Порошковые краски: виды и свойства

Порошковые краски: виды и свойстваПорошковые краски это твёрдые дисперсные композиции, в состав которых входят специальные плёнкообразующие смолы, отвердители, пигменты, наполнители и целевые добавки.
 
Существует две больших группы порошковых красок в зависимости от типа плёнкообразования: термопластичные и термореактивные.

Порошковые краски первой группы, изготовленные на основе термопластичных плёнкообразователей, формируют покрытия без химических превращений, за счёт сплавления частиц и охлаждения расплавов. Плёнки, которые из них получаются, термопластичны и часто растворимы. Состав таких красок соответствует составу исходного материала. В эту группу относятся краски на основе поливинилбутираля, полиэтилена, поливинилхлорида, полиамидов.

Краски на основе поливинилбутираля применяются как защитно-декоративные, электроизоляционные, бензостойкие и абразивостойкие для окраски объектов внутри помещения. Такие покрытия выдерживают воздействие водных и солевых сред при комнатной температуре.

Поливинилхлоридные краски образуют покрытия, устойчивые к действиям моющих средств, атмосферостойкие. Эти краски используются как для окраски объектов внутри помещения, так и для внешних объектов.

Очень распространены полиамидные порошковые составы. Покрытия, образованные ими, имеют привлекательный внешний вид, высокую твёрдость и прочность, они устойчивы к истиранию, к воздействию растворителей. Полиамидные краски используются как для внутренних, так и для наружных работ.

Порошковые краски на основе полиэлифинов (полиэтилена, полипропилена) предназначены в основном для защиты поверхностей, так как обладают хорошими физико-механическими, антикоррозионными и электроизоляционными свойствами. Ими окрашивают изделия из проволоки, трубы, аккумуляторные баки, кронштейны, стеклотару, части стиральных и посудомоечных машин, стеллажи, металлическую мебель. Большой недостаток таких покрытий — склонность к растрескиванию. Кроме того, атмосферостойкость таких покрытий не очень высока.

Вторая большая группа порошковых красок — термореактивные, на основе термореактивного плёнкообразователя. Покрытия формируются в результате сплавления частиц и последующих химических реакций. Они не плавки и не растворимы. К этой группе относятся краски на основе эпоксидных и полиэфирных смол, акрилатов, полиуретана. Составы этой группы хорошо подходят для окраски изделий, производимых в области машиностроения, если от покрытия требуются твёрдость, стойкость и высокие декоративные свойства.

Эпоксидные краски механически прочные, имеют хорошую стойкость к растворителям и хорошую адгезию, однако при перегреве желтеют. Под воздействием ультрафиолетового облучения верхний слой разрушается, становится мелоподобным.

В состав эпоксидно-полиэфирных порошковых красок входят эпоксидные и полиэфирные плёнкообразователи, которые реагируют друг с другом при отверждении. Эти краски имеют меньшую склонность к пожелтению и выдерживают более высокие температуры.

Полиэфирные порошковые краски хорошо подходят для окраски объектов вне помещения, так как на открытом воздухе их верхний слой не разрушается и они не «мелят».

Полиуретановые краски придают покрытиям устойчивый блеск. Их применяют для защиты изделий, подвергающихся трению, абразивному износу. Кроме того, придают поверхности особый декоративный эффект — текстуру жатого шёлка. Полиуретановые покрытия обладают высокой атмосферостойкостью, стойкостью к воде, жидкому топливу, минеральным маслам, растворителям.

Акрилатные порошковые краски используются при покраске предметов, подвергающихся внешнему воздействию. Устойчивы к щёлочам и имеют хорошую термостойкость. Покрытия долгое время сохраняют глянец и цвет.

 

Свойства порошковых красок

Основными свойствами порошковых красок являются: дисперсионный состав, сыпучесть, гигроскопичность, насыпная плотность, и способность к псевдоожижению.

Дисперсионный состав. По величине частиц у порошковых красок наблюдается значительный разброс. Допустимый размер частиц находится в пределах 5-350 мкм. В зависимости от методов нанесения краски допустимый размер варьируется.

Сыпучесть. Необходимое требование ко всем порошковым краскам — хорошая сыпучесть. Если сыпучесть недостаточная, нанесение красок затруднено. Критерий оценки сыпучести — угол внутреннего трения, скорость высыпания порошка, угол ссыпания, угол обрушения. При нормальной сыпучести угол естественного откоса обычно колеблется от 36 до 45 градусов.

Ещё одно свойство порошковых красок — гигроскопичность. Порошковые краски обладают способностью влагопоглощения. В результате снижается сыпучесть порошков, могут изменяться электрические свойства красок, а также это сказывается на качестве плёнкообразования.

Насыпная плотность. Это одна из массовых и объёмных характеристик порошковых красок. Насыпная плотность представляет собой массу свободно насыпанного порошка в единице объёма, выражаемая в кг/кв.м. Нормой для промышленных порошковых красок является насыпная плотность от 200 до 800 кг/кв.м. Зависит этот показатель от состава краски, от формы и степени полидисперсности частиц.

Способность к псевдоожижению — способность к образованию кипящего слоя, необходимого по технологии создания покрытия, зависит от структуры и свойств порошка. Так к псевдоожижению не способны сильно увлажнённые, мелкодисперсные порошки с углом естественного откоса более 43 градусов. А особенно хорошо проявляется эта способность у порошков, состоящих из укрупнённых частиц, форма которых приближена к шарообразной.

Главной особенностью данного окрасочного материала является то, что он не содержит растворителей. Таким образом, если быть полностью корректным в формулировках, то порошок краской не является. По-английски этот материал называется powder coating, что дословно переводится как порошковое покрытие. Фактически — это особая разновидность пластика. Он принципиально отличается от традиционных красок, и, соответственно, обладает многими особыми свойствами и характеристиками. Однако функционально порошки занимает одну область с красками, и название порошковая краска в России за этим материалом постепенно закрепилось и стало привычным.

Порошковая краска (порошковое покрытие) применяется при покраске изделий, способных выдержать кратковременный нагрев при температуре 150 — 200 С.
 
В качестве достоинств порошкового покрытия можно выделить:

— высокое качество покрытия
— низкая себестоимость
— широкий спектр цветов и спецэффектов покрытий
— высокая экологическая чистота окрасочного производства: отходы, как правило, не превышают 5% при порошковой покраске
— порошок не вызывает раздражения при попадании на кожу
— порошковая краска не содержит растворителей
— отсутствует риск возгорания: порошок не пожароопасен
— кратковременный технологический цикл
— слой покрытия толщиной от 20 до 500 микрон (как правило, 60 — 80 микрон для гладких покрытий и 40 —120 для текстурированных) достигается за один цикл нанесения
— широкий спектр функциональных порошковых покрытий
— гибкость и технологичность процесса нанесения порошковой краски
— порошковая краска сразу готова к применению

 К недостаткам следует отнести:

— необходимость капиталовложений в покрасочную линию
— высокую температуру полимеризации
— невозможность получения однотонных цветов и оттенков путем смешивания разноцветных порошков

Сравнение основных видов порошковых покрытий

Свойства   Эпоксидное   Полиакриловое  Полиэфирное   Эпокси-полиэфирное  Полиуретановое

Стойкость вне помещения

Слабая

Отличная

Отличная

Удовлетворительная - слабая

Хорошая

Защита от коррозии

Отличная

Хорошая

Очень хорошая

Очень хорошая - отличная

Очень хорошая

Хемостойкость

Отличная

Очень хорошая

Очень хорошая - хорошая

Очень хорошая

Очень хорошая

Термостойкость

Очень хорошая

Хорошая

Хорошая

Очень хорошая - хорошая

Очень хорошая

Ударопрочность

Отличная - очень хорошая

Хорошая - удовлетворительная

Хорошая

Очень хорошая

Очень хорошая

Твердость

HB - 5H

HB - 4H

HB - 4H

HB - 2H

HB - 3H

Гибкость

Отличная - очень хорошая

Хорошая - удовлетворительная

Очень хорошая

Очень хорошая

Очень хорошая

Адгезия

Отличная

Хорошая - удовлетворительная

Отличная

Отличная

Очень хорошая

Существуют различные виды порошковых покрытий. Они предназначены для нанесения на широкий спектр изделий с различными потребительскими и эксплуатационными свойствами.

Разнообразие свойств порошковых красок (покрытий) определило области их применения:

Покрытие   Области применения  Окрашиваемые объекты  Достоинства покрытий   Недостатки покрытий
Эпоксидное  Транспортное машиностроение, приборостроение, электротехника, радио- и электронная промышленность, бытовая техника, подземные сооружения 

Электробытовые приборы, швейные машины, металлическая мебель, станки и инструмент, трубы (газовые, нефтяные, систем мелиорации и водоснабжения, автомодели, велосипеды, торговое оборудование, кондиционеры, радиаторы, трансформаторы, конденсаторы, облицовочная керамика, стеклотара и др.  

Высокая реакционная способность, широкий интервал температур и относительно небольшое время отверждения, высокая прочность и эластичность покрытия, высокая стойкость к химикатам и растворителям, высокая коррозионная стойкость, хорошие электроизоляционные свойства  

Низкая устойчивость к ультрафиолету и, соответственно, слабая стойкость вне помещений, невысокая термостойкость, склонность к пожелтению при отверждении  

Эпокси-полиэфирное 

Транспортное и сельхозмашиностроение, бытовая техника, приборостроение, производство оборудования и инструмента  

Велосипеды, мотоциклы, авто- мотодетали, холодильники, пылесосы, кондиционеры, металлическая мебель, водонагреватели и отопительные радиаторы, огнетушители, инструмент, детали швейных машин, утюги, керамические и асбоцементные плитки  

Хорошая растекаемость, стабильность цвета при формировании и эксплуатации, хорошие механические свойства, по сравнению с эпоксидными покрытиями - повышенная атмосферостойкость  

По сравнению с эпоксидным покрытием - пониженная стойкость к химреактивам, трудность получения матовых покрытий при низкотемпературном отверждении  

Полиэфирное 

Транспортное и сельхозмашиностроение, строительство, производство металлической мебели  

Авто- мотодетали, мотоциклы и мотороллеры, садовое и сельхозоборудование, инвентарь, металлочерепица, рамы и облицовочные фасадные плиты и панели, садовая мебель, столбы, арматура и решетки для ограждений, трансформаторы и др.  

Высокая устойчивость к ультрафиолету и, следовательно, атмосферостойкость, прозрачность непигментированных покрытий 

Принято считать, что полиэфирные покрытия, содержащие триглицидилурат токсичны; пониженная реакционная способность с отвердителем примидом. Механические свойства и адгезия несколько ниже, чем у эпокси-полиэфирных покрытий  

Полиуретановое  

Приборостроение, транспортное, сельскохозяйственное и химическое машиностроение, строительство  

Детали автомобилей, вагонов, вертолетов, тракторов, металлическая мебель, панели зданий и сооружений, решетки для ограждений, кондиционеры, облицовочные керамические плитки  

Очень высокая растекаемость, стабильность цвета при перегреве и воздействии УФ-лучей, высокая адгезия к различным субстратам, хорошие механические свойства и атмосферостойкость  

Повышенное газовыделение при отверждении  

Полиакриловое  

Автомобилестроение, бытовое и медицинское приборостроение  

Салоны автомобилей, детали посудомоечных машин, светотехническое оборудование, элементы центрального отопления, медицинское оборудование и приборы, алюминиевые и стальные оконные рамы  

Высокие декоративные свойства, хорошая атмосферостойкость, высокая химическая стойкость  

Высокая цена, плохая сочетаемость с другими порошковыми композициями  

Классификация цветов

В 1927 году «Немецкий Институт Гарантий Качества и Сертификации RAL» установил стандарт на цветовое пространство. В соответствии с ним каждый цвет обозначается четырехзначным цифровым индексом. В настоящее время реестр включает в себя тысячи оттенков. По мере увеличения требований к эстетичному внешнему виду в архитектуре и дизайне, стандарт дополняется.

Именно реестр RAL, а точнее около 250 входящих в него оттенков, наиболее распространены применительно к порошковым покрытиям. По первой цифре кода можно определить цвет. Последние две цифры соответствуют оттенку данной цветовой группы.

Иногда для определения цвета применяется система NCS (Natural Coloure System). Она широко распространена в индустрии жидких красок, используемых в архитектуре. Вследствие того, что порошковые покрытия находят все более широкое применение в строительстве, возникла потребность и архитектурные порошковые краски изготавливать в соответствии с системой NCS. Кодировка в этой системе основана на слиянии дополнительного цвета с одним из основных цветов: белый W, черный S, желтый Y, красный R, синий B, зеленый G. По коду можно определить, в каких пропорциях следует смешивать цвета для получения требуемого оттенка. Это удобно при компьютерном подборе жидких красок.

Пример расшифровки кода NCS: 2030-Y90R - означает 20% черного цвета и 30% оттенка. Оттенок - Y90R - означает смесь желтого + 90% красного. Соответственно, в оттенке оказывается 10% желтого цвета.

Порошковую краску требуемого цвета по такой формуле, методом смешивания, изготовить в настоящее время пока еще невозможно. Тем не менее многие заводы производят порошки, цвет которых не входит в реестр RAL, но соответствует некоторым наиболее распространенным архитектурным оттенкам, описываемым NCS.
 
Помимо этого, многие производители изготавливают порошки со спецэффектами, не классифицирующиеся по стандартным системам. К таковым относятся антики, металлики, покрытия с мраморным рисунком и др.

Металлики — краски, в состав которых входит металлическая пудра, дающая эффект металлического покрытия.

Антики — порошковые краски (покрытия), воспроизводящие, как правило, эффект старинной бронзы, меди, серебра. В настоящее время широко встречаются, хотя и менее распространены антики, не воспроизводящие металлические эффекты.

Мраморы — имитация мрамора различных цветов. Обычно это гладкие порошковые покрытия с низким глянцем.

У разных производителей встречаются и другие экзотические эффекты — молотковые, под ржавчину, изморозь на стекле и т.п.

Глянец (светоотражающая способность)

Глянец порошкового покрытия измеряется по его отражающей способности, при падении луча света под углом 60°. Надо заметить, что глянец структурированного покрытия или металлика принимается условно. Это связано с тем, что точно измерить его проблематично из-за неровной поверхности или ориентации металлических частиц.

Порошковые покрытия делятся по данному признаку на 3 группы:

  • Глянцевые — блеск 76 —99%
  • Полуглянцевые — блеск 40 —75%
  • Матовые — блеск 1 —39%

 

Текстура поверхности

Порошковые покрытия могут обеспечивать различные текстуры поверхности. Например:

  • Гладкая
  • Мелкая текстура (напоминающая наждачную шкурку)
  • Крупная текстура (шагрень)
  • Молотковая текстура

У некоторых производителей порошковых покрытий встречаются и свои особые разработки, обеспечивающие необычные уникальные текстуры (муар, апельсиновая корка, крокодиловая кожа и др.).

Добавить комментарий

CAPTCHA
Подтвердите, что вы не спамер