Развитие отрасли порошковых красок

Согласно данным, которые приводятся в специальной литературе, для производства порошковых красок в ближайшие годы будут характерны довольно высокие темпы прироста – 5–7% в год. Наибольшая доля мирового потребления порошковых красок — более 560 тыс. т —приходится на Западную Европу.

Далее следуют страны Тихоокеанского региона  и США. Ведущими производителями порошковых ЛКМ являются фирмы Akzo Nobel (доля на рынке — 28%), Herberts (20%) .Несмотря на то, что США по потреблению порошковых красок отстают от западноевропейских стран, в ближайшие годы этот разрыв сократится, т. к. спрос на указанные порошковые материалы в США растет ускоренными темпами — более 12% в год.

Высокая популярность порошковых красок

в большинстве промышленно развитых стран объясняется экономическими и экологическими преимуществами этих лакокрасочных систем. Они не содержат токсичных растворителей, стабильны при хранении, удобны в обращении и при транспортировке, образуют покрытия с высокой адгезией, коррозионной и абразивостойкостью. Все эти качества делают порошковые краски  очень привлекательными для производителей бытовых электроприборов, металлической мебели, строительных конструкций, автомобилей и т. д.

Главным потребителем порошковых красок выступает сектор окраски промышленных изделий (59,5%). Далее следуют производство электробытовых приборов (18,7%), строительство (15,4%), автомобилестроение (8%) и антикоррозионная защита (3,9%).Сложившийся к началу 2000-х гг. ассортимент порошковых ЛКМ на 90% состоит из термоотверждаемых композиций на основе эпоксидов, эпоксиполиэфиров, полиэфиртриглицидилизоциануратов, полиуретанов и акрилатов. В странах Западной Европы предпочтение отдается эпоксиполиэфирным (гибридным) порошкам (54%). За ними следуют полиэфирные (30%), эпоксидные (10%), полиуретановые (4%) и акриловые (2%) порошки. В США наиболее популярны эпоксиполиэфирные, полиуретановые, эпоксидные и полиэфиртриглицидилизоциануратные  порошки, в Японии — полиуретановые.

Акриловые порошки получили меньшее распространение по сравнению с другими видами порошковых красок из-за того, что они менее эластичны, недостаточно стабильны, относительно дороги и плохо совмещаются с другими порошками. Однако несмотря на перечисленные недостатки акриловые порошки довольно популярны в Японии, где на их основе готовят водные суспензии, сочетающие в себе свойства водоразбавляемых и порошковых систем. Такие суспензии применяют для окраски тракторов, железнодорожного транспорта и т. п.

Использование порошковых суспензий позволяет разрешить такие проблемы порошковых ЛКМ, как пигментирование и получение тонких слоев. К тому же формирование покрытий из водных суспензий порошков можно осуществлять на стандартном оборудовании, предназначенном для нанесения жидких красок.

Сфера применения эпоксидных порошковых материалов охватывает окраску автомобилей, трубопроводов, электрооборудования, консервной тары и т. д. Крупнейшим разработчиком и поставщиком эпоксидных порошков в Европе выступает фирма Ciba-Geigy —признанный лидер в производстве эпоксидных смол и ЛКМ на их основе. Специалисты полагают, что в ближайшие годы потребление эпоксидных порошков будет расти ускоренными темпами — на 10–12% в год.

Такие же темпы прироста — на 11% в год — ожидаются и у порошковых красок на основе полиуретанов. Этот сектор лакокрасочной продукции использует полиэфир-, эпокси- и акрилополиолы, отверждаемые блокированными изоцианатами. Учитывая то обстоятельство, что полиуретановые порошки отверждаются при высокой температуре, энергоемкость процесса сушки представляет серьезную проблему для специалистов. Обычно для снижения температуры отверждения полиуретановых порошков до 140–160 °С достаточно использовать катализаторы деблокирования из числа оловосодержащих соединений. Другой путь к снижению температуры сушки — использование полиэфирных порошков, сшиваемых тримером толуилендиизоцианата. Полиэфиртриглицидилизоциануратные порошки занимают по объемам производства третье место после эпоксидных и эпоксиполиэфирных аналогов. Их с успехом применяют для защитной окраски садовой мебели, оконных рам, дверей, электробытовых приборов и металлических конструкций, которые эксплуатируются в атмосферных условиях.Разработкой и производством таких порошков занимаются фирмы Bayer, CibaGeigy, S.I.V. Coatinges и др.

Важным резервом для увеличения объемов и расширения сфер применения порошковых красок является автомобильная промышленность, которая приступила к освоению этих материалов еще в начале 1990-х гг. В этой области сегодня наблюдаются две основные тенденции: использование порошковых грунт-шпатлевок и применение порошков для декоративной отделки автомобильных кузовов.

