Порошковые краски

Порошковые краски содержат кроме пленкообразующих веществ (полимеры, олигомеры) пигменты, наполнители, поверхностно-активные вещества, отвердители, пластификаторы, стабилизаторы и другие добавки. После нанесения порошковых красок на поверхность аэродисперсным методом, охлаждение и отверждение формируются твердые, непрозрачные покрытия.

Порошковые краски имеют существенные преимущества перед другими видами лакокрасочных материалов:

-         улучшения условий труда;

-         снижение огнеопасности при их производстве и применении из-за отсутствия горячих и токсичных растворителей;

-         возможность использования в качестве пленкообразователей нерастворимых полимеров;

-         полное отсутствие производственных выбросов;

-         более простая и менее трудоемкая технология их получения (исключение из технологии операций растворения, перетира, фильтрации и др.);

-   меньшая затрата производственных площадей, энергии, оборудования и рабочей силы при получении и использовании порошковых красок;

-         стабильность красок при хранении и транспортировании.

Порошковые краски подразделяют по типу пленкообразующего вещества на:

1)    термопластичные;

2)    термореактивные.

Обозначения порошковыми краскам присвоены по входящему в их состав основному компоненту – пленкообразователю (полимеру, олигомеру, реже – мономеру).

Краски на основе термопластичных пленкообразователей: поливинилбутиральные, поливинилхлоридные, полиамидные, фторопластовые, пентапластовые, полиолифиновые (полиэтиленовые и др.) и эфирцеллюлозные (этилцеллюлозные и ацетобутиратцеллюлозные). Краски термореактивные получают на основе эпоксидных, полиэфирных, полиакрилатных, полиуретановых пленкообразователей.

Пигменты, входящие в состав порошковых красок: двуокись титана, окись хрома, технический углерод, железоокисные, кадмиевые и другие укрывистые и светопрочные неорганические и органические (фталоцианиновые, пигмент желтый светопрочный) и другие пигменты.

В качестве пластификаторов могут служить сложные эфиры – порошковый трифенилфосфат или жидкие (фосфаты, фталаты, адипинаты, себацинаты), вызывающие набухание полимера при сохранении его сыпучести.

Стабилизаторы: соединения свинца, оловоорганические соединения. Отвердители: цианамиды (дициандиамид и др.), ароматические амины, глицедиловый эфир тримеллитового ангидрида.

Для улучшения смачивания окрашиваемой поверхности в краски вводят поверхностно – активные вещества (поливинилбутираль в эпоксидные порошковые краски); для варьирования реологических характеристик порошковых красок в их состав вводят аэросил (в качестве тиксотропных добавок).

Схема производства порошковых красок сухим смешением компонентов:

1 - электродвигатель, 2 - мешалка; 3 - турбосмеситель; 4 - затвор; 5 - рукав;

6 - смеситель; 7 - вибросито; 8 - затвор шлюзовой

При получении порошковых красок, например, на основе поливинилбутираля и других термопластичных полимеров наиболее распространен в производстве способ сухого смешения компонентов с использованием скоростного смесителя . В турбосмеситель с мешалкой с частотой вращения 900 об/мин загружают через воронку все компоненты краски. После смешения в течение 15-30 мин при 80-90°C полученная порошкообразная смесь поступает в вибросито для удаления механических включений и агрегирования части, а затем на упаковку. Способ смешения в расплаве наиболее широко распространен при получении термореактивных порошковых красок – эпоксидных, полиэфирных, полиуретановых, полиакриловых.

Схема производства порошковых красок методом сплавления:

1 - смеситель сухих компонентов; 2 - питатель; 3 - экструдер двухчервячный;

4 - охлаждающее устройство; 5 - мельница грубого помола; 6 - мельница тонкого помола; 7 - фильтр

Известен способ распылительной сушки. Он заключается в смешении компонентов в присутствии растворителя с последующей его отгонкой в распылительной сушилке.Процесс включает следующие операции: приготовление жидкой краски диспергированием в смесителе пигментов и добавок в среде раствора пленкообразователя; сушка в распылительной сушильной камере жидкой краски с получением готового продукта.

Достоинства этого метода: возможность получения порошковых красок сушки (отверждения), формирование частиц правильной формы (близкой к сферической), высокая степень дисперсности и равномерное распределение компонентов в покрытии.Недостатки: склонность красок к слеживанию, приводящая к дефектам покрытия, повышенная огнеопасность и удорожание краски.

Среди термореактивных порошковых красок наиболее широко применяются эпоксидные (около 75% всех термореактивных красок). В сравнении с термопластичными они отличаются лучшей адгезией, термостойкостью, повышенной твердостью, блеском, более высокой химической стойкостью. Покрытия на их основе характеризуются повышенной влагостойкостью, устойчивостью к перепаду температур, способностью к сохранению электроизоляционных свойств.

Весьма перспективны в практическом плане полиакриловые порошковые термореактивные краски на основе глицидил и карбоксилсодержащих сополимеров и других сложных составов. Они формируют покрытия с высокой атмосферо- и щелочестойкость.

Среди термопластичных красок в странах СНГ используются поливинилхлоридные порошковые краски. Поливинилбутиральные краски образуют покрытия с высоким блеском, хорошей адгезией, бензо-, маслостойкие. Их можно эксплуатировать внутри помещений.Недостатки: невысокая термостойкость (до 70ºС), эластичность и химическая стойкость покрытий.

Поливинилхлоридные порошковые краски образуют покрытия, отличающиеся масло-, бензо- и химической стойкостью, кроме того меньшей стоимостью по сравнению с другими порошковыми красками.

Порошковые краски применяются в различных областях народного хозяйства. Например, эпоксидные – для защиты изделий электротехнической и радиоэлектронной промышленности (электродвигателей, конденсаторов, трансформаторов, электроприборов и др.) для защиты химического оборудования, деталей мотоциклов, автобусов, тракторов, магистральных трубопроводов, для покрытия рулонного металла. Поливинилхлоридные – для защиты трубопроводов, ирригационных сооружений, электробытовых приборов, деталей насосов и других изделий.Покрытия полиакрилатными порошковыми красками характеризуются высокой атмосферо- и химической стойкостью, поэтому их используют в автомобилестроении, электротехнической промышленности и приборостроении.Полиамидные порошковые краски применяются для защиты узлов трения машин и механизмов.