бесплатно по России 8 800 700-14-31

Инновационные технологии для совершенствования порошковых покрытий

22.04.2013

Инновационные технологии для совершенствования порошковых покрытий
Порошковые покрытия обладают превосходными потребительскими свойствами. Правильный выбор типа покрытия позволяет решить практически любую задачу по окраске металла. Инновации в технологии производства связующих позволили значительно улучшить внешний вид покрытий, в том числе гладких глянцевых, хотя в прошлом считалось, что здесь порошковые краски уступают жидким.
Порошковые краски применяются с начала 1960-х гг., и с тех пор эта революционная для тех лет технология стала доминирующим способом окраски металлических деталей. Ее применение ограничивает лишь нестойкость субстрата к нагреву или отсутствие печи, соответствующей его размерам.

Эффективность процесса порошковой окраски обусловлена его простотой. Вертикально подвешенные на конвейер металлические детали подвергаются предварительной обработке с целью подготовки поверхности, затем поступают в камеру напыления порошка и проходят через печь, где происходит отверждение покрытия. Смена цвета занимает несколько минут и производится продувкой камеры напыления сжатым воздухом. При этом не нужно использовать для очистки растворители.

Порошковая окраска — наиболее экономичный метод окраски. Хотя начальные инвестиции в окрасочную линию, а также стоимость энергии, необходимой для нагрева субстрата достаточно высоки, суммарные затраты на окраску одной детали, как минимум, на 50% ниже, чем для жидкой краски за счет того, что покрытие наносится в один слой и отсутствует растворитель. Можно с уверенностью констатировать, что с точки зрения затрат на окраску одной детали другим окрасочным системам трудно конкурировать с порошковой.

Как при окрашивании, так и при производстве ЛКМ отсутствуют загрязнения окружающей среды выбросами ЛОС, включая пары растворителей и другие вредные компоненты — растворы изоцианатов, жидких УФ-отверждаемых красок и т.д., поэтому все составляющие производственной цепочки соответствуют строгим экологическим нормативам.

Влияние технологии окрашивания на экологию было изучено в недавнем исследовании DSM. Было вычислено и количественно подтверждено, что жизненный цикл порошкового ЛКМ включает значительно меньший выброс парниковых газов по сравнению с традиционными жидкими органоразбавляемыми системами.

Высокий спрос на порошковые ЛКМ ведет к их постоянному совершенствованию. Новые разработки позволяют увеличить производительность окрасочных линий, улучшить внешний вид лакокрасочного покрытия, усилить его атмосферостойкость, сократить время отверждения и понизить его температуру, снизить затраты и сделать покрытия более экологически чистыми за счет сокращения выбросов парниковых газов.

Низкотемпературное отверждение

Увеличение реакционной способности полиэфира можно использовать как для снижения температуры, необходимой порошковому покрытию для отверждения, так и для уменьшения времени пребывания в печи, что повышает производительность окрасочной линии.

Такие системы более надежны и на окрасочных линиях, на которых затруднительна точная регулировка температуры печи. Кроме того, они с успехом применяются для окрашивания крупногабаритных деталей в соответствующих печах, в которых из-за размера трудно обеспечить равномерную температуру по всему объему.

Технология EasyCure™ объединяет низкотемпературные полиэфирные смолы DSM в атмосферостойком и гибридном вариантах. Последний включает системы 50/50 (Uralac® P 3250, отверждение 20 мин при 140 °C), 60/40 (Uralac® P 3170, 10 мин при 160 °C) и 70/30 (Uralac® P 3170, 10 мин при 160 °C). К атмосферостойким системам с параметрами «15 мин при 160 °C» относятся отверждаемые НАА (β-гидроксиалкиламидами) смолы Uralac® EasyCure P 3210, P 3220, P3230, а также Uralac® EasyCure P 3291, смола, отверждаемая триглицидилизоциануратом (TGIC). Важно подчеркнуть, что все эти инновационные низкотемпературные продукты ни в чем не уступают традиционным системам, отверждаемым в стандартных условиях, в том числе обладают хорошим розливом и позволяют получать архитектурные покрытия, отвечающие требованиям Qualicoat и/или GSB. Смола Uralac® EasyCure P 3230 с успехом используется для производства отверждаемых при низкой температуре сверхатмосферостойких (superdurable) покрытий.

Альтернатива гибридным системам

В качестве альтернативы традиционным гибридным покрытиям компания DSM разработала технологию Veranda™. Несмотря на то что отверждение полиэфира осуществляется НАА, покрытия (например, на основе Uralac® Veranda P 541) не уступают ни по внешнему виду, ни по другим параметрам гибридным системам 70/30, а по некоторым, включая химстойкость и атмосферостойкость, значительно их превосходят.

Для производителя ЛКМ важно и то, что затраты на сырье для системы на основе Veranda™ не подвержены скачкообразным изменениям из-за цены на эпоксидную смолу, волатильность которой в последнее время заметно возросла. Да и возможность приобрести необходимое количество эпоксидной смолы в периоды ее дефицита на рынке вызывает сомнения.

Тонкослойные покрытия

Толщина пленки напрямую влияет на стоимость окрашивания 1 м2. Однако для сохранения укрывистости уменьшение толщины покрытия требует увеличения содержания в нем пигмента, от чего страдают его потребительские свойства: традиционные высоконаполненные системы характеризуются ярко выраженным эффектом «апельсиновой корки». Инновационная разработка DSM, полиэфирные смолы технологии Uralac HiTone™, позволяют наполнять систему значительно выше, чем ее аналоги на традиционных полиэфирных смолах, причем это может осуществляться как TiO2, так и наполнителем, при этом розлив ЛКМ только улучшается. Примером, использующимся для тонкослойных покрытий, служит гибридная смола (Uralac® HiTone P 760).

Упрощение подготовки поверхности

Перед нанесением ЛКМ стальную поверхность обычно подвергают многоступенчатой обработке, включающей фосфатирование для защиты от коррозии. Затраты на окраску можно сократить уменьшением числа стадий подготовки поверхности, а антикоррозионные свойства покрытия обеспечить химической структурой полиэфира. Таким решением DSM является полиэфирная смола технологии Uralac® Corres™, например Uralac® Corres P 7604, которая позволяет обойтись без традиционной подготовки поверхности, при этом антикоррозионные свойства покрытия находятся на уровне 100%-ных эпоксидных покрытий и выше. Значительная экономия может достигаться за счет уменьшения размеров окрасочной линии (включая инвестиции при установке новой линии), отсутствия антикоррозионных химических реагентов и их отходов.

Архитектурные покрытия с превосходным розливом

Традиционно считается, что поверхности, окрашенные порошковой краской, уступают по своему внешнему виду окрашенным жидкими красками. Описанная выше технология «Uralac HiTone» значительно повышает смачивание пигмента, что приводит к улучшению внешнего вида покрытия даже при повышенном наполнении. Этот эффект особенно заметен в случае полиэфиров, отверждаемых с помощью НАА. При этом никакие другие свойства покрытия не ухудшаются. Эта технология очень востребована для атмосферостойких покрытий (например Uralac® HiTone P 780), подходящих как для индустриальных, так и для архитектурных систем, включая и сертифицированные Qualicoat и/или GSB.

Выводы

Благодаря инновациям порошковое окрашивание стало одним из наиболее эффективных, экономичных и экологичных методов. Индустрия продолжает совершенствование технологии, работая над улучшением потребительских свойств, снижением температуры отверждения, сокращением затрат и уменьшением выбросов парниковых газов.

Инновационные технологии для совершенствования порошковых покрытий


По материалам журнала «ЛКМ Лакокрасочные материалы и их применение»

Другие публикации

Ситуация в мировой лакокрасочной индустрии
Ситуация в мировой лакокрасочной индустрии

Прошлое, настоящее и будущее мировой лакокрасочной промышленности
В целом, спрос на лакокрасочные покрытия способствует росту деловой активности в мире. Многие игроки...