой окраски средней и высокой производительности оказались проходные вертикальные (элеваторные) конвейерные печи со штанговым конвейером.

Основной особенностью печей такого типа является то, что горячий воздух камеры формирования покрытия находится под теплоизолирующим колпаком, открытым снизу. Тёплый воздух легче холодного, поэтому он не выходит из-под колпака в открытые снизу проёмы или окна для входа и выхода подвесок с изделиями. Изделия вводятся в печь, перемещаются внутри печи и выводятся из неё штанговым конвейером.

Принцип построения и работа такой печи поясняется схемой, приведенной на рисунке 1.

Основными функциональными элементами вертикальной печи являются камера нагрева, укомплектованная панелями нагрева, и штанговый конвейер. На штанги конвейера подвешивают изделия, или групповые подвески с изделиями, которые входят в камеру нагрева снизу (направление движения конвейера показано стрелкой).

Перенос тепла от панели нагрева к изделию осуществляется как инфракрасным излучением панели, так и потоком воздуха, поднимающимся вдоль горячей панели и опускающимся вдоль холодного изделия. Скорость передачи тепла зависит от разности температур между панелью и изделием и от площади поверхности, как панели, так и изделия. В соответствии с требованиями действующих стандартов, температура поверхности панелей не должна превышать 2/3 от температуры воспламенения порошковой краски, что ограничивает возможности по увеличению плотности потока инфракрасного излучения панели. Существуют ограничения и по величине потока тепловой энергии, переносимой горячим воздухом через краску к изделию, влияющие на физико-химические свойства получаемой полимерной пленки.