Порошковые краски

Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет (Сибстрин)

 

Кафедра: Строительных материалов и специальных технологий

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ ПО ТЕМЕ:

Порошковые краски

 

 

 

 

Выполнил: Лаврик Дмитрий студент 241гр.

                                      Проверил: Кучерова Э.А.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Новосибирск 2013

 

 

 

Содержание

 

Введение 3

1. Порошковые краски: виды и свойства 5

2. Окраска порошковыми красками. Область применения 5

3. Методы порошковой покраски 8

4. Подготовка поверхности изделия к окраске 13

5. Нанесение порошковой краски 5

6. Формирование покрытия 5

Заключение 21

Список литературы 22

 

 

Введение

Чтобы покрытие полимерным слоем поверхности, было гладкое, равномерное и однородное, то нужно для этого использовать сухие порошковые краски. Сухие порошковые краски, являются не просто материалом, а удачным соединением материала  и технологии. Данный процесс применяется, только в специальных условиях цеха. Состав порошковых красок, в основном состоит из измельчённого полимера с добавками. Добавками являются пигменты и отвердители. Технология нанесения порошковой краски, представляет собой, нанесение полимерного порошка  за счёт электростатического притяжения, на очищенную, тщательно окрашиваемую поверхность. Благодаря электростатическому  притяжению, наносимый полимерный порошок  нагревается и происходит его  сплавление. После данного процесса однородное полимерное покрытие готово.

У порошковых сухих красок достаточно достоинств, и главным является экономичность  данных красок, потому что порошковые краски наносят без распыления и  без использования малярной кисти. Поэтому побочный расход такого порошка  составляет несколько процентов. Сухие  порошковые краски, не нуждаются в  длительном процессе сушки и в  растворителях, и это даёт возможность  экономить на технологическом процессе.

 

При желании, используя порошковые краски, можно  просто добиться увеличения слоя покрытия, без трудностей и без увеличения процесса покраски. Качество полимерных покрытий, обработанных сухими порошковыми  красками, намного выше, чем у  покрытий, которые обрабатывали жидкими  красками, за счёт большей однородности слоя. Исходя из требований к процессу нанесения порошковых красок, используют их исключительно только для металла, и с использованием специального оборудования.

 

1. Порошковые краски: виды и свойства

Порошковые  краски – это твердые дисперсные композиции, в состав которых входят специальные пленкообразующие смолы, отвердители, пигменты, наполнители  и целевые добавки. Существует две  больших группы порошковых красок в  зависимости от типа пленкообразования: термопластичные и термореактивные.

Порошковые  краски первой группы, изготовленные  на основе термопластичных пленкообразователей, формируют покрытия без химических превращений, за счет сплавления частиц и охлаждения расплавов. Пленки, которые  из них получаются, термопластичны и часто растворимы. Состав таких  красок соответствует составу исходного  материала. В эту группу относятся  краски на основе поливинилбутираля, полиэтилена, поливинилхлорида, полиамидов.

Краски  на основе поливинилбутираля применяются как защитно-декоративные, электроизоляционные, бензостойкие и абразивостойкие для окраски объектов внутри помещения. Такие покрытия выдерживают воздействие водных и солевых сред при комнатной температуре.

Поливинилхлоридные  краски образуют покрытия, устойчивые к действиям моющих средств, атмосферостойкие. Эти краски используются как для  окраски объектов внутри помещения, так и для внешних объектов.

Очень распространены полиамидные порошковые составы. Покрытия, образованные ими, имеют привлекательный  внешний вид, высокую твердость  и прочность, они устойчивы к  истиранию, к воздействию растворителей. Полиамидные краски используются как  для внутренних, так и для наружных работ.

Порошковые  краски на основе полиэлифинов (полиэтилена, полипропилена) предназначены в основном для защиты поверхностей, так как обладают хорошими физико-механическими, антикоррозионными и электроизоляционными свойствами. Ими окрашивают изделия из проволоки, трубы, аккумуляторные баки, кронштейны, стеклотару, части стиральных и посудомоечных машин, стеллажи, металлическую мебель. Большой недостаток таких покрытий – склонность к растрескиванию. Кроме того, атмосферостойкость таких покрытий не очень высока.

