Порошковое окрашивание 

Порошковые покрытия для алюминия

Порошковое окрашивание алюминия

Для нанесения порошкового покрытия на металлические поверхности, в том числе на алюминиевые, применяется электростатический метод. Этот метод  заключается в образовании электростатического поля между окрашиваемой деталью и частицами порошка, которые поступают из распылительного пистолета.  Порошок движется под действием сжатого воздуха и получает на выходе из пистолета электрический заряд. Поскольку окрашиваемое металлическое изделие является заземленным, то электрически заряженные частицы порошка притягиваются к его поверхности. За счет электрического заряда частицы порошка крепко соединяются с поверхностью алюминиевой детали или изделия, например, алюминиевого профиля. Применяются как горизонтальные (рисунок 1), так и вертикальные (рисунок 2) системы напыления порошка.

См. подробнее Порошковое окрашивание алюминия 

1-gorizontalnoe-nanesenie-poroshkaРисунок 1 – Линия нанесения порошкового покрытия
с горизонтальным навешиванием алюминиевых профилей [1]

2-vertikalnoe-nanesenie-poroshkaРисунок 2 – Линия нанесения порошкового покрытия
с вертикальным навешиванием алюминиевых профилей [1]

На следующем этапе процесса порошкового окрашивания изделие с нанесенным слоем порошка поступает в специальную печь, где порошок расплавляется и равномерно распределяется по его поверхности. Температура в печи составляет от 160° до 200°​C, а обработки в ней продолжается около 15-20 минут в зависимости типа порошковой краски и вида окрашиваемого изделия. Эту печь называют печью полимеризации, потому что в ней происходит не только расплавление порошка, но химические реакции между его органическими компонентами. После выхода из печи на изделии образуется равномерное и долговечное покрытие, которое прочно скреплено с его поверхностью.

Минимальная толщина готового стандартного порошкового покрытия составляет от 60 микрометров. Контроль толщины покрытия производится специальными приборами (рисунок 3).

3-kontrol-tolshshiny-pokrytiyaРисунок 3 – Контроль толщины готового порошкового покрытия [1]

Факторы внешнего вида порошкового покрытия

Внешний вид порошкового покрытия зависит от:

  • цветового тона порошковой краски;
  • степени блеска порошкового покрытия;
  • структуры и текстуры поверхности, на которую нанесено покрытие;
  • количества, размеров и формы пигментов в составе порошка;
  • условий обработки в печи полимеризации.

Компоненты порошковой краски и их функции

Порошковые краски являются смесью твердых материалов. Каждый из этих материалов выполняет свою функцию при формировании порошкового покрытия и его последующей работе.

Компонентами порошковых красок являются:

  • Связующие полимерные вещества (уровень и стабильность свойств)
  • Пигменты (цвет, внешний вид, стойкость к климатическим воздействиям)
  • Добавки (повышение текучести и других функциональных свойств)
  • Наполнители (стабилизация свойств смеси компонентов)

Химический состав и структура связующих веществ и пигментов являются наиболее важными для стойкости поверхности порошкового покрытия к воздействию погодных и климатических факторов.

4-poroshkovye-kraski-pokrytiyaРисунок 4 – Порошковые краски и порошковые покрытия [1]

Связующие вещества порошковых красок

Основными типами органических связующих веществ в порошковых красках, которые применяются для окрашивания строительного алюминия, являются:

– Полиэфирные:

  • стандартные связующие вещества, которые применяются при окрашивании строительных элементов и изделий;
  • обеспечивают хорошую стойкость к климатическим воздействиям;
  • имеют различные модификации;

– Полиуретановые и акриловые:

  • являются основой для покрытий, которые являются стойкими против «граффити»;
  • более хрупкие, чем полиэфирные;
  • применяются в случаях, когда покрытия нужно регулярно чистить и мыть.

– Фторполимерные:

  • самые стойкие к климатическим воздействиям;
  • самые дорогие.

Стандартные порошковые покрытия обычно имеют полиэфирную основу и всегда есть на складе изготовителей или поставщиков. Покрытия других типов, как правило, изготавливаются под заказ.

Выбор порошковых покрытий для алюминия

При выборе порошковых красок для нанесения их на алюминиевые изделия рассматривают следующие факторы:

  • Внешний вид покрытия (цвет, блеск)
  • Требуемые защитные свойства покрытия для алюминия (загрязненность атмосферы)
  • Дополнительные характеристики (например, “анти-граффити”, стойкость к загрязнению)
  • Стоимость технического обслуживания в течение срока службы (чистка, профилактика)
  • Стоимость

Категории качества порошковых покрытий для алюминия

Один из крупнейших производителей окрашенного алюминия для строительной промышленности немецкая корпорация Шуко (Schüco) в зависимости от назначения окрашиваемых алюминиевых изделий и климатического региона, в которых они будут работать, подразделяет порошковые покрытия на три основных категории [1]:

  • Стандартные (фасадные) – полиэфирные покрытия для навесных фасадов, окон и дверей
  • Специальные – модифицированные полиэфирные покрытия, а также полиуретановые и акриловые покрытия
  • Фторполимерные

Стандартные порошковые покрытия выполняют согласно техническим условиям таких сертификационных организаций, как Qualicoat и GSB в Европе или ААМА в США. Специальные покрытия, например, стойкие к «граффити» или фторполимерные покрытия требуют отдельных сертификационных испытаний.

Стандартные полиэфирные порошковые покрытия

Полиэфирные порошковые покрытия наиболее часто применяют для элементов фасадов зданий, то есть навесных стен, витрин, окон, дверей в очень широком диапазоне цветов. Обычные полиэфирные покрытия отличаются повышенной стойкостью к старению и климатических воздействиям. Эти свойства, а также высокая технологичность этих покрытий дают возможность их применения в ограждающих конструкциях зданий с гарантией, например, для климатических условий Европы в течение 10 лет [1].

Кроме цветов по шкале RAL, к этой группе покрытий относятся покрытия со специальными цветами, например, по шкалам NCS и RDS. В целом, эта группа покрытий рекомендуется для применения в странах Европы с умеренными ультрафиолетовыми нагрузками и климатическими воздействиями.

Полиэфирные покрытия с повышенной стойкостью к загрязнению

Этот тип полиэфирных покрытий включает добавку, которая обеспечивает покрытию стойкость к загрязнению. Эта модификация затрудняет способность загрязнений прилипать к поверхности порошкового полиэфирного покрытия, а также делает менее трудоемким его мойку и чистку. Такие порошковые покрытия производят в широком диапазоне цветов, как для стандартных покрытий, так и для покрытий с повышенной стойкостью к климатическим воздействиям.

Эти порошковые покрытия требуют чистки и мойки не чаще, чем каждые 18 месяцев. Это обеспечивает им постоянно привлекательный внешний вид и снижение затрат на их обслуживание.

Полиэфирные покрытия с повышенной климатической стойкостью

Порошковые покрытия повышенной климатической стойкости – это покрытия для элементов фасадов зданий, которые обеспечивают им повышенную стабильность в условиях жестких климатических условий. К таким климатическим условиям относится, например, сочетание интенсивного солнечного излучения, высокой температуры и высокой влажности. В подобных условиях поверхность обычного полиэфирного порошкового покрытия потеряет большую часть своего цвета в течение нескольких лет. Это является результатом разрывов химических связей в полимере и химических изменений пигментов. Порошковые краски с повышенной стойкостью к климатическим воздействиям предотвращают эти изменения в составе покрытия за счет применения более стабильных полимеров и пигментов. Однако это достигается за счет ограничения выбора цветов.

Полиуретановые и акриловые порошковые покрытия

Полиуретановые и/или акриловые порошковые покрытия обладают специальным функциональным свойством – повышенной стойкостью к «граффити».

Это свойство обусловлено тем, что эти полимеры – полиуретановые и акриловые – обеспечивают образование очень плотных перекрестных связей своих молекул, а кроме того, привлекательный внешний вид. Высокая степень перекрестных связей делает эти покрытия менее удобными для нанесения рисунков спрейерными красками, а также обеспечивает более легкое удаления таких рисунков.

Фторполимерные порошковые покрытия

В настоящее время фторполимерные порошковые покрытия являются самыми стойкими для применения на наружных строительных конструкциях. Применение фторполимеров в качестве связующего компонента дает максимально возможную защиту от разрушения химических связей под воздействием ультрафиолетового излучения и суровых погодных условий. В этих красках применяют только самые стабильные пигменты, которые способны противостоять как жестким условиям при их испытаниях, так и реальным жестким климатическим воздействиям. Их можно применять практически в любых климатических зонах Земли.

Преимущества фторполимерных порошковых покрытий по сравнению с известными жидкими красками ПВДФ:

  • отсутствие вредных для окружающей среды выделений летучих органических веществ;
  • нанесение покрытия в один слой, а не в два-четыре слоя.

Источник:
1. Powder Coating of Aluminium Surfaces – Техническая информация корпорации Schüco, 2012.

См. также Контроль качества порошковых красок: показатели, методы, стандарты – Руководство