Технология порошковой покраски металлических изделий: подробная инструкция

Покраска металлических изделий необходима, чтобы увеличить их срок службы, защитить от пагубных факторов, также это придает декоративное оформление предмету. Обычные жидкие лакокрасочные материалы не всегда дают необходимый высокий уровень защиты, более эффективным считается порошковое окрашивание. Подробно об особенностях средства и работы с ним будет рассказано далее.

Что такое порошковые краски

Порошковая покраска заключается в нанесение состава за счет электризации частичек порошка. Процесс может достигаться сторонним воздействием либо трением частичек друг об друга. Красящие средства заряжаются положительным зарядом, а окрашиваемая поверхность имеет отрицательный заряд, за счет этого происходит соединение порошка на основании.

Но чтобы процесс завершился, и состав надежно закрепился на металле, требуется провести этап запекания. Для этого изделие помещается в специальную камеру полимеризации. Запекаясь, порошок закрепляется на предмете и создается прочное пленочное покрытие.

Порошковая покраска заключается в нанесение состава за счет электризации частичек порошка.

Необходимое оборудование

Хотя количество необходимых инструментов и приспособлений зависит от масштабов работ, обязательно наличие следующего:

• Окрасочная камера. Позволяет выполнить порошковую покраску качественно, избегая постороннего воздействия. При производстве она дополнительно оснащается рекуператором, который отвечает за сбор оставшегося порошка, что значительно снижает расходы. В последующем частички проходят фильтрацию.

  
  Использование специальной камеры и системы рекуперации позволяет существенно снизить потери

• Пульверизатор. Он бывает ручной и специальный промышленный для больших объемов работ. Альтернативой может служить компрессор, который дополнительно снабжается фильтром высокого давления.

  
  Для работы с порошком используется специфическое профессиональное оборудование

• Печь. В ней происходит плавление нанесенных частиц.

Естественно, крупные производства имеют специальные системы подвесов и доставки, что облегчает работы и ускоряет темп.

Какой бы способ нанесения состава не использовался на финишном этапе деталь обязательно прогревается в печи

На заметку! Нагревание, которое необходимо на последней стадии окрашивания, не позволяет выполнять процесс с материалами, подверженными температурным деформациям. Поэтому наиболее популярной считается обработка металлических деталей и элементов.

Что окрашивают сухими красками

Порошок закрепляется в печи для полимеризации в течение 40-60 минут, при этом оказывается воздействие температурой 150-200 градусов. Не каждый материал способен выдержать подобное высокотемпературное воздействие, это является причиной, почему использование ограничено металлоизделиями. Вариант не подойдет для деревянных и пластмассовых материалов.

Порошковая окраска производится для следующих предметов:

• Кованые предметы, используемые внутри и снаружи здания, также красят фасадные кассеты;
• Профили из алюминия и оцинкованной стали;
• Для металлической мебели;
• Детали корпуса в бытовой технике;
• Статичные элементы в авто, применяют и для дисков;
• Для инвентаря, используемого в спорте;
• Для промышленного оборудования.

Покраска металла порошковой краской желательна, когда требуется высокая устойчивость к образованию ржавчины на металлоконструкции. Также, если условия эксплуатации подразумевают воздействие химическими веществами и механические нагрузки, тогда слой поможет создать оптимальный барьер от подобных влияний.

Покраска металла порошковой краской желательна, когда требуется высокая устойчивость к образованию ржавчины на металлоконструкции.

Порошковая окраска металлических изделий: технология процесса и основные этапы

Технологический процесс порошковой покраски разделяются на следующие этапы:

• подготовка окрашиваемой поверхности;
• нанесение краски в виде порошка;
• формирование жидкой плёнки при высокой температуре;
• химическое отверждение плёнкообразующего материала (при использовании термореактивных красок);
• окончательное формирование покрытия.

Подготовка поверхности

При подготовке окрашиваемой поверхности следует учитывать, что необходимо обеспечить не только смачиваемость с жидкой фазой плёнкообразователя, но и равномерное распределение порошковых материалов при напылении. Уделяется внимание как удалению всевозможных поверхностных загрязнений, так и обеспечению поверхности необходимой шероховатости. Дополнительно к механическим способам подготовки поверхности могут использоваться и химические, такие как обезжиривание, травление или фосфатирование.

