Прахови покрития

Инструменти, материалиСп. Инженеринг ревю - брой 1/2019 • 05.03.2019

Прахови покрития
Прахови покрития

Технологията за нанасяне на прахови покрития се разглежда като устойчив вариант в много индустриални приложения. Най-широко се използва за метални субстрати, но в последните години усилията са насочени към разработването на решения за втвърдяване, които да позволяват прилагането на прахови покрития към чувствителни към температура материали като дървесина и пластмаси.

Ръстът на пазарите в областта на производството и строителството, съчетан с увеличаващото се търсене на по-устойчиви решения, създават нови възможности за праховите покрития. Доставчиците на суровини и производителите на покрития отговарят на търсенето на такива решения с разработването на нови технологии за прахово боядисване, които могат да бъдат използвани по-ефективно, отличават се с подобрени характеристики и имат по-голям обхват от потенциални крайни приложения.

За разлика от течните, за праховите покрития не е необходим носител. Добавките, пигментите и смолите се формулират в прахообразна форма. За нанасяне на материала върху детайлите прахът се зарежда електростатично и се пренася с помощта на сгъстен въздух. Зареденият прах се привлича към заземени детайли. Впоследствие детайлите преминават през пещ, където топлината променя състоянието на праха от твърдо към течно състояние и след това към твърдо покритие.
Кабините за нанасяне на прахови покрития не изискват инсталирането на изпускащо устройство.

При процеса не се отделят летливи органични съединения (ЛОС), което означава, че е малко вероятно спазването на местните разпоредби за качеството на въздуха да бъде проблем за производителите, прилагащи прахови покрития. В допълнение, ако е инсталирано подходящото оборудване, материалът може да бъде регенериран, което ограничава количеството на генерираните отпадъци.

Изхвърлянето и обезвреждането на нерегенерираните прахови покрития се регулира от местните разпоредби. В някои случаи местното законодателство може да изисква изхвърлянето да става в запечатани контейнери или прахообразният материал да бъде изпечен във форма на брикети, които да бъдат депонирани.
Въпреки че предполага голяма предварителна инвестиция, прилагането на прахови покрития е свързано с по-ниски дългосрочни разходи в сравнение със системите, работещи с течни материали. В някои случаи цената на течните покрития може да бъде четири пъти по-висока.

 

Характеристики

Праховите покрития предлагат същите характеристики като течните. Подходящо втвърдените прахови покрития могат да предложат изключителна защита срещу отчупване, надраскване, ултравиолетови лъчи и корозивни агенти. Ето защо праховите покрития често се използват за предпазване на метални продукти, предназначени за употреба на открито.

Развитието на материалите е напреднало до такава степен, че съвременните прахови покрития могат да осигурят висококачествено финишно покритие. Всъщност някои водещи компании в автомобилостроенето използват прахово нанасяне за прозрачно покритие. Въпреки това, много предприятия, включително и автопроизводители, все още предпочитат течни покрития за постигането на първокласен финиш.
Стандартните прахови финишни покрития се нанасят в диапазон на дебелината от 2 до 4 mm. Специалните покрития обикновено са с дебелина от 3 до 5 mm, а функционалните могат да бъдат с дебелина от 10 до 40 mm.


Предварителна обработка

Предварителната обработка е от критично значение, когато става въпрос за нанасяне на прахово покритие. За да бъде праховото покритие качествено и дълготрайно, детайлът трябва да се почисти внимателно.

Оборудването за предварителна обработка може да варира от обикновена пясъкоструйна камера до многостепенна система с няколко станции за химическо третиране, промиване и пещ. Детайлите трябва да се изсушат и охладят, преди да се нанесе праховото покритие. Някои от химикалите за предварителна обработка, например цинков фосфат, трябва да бъдат обезвредени по подходящ начин. През последните години се появиха нови, щадящи околната среда химикали за предварителна обработка, които свеждат до минимум проблемите с обезвреждането.

 

Изисквания към кабините за нанасяне на покритията

В някои случаи, особено ако се обработва цяла партида детайли, може да се използва една и съща кабина за нанасяне и на течно, и на прахово покритие. Производителите трябва да имат предвид, че ако решат да използват кабина, предназначена за нанасяне на течни покрития за прахово покритие може да се стигне до изпускане на остатъчни количества материал в околната среда. В по-голямата си част обаче филтрите и правилната техника на нанасяне на праховото покритие позволяват предотвратяване на тези емисии в атмосферата.

Ако една компания прилага мащабно какъвто и да е вид нанасяне на прахови покрития, трябва да се обмисли внедряването на система за рециклиране. Системите за рециклиране на едноцветни покрития са от касетен тип и обикновено са изработени от неръждаема стомана. Системите, предназначени за бърза смяна на цвета, са пластмасови, което ги прави по-лесни за почистване. Усъвършенствани вентилаторни инсталации ограничават изпускането на емисии в кабината, а вътрешните полимерни стени предотвратяват полепването на праховите покрития по тях. Неизползваното количество прахово покритие се събира и рециклира за друго приложение.

 

Изисквания към пистолетите за нанасяне и пещите

Нанасянето на праховите покрития се основава на предварителното електростатично зареждане на материала. За тази цел на пазара се предлагат предимно пистолети с коронно електростатично зареждане.

Те придават силен електростатичен заряд на прахообразния материал при излизането му от пистолета с помощта на сгъстен въздух. След като праховото покритие напусне пистолета, то се привлича към заземения метален детайл, окачен на метална решетка. Необходимо е някаква част от решетката да е открита, за да се осигури достатъчно заземяване за добро електростатично нанасяне на праховите покрития.

За нанасяне на прахови покрития се използват и трибо пистолети. При тях прахообразният материал се зарежда положително при триенето си по вътрешните тефлонови стени на пистолета. Ефективното нанасяне на прахови покрития не изисква висока квалификация и опит на оператора, което е допълнително предимство в сравнение с прилагането на течни покрития.

Праховите покрития се нуждаят от пещ с много по-висока температура, която да осигури разтопяването на частиците, протичането на химическа реакция и образуването на гладка повърхност върху детайла. Повечето прахообразни покрития достигат този етап в пещ, загрята от 180 до 200°C. За подходяща степен на втвърдяване субстратът трябва да престои на тази температура в продължение на поне 10 минути.

В случаите когато материалите са химически съвместими помежду си, производителят може да използва една и съща пещ за сушене на течни и втвърдяване на прахови покрития. От ключово значение е доброто планиране на преминаването на детайлите през пещта, така че температурата да може да се регулира спрямо съответния вид покритие.

 

Приложения

Ползите на процеса на нанасяне на прахово покритие, особено високата му рентабилност, го правят предпочитана технология за финишна обработка в редица индустриални приложения. С усъвършенстването и специализирането на метода обхватът на приложението му се разраства до все повече промишлени сектори.
Производството на домакински уреди е най-големият потребител на прахови покрития и отговаря за около 1/3 от всички детайли с индустриално нанесено прахово покритие.

Технологията е популярна в този сегмент поради осигуряването на естетичен вид и същевременна устойчивост на износване и корозия. Най-често прахови покрития се нанасят върху микровълнови фурни и хладилници, вендинг машини, перални машини и сушилни. Прахово боядисване се използва и за техника, предназначена за употреба на открито, например селскостопанско и спортно оборудване, външно обзавеждане, пътни знаци и др.

Поради дълготрайността на праховите покрития се наблюдава бързо развитие на пазара на продуктите, предназначени за строителството. С голямото разнообразие от цветове и видове прахови покрития все повече строителни компании се обръщат към тях за осигуряването на издръжливи външни облицовки за различни обекти на открито.

Праховото боядисване обикновено се използва в автомобилната индустрия както за основно, така и за финишно покритие за редица автомобилни компоненти. Много производители на луксозни и спортни автомобили използват прахово покритие като междинен слой за някои модели автомобили.

Често прахови покрития се нанасят върху дръжките на вратите и броните, тъй като те обикновено са подложени на по-големи натоварвания и съответно се нуждаят от по-добра защита.

С появата на нови техники и рентабилни методи за финишна обработка за производството на все повече материали и продукти се използват прахови покрития. Пожарогасителите например са с термостабилно прахово покритие, което запазва червения си цвят и предпазва корпуса при екстремно високи температури. При корпусите за електронни устройства, проводниците и други също се използват прахови покрития, които често се модифицират с определени свойства, за да подобрят функцията и безопасността на продукта.

Top