Температура порошковой окраски. Камера для сушки порошковой краски может быть нескольких видов. Порошковые краски из эпоксидной смолы
Есть четыре основных метода 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.
Порошковое покрытие используется для покрытия большинства видов металлов. Порошковые покрытия могут производить гораздо более толстые покрытия, чем обычные жидкие покрытия без проскальзывания или провисания. Распыление порошковым покрытием можно рециркулировать, и, таким образом, можно добиться почти 100% использования покрытия. Порошковые производственные линии производят менее опасные отходы, чем обычные жидкие покрытия. Изделия с порошковым покрытием, как правило, имеют меньше различий в внешнем виде между горизонтально покрытыми поверхностями и поверхностями с вертикальным покрытием, чем изделия с жидким покрытием. Порошковые покрытия имеют большое преимущество в том, что избыточное распыление можно перерабатывать.
Особенности четырех различных методов порошкового покрытия:
В процессе электростатического распыления сухие порошковые частицы краски 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.
Когда порошок запекается, он реагирует с другими химическими группами в порошке для полимеризации, улучшая эксплуатационные свойства. Наиболее распространенными полимерами являются полиэфир, полиуретан, полиэфир-эпоксид, прямая эпоксидная смола и акрил.
- Экструдированную смесь прокатывают, охлаждают и разбивают на мелкие стружки.
- Чипсы измельчают и просеивают для получения тонкого порошка.
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.
Титан цирконий и силаны обеспечивают аналогичную производительность против коррозии и адгезии порошка. Шлифовальная среда из карбида кремния является хрупкой, острой и подходит для шлифования металлов и материалов с низким прочностным, неметаллическим материалом. Пескоструйная среда использует кристаллы высокой чистоты с низким содержанием металлов.
Стеклянная бусина содержит стеклянные бусины различных размеров. Процессы нанесения порошка Наиболее распространенным способом нанесения порошкового покрытия на металлические предметы является распыление порошка с помощью электростатического пистолета или коронирующего пистолета. Существует широкий спектр распылительных сопел, доступных для использования в электростатическом покрытии. Тип используемого сопла будет зависеть от формы обрабатываемой детали и консистенции краски.
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.
Также обычно нагревают металл сначала, а затем распыляют порошок на горячую подложку. Этот процесс отверждения, называемый сшиванием, требует определенной температуры в течение определенного периода времени, чтобы достичь полного излечения и установить полные свойства пленки, для которых был разработан материал. Конечный успех любого порошкового покрытия зависит как от параметров оборудования, так и от характера, состава и состояния порошка.
Существует огромное количество порошков на выбор, и окончательный выбор будет зависеть от требований конечного использования покрытого субстрата. В термореактивных системах полимер обычно представляет собой низкомолекулярный вид, который плавится и течет во время слияния и одновременно подвергается химическому превращению в термореактивное состояние. Как только это условие будет достигнуто, оно больше не может быть повторно расплавлено до пластического состояния, как в случае с термопластичными композициями.
Метод окрашивания с помощью пламени появился сравнительно недавно и применялся, в основном, для порошковых покрытий из термопластика. Термопластический полимерный 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.
Реакция сшивания происходит в термоотверждающихся порошках между функциональными группами смолы и отверждающими агентами. Очевидно, что для достижения гладкой пленки полимер должен вытекать в непрерывную, ровную пленку до начала отверждения. Порошок представляет собой компромисс, уравновешивающий температуру размягчения с вязкостью расплава или характеристиками слияния и скоростью сшивания.
Основными компонентами, необходимыми для изготовления термореактивных порошков, являются. Полимеры Отвердитель, катализатор, сшивающий агент или отвердитель. . На выбор компонентов будут влиять. Свойства пленки, такие как блеск, цвет, твердость, гибкость, адгезия и химическая стойкость.
- Техника применения.
- Время отверждения и температура.
Позволяет протекать процессу полимеризации более рационально, не нарушая качества декоративного слоя краски, который еще очень чувствителен к внешним воздействиям. Согласно законам кинетики, реакция полимеризации проходит при определенной температуре и времени, также данный процесс напрямую зависит от состава композиции порошковой краски . В камере горячей сушки быстро и равномерно нагревается весь слой покрытия до определенной температуры, в данных условиях порошковый слой, расплавляясь, достигает минимальной вязкости, в результате чего начинается плавный процесс полимеризации.
Смолы с более низкой температурой плавления могут иметь выраженную тенденцию к «выпечке» в порошкообразной форме при хранении и иметь такую заметную степень протекания при отверждении, что получается лишь малая степень «резкого края покрытия». Напротив, у людей с более высокой температурой размягчения может быть недостаточный поток при отверждении и, как правило, давать эффект апельсиновой корки, но покрытие на острых краях хорошо. Кроме того, существует опасность того, что при более высоких температурах обработки, требуемых во время производства, отвердитель может начать реагировать с полимером.
Обычно температура в камере для сушки может варьироваться от 110 до 250 градусов, а время выдержки - от 5 до 30 минут. Особенное влияние на процесс отверждения имеют толщина рабочей поверхности и ее форма. Постоянная температура в камере и контроль ее во время всего процесса обеспечивают надежное равномерное покрытие с блеском. Действительно, современные камеры для сушки порошковой краски способны создать равномерный и быстрый поток горячего воздуха по всей печи, благодаря эффективной и экономичной системе циркуляции и нагревания воздуха. Кстати, у этих камер достаточно надежная термоизоляция, которая напрочь предотвращает теплопотери.
Отвердитель, катализатор, сшивающий агент или отвердитель
Способ изготовления, применения, отверждения и свойств, требуемых в покрытии, все это влияет на выбор отвердителя, который должен использоваться с конкретным типом полимеров, которые должны использоваться в составе. Реакция не должна быть настолько быстрой, чтобы предотвратить полное вытекание из расплавленной смолы, но слишком долгое время отверждения следует избегать из-за коммерческих соображений. Пигменты, которые в настоящее время используются в обычных поверхностных покрытиях на основе растворителей, могут использоваться для порошковых покрытий при условии их химического инертного, быстрого и легкого и термостойкого.
В качестве энергоносителей в камере сушки может применяться не только природный газ, но и дизельное топливо и электроэнергия. Нагрев воздуха в данных печах сушки может осуществляться при помощи теплообменника косвенным методом. Для того чтобы перейти с газа на дизельное топливо и наоборот, нужно всего лишь заменить горелку. Более того, модульная конструкция камер для сушки порошковой краски достаточно быстро позволяет производить сборку, а также устанавливать необходимый ее размер. Техобслуживание данного оборудования проводится также легко и быстро, как и ее сборка.
Диоксид титана используется практически исключительно в производстве белых, пастельных и легких оттенков. Углерод используется для чернокожих и серых. Для более цветных покрытий используется большое количество органических и неорганических пигментов, хотя акцент теперь идет на органические типы, так как происходит сокращение тяжелых металлов, таких как свинец. Однако некоторые органические красные имеют тенденцию реагировать во время обработки, теряя яркость и чистоту, поэтому тщательный выбор важен для обеспечения стабильности.
Для получения металлических эффектов используются алюминиевые и бронзовые порошки. Некоторые неорганические наполнители могут быть включены в составы без снижения свойств глянца, потока или механической пленки. Удлинители обычно имеют высокую удельную плотность и хотя и снижают стоимость сырья, они также оказывают неблагоприятное воздействие на площадь, покрытую порошком. Истинную экономику этих можно вычислить только при оценке площади единицы, покрытой на единицу порошка. Другие типы расширителей могут использоваться для целенаправленной регулировки уровня блеска и внешнего вида покрытий.
На сегодняшний день, камера для сушки порошковой краски имеет несколько конструкционных разновидностей. Камеры для сушки бывают непрерывного действия и камерные, их корпуса состоят из кассет с прочными двойными стенками, они выполнены из листового металла. Между прочными двойными стенками прокладывается изолирующий материал. При монтаже отдельных кассет используют уплотнительную массу, для того чтобы плотно изолировать места их стыков. Однако, на участке напыления порошковой краски ни в коем случае нельзя использовать герметики с содержанием силикона, потому как их остатки образуют дефекты - кратеры.
Обычно необходимо включать агенты контроля потока, так как без них порошковые покрытия имеют тенденцию к обрыву, поцелуи или кратеры во время отверждения и эффекты апельсиновой корки могут появиться. Агенты контроля потока уменьшают склонность смолы к скрещиванию, уменьшая поверхностное натяжение системы и, стимулируя выток, дают более гладкие пленки. В этом контексте успешно использовались акриловые полимеры и другие смолистые материалы.
Иногда покрытия могут иметь тенденцию слишком быстро вытекать, что приводит к плохому «резкому краю покрытия». Чтобы обеспечить адекватное покрытие этих частей и предотвратить провисание, тиксотропные агенты, такие как органические производные монтмориллонита, например. Однако они должны быть разумно выбраны, иначе могут пострадать свойства пленки, такие как блеск и цвет. Они могут быть изготовлены таким образом, чтобы они обеспечивали очень высокое глянцевое и гладкое покрытие с отличной адгезией, гибкостью и химической стойкостью.
Камера для сушилки порошковой краски представляет собой самую простую конструкцию печи полимеризации , которая загружается в периодическом режиме. Они обычно используются при небольшой пропускной способности либо при существенных изменениях горячей сушки, к примеру, разное время сушки необходимо для изделий с покрытием разной толщины, также для деталей с покрытием ЛКМ применяют разную температуру. Конечно, в данном оборудовании существует один большой недостаток - это загрузка окрашенных деталей отдельными партиями. То есть, в то время, когда двери камеры распахиваются для загрузки или, наоборот, выгрузки изделий, температура, соответственно, падает, и для нагрева до определенного уровня необходимо ждать некоторое время, а для правильной растекаемости краски на рабочей поверхности, необходимая температура должна быть достигнута за более быстрое время. Что, соответственно, сказывается на качестве декоративного покрытия.
Основной недостаток - выраженная тенденция к желтому при повышенной температуре или при дневном освещении. Кроме того, при внешнем воздействии они мелко быстро. Однако целостность пленки при внешнем воздействии отличная. Отверждение эпоксидных порошков является дополнительным механизмом, и во время формовки летучие вещества не выделяются.
Эти стружки имеют отличную стойкость к внешним воздействиям в сочетании с высокой устойчивостью к пожелтению под ультрафиолетовым светом и должны выдерживаться в течение длительного времени и повышенных температур по сравнению с эпоксидами. Их общая химическая стойкость несколько ниже эпоксидных.
Что касается камер для сушки непрерывного действия, то они при серийном производстве загружаются периодически либо непрерывно с применением транспортных установок. У данного типа сушилок выходное и входное отверстие располагаются напротив друг друга. Здесь система транспортирования сконструирована следующим образом: изделия могут менять свое направление движения несколько раз, поэтому возможна реверсивная компоновка. Также существуют корытные сушилки, их конструкция позволяет загрузку изделий сверху вертикально в периодическом режиме. Камера для сушки порошковой краски может быть комбинированная или ее еще называют сушилка блочного типа - это означает, что с камерой полимеризации устанавливают сушильную камеру для удаления влаги.
Эпоксидно-полиэфирные гибридные порошки
Эти порошки являются широко используемым классом термореактивных порошков, в которых эпоксидная смола действует как отвердитель для полиэфирной смолы. В зависимости от выбора смол и их относительных пропорций, свойства гибрида будут находиться между свойствами чистой эпоксидной смолы и чистого полиэфира. Присутствие эпоксидной смолы оставляет этот тип смолы восприимчивым к мелению при внешнем воздействии.
Полиуретановые порошки основаны на гидроксисодержащих сложных полиэфирах, реагирующих с замаскированными изоцианатами. Они обеспечивают хорошие всесторонние физические и химические свойства, а также обеспечивают хорошую внешнюю долговечность. Таблица 1 суммирует основное различие между основными термореактивными полимерами, используемыми в порошковых покрытиях.