По стечению обстоятельств или кем-то, кто занимает пост выше президента,  так было задумано, но 2005 год стал годом многих юбилеев.  О круглой дате в жизни ДСП мы писали. Но древестностружечная плита не одинока в своем праздничном настроении. Есть материалы более заслуженные, а даты более круглые и значительные.

В 1950 году в Германии был выдан первый патент на использование технологии порошковой окраски.  55 лет, согласитесь, цифра достойная юбилея. Будь автор грузином – непременно поднял бы тост за здоровье одной из самых здоровых (безвредных) технологий окраски. Но, к сожалению, грузинского во мне только любовь к хорошим винам и желание стать долгожителем. Поэтому, вместо тоста, юбиляр  удостоится только статьи вполне утилитарного назначения.

История в красках

Порошковые краски – результат поиска компромисса между  желанием получить прочное декоративное покрытие  - сделать вещь красивой и стремлением снизить собственно потери красящего вещества, при промышленной окраске и затраты связанные с экологической безопасностью. Поставленных целей удалось доиться. Более того, оказалось, что порошковая технология окраски с точки зрения декора имеет практически не ограниченные возможности. Этим краскам доступна вся шкала RAL плюс  покрытия с эффектом «металлик», под бронзу, серебро, гранит. При этом удалось значительно минимизировать потери материала при окраске, полностью отказаться от огнеопасных и токсичных жидких растворителей, уйти от дорогостоящей процедуры контроля вязкости и колеровки. Покрытие получилось экономичным, ударопрочным, устойчивым к воздействию химических веществ, без проблем переносящим перепады температуры от -60 до +150 Сº и прекрасным диэлектриком. При всем этом, процесс настолько прост, что не требует сколь либо значительных вложений в подготовку персонала.

Неудивительно, что изобретение быстро вырвалось за границы Германии, и его усовершенствованием занялись специалисты во всем мире.

В 1960 году разрабатывается система анодирования. В 63-ем появляются электростатические распылители. К началу 70-х создаются краски на эпоксидной основе.  К 1972 году линейка красок расширилась за счет полиэстера и акрила. В 1974 году в США начал работать первый завод по производству порошковых красок.

Когда этот метод начали применять в СССР -  тайна покрытая мраком. Вполне можно допустить, что в отдельных секретных НИИ для отдельных военных предприятий порошковую окраску разработали до появления германских патентов. Хотя так же возможно, что эта технология была предана анафеме  по сугубо идеологическим соображениям. Достоверно известно только то, что в Новосибирске первым гражданским объектом, покрытым порошковыми красками стал метромост, а его окраской занимались в Челябинске.

К слову, качество покрытия - очевидно. Со дня сдачи метромоста прошло уже два десятка лет, а он и сегодня выглядит вполне достойно.

Покрыть матом? Покрыть глянцем!

Процесс окрашивания в упрощенном виде представляет собой следующее: полимерный порошок  напыляется на поверхность окрашиваемой детали, затем деталь отправляется в печь, где при температуре 150-220 градусов происходит полимеризация красящего слоя.

Существует четыре способа нанесения покрытий:

- наиболее популярный метод – электростатическое распыление. При этой технологии сухие частицы порошка в процессе распыления приобретают электрический заряд. Окрашиваемая же поверхность остается нейтральной. Между ними возникает электростатическое поле, притягивающее частицы краски к заготовке. Далее деталь  помещается в печь, в которой частицы краски постепенно теряя заряд, плавятся и впитываются в поверхность;

- нанесение с помощью потока воздуха (fluidized bed) требует предварительного разогрева  окрашиваемой детали. Частицы краски при этой технологии с помощью потока воздуха удерживаются во взвешенном состоянии. Попадая на поверхность детали, они тают и образуют плотный слой покрытия толщина которого зависит от температуры нагрева поверхности и времени окрашивания;

- для окрашивания небольших и простых по геометрии деталей н6ередко применяется  электростатическое распыление с помощью воздушного потока (electrostatic fluidized bed). Это своего  рода гибрид между двумя, выше приведенными процессами. Деталь помещается в специальную печь, а поток ионизированного воздуха поднимает вверх частицы краски, заряжает их и образует своеобразное облако заряженных частиц. Облако постепенно оседает на нейтральную окрашиваемую поверхность и образует красочный слой. При этом методе отпадает необходимость в предварительном нагреве поверхности детали;

-самый юный способ окрашивания - flame spray. Нанесение с помощью пламени – это, по сути,  окрашивание расплавом. Flame spray предназначен для порошковых покрытий из термопластика.

Порошок под воздействием сжатого воздуха подается в специальный пистолет, в котором проходит через горящий пропан. Расплавленные частицы краски ложатся на поверхность и полимеризуются.  Поскольку в данном случае отсутствует этап предварительного нагрева и термообработки в печи, возникает возможность работать не только с металлическими  деталями, но и с древесиной, каучуком, камнем. Flame spray удобен в тех случаях, когда есть необходимость в окрашивании стационарно закрепленных или очень крупных объектов.

Для получения более плотных и долговечных покрытий предпочтение следует отдавать термопластическим краскам. Декоративное покрытие на  тонкие материалы чаще всего наносят термостатическими порошковыми красками.

А нечистым трубочистам…

Как уже говорилось выше, работа с порошковыми красками не требует от рабочих сверх-высокой квалификации. Но абсолютно невозможно обойтись без хорошей технологической дисциплины. Потому, что ключевым этапом в окрашивании является предварительная подготовка поверхности.  От того, насколько качественно деталь обезжирена и очищена от окислов и окалины зависит продолжительность службы красочного слоя.

Подготовка поверхности к окрашиванию  начинается с обезжиривания и удаления окисных пленок. Для этого может быть использовано травление, но чаще всего в реальном производстве металлические детали перед окрашиванием несколько часов отжигаются в печи, а потом пескоструются или обрабатываются наждачкой.

На этом обязательная программа завершается.  Но в отдельных случаях  для улучшения адгезии и предотвращения коррозии на деталь предварительно наносится тонкий слой неорганической краски. Обычно в этих целях используют фосфат железа для стальных поверхностей, фосфат хрома  - для алюминия, фосфат цинка - для гальванических элементов. Фосфат цинка создает наилучшую защиту от коррозии, но этот процесс саамы сложный и дорогостоящий.

Предварительное фосфатирование увеличивает сцепление краски с поверхностью в 2-3 раза.

Завершает подготовительный этап – пассивирование – обработка поверхности соединениями хрома и нитрата натрия.

Следует оговориться: иногда желание перестраховаться и создать дополнительный защитный слой может привести к абсолютно обратному результату. Так в Новосибирске был случай, когда заказчик решил для большей надежности нанести дополнитльеный защитный слой гальванического покрытия. На самом деле, идея была правильная. Но, как оказалось, после окрашивания изделия нельзя было резать. А при выполнении монтажных работ пришлось делать именно это. В результате красочный слой вместе с подложкой начал быстро разрушаться.

Как говорят в таких случаях: «Слишком хорошо – тоже плохо»…

Пистолет за 5000 евро

После предварительной обработки детали ополаскиваются и высушиваются в отдельной печи или в секции печи отвержения.  Высушенные детали охлаждаются до температуры помещения и отправляются в камеру напыления.

Главное предназначение камеры – улавливать частицы порошка не осевшие на изделии и утилизировать их. Так называемые тупиковые камеры предназначены для окраски малогабаритных заготовок. Крупные, длинномерные  детали окрашиваются  в проходных камерах.

Автоматические камеры в России явление довольно редкое из-за своей дороговизны. Но именно они с помощью пистолетов манипуляторов способны окрасить деталь всего за несколько секунд.

Главный инструмент при окраске наиболее распространенным электростатическим способом напыления – пневматический распылитель. Он же пистолет, аппликатор, пульверизатор. Пистолет итальянского производства  стоит около 5 тыс. евро. Наши мастера делают вполне качественную копию итальянского «оружия» по цене 8 тысяч. Но, естественно, рублей. Устройство это технически сложное. В распылители регулируется направление напряжения (вверх-вниз), сила потока краски,  скорость выхода порошка, размер частиц и расстояние от сопла до детали.

Работает пистолет таким образом: подаваемый под давлением воздух переводит порошок внутри пистолета во взвешенное состояние, аэровзвесь забирается из контейнера воздушным насосом, разбавляется воздухом и подается в напылитель, где за счет трения частицы приобретают электростатический заряд. Далее, заряженные частицы покидают пистолет и летят к заземленной, а потому нейтральной заготовке.