Вторая  большая группа порошковых красок –  термореактивные, на основе термореактивного пленкообразователя. Покрытия формируются в результате сплавления частиц и последующих химических реакций. Они не плавки и не растворимы. К этой группе относятся краски на основе эпоксидных и полиэфирных смол, акрилатов, полиуретана. Составы этой группы хорошо подходят для окраски изделий, производимых в области машиностроения, если от покрытия требуются твердость, стойкость и высокие декоративные свойства.

Эпоксидные  краски механически прочные, имеют  хорошую стойкость к растворителям  и хорошую адгезию, однако при  перегреве желтеют. Под воздействием ультрафиолетового облучения верхний  слой разрушается, становится мелоподобным.

В состав эпоксидно-полиэфирных порошковых красок входят эпоксидные и полиэфирные  пленкообразователи, которые реагируют  друг с другом при отверждении. Эти  краски имеют меньшую склонность к пожелтению и выдерживают более  высокие температуры.

Полиэфирные порошковые краски хорошо подходят для  окраски объектов вне помещения, так как на открытом воздухе их верхний слой не разрушается и  они не «мелят».

Полиуретановые  краски придают покрытиям устойчивый блеск. Их применяют для защиты изделий, подвергающихся трению, абразивному  износу. Кроме того, придают поверхности  особый декоративный эффект – текстуру жатого шелка. Полиуретановые покрытия обладают высокой атмосферостойкостью, стойкостью к воде, жидкому топливу, минеральным маслам, растворителям.

Акрилатные порошковые краски используются при покраске предметов, подвергающихся внешнему воздействию. Устойчивы к щелочам и имеют хорошую термостойкость. Покрытия долгое время сохраняют глянец и цвет.

Основными свойствами порошковых красок являются: дисперсионный состав, сыпучесть, гигроскопичность, насыпная плотность, и способность  к псевдоожижению.

• Дисперсионный состав. По величине частиц у порошковых красок наблюдается значительный разброс. Допустимый размер частиц находится в пределах 5 – 350 мкм. В зависимости от методов нанесения краски допустимый размер варьируется.
• Сыпучесть. Необходимое требование ко всем порошковым краскам – хорошая сыпучесть. Если сыпучесть недостаточная, нанесение красок затруднено. Критерий оценки сыпучести – угол внутреннего трения, скорость высыпания порошка, угол ссыпания, угол обрушения. При нормальной сыпучести угол естественного откоса обычно колеблется от 36 до 45 градусов.
• Еще одно свойство порошковых красок - гигроскопичность. Порошковые краски обладают способностью влагопоглощения. В результате снижается сыпучесть порошков, могут изменяться электрические свойства красок, а также это сказывается на качестве пленкообразования.
• Насыпная плотность. Это одна из массовых и объемных характеристик порошковых красок. Насыпная плотность представляет собой массу свободно насыпанного порошка в единице объема, выражаемая в кг/кв.м. Нормой для промышленных порошковых красок является насыпная плотность от 200 до 800 кг/кв.м. Зависит этот показатель от состава краски, от формы и степени полидисперсности частиц.
• Способность к псевдоожижению - к образованию кипящего слоя, необходимого по технологии создания покрытия, зависит от структуры и свойств порошка. Так к псевдоожижению не способны сильно увлажненные, мелкодисперсные порошки с углом естественного откоса более 43 градусов. А особенно хорошо проявляется эта способность у порошков, состоящих из укрупненных частиц, форма которых приближена к шарообразной.

2. Окраска порошковыми красками. Область применения

Порошковая  окраска - экологически чистая безотходная  технология получения высококачественных защитных и защитно-декоративных покрытий. Покрытия формируют из полимерных порошков, которые наносят на поверхность  изделия методом электростатического  напыления. Покрытия, полученные таким  способом, как правило, очень прочные  и долговечные. Данный метод идеален  для окраски кованых изделий, алюминиевых профилей и оцинкованных поверхностей.

