Повышенная производительность и качество окрашенной стали

Обработка поверхности стальных изделий, используемых вне помещений, будь то продукция автомобильной или любой другой промышленности, обязательна. Тщательно разработанные рецептуры красок, предварительная подготовка окрашиваемой поверхности и новейшие технологии позволяют производить окраску стальных поверхностей, идеально подходящую под конкретную ситуацию. И в то же время должны выполняться требования повышения производительности, улучшения качества и бережного отношения к окружающей среде.

Если в автомобильной промышленности или в любом другом секторе промышленности используются изделия из стали, которые эксплуатируются вне помещений, то необходимыми условиями их применения являются защита от коррозии и износа, защита от УФ - излучения, химических реагентов, растворителей и механического износа, и в то же время, декоративная привлекательность покрытