Порошковые краски
История развития.
Порошковые лакокрасочные материалы начали применяться в начале 50–х годов ХХ - века в США, и с тех пор применяемость и потребность в них постоянно возрастает.
За это время порошковые краски широко внедрились во все сферы нашей жизни. Ими окрашивают холодильники, посуду, садовый и хирургический инструмент, фурнитуру, мебель (садовая, офисная, медицинская, кухонная), пылесосы, стиральные машины, микроволновые печи, научные приборы, электро - и слесарный инструмент, станки, компьютеры, полупроводники, кондиционеры, велосипеды, мотоциклы, автомобили, киоски, витрины магазинов и музеев, сельхозмашины, воздушные и морские суда, буровой инструмент и трубы (водопроводные, газовые, нефтяные диаметром от 10 мм до 2 м), насосы для всех видов жидкостей, включая высокоагрессивные, элементы архитектуры и крыши, электро –, радио – и бытовые приборы, игрушки, микроэлектродвигатели и космические станции и многое другое.
Широким распространением порошковые краски (особенно термоотверждаемые на основе эпоксидных, полиэфирных смол и полиуретанов) обязаны, прежде всего тому, что они не содержат растворителей и на 100% состоят из веществ, которые при отверждении превращаются в тонкослойное, практически непроницаемое для влаги, кислорода, кислот, солей и других химических веществ высокопрочное и твердое абразивостойкое покрытие со сроком службы, превышающим порой срок службы окрашенного изделия.
Что такое порошковая краска ?
Порошковые краски — это мелкодисперсный порошок, в состав которого входят специальные пленкообразующие смолы, отвердители, наполнители, агенты розлива, пигменты, и целевые добавки. Допустимый размер частиц готовой порошковой краски находится в пределах 5 – 350 мкм, в зависимости от методов нанесения краски.
Виды порошковых красок.
Различают две группы порошковых красок в зависимости от типа пленкообразования: термопластичные и термореактивные.
1. Термопластичные порошковые краски.
Порошковые краски этой 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. К этой группе относится порошковая краска на основе поливинилбутираля, полиэтилена, поливинилхлорида, полиамидов.
Порошковые 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. Полиамидная порошковая краска используется 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.
2. Термореактивные порошковые краски.
Порошковые краски данной группы образованы на основе термореактивного пленкообразователя, главным образом состоят из твёрдых смол, имеющих относительно высокий молекулярный вес, и связывающего компонента. Покрытия формируются в результате сплавления частиц и последующих химических реакций. Покрытия получаются не плавкие и не растворимые. К этой группе относится порошковая краска на основе эпоксидных и полиэфирных смол, акрилатов, полиуретана. Термореактивные порошки используются более широко, чем термопластики.
Эпоксидные краски механически прочные, имеют хорошую химическую стойкость и высокую адгезию, обладают электроизоляционными свойствами. Традиционными потребителями эпоксидных порошков являются электротехника и радиотехника, где эти покрытия заменяют многие виды сложной электроизоляции.
Существенным недостатком эпоксидных покрытий является их ограниченная атмосферостойкость. По этой причине они редко используются для уличных покрытий.
Эпоксидно-полиэфирные порошковые краски (гибридные) состоят соответственно из эпоксидных и полиэфирных смол, которые реагируют друг с другом при отверждении. Гибридные краски применяют преимущественно в декоративных целях, но по сравнению с эпоксидными красками эпокси-полиэфирные обладают более высокой стойкостью к пожелтению и выдерживают более высокие температуры, их используют, для покрытия радиаторов, потолочных элементов, светильников и т.д. Атмосферная стойкость эпокси-полиэфирных красок невысокая.
Полиэфирные порошковые краски хорошо подходят для окраски объектов вне помещения, так как на открытом воздухе их верхний слой не разрушается. Покрытия на их основе допускаются к контакту с пищевыми продуктами, могут применяться для окраски детских игрушек и мебели, при их отверждении не выделяются особо вредные вещества. Полиэфирные покрытия отличаются, прежде всего, атмосферостойкостью, механической прочностью и повышенной стойкостью к истиранию. По атмосферостойкости покрытий полиэфирные краски не уступают никакому другому порошковому материалу. Диэлектрические показатели близки к показателям эпоксидных покрытий. Назначение полиэфирных покрытий: алюминиевые профили, архитектурно–строительные конструкции, диски колес и детали машин, сельскохозяйственное оборудование, садовый инвентарь и т.д.
Полиуретановые порошковые 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. Основной недостаток первых полиуретанов — наличие большого количества летучих соединений, выделяющихся в процессе отверждения покрытия и, как правило, приводящих к дефекту покрытия.
Акрилатные порошковые краски используются при покраске предметов, подвергающихся внешнему воздействию. Устойчивы к щелочам и имеют хорошую термостойкость. Покрытия долгое время сохраняют глянец и цвет. Чаще всего применяется в машиностроении. Одним из недостатков является низкая эластичность.
Порошковая окраска.
Порошковая окраска изделий складывается из трех этапов работы: подготовка поверхности изделия, нанесение порошковой краски на поверхность изделия и формирование покрытия в камере полимеризации (печи). На очищенное изделие напыляется порошковая краска. В процессе напыления частицы порошковой краски электрически заряжаются от внешнего источника или электризацией при трении. Электрическим полем частицы порошковой краски переносятся к окрашиваемому изделию, которое имеет противоположный заряд. Далее изделие с нанесенной порошковой краской переносится в камеру полимеризации для «запекания» краски.
В процессе формирования покрытия из нанесенного порошкового слоя создается монолитное качественное покрытие на поверхности изделия. Процесс формирования покрытия осуществляется путем нагрева слоя порошковой краски до состояния его оплавления с образованием монолитного слоя. При последующей обработке в результате отвердения (для термореактивных материалов) или охлаждения (для термопластичных материалов) слоя образуется твердая пленка.