Область применения порошковых красок постоянно  расширяется. Они широко применяются  в строительстве, в сельскохозяйственном машиностроении и приборостроении, автомобилестроении и других областях промышленности для окраски:

алюминиевых профилей и металлических конструкций (ограждения, элементы наружной рекламы);

• спортивного инвентаря (велосипеды, мотоциклы и снегоходы);
• медицинской техники (кровати, стулья, столы);
• кровельных материалов (металлические кровли, водостоки);
• бытовой техники (корпуса холодильников, стиральные машины, компьютеры)
• предметов мебели;
• неметаллических изделий (предметы из гипса, керамики, стекла) и т.д.

 

3. Методы порошковой покраски

Существуют  четыре основных процесса порошковой покраски покрытий: электростатическое распыление, способ нанесения с помощью  потока воздуха (fluidized bed), электростатическое распыление с помощью воздушного потока (electrostatic fluidized bed) и нанесение с помощью пламени (flame spray).

Электростатическое  распыление – наиболее популярный на сегодняшний день метод порошковой покраски. Для всех прикладных методов, подготовка поверхности (то есть, очистка  и конверсионное покрытие) должна создавать хорошую основу для  нанесения покрытия. Поверхность  должна быть подготовлена соответствующим  образом.

Особенности четырех различных методов порошкового  покрытия:

В процессе электростатического распыления сухие  порошковые частицы приобретают  электрический заряд, в то время  как окрашиваемая поверхность электрически нейтральна. Заряженный порошок и  нейтральная рабочая область  создают электростатическое поле, которое  притягивает сухие частицы краски к поверхности. Попадая на окрашиваемую поверхность, порошковое покрытие сохраняет  свой заряд, который удерживает порошок  на поверхности. Окрашенная таким образом  поверхность помещается в специальную  печь, где частицы краски тают и  впитываются поверхностью, постепенно теряя свой заряд.

Второй  метод нанесения предусматривает, что порошковые частицы краски удерживаются во взвешенном состоянии с помощью  потока воздуха. Вступая в контакт с предварительно разогретой окрашиваемой поверхностью, эти частички тают и прочно удерживаются на ее поверхности. Толщина порошкового покрытия зависит от температуры, степени нагрева поверхности, а также от длительности контакта с порошковыми частицами. При нанесении покрытий из термопластика последующее нагревание в большинстве обычно не требуется. Однако для полного затвердевания порошкового покрытия в некоторых случаях необходимо дополнительное нагревание.

Электростатический  способ нанесения порошковой краски с помощью воздушного потока во многом схож с предыдущим, однако в этом случае поток воздуха, удерживающий частицы краски, электрически заряжен. Ионизированные молекулы воздуха заряжают частицы краски при движении наверх в специальной печи, куда помещают окрашиваемую поверхность, и формируют облако заряженных частиц. Окрашиваемая поверхность, обладающая нейтральным зарядом, покрывается слоем заряженных частиц. В этом случае предварительного нагревания окрашиваемой поверхности не требуется. Эта технология подходит для окрашивания небольших и простых по форме объектов.

Метод окрашивания  с помощью пламени появился сравнительно недавно и применялся, в основном, для порошковых покрытий из термопластика. Термопластический порошок плавится под воздействием сжатого воздуха  и попадает в специальный пистолет, где проходит через горящий пропан. Расплавленные частицы краски наносятся  на окрашиваемую поверхность, формируя прочный слой. Поскольку этот способ не требует прямого нагревания, он подходит для большинства материалов. С помощью данной технологии можно  окрашивать поверхности из металла, древесины, каучука и камня. Нанесение  краски с помощью пламени также  подходит для больших или закрепленных объектов.

Выбор порошковой краски зависит от желаемых характеристик  поверхности. Свойства порошков должны отвечать индивидуальным запросам, предъявляемым  по отношению к поверхностям. Порошковые покрытия подразделяются на разные категории, в зависимости от особенностей применения. Термопластические покрытия применяются  для окрашивания более плотных  поверхностей и обеспечивают покрытиям  долговечность, в то время как  термостатическое порошковое покрытие применяется для окраски более  тонких материалов, в основном, в  декоративных целях. В порошковых красках используются полиэтилен, поливинил, нейлон, фторполимеры, эпоксидная смола, полиэстер и акриловые смолы.