Технология порошкового окрашивания

Подробнее о каждом шаге:

 * Подготовка поверхности.

* Грунтовка.

* Нанесение порошковой краски.

* Полимеризация.

* Системы рекуперации.

 

Порошковое покрытие представляет собой слой полимерных порошков, которые сначала напыляют на поверхность изделия, а потом подвергают полимеризации при определенной температуре в специальной печи (печи полимеризации).

 

Базисная разработка нанесения порошковой краски состоит из 3-х главных шагов:

1. Подготовка поверхности к покраске (включает удаление загрязнений и окислов, обезжиривание и фосфатирование для увеличения адгезии и защиты изделия от коррозии).

2. Нанесение слоя порошковой краски на окрашиваемую поверхность в камере напыления.

3. Оплавление и полимеризация порошкового покрытия в печи полимеризации. Формирование пленки покрытия. Остывание и отвержение краски.

При больших размерах производства либо обработке крупногабаритных деталей употребляется транспортная система. С ее помощью окрашенные изделия просто передвигаются от станции к станции. Принцип ее деяния заключается в том, что окрашиваемые детали подаются на специальной подвеске либо телегах, которые передвигаются по рельсам. Транспортная система делает возможным проводить процесс окраски безпрерывно, за счет чего же существенно возрастает производительность работы.

Сначала процесса порошковой окраски делается загрузка частей на конвейерную ленту.

При подготовительной обработке поверхности перед окрашиванием детали попадают в пятиступный очиститель, где подвергаются обработке очистителем, споласкиванию незапятанной водой, фосфатированию и антикоррозийной обработке.

После чего детали подвергаются сушке. Для этого они прогоняются через специальную печь для просушки с целью предотвращения попадания на их воды, после этого они охлаждаются. На последующем шаге детали помещаются в камеру окрашивания либо напыления, где порошковая краска вручную распыляется на деталь при помощи электростатического распылителя под действием сжатого воздуха.

В распылителе частички краски получают электрический заряд. Под действием электростатических сил частички порошка притягиваются к поверхности и размещаются на ней равномерными слоями. После чего детали с нанесенной порошковой краской помещаются в печь либо камеру полимеризации приблизительно на 10 минут для конкретного окрашивания детали. Температура в печи добивается 150-220 градусов.

Тут частички порошка оплавляются и закрепляются на окрашиваемой поверхности. Этот процесс также именуют формированием поверхности. После образования пленки покрытия детали охлаждаются и снимаются с конвейера.

Подготовка поверхности

 

Остальные этапы:

* Подготовка поверхности.

* Грунтовка.

*Нанесение порошковой краски.

* Полимеризация.

* Системы рекуперации.

 

В исходной стадии хоть какого процесса окрашивания делается подготовительная обработка поверхности. Это самый трудозатратный и длительный процесс, которому нередко не уделяют подабающего внимания, но который является нужным условием получения высококачественного покрытия. Подготовка поверхности предопределяет качество, стойкость, упругость и долговечность покрытия, содействует хорошему сцеплению порошковой краски с окрашиваемой поверхностью и улучшению его антикоррозийных параметров.

При удалении загрязнений с поверхности принципиально более верно подобрать способ обработки и состав, применяемый для данной цели. Их выбор зависит от материала обрабатываемой поверхности, вида, степени загрязнения, также требованиями к условиям и срокам эксплуатации. Для подготовительной обработки поверхности перед окрашиванием употребляются способы обезжиривания, удаления окисных пленок (абразивная чистка, травление) и нанесения конверсионного слоя (фосфатирование, хроматирование).

Из их обязателен только 1-ый способ, а другие используются в зависимости от определенных критерий.

 

Процесс подготовки поверхности включает несколько шагов:

* Чистка и обезжиривание поверхности;

* фосфатирование (фосфатами железа либо цинка);

* споласкивание и закрепление;

* сушка покрытия.

 

На первом шаге происходит обезжиривание и чистка обрабатываемой поверхности. Она может производиться механическим либо хим методом.

При механической чистке употребляются железные щетки либо шлифовальные диски, также в зависимости от размеров поверхности возможна ее притирка незапятанной тканью, смоченной в растворителе. Хим чистка осуществляется с внедрением щелочных, кислотных либо нейтральных веществ, также растворителей, применяющихся в зависимости от вида и степени загрязнения, типа, материала и размера обрабатываемой поверхности и т.д.

При обработке хим составом детали могут погружаться в ванну с веществом либо подвергаться струйной обработке (раствор подается под давлением через особые отверстия). В крайнем случае эффективность обработки существенно увеличивается, так как поверхность подвергается к тому же механическому действию, к тому же, осуществляется непрерывное поступление незапятнанного раствора к поверхности. Нанесение конверсионного подслоя предотвращает попадание под покрытие воды и загрязнений, вызывающих отслаивание и предстоящее разрушение покрытия. Фосфатирование и хроматирование обрабатываемой поверхности с нанесением узкого слоя неорганической краски содействует улучшению адгезии («сцепляемости») поверхности с краской и предохраняет ее от ржавчины, повышая ее антикоррозийные характеристики.

Традиционно поверхность обрабатывается фосфатом железа (для железных поверхностей), цинка (для гальванических частей), хрома (для дюралевых материалов) либо марганца, также хромового ангидрида. Для алюминия и его металлов нередко используют способы хроматирования либо анодирования.

Обработка фосфатом цинка обеспечивает лучшую защиту от коррозии, но этот процесс более сложен, чем другие. Фосфатирование может прирастить сцепление краски с поверхностью в 2-3 раза. Для удаления окислов (к ним относятся окалина, ржавчина и окисные пленки) употребляется абразивная очистка, (дробеструйная, дробеметная, механическая) и хим чистка (травление). Абразивная чистка осуществляется с помощью абразивных частиц (песка, дроби), железных либо металлических гранул, также скорлупы орешка, подающихся на поверхность с большой скоростью при помощи сжатого воздуха либо с помощью центробежной силы. Абразивные частички ударяются о поверхность, откалывая куски металла со ржавчиной либо окалиной и иными загрязнениями. Таковая чистка увеличивает адгезию покрытия.

Следует знать, что абразивная чистка может применяться лишь к материалам, толщина которых составляет более 3 мм. Огромную роль играет верный выбор материала, так как очень большая дробь может привести к большой шероховатости поверхности, и покрытие будет ложиться неравномерно. Травление представляет собой удаление загрязнений, окислов и ржавчины методом внедрения травильных растворов на базе серной, соляной, фосфорной, азотной кислоты либо едкого натра.

Растворы содержат ингибиторы, которые замедляют растворение уже очищенных участков поверхности. Хим чистка различается большей производительностью и простотой внедрения, чем абразивная, но после нее нужно промывать поверхность от растворов, что вызывает необходимость внедрения доп очистных сооружений. На заключительной стадии подготовки поверхности употребляется пассивирование поверхности, другими словами ее обработка соединениями хрома и нитрата натрия.

Пассивирование предотвращает возникновение вторичной коррозии. Его можно использовать как после обезжиривания поверхности, так и после фосфатирования либо хроматирования поверхности. После споласкивания и сушки поверхность готова для нанесения порошкового покрытия.

Грунтовка

 

Остальные этапы:

* Подготовка поверхности.

* Грунтовка.

*Нанесение порошковой краски.

* Полимеризация.

* Системы рекуперации.

Для противокоррозионной защиты применяется два вида грунтовки порошковыми грунтами, на которые потом наносится порошковая краска.

1. Пассивная противокоррозионная защита. Применяется эпоксидный противокоррозионный грунт, который образует крепкую пленку с неплохим сопротивлением хим и механическому действию.

Применяется для защиты железных и дюралевых изделий в мягеньких критериях эксплуатации (покрытия сварных конструкций, эксплуатируемых снутри помещения и т. д.). Сглаживает поверхность при наличии маленьких дефектов, также после пескоструйной обработки.

2. Активная противокоррозионная защита.

Применяется эпоксидный цинкосодержащий грунт. Обеспечивает высшую коррозионную стойкость изделий в твердых критериях эксплуатации.

если в системе покрытий есть проникающее повреждение, то на этом месте могут показаться следы местной коррозии, но, это не окажет какого-нибудь влияния на адгезию покрытия в примыкающей поверхности, т.е. грунт ограничивает область распространения коррозии. Применяется для защиты всех железных изделий при эксплуатации на открытом воздухе (решетчатые настилы, заборы, огораживания, лестницы, строй конструкции и т.д.).

Нанесение порошковой краски

Остальные этапы:

* Подготовка поверхности.

* Грунтовка.

* Нанесение порошковой краски.

* Полимеризация.

* Системы рекуперации.

После того как детали покидают участок подготовительной обработки, они ополаскиваются и высушиваются. Сушка деталей делается в отдельной печи либо в специальной секции печи отвержения. При использовании печи отвержения для просушки размеры системы понижаются, и отпадает необходимость использования доп оборудования.

Когда детали на сто процентов просушиваются, они охлаждаются при температуре воздуха. После чего они помещаются в камеру напыления, где на их наносится порошковая краска.

Основное назначения камеры заключается в улавливании порошковых частиц, не осевших на изделии, утилизации краски и предотвращении ее попадания в помещение. Она вооружена системой фильтров и встроенными средствами чистки (к примеру, бункерами, виброситом и т.д.), также системами отсоса. Камеры делятся на тупиковые и проходные. Традиционно в тупиковых камерах окрашиваются компактные изделия, а в проходных – длинномерные. Также есть автоматические камеры напыления, в каких при помощи пистолетов-манипуляторов краска наносится за считанные секунды.

Более всераспространенным методом нанесения порошковых покрытий является электростатическое напыление. Оно представляет собой нанесение на заземленное изделие электростатически заряженного порошка с помощью пневматического распылителя (их также именуют пульверизаторами, пистолетами и аппликаторами).

какой распылитель соединяет в для себя ряд разных режимов работы:

* напряжение может распространяться как ввысь, так и вниз;

* может регулироваться сила потока (напор, течение струи) краски, также скорость выхода порошка;

* может изменяться расстояние от выхода распылителя до детали, также размер частиц краски.

Поначалу порошковая краска засыпается в питатель. Через пористую перегородку питателя подается воздух под давлением, который переводит порошок во взвешенное состояние, образовывая так именуемый «кипящий слой» краски. Сжатый воздух может также подаваться компрессором, создавая при всем этом местную область «кипящего слоя». Дальше аэровзвесь забирается из контейнера с помощью воздушного насоса (эжектора), разбавляется воздухом до наиболее низкой концентрации и подается в напылитель, где порошковая краска за счет фрикции (трения) приобретает электростатический заряд.

Это происходит последующим образом. Зарядному электроду, расположенному в главном ружье, сообщается высокое напряжение, за счет чего же вырабатывается электрический градиент. Это делает электрическое поле поблизости электронов. Частички, несущие заряд, противоположный заряду электрода, притягиваются к нему. Когда частички краски прогоняются через это место, частички воздуха докладывают им электрический заряд.

С помощью сжатого воздуха заряженная порошковая краска попадает на не положительно и не отрицательно заряженную поверхность, оседает и удерживается на ней за счет электростатического притяжения. Различают две разновидности электростатического распыления: электростатическое с зарядкой частиц в поле коронарного заряда и трибостатическое напыление. При электростатическом методе напыления частички получают заряд от наружного источника электроэнергии (к примеру, коронирующего электрода), а при трибостатическом - в итоге их трения о стены турбины напылителя. При первом методе нанесения краски применяется высоковольтная аппаратура.

Порошковая краска приобретает электрический заряд через ионизированный воздух в области коронного разряда меж электродами заряжающей головки и окрашиваемой поверхностью. Коронный разряд поддерживается источником напряжения, интегрированным в распылитель. Недочетом этого метода считается то, что при его использовании могут возникать затруднения с нанесением краски на поверхности с глухими отверстиями и углублениями. Так как частички краски до этого осаждаются на выступающих участках поверхности, она быть может прокрашена неравномерно. При трибостатическом напылении краска наносится при помощи сжатого воздуха и удерживается на поверхности за счет заряда, приобретаемого в итоге трения о диэлектрик. «Трибо» в переводе значит «трение». В качестве диэлектрика употребляется фторопласт, из которого сделаны отдельные части краскораспылителя.

При трибостатическом напылении источник питания не требуется, потому этот способ еще дешевле. Его используют для окрашивания деталей, имеющих сложную форму. К недочетам трибостатического способа можно отнести низкую степень электризации, которая приметно понижает его производительность в 1.5-2 раза по сопоставлению с электростатическим. На качество покрытия может влиять размер и сопротивление краски, форма и размеры частиц. Эффективность процесса также зависит от размеров и формы детали, конфигурации оборудования, также времени, затраченного на покраску.

В отличие от обычных методов окрашивания, порошковая краска не пропадает безвозвратно, а попадает в систему регенерации камеры напыления и может употребляться повторно. В камере поддерживается пониженное давление, которое препятствует выходу из нее частиц порошка, потому необходимость в применении рабочими респираторов фактически отпадает. На заключительной стадии окрашивания происходит плавление и полимеризация нанесенной на изделие порошковой краски в камере полимеризации.

Полимеризация

Остальные этапы:

* Подготовка поверхности.

* Грунтовка.

*Нанесение порошковой краски.

* Полимеризация.

* Системы рекуперации.

После нанесения порошковой краски изделие направляется на стадию формирования покрытия. Она включает оплавление слоя краски, следующее получение пленки покрытия, его отвержения и остывания.

Процесс оплавления происходит в специальной печи оплавления и полимеризации. Существует много разновидностей камер полимеризации, их конструкция может изменяться в зависимости от критерий и особенностей производства на определенном предприятии. С виду печь представляет собой сушильный шкаф с электронной «начинкой». С помощью блока управления можно контролировать температурный режим печи, время окрашивания и настраивать таймер для автоматического отключения печи при завершении процесса. Источниками энергии для печей полимеризации могут служить электричество, природный газ и даже мазут.

Печи делятся на проходные и тупиковые, горизонтальные и вертикальные, одно- и многоходовые. Для тупиковых печей принципиальным моментом является скорость подъема температуры. Этому требованию в большей степени соответствуют печи с рециркуляцией воздуха. Камеры нанесения из диэлектриков с электропроводным покрытием обеспечивают равномерное распределение порошковой краски на поверхности детали, но при неверном использовании они могут накапливать электрические заряды и представлять опасность.

Оплавление и полимеризация происходит при температуре 150-220 °С в течение 15-30 минут, после этого порошковая краска образует пленку (полимеризуется).

Главным требованием, предъявляемым к камерам полимеризации, является поддержание неизменной данной температуры (в различных частях печи допускается разброс температуры более 5°С) для равномерного прогрева изделия. При нагреве в печи изделия с нанесенным слоем порошковой краски частички краски раметаллляются, перебегают в вязкое состояние и соединяются в непрерывную пленку, при всем этом вытесняя воздух, находившийся в слое порошковой краски. Часть воздуха может все таки оставаться в пленке, образовывая поры, ухудшающие качество покрытия.

Для избежания возникновения пор окраску следует проводить при температуре, превосходящей температуру плавления краски, а покрытие наносить узким слоем. При предстоящем нагревании изделия краска глубоко просачивается в поверхность и потом отвержается. На этом шаге формируется покрытие с данными чертами структуры, внешнего облика, прочности, защитных параметров и т.д. При окраске огромных железных деталей температура их поверхности поднимается существенно медлительнее, чем у тонкостенных изделий, потому покрытие не успевает на сто процентов затвердеть, в итоге чего же понижается его крепкость и адгезия.

В данном случае деталь предварительно нагревают либо наращивают время его отвержения. Отвержение рекомендуется создавать при наиболее низких температурах и в течение наиболее длительного периода времени. При таком режиме понижается возможность появления дефектов, и улучшаются механические характеристики покрытия. На время получения нужной температуры на поверхности изделия влияют масса изделия и характеристики материала, из которого сделана деталь. После отвержения поверхность подвергается остыванию, которое обеспечивается за счет удлинения конвейерной цепи. Также для данной цели употребляются особые камеры остывания, которые могут являться частью печи отвержения.

Соответственный режим для формирования покрытия нужно подбирать с учетом вида порошковой краски, особенностей окрашиваемого изделия, типа печи т.д. Нужно знать, что для нанесения порошкового покрытия решающую роль играет температура, в особенности при нанесении покрытия на термостойкие пластмассы либо изделия из древесины. По окончании полимеризации изделие охлаждается на воздухе. После остывания изделия покрытие готово.

Системы рекуперации

Остальные этапы:

* Подготовка поверхности.

* Грунтовка.

* Нанесение порошковой краски.

* Полимеризация.

* Системы рекуперации.

Основное назначение системы рекуперации заключается в улавливании части порошковой краски и возврата ее в питатель.

В рекуператоре происходит фильтрация краски, которая может позже быть применена повторно.

Почти всегда употребляется двухступенчатая система улавливания. На первом шаге употребляется пылеотделитель, а на 2-ой стадии улавливание краски происходит с помощью фильтра.

При помощи данной системы можно повторно применять до 98% краски, загруженной в питатель не осевшей на поверхности детали. Фильтры грубой и узкой чистки воздуха подают в рабочую зону очищенный воздух. Благодаря этому отпадет необходимость использования вентиляторов, обогрева воздуха в зимнее время и его обеспыливания.

При помощи системы рекуперации существенно понижаются энергозатраты и, соответственно, общие расходы на покраску. Автоматическая чистка фильтров обеспечивает работу воздушного потока без понижения скорости высшую степень чистки воздуха в течение долгого времени.