Пионерами освоения порошковых грунт-шпатлевок выступили японская фирма Honda, итальянский концерн Fiat и две американские компании — General Motors и Chrysler. Последние две фирмы применяют при окраске автомобилей порошковую грунт-шпатлевку полиэфирного типа производства компании PPG. Имеются сведения и об использовании в качестве автомобильных грунт-шпатлевок акриловых и эпоксидных порошков, в т. ч. на одном из предприятий американской компании General Motors. Практическое применение порошковых ЛКМ для формирования верхних прозрачных покрытий кузовов началось в 1993 г. на предприятиях европейских фирм BMW и Mercedes. Для этой цели фирмы использовали и продолжают использовать до сих пор продукцию крупнейших лакокрасочных фирм BASF,POG, Hoechst и др. К настоящему времени порошковыми материалами фирмы BASF на заводах компании Mercedes-Benz окрашено свыше 300 тыс. автомобилей. По этой технологии на автозаводах BMW ежедневно окрашивается более 1000 автомобильных кузовов. Первая линия по нанесению прозрачных порошковых покрытий на кузова в США была запущена лишь в 1997 г.на одном из предприятий фирмы Ford.По мнению американских специалистов, в новом столетии эта технология получит в США ускоренное развитие. Внедрение порошковых ЛКМ в автомобилестроении позволяет существенно снизить эмиссию ЛОС и сократить объемы жидких и твердых отходов, которые образуются при окраске автомобилей.

Кроме экологических преимуществ, порошковые краски привлекательны тем, что образуют покрытия с превосходным внешним видом и хорошими эксплуатационными свойствами. При этом следует учитывать, что для верхних прозрачных покрытий пригодны только те порошки, которые отверждаются при температуре 130–150 °С. В наибольшей степени этим требованиям удовлетворяют порошки на основе эпоксиакриловых пленкообразователей, отверждаемых полиангидридами алифатических дикарбоновых кислот. Несмотря на то, что нанесение верхних прозрачных порошковых покрытий на кузова автомобилей представляет собой быстро развивающееся и перспективное направление, оно до сих пор не стало преобладающим даже в самых крупных автомобильных фирмах. Поэтому подавляющая часть порошковых ЛКМ в настоящее время продолжает расходоваться в традиционных областях.

К перспективным направлениям использования порошковых красок можно отнести окраску термочувствительных подложек: древесины и пластмасс.

В этих случаях предлагается применять порошковые ЛКМ с пониженной температурой сушки, что достигается путем введения в рецептуру ускорителей, катализаторов и использования высокоэффективных отвердителей, в т. ч.блокированных.

Весьма интересным вариантом такого рода порошковых красок  являются системы, отверждаемые УФ-излучением. Процесс изготовления таких ЛКМ имеет много общего с обычными порошками и осуществляется на стандартном оборудовании. В качестве пленкообразователей в них применяют специальные смолы с пониженной температурой стеклования и невысокой вязкостью расплава при 100–120 °С. Это могут быть эпоксиды, отверждающиеся по катионному механизму вприсутствии сульфониевых солей, полиэфир(мет)акрилаты или другие ненасыщенные смолы, полимеризующиеся по свободно-радикальному механизму в присутствии фотоинициаторов. Непигментированные фотоотверждаемые порошки образуют гладкие, однородные, твердые покрытия, устойчивые к воздействию растворителей. Что касается отверждения пигментированных порошков, то это возможно только в случае тонкослойных покрытий или рецептур с очень низким содержанием пигмента. Проблема может быть разрешена за счет использования новых видов фотоинициаторов, специально приспособленных для сшивки композиций, содержащих до 20% пигмента и покрытий толщиной до 100 мкм.

Среди потенциально возможных сфер применения фотоотверждаемых порошков следует назвать окраску пластмассовых деталей автомобиля (линз фар, демпферов, деталей тормозов), древесины и других пористых материалов, а также металлических подложек. В последнем случае удается получить толстослойные покрытия с превосходными антикоррозионными свойствами.

Высокая скорость отверждения делает фотоотверждаемые порошки идеально пригодными для койл-коатинга. При скорости линии 9 м/мин. Можно наносить на рулонный металл покрытия толщиной 51–63 мкм. В последние  время  были введены в эксплуатацию три промышленные линии по окраске изделий фотоотверждаемыми порошками. Две из них находятся в США и предназначены для окраски электромоторов и радиаторов. Третья линия работает в Англии и используется для нанесения текстурированных декоративных покрытий.

По материалам сети интернет