Нанесение порошковых материалов

Порошковая окраска металла осуществляется:

• электростатическим напылением;
• погружением во взвешенный слой электризованного порошка;
• газопламенным способом.

Благодаря своей простоте и универсальности, наибольшее применение получило нанесение краски электростатическим напылением. Для плоских поверхностей могут использоваться специальные магнитные щётки-валики по технологиям, используемыми в копировальной технике. Окунание в «кипящий слой» используется на автоматических линиях при конвейерном производстве однотипных изделий. Газопламенный способ из-за чрезмерной неравномерности слоя и свойств получаемого покрытия распространения не получил. Существующее плазменное напыление отличается применением низкотемпературной плазмы для нагрева частиц и использованием инертного газа; ограничивается использованием термостойких порошков при нанесении тонких покрытий на термостойкие материалы.

Удержание и равномерность распределения на поверхности металлических изделий порошковых материалов обеспечиваются за счет электростатических сил взаимодействия заряженных частиц краски и «электронейтральной» поверхности. Перед напылением частицы краски в пистолете получают электрический заряд:

• в поле коронарного заряда, создаваемого электродом;
• за счет трения о поверхность оборудования.

Заряд частиц, как правило, отрицательный, величина заряда должна соответствовать оптимальному диапазону, позволяющему удерживать частицы на поверхности до образования жидкой плёнки и не нарушающему технологию нанесения. Регулируется характеристиками электрода или скоростью движения частиц при трении о поверхность оборудования, площадью и материалом поверхности.

При электростатическом напылении покрытия одинаково качественно формируются на горизонтальных и вертикальных поверхностях. Нулевой заряд металлического изделия обеспечивается заземлением.

Формирование жидкой плёнки

Технология нанесения порошковой краски

Пленкообразование происходит при нагреве порошковых материалов до вязко-текучего состояния, при этом происходит:

• деформация и вязкое течение материала;
• удаление воздуха;
• смачивание жидким материалом поверхности подложки.

При производстве труб и металлического профиля используется нанесение порошка в «кипящем слое» на предварительно нагретые заготовки, процесс формирования жидкой плёнки происходит за счет аккумулированного тепла или дополнительного нагрева.

В случае использования термореактивных красок при высокотемпературной выдержке дополнительно происходит химическое отверждение жидкой плёнки за счет полимеризации или поликонденсации плёнкообразователей. Это удлиняет время высокотемпературной выдержки, повышает затраты и снижает производительность. Существуют составы на основе термореактивных смол, ускоренное отверждение плёнок которых происходит при ультрафиолетовом облучении.

Окончательное формирование покрытия

Итоговое формирование пленки происходит при охлаждении изделия. Условия могут отличаться как скоростью охлаждения, так и средой. Прочностные характеристики покрытия и силы адгезии, в зависимости от условий формирования, может изменяться на десятки процентов. При этом для разных видов полимеров практикуется ускоренное и замедленное охлаждение . Охлаждение покрытия в пластифицирующих полимерных средах может снизить внутренние напряжения покрытия до нуля.

В отличие от термореактивных, термопластичные краски позволяют легко устранять дефекты покрытия с использованием повторного «спекания».

Широко используется порошковое окрашивание в строительной промышленности при производстве профиля из стали и алюминия, изготовлении дверей, ворот и других металлоконструкций. В автомобильной промышленности применяется при производстве дисков колёс и других деталей.

Несмотря на сложность колеровки, некоторые производители предоставляют порошковые краски до 250-ти цветов по таблицам RAL.

Суть метода

Порошковая окраска технология подразумевает, что наноситься тонкий слой покрытия, который выглядит с материалом единым целым. В промышленности применяется именно данная технология покрытия металла, красят разнообразные предметы, которые сделаны из металлических материалов.

Изначально проводится процесс покрытия частичками краски поверхности изделия с помощью краскопульта. Нанесение происходит с помощью давления воздуха, а удерживается порошок на основании из-за электрической реакции, когда противоположные заряды сталкиваются. После требуется провести высокотемпературное воздействие, чтобы запустился процесс полимеризации.

В итоге краска оставляет тончающую пленку, которая может выдержать высокие температуры и солнечные лучи. Оставить царапины на слое сложно, поэтому держится покрытие много лет. Также слой отличается красотой.

Нанесение происходит с помощью давления воздуха, а удерживается порошок на основании из-за электрической реакции, когда противоположные заряды сталкиваются.

Технология порошкового окрашивания. Обеспечение и контроль качества порошковой покраски

Мы контролируем качество на каждой стадии технологического процесса, при этом используются самые современные приборы от лучших мировых производителей.

Так для настройки и контроля технологических параметров режимов полимеризации и отверждения покрытий непосредственно на поверхности изделий применяется термограф печей OQ610 (Grant), настройка и контроль оборудования электростатического нанесения порошковых покрытий, контроль степени заряда краски при её нанесении, качества заземления подвесок изделий производится с применением трибоэлектротестера Static Check ST3.

Степень адгезии покрытия к металлу контролируется с помощью адгезиметра Cross-Cut-Tester (Gardner), а толщина покрытия толщиномером QuaNix 1500.

Все это позволяет своевременно выявлять и корректировать отклонения от технологических режимов и обеспечивать высокое качество полимерных покрытий.

Термограф печей OQ610 (Grant)	Трибоэлектротестер Static Check ST3
Адгезиметр Cross-Cut-Tester (Gardner)	Толщиномер QuaNix 1500

Методы работы с порошковой краской

Принцип действия специальных приборов для нанесения порошковой краски так, чтобы она зарядилась нужным электрическим зарядом разный. Так есть два вида работы пистолета для покраски:

• Электростатический, в данном инструменте проходя через сопло, порошок заряжается, когда задевает электрод, на который оказывается отрицательное напряжение в 10000 Вольт;
• Трибостатический, в этом случае применяется пистолет с длинным стволом. Изнутри закреплен абразивный материал, когда частички краски трутся друг об друга и получают нужный заряд.

Изнутри закреплен абразивный материал, когда частички краски трутся друг об друга и получают нужный заряд.

Недостатки метода

1. Если порошковая краска создаётся самостоятельно, необходимы особые условия для осуществления технологических процессов. Сделать камеру полимеризации и воспроизвести технологию подачи краски самостоятельными средствами довольно сложно.
2. Могут образоваться дилеммы с подбором цвета. Например, если требуется цвет металлик со специфичным оттенком, нельзя сочетать две разновидности порошка – не создадите однородную смесь.
3. Если вам нужно только однократное применение этого метода окрашивания, можете обратиться к специалистам. Поскольку достижение необходимого результата возможно при наличии надёжной технологии, специального оборудования и большого опыта.

Сегодня производители предлагают внушительный диапазон различных готовых цветов и оттенков, в том числе краска по металлу в баллончиках. Представлено множество стандартных вариаций, также есть довольно популярные металлики. Их можно приобрести в золотистом, алюминиевом и серебряном исполнении.

Плюсы и минусы

Покраска алюминиевого профиля либо другого изделия из металла порошковым составом отличается следующими преимуществами:

• Уменьшение количества слоев покраски, так производить процесс можно быстро, а себестоимость предмета становится меньше;
• Экологическая чистота работы, производственный процесс безопасный для мастера, при высокотемпературном воздействии вредные вещества не превышают нормы;
• В составе нет разбавителей, поэтому не образуются микропоры и раковины, и усадка получается низкого уровня;
• Низкий расход средства, также нет нужды выделять отдельную зону для просушки слоя;
• Низкий уровень взрыво- пожароопасности;
• Слой отличается твердостью, поэтому перевозить предмет можно будет без создания дополнительной защиты;
• Высокая устойчивость ко многим агрессивным влияниям и горюче-смазочным составам;
• Разнообразие цветов, представлено больше 5 тысяч оттенков краски.

Описание состава нельзя оставить и без упоминания недостатков вида, первым минусом отмечают недоступность применения для пластиковых и деревянных предметов. Другие отрицательные моменты:

• Используемое оборудование узконаправленное, в крупных печах высушивать маленькие предметы экономически невыгодно, а в маленькие не поместить крупные изделия;
• Нелегко распределять состав на сложные по форме конструкции;
• Высокая стоимость необходимого оборудования;
• Нельзя колеровать состав, применимы лишь варианты, представленные в палитре.

Также в услуге есть минус в том, что убрать дефект нанесения лишь в этой зоне не получится, придется полностью удалить покрытие и нанести новый слой.

Слой отличается твердостью, поэтому перевозить предмет можно будет без создания дополнительной защиты.

Немного об истории порошковой покраски

60-е годы ХХ века считаются рождением порошковой покраски. В это же время был разработан и применен электростатический способ их распыления. На появление электростатического распыления были свои причины: экономические факторы, охрана окружающей среды, а также необходимость улучшения качества покрытий. Порошковые краски появились не только для того чтобы изделия имели привлекательный внешний вид, обеспечить качество и долговечность окрашиваемых поверхностей, но и для того чтобы снизить цену на покраску и вред для окружающей среды.

Цвета порошковой краски для металла

Цветовая палитра подобного средства радует своим разнообразием. Представлено около 5000 оттенков, поэтому выбрать необходимый вариант, если решено провести окрашивание, не будет сложно. Удобно пользоваться для выбора каталогом RAL.

Но добавить пигмент для изменения цвета не получится, можно использовать лишь готовый вариант.

Цветовая палитра подобного средства радует своим разнообразием.

Выбор оборудования

Подумайте о том, каких размеров изделия будут окрашиваться. Исходя из этого выбирайте оборудование. Его внутренние габариты должны соответствовать изделиям. Если точно не можете определится с размерами, берите оборудование с запасом.

Печь полимеризации может работать на газу или электричестве. Первый вариант дороже. Самый распространенный и доступный вариант нагрева печи – тэны.

Камера напыление может быть с системой рекупирации Циклон или с фильтрами. Первая лучше, когда цвета меняются не чаще одного раза в день. Вторая подходит для частой смены цветов.

При небольших и средних объемах покраски стоит использовать трибостатический распылитель. Он хорошо окрашивает трудные места и углы. Электростатическую установку можно использовать при абсолютно любых объемах. Но и цена у нее намного дороже.

Требуемые материалы и оборудование

Порошковая покраска металлических изделий в домашних условиях сложна, из-за того, что требуется наличие специальных приборов. Но часто в бизнес плане автомастерских включено наличие необходимой линии для подобной окраски, ведь порошковая краска часто применяется именно для авто.

Необходимы следующие приспособления:

• Камера для полимеризации, есть возможность сделать ее самостоятельно, но процесс требует определённых знаний;
• Распылитель для порошка.

Порошковая покраска металлических изделий в домашних условиях сложна, из-за того, что требуется наличие специальных приборов.

Основные преимущества и недостатки порошковой покраски

Порошковая покраска хорошо защищает поверхность. Краска ложится плотным слоем, толщиной 35–250 мкм, количество пор меньше. Один слой заменяет 2–3 слоя обычной краски. Ровная прочная плёнка покрытия не царапается, не повреждается при транспортировке.

Особенности порошковой покраски

Технология производства работ позволяет собирать распылённую в воздухе краску для повторного использования. Потери красящего состава сведены к минимуму, составляют 1–4% общей массы. Процесс покраски металла несложный, нетрудоемкий, не требует большого количества работников. Эти факторы удешевляют стоимость нанесения на квадратный метр конструкции.

Коррозия металла, окрашенного таким способом, исключена. Металлические изделия не выцветают под солнечным светом, цвет, качество покрытия не меняется в любых погодных условиях. Разнообразная палитра имеет множество оттенков, воспроизводит сложные фактуры бронзы, гранита, серебра. Блеск варьируется от матового до глянца.

Порошковая краска поставляется производителем уже готовой к работе, растворитель не применяется. Детали под порошковую окраску не грунтуют.

К недостаткам порошковой покраски относятся:

Состав краски не колеруется и выбор идёт из готовой палитры оттенков

• состав не колеруется, выбор идёт из готовой палитры оттенков;
• невозможность нанесения вручную, только в цеховых условиях на специальном оборудовании;
• при дефекте в покраске металла исправить отдельный участок невозможно, деталь перекрашивается целиком;
• материал металлической детали должен выдерживать 200–250 градусов, что не всегда возможно;
• габариты деталей зависят от габаритов камеры полимеризации.

Подготовка поверхности

Покрасить поверхность своими руками порошковым составом можно, если знать все этапы работы. Подготовительная часть важна, требуется очистить основание от всех типов грязи, обязательно удаляется коррозия. Убираются и старые покрытия полностью. После проводится обезжиривание, наносится грунтовочный раствор. Потребуется провести пассивирование, чтобы исключить образование ржавчины.

Убираются и старые покрытия полностью.

Суть порошкового окрашивания

Рассматриваемая технология существенно отличается от окрашивания жидкими ЛКМ. Здесь не применяются кисти, валики. Основным инструментом нанесения краски служит краскопульт, подключенный к специальному источнику напряжения. После нанесения ЛКМ обрабатываемая деталь помещается в специализированную полимеризационную печь – краска затвердевает, полимеризуется, получается прочнейшее покрытие.

Порошковое окрашивание довольно распространено в промышленном производстве различных деталей, корпусов оборудования, бытовой техники, мебели. Именно порошковой краской обрабатывают кованые элементы, входные металлические двери, входные группы, коньки и козырьки, прочие элементы кровли, ограждающие конструкции и многое другое.

На выходе получается покрытие, устойчивое к различного рода механическим воздействиям, низким и высоким температурам, перепадам температур, прямым солнечным лучам.

Нанесение краски

Порошковая краска для металла наносится несложно, выполняют нижеописанные действия:

• Распылителем распределяют ровным слоем порошок по основанию, следят, чтобы расстояние между инструментом и предметом все время было одинаковое;
• Электрическое напряжение способствует плотному прилеганию частичек к поверхности;
• Остатки порошка можно будет после покраски собрать и использовать повторно.

Электрическое напряжение способствует плотному прилеганию частичек к поверхности.

Технология порошкового окрашивания. Преимущества порошковой покраски по сравнению с обычной

Покраска порошковой краской	Покраска обычной краской
Эффективность нанесения
Безопасность для здоровья человека
Идеальное покрытие
Широкий выбор цветов и фактур	палитра RAL, глянцевые и матовые покрытия, различные декоративные эффекты
Экологичность
Ударопрочность покрытия
Долговечность покрытия	10-30 лет	1-5 лет
Экономичность покрытия
Время покраски	2-3 ч.	5-12 ч.
Защита металла от коррозии
Устойчивость покрытия к температурным перепадам
Огнеопасность

Основные этапы окрашивания

Окрашивание должно проводиться по технологии, потребуется выполнить нижеперечисленные этапы:

1. Производится подготовка основания.
2. Наносится распылителем краска.
3. Окрашенное изделие отправляется в печь, важно правильно установить температуру прогрева, обычно производитель указывает необходимые показатели в инструкции. Также подбирает время нагрева.
4. Предмет должен остыть, остывать он может на открытом воздухе.

Для работ с предметами, эксплуатируемыми на улице, подходят полиэфирные типы красок, и они лучше выдерживают внешние факторы. Эпоксидные чаще выбираются для внутренней отделке металла.

Важно правильно установить температуру прогрева, обычно производитель указывает необходимые показатели в инструкции.

Полимеризация или запекание

Металлоизделие с нанесенной краской помещается в печь. В ней под воздействием постоянной температуры происходит нагревание детали и полимеризация краски. Частицы сплавляются, образуя пленку, затем отвердевают и охлаждаются. Весь процесс занимает около 15–30 минут. Время полимеризации зависит от размера изделия и типа печи.

Температура в камере полимеризации держится в пределах 150-200 0С и зависит от типа краски. Расплавленный порошок способен заполнить все микронеровности, что дает хорошее сцепление с поверхностью металла.

Все необходимые свойства краска получает на этапе отвердения это прочность, внешний вид, защита. После этого изделие должно охладиться в течение 15 минут. В противном случае покрытие может быть повреждено, на него налипнет пыль и грязь.

Температура запекания

Температурный показатель для запекания может варьироваться между 150 и 220 градусами, и определяется типом красящего средства. Некоторые краски могут использоваться для стекла и керамики, тогда градусы обычно ставятся на 180 градусов. Для металлических оснований возможен нагрев до 220 градусов.

Температурный показатель для запекания может варьироваться между 150 и 220 градусами, и определяется типом красящего средства.

Перед окрашиванием

Идеальная порошковая покраска невозможна без удаления следов ржавчины, пыли, грязи, налипших загрязнений, а также старых ЛКМ. При наличии даже незначительных загрязнений краска не будет удерживаться на поверхности.

Для зачистки поверхности используют угловую шлифовальную машину или наждачную бумагу. Если необходимо удалить большой участок ржавчины, можно использовать HCl или H₂SO₄. Детали сложной конфигурации обычно погружают полностью в кислоту на несколько часов. Для удаления старого слоя краски или чернения можно применить смывки для ЛКМ.

После того, как поверхность полностью зачищена, ее нужно обезжирить растворителем и нанести грунтовку (для лучшей адгезии).

Расход на 1 м2

Средний расход покрытия указывается на упаковке. Но на него оказывают влияние различные факторы, возникающие при работе:

• Тип окрашиваемого материала, на гладкие основы потребуется меньше средства, чем на шероховатые;
• Форма предмета, чем она сложнее, тем больше придется нанести краски;
• Уровень плотности состава, чем он выше, тем больше расход;
• Толщина слоя;
• Умение мастера, неопытный маляр нанесет для получения более ровного покрытия больше порошка.

Средний расход покрытия указывается на упаковке.

Выбор краски

Какую краску выбрать – это один из основных вопросов, которым задается маляр в начале своей карьеры.

Существует 4 вида порошковой краски: полиэфирная, эпокси-полиэфирная, эпоксидная и полиуретановая.

Первая предназначена для наружного применения и окраски изделий, подвергающихся ультрафиолетовому излучению. Она выдерживает большие атмосферные нагрузки.

Эпокси-полиэфирной краской лучше всего окрашивать металлические изделия, которые будут находиться внутри помещения.

Эпоксидную краску стоит использовать для окраски материалов, подвергающихся воздействию химикатов и коррозионно-активных сред.

Полиуретановая краска применяется для защиты поверхности и придания ей определенной структуры.

Порошковая окраска металла: правила и рекомендации

Есть ряд рекомендаций, которые следует выполнять, чтобы провести работы безопасно и качественно:

• Мастер должен надеть защитную одежду и респиратор;
• Не стоит ставить распылитель на усиленную подачу воздуха, чтобы он слишком быстро не вышел из строя;
• Обязательно делается заземление;
• Недопустимо смешение разных оттенков краски;
• Хранится состав в теплом и сухом месте;
• Технологический процесс должен выполняться правильно, чтобы не получить изъянов на покрытии.

Не стоит ставить распылитель на усиленную подачу воздуха, чтобы он слишком быстро не вышел из строя.

Порошковое окрашивание дает хорошие результаты защиты основания, и является долговечным. Важно приобретать порошок, сделанный по ГОСТу, тогда он будет безопасным и качественным, поэтому у продавца следует запросить сертификат соответствия.

Рекомендации по порошковой покраске металлических изделий:

1. Заранее позаботьтесь о заземлении металлического изделия и специального распылителя. Это обязательное условие, если в процессе покраски задействовано какие-либо электрические приборы. Данная процедура не только обеспечивает безопасность, но также создает непрерывность электроцепи за счет оттока заряда.
2. Если требуется, чтобы порошковая краска легла равномерно и легко, ее нужно обезжирить. Наличие пятен из масла приведет к различию между толщиной слоев. Более толстое покрытие будет в местах по краям.
3. Эффективность прибора зависит от особенностей питания. Поэтому нужно внимательно настраивать режимы функционирования. Если у вас старые установки, нужно воспользоваться специальными добавками, которые ускоряют процесс перехода ко взвешенному состоянию.
4. Предотвращайте все факторы, которые могут ухудшить качество порошковой краски. Например, в условиях загрязненного воздуха образовываются агрегаты, которые сложно устранить. Также на краску пагубно влияет длительное хранение в ненадлежащих условиях (чрезмерная влажность, высокие температуры). Качество порошка может быть неудовлетворительным, если упаковка была негерметичной или же ее вскрыли раньше времени. Отечественные краски обычно упаковываются в эластичную упаковку, поэтому их неправильное хранение или перевозка ухудшают качество.
5. Для создания нужного для возникновения пленки слоя воспользуйтесь факелом от распылителя. Он перемещается вдоль обрабатываемой области на расстоянии от 200 до 400 миллиметров. Существуют модели распылителей с насадками для различной формы факела. Если вы разместите в камере два или более распылителей на специальных траверсах, то сможете значительно ускорить процесс.