Прогресс в технологии порошковых лкм

В конкуренции с другими благоприятными для окружающей среды лакокрасочными материалами (ЛКМ) — водоразбавляемыми или ЛКМ с низким содержанием растворителей — выигрывают порошковые ЛКМ. По мнению экспертов [1], это происходит не только под воздействием общественного мнения в направлении уменьшения эмиссии вредных веществ, но и по экономическим причинам. Во многих случаях окраска порошковыми ЛКМ дешевле, чем жидкими. Это следует из возможности использовать только один слой краски, а также из-за отсутствия отходов и потерь ЛКМ, связанных с летучими компонентами.

При окраске порошковыми ЛКМ высоки обычно энергетические затраты. Однако прогресс в снижении температур отверждения порошковых ЛКМ, а также все более широкое использование для этих целей ЛКМ УФ- или электронного отверждения ведут к повышению рентабельности.

Мировой финансовый кризис привел к потерям и на рынке порошковых ЛКМ. В Европе падение этого рынка в ряде стран составило 25-30% [2], что приводило к закрытию предприятий и увольнению работников. Однако уже в 2010 г. рынок порошковых ЛКМ стал быстро восстанавливаться. Так, в Германии в 2010 г. производство порошковых ЛКМ в сравнении с предшествующим годом выросло на 12,5% по количеству и на 23,3% по стоимости и составило соответственно 63,7 тыс. т и 245,8 млн евро. При этом производство водоразбавляемых ЛКМ выросло лишь на 2,4% по количеству и на 5,3% по стоимости, а ЛКМ с высоким сухим остатком на 5,0% по количеству и на 9,1% по стоимости [3].

Перспективу быстрого роста рынка порошковых ЛКМ открывает значительный рост объема исследований и разработок в этой области [4].

Так, на основе продуктов фирмы Cytec Specialty разработаны полиэфирные порошковые краски, по уровню свойств покрытий не уступающие покрытиям на основе поливинилиденфторидных полимеров. Попытки же использования последних в порошковых красках не увенчались успехом из-за слабой совместимости с другими связующими и высокой стоимостью сырья. Новый класс полиэфирных порошковых красок с превосходными антикоррозионными свойствами покрытий на подложках из мягкой стали разработан с использованием смол фирмы DSM Resins.

Фирма DuPont CoatingsSolution разработала новую антикоррозионную порошковую краску Alesta ZeroZinc Primer, обеспечивающую надежную защиту от коррозии в сильно агрессивных климатических средах, средах с высокой влажностью и высоким уровнем загрязнений, устойчивую к химикалиям в течение не менее 15 лет. Покрытие является одновременно гибким и ударопрочным; отверждается за 2 мин при 140 °С, что обеспечивает экономию энергии и повышение производительности процесса окраски [5].

Большие усилия направляются в сферу технологии и оборудования для получения покрытий порошковыми ЛКМ.

В течение длительного времени для отверждения покрытий из порошковых красок используют ИК-излучатели с рефлекторами из золота или оксидов металлов. Германская фирма Heraeus Noblelight GmbH разработала новые излучатели с рефлекторами из непрозрачного кварцевого стекла [6]. Эти излучатели лучше подогнаны к контурам окрашиваемых предметов и гарантируют более точное поддержание температуры, что очень важно при отверждении покрытий на термочувствительных подложках. Отражающая способность новых рефлекторов более стабильна при длительной эксплуатации, чем у ранее использовавшихся рефлекторов.

Fraunhofer Institute for Manufacturing Engineering and Automation (Fraunhofer IPA) [Фраунгоферов-ский институт производственной инженерии и автоматизации] — ведущее учреждение Германии в данной области исследований — в сотрудничестве с шестью другими фирмами разработал новую версию электростатического метода нанесения порошковых ЛКМ в псевдоожиженном слое [7]. В основу технологии Trans App положено использование новых технологий управления электрическим полем. Электроды специальной конструкции, а также пульсирующее напряжение вместо постоянного позволяют использовать окрасочные камеры значительно меньших размеров. При этом порошковый ЛКМ наносится на окрашиваемый предмет практически исключительно с помощью электрических сил. Сжатый воздух нужен только для псевдоожижения порошковой краски. В сравнении с обычным электростатическим распылением расход сжатого воздуха уменьшается более чем втрое. Метод дает возможность создавать новые автоматизированные установки, обеспечивающие высокую эластичность процесса производства.

Лейбницевский институт полимерных исследований (Дрезден) совместно с Fraunhofer IPA разработал новые порошковые краски на основе полиэфирно-уретановых связующих, пригодные для глубокого формования листового алюминия с покрытием. Краски наносятся методом Trans App, причем отверждение ближним ИК-излучением позволяет максимально снизить потерю блеска покрытия.

Правильная настройка пистолетов-распылителей требует больших затрат времени и к тому же не всегда выполняется правильно. Предлагаемые фирмой Ramseier Koatings Technologied GmbH & Co KG (Германия) вновь разработанные пистолетные устройства с полностью автоматическим регулированием решают эту проблему. Они могут дополнительно встраиваться в существующие системы [8].

При окраске порошковыми ЛКМ деталей различных размеров и форм фирма Meeh Pulver-beschichtungsanlagen GmbH рекомендует использовать смешанный вариант ручного и автоматического нанесения порошкового ЛКМ в комбинированной камере ручного или автоматического распыления [9].

Снижения расходов на нанесение покрытий порошковыми ЛКМ при большом количестве единиц мелких окрашиваемых деталей достигают за счет автоматизации загрузки и разгрузки деталей. В этом случае используется конвейерная лента нанесения покрытий, с которой детали автоматически передаются на ленту камеры отверждения [10].

Особого подхода требует использование порошковых ЛКМ типа «металлик» и «эффектных». Здесь важен не только правильный выбор компонентов установок для их нанесения, но и их грамотное использование. Необходимо дополнительное обучение персонала, чтобы работающие на этих установках знали факторы, влияющие как на процесс переработки порошкового ЛКМ, так и на качество покрытия [11].

Особенности порошковых ЛКМ типа «металлик» и рекомендации по предотвращению проблем при их использовании обсуждаются в статье [12].

•    При выполнении больших заказов, например в строительном секторе, рекомендуется использовать одну партию порошкового ЛКМ.

•    На одном объекте целесообразно использовать продукцию одного окрасочного производства.

•    Следует использовать контрольные образцы покрытия, что обеспечивает контроль на всех стадиях производства.

•    Целесообразен входной контроль порошковой системы ЛКМ с использованием пластинок с образцами покрытия.

•    Испытания у потребителей и производителей порошковых ЛКМ должны быть взаимно согласованы.