Требования к технологическому процессу
Перед нанесением порошкового покрытия, поверхность необходимо механическим или химическим способом очистить от грязи, ржавчины и жировых налетов, после чего химическим способом поверхность покрывается фосфатом железа, фосфатом цинка, фосфатом хрома или хроматом. Покрытие, выбираемое в соответствии с используемым материалом и проводимой работой, способствует защите материала и более хорошей адгезии порошковой краски и поверхности металла.
- Соблюдать чистоту на окрасочном участке.
- После каждой смены проводить влажную уборку пола, очистку оборудования от красочной пыли.
- Не допускать попадания на поверхность изделий посторонних включений (волосков, ниток, жировых пятен от прикосновения руками). Работать только в х/б перчатках.
- Следить за качеством полимерного материала.
- Порошковые краски, поступающие на участок окраски, должны быть затарены в коробки, снабжены этикеткой и иметь технический паспорт. Не допускаются к применению без предварительной проверки краски в порванной упаковке, неизвестного происхождения, без этикетки или с истекшим сроком годности.
- Наиболее типичные дефекты красок это комкование и агрегатирование, химическое старение и увлажнение сверх допустимой нормы. Рекомендуемая температура хранения порошковых красок не выше 27оС. Слежавшиеся краски, имеющие крупные и даже мелкие агрегаты, не пригодны для применения и требуют переработки – измельчения до требуемого размера частиц и просева. При малой агрегации частиц можно ограничится просевом.
- Химическому старению в наибольшей степени подвержены термореактивные краски с высокой реакционной способностью при несоблюдении условий хранения. Признаками такого старения являются плохое растекание расплавов, волнистость и пониженный блеск покрытий. Краски, имеющие признаки химического старения, должны выбраковываться, их исправление практически невозможно.
- Краски с повышенной степенью увлажнения (что видно по пониженной сыпучести, склонности к агрегации, плохой заряжаемости) подлежат исправлению – сушке.
- Учитывая возможные изменения порошковых красок во времени, следует избегать их длительного хранения, не создавать большой запас.
- Повторное использование порошка должно осуществляться только после просеивания его на вибросите. Смеси можно использовать при покраске неответственных деталей.
- Необходимо строго придерживаться температурного режима отверждения, указанного в паспорте – этикетке на данный порошковый материал.
- При необходимости, перед нанесением порошковой краски, осуществлять предварительный прогрев обезжиренных изделий в камере полимеризации при температуре 230оС в течение 10 минут с последующим охлаждением до комнатной температуры.
- Изделие должно быть хорошо заземлено, так как в процессе электростатического нанесения порошковой краски на изделие переносится большое количество отрицательных зарядов. В противном случае покрываемая поверхность быстро набирает отрицательный заряд, таким образом, отталкивая отрицательно заряженные частицы порошка от пистолета. Следовательно, без достаточного заземления становится невозможным нанести толстый слой порошка и завершить процесс нанесения.
Недостаточное заземление хорошо распознается по отсутствию порошка или по его небольшому количеству вокруг точки подвешивания изделия. - В процессе транспортировки напыленных изделий должна быть исключена возможность соприкосновения их между собой.
- После полимеризации изделия необходимо остудить до комнатной температуры. Прикосновение к горячим изделиям оставляет тусклые пятна на поверхности.
Требования к подготовке поверхности
На выбор способа предварительной обработки влияет ряд факторов, из которых некоторые будут специфичными. Можно назвать такие факторы:
- вид и качество металла
- состояние поверхности, т. е. степень загрязнения и какие нечистоты надо удалить
- готовые изделия, область их применения и требования по защите
- экономические и экологические требования (чаще всего – выбор решения из альтернатив подобных и эквивалентных систем предварительной обработки).
Основными способами подготовки поверхности металла перед нанесением порошковых ЛКМ являются:
- обезжиривание и очистка (удаление масляных и смазочных загрязнений;
- удаление оксидной пленки – окалины, ржавчины;
- нанесение конверсионного слоя.
Первая операция является обязательной, остальные применяются в зависимости от конкретных условий и требований.
Очистка/обезжиривание
В любом случае, нужно при выборе процесса подготовки поверхности исходить из вида нечистот, которые должны быть устранены, и, одновременно, из вида обрабатываемого основания.
Часто в качестве единственной предварительной обработки перед нанесением порошкового материала применяется «обезжиривание растворителем».
Растворители удаляют только «жирные» нечистоты, такие как масла, жиры, смазки и т. д.
Чаще используется обезжиривание кислыми, нейтральными или щелочными химикатами.
Такие реактивы могут устранить и коррозионные продукты, окалины и прочие оксиды.
Смотрите еще: химический преобразователь ржавчины Hotex
Обезжиривание органическими растворителями
Наиболее простым методом является обезжиривание органическими растворителями (уайт-спирит, растворитель 646, бензин БР-1 с антистатической добавкой, нефрас 150/200). Поверхность изделия протирается чистой ветошью или волосяными щетками, смоченными растворителем. Затем поверхность обтирают сухой чистой ветошью или обдувают сжатым воздухом.
Вместо протирки (в зависимости от размеров изделий) можно использовать их промывку в двух – трех ваннах с налитым в них растворителем. Применение растворителей характеризуется высокой скоростью их проникновения в загрязнения и удаления последних, быстрым испарением с изделий их избытка, нейтральным остатком на поверхности.
К недостаткам их применения можно отнести относительно высокую стоимость, пожароопасность, токсичность.
Обезжиривание щелочными водными составами
Обезжиривание щелочными водными составами является наиболее безопасным и распространенным способом.
Для этой цели используются составы типа КМ, представляющие собой слабо- или среднещелочные бессиликатные моющие средства. Они состоят из смеси ортофосфорной, борной и других кислот с добавкой поверхностно-активных веществ, обеспечивающих стабильное моющее действие, пониженное пенообразование и уменьшенный расход моющих средств.
Составы (КМ-1, КМ17, КМ-18, КМ-19, КМ-21, КМ-22, КМ-25 и др.) изготавливаются ТОО «Экохиммаш» (Буй, Костромской обл.) и поставляются в виде порошков белого или желтовато-белого цвета, готовых к употреблению. Их растворяют в технической воде при непрерывном перемешивании. Время обработки изделий 5-15 мин при 60-70оС.
Выбор моющих составов и их расход зависит от вида загрязнения, материала изделия, способа обезжиривания, вида производства и составляет ориентировочно 0,2 – 1,0 кг/м2.
Составы не воспламеняются, экономичны, малотоксичны, поддаются регенерации. К недостаткам их применения можно отнести большее время очистки. Необходимость механического перемешивания и подогрева состава, чрезмерное пенообразование.
После обезжиривания щелочными водными составами обработанную поверхность необходимо тщательно промыть в теплой воде при температуре 20-40 о С.
В этом случае возникает необходимость в специальных очистных сооружениях.
Эмульсионное обезжиривание
Комбинированный способ, сочетающий достоинства применения органических растворителей и щелочных водных составов. Эмульсионные составы представляют собой эмульсии растворителей в воде, стабилизированные поверхностно-активными веществами. Подобные составы обладают высокой растворяющей, смачивающей и эмульгирующей способностью, поэтому в процессе эмульсионной очистки с металлической поверхности полностью удаляются различные масла, смазки и неорганические загрязнения.
При очистке эмульсионными составами время очистки по сравнению с обезжириванием в щелочных составах сокращается, однако требуется более тщательная промывка. Эмульсионное обезжиривание можно осуществлять при комнатной температуре без ухудшения качества очистки поверхности. Эмульсионные составы применяются при наличии оборудования для нейтрализации и обезвреживания отработанных составов.
Механическая очистка (удаление оксидной пленки)
Механические процессы применяются как для устранения таких нечистот как шлак от сварки, окалина и т. п., так и для улучшения адгезии последующего покрытия.
Если применяется пескоструйная обработка, то важно знать, что жирные нечистоты надо устранить заранее.
Для удаления оксидной пленки, окалины, ржавчины, окисных пленок – могут быть использованы абразивная очистка (дробеструйная, пескоструйная, механическая) и химическая очистка (травление).
Абразивная очистка
Абразивная очистка осуществляется с помощью частиц абразивного материала (песка, дроби), подающихся на поверхность с большой скоростью в струе сжатого воздуха или за счет действия центробежных сил. Абразивная очистка обеспечивает равномерную шероховатость, что способствует повышению адгезии покрытия.
Выбор абразива зависит от размеров и формы обрабатываемых изделий, их материала и вида загрязнения. Металлический песок (дробь) должен быть из того же материала или материала, близкого по электрохимической характеристике к материалу очищаемой поверхности. В противном случае частицы абразива, остающиеся на поверхности, могут быть причиной преждевременного появления под слоем покрытия очагов коррозии. После обработки поверхности любым абразивным материалом ее необходимо обдувать очищенным воздухом.
Для дробеструйной очистки поверхности черных металлов применяют металлический песок (дробь чугунную или литую, стальную колотую или литую, стальную рубленую размером 0,3; 0,5; 0,8 мм и больше) производства АО «Старооскольский механический завод» и других заводов.
К недостаткам абразивной очистки можно отнести невозможность ее применения для изделий, толщина стенок которых меньше 3 мм, изделий сложной конфигурации. Неправильно подобранный абразивный материал, обработка излишне крупной дробью могут приводить к большой шероховатости, которую будет трудно сгладить слоем покрытия и получить требуемый внешний вид.
Травление
Удаление с поверхности изделий естественных окисных пленок, окалины, ржавчины с помощью травильных растворов: на основе серной, соляной, фосфорной, азотной кислоты, едкого натра. Для достижения равномерного травления по всей поверхности в травильные растворы вводят различные добавки – ингибиторы, которые тормозят растворение уже очищенных участков поверхности, не влияя на скорость удаления оксидов. Ингибиторы выбирают применительно к определенным травильным растворам.
Достоинствами химической очистки являются большая производительность, простота применяемого оборудования и проведения процесса, возможность обработки изделий любой толщины, сложной конфигурации. К недостаткам относятся необходимость тщательной отмывки поверхности от остатков травильных растворов, для чего требуется больше промывной водопроводной воды; необходимость специальных очистных сооружений для нейтрализации или регенерации отходов.
В ряде случаев операции травления и обезжиривания могут быть совмещены при обработке поверхности растворами на основе серной кислоты (3-5 мин при 50-60оС), фосфорной кислоты (3-5 мин при 60-70оС), едкого натра (при удалении толстых слоев окалины и ржавчины при 420-480оС в течение 10-45 мин).
Нанесение конверсионного слоя
Для улучшения защитных свойств и удлинения срока службы, особенно при эксплуатации изделий в атмосферных условиях, в подготовку поверхности перед нанесением ПК рекомендуется включать дополнительные операции: фосфатирование фосфорнокислым железом или фосфорнокислым цинком (для стальных и оцинкованных поверхностей), хроматирование или анодное окисление (для алюминия и его сплавов).
Фосфатирование – получение на металлической поверхности пленки из труднорастворимых фосфорнокислых солей. Фосфатные пленки, обладая низкой электропроводностью, увеличивают адгезию покрытия и препятствуют распространению подпленочной коррозии. В зависимости от состава фосфатирующего раствора на металлической поверхности образуются фосфаты с четко выраженной кристаллической решеткой (цинкофосфатное покрытие) либо аморфные фосфаты (железофосфатное покрытие).
Фосфатирующие составы поставляются фирмой «Химстар» (Москва) – КФ-1, КФ-3, КФ-12, КФ-15, КФ-18, КФА-8, КФА-9, ЗАО «Экохиммаш» (Буй) – КФА-8 и др. в виде готовых жидких концентратов. Перед использованием концентраты разводятся деминерализованной водой.
Обработка фосфорнокислым железом
Обработка фосфорнокислым железом (часто называется тонкослойным фосфатированием) дает очень хорошую сцепляемость и не оказывает неблагоприятное действие на механические свойства лакокрасочного слоя. Фосфорнокислое железо предоставляет хорошую противокоррозионную защиту в среде низких и средних коррозионных классов, хотя с этой точки зрения оно не может конкурировать фосфорнокислому цинку. Железистое фосфатирование можно проводить распылением или погружением. В сравнении с цинковым фосфатированием железистое фосфатирование в общем является более дешевым и проще реализуемым. Обычно толщина фосфатового слоя достигает от 0,3 до 1,0 г/м2.
Железофосфатные покрытия на основе КФА-8, КФА-9 получают при обработке поверхности фосфатным раствором щелочного металла (фосфата натрия). При малой толщине они имеют худшие защитные свойства, но процесс их получения значительно проще.
Фосфатирующие составы КФА-8 и КФА-9 применяют для одновременного обезжиривания изделий перед нанесением ПК. Для обработки составами могут быть использованы агрегаты, состоящие из двух зон (обезжиривание + фосфатирование-промывка), трех зон (добавляется зона пассивирования) и четырех зон (обезжиривание и фосфатирование производится дважды в первой и второй зоне).
Обработка фосфорнокислым цинком
Предварительной обработкой фосфорнокислым цинком добиваются более толстого слоя, чем при железистом фосфатировании, и этот слой более надежно прикреплен к основанию. Фосфорнокислый цинк обладает также весьма выгодными адгезионными свойствами, хотя в некоторых случаях может понижать механическую целостность (упругость) системы. Фосфорнокислый цинк предоставляет замечательную противокоррозионную стойкость и рекомендуется для предварительной обработки стали и гальванизированной стали в среде высоких коррозионных классов.
Цинкофосфатные покрытия на основе КФ-1, КФ-3, КФ-12 обладают улучшенными защитными свойствами, но их получение связано с чувствительностью процесса к колебанию температуры ванны, шламообразованием, небходимостью частого контроля кислотности ванны. Под ПК рекомендуется использовать составы КФ-15, КФ-18, позволяющие получать тонкослойные цинкофосфатные покрытия (1,0 - 1,5 г/м2).
Для поддержания параметров фосфатирования в требуемых пределах необходимо периодически производить корректировку фосфатирующих растворов добавлением в них небольших количеств концентрата.
Обработка поверхности может производится разбрызгиванием при 50-60 о С в течение 2-5 мин. При сильной зажиренности металла время обработки может быть увеличено до 7-10 мин.
Завершающей стадией фосфатирования является промывка и пассивирование. Качество промывки определяется свойствами промывной воды [жесткостью, наличием ионов (С1-), (SО4-)2-] и интенсивностью облива.
Средний расход воды для отмывки поверхности составляет 25 л/м2
Цинковое фосфатирование дороже, чем железистое фосфатирование, ввиду более высоких затрат как на оборудование, так и на сам процесс.
Нанесение порошковой краски
Вручную или автоматически, с помощью распылителей элетростатического порошка типа Corona или Tribo. Продолжительность прогрева зависит от реактивности смолы, применяемой с продуктом, эффективности печи и массы объекта. Принимая во внимание общие пожелания клиентов, мы рекомендуем время продолжительности прогрева, указанные в таблице. 180 ˚C = 20 мин. / 190 ˚C = 15 мин. / 200 ˚C = 10 мин. (Величины выражают температуру прогретого объекта, а не температуру в печи)
Безопасность
Порошковые материалы для покрытия классифицируются как горючие, однако не являются легковоспламеняющимися. Точка возгорания смеси порошка с воздухом — 450-600 ˚C. Прочая информация по
Упаковка
Упаковки по 25 кг (нетто) для стандартной продукции. (антики, металлики 20, 15 кг).
Хранение
В закрытой упаковке в сухих местах, недосягаемых для прямых солнечных лучей, где температура не превышает 35 ˚C, гарантийный срок годности минимум 2 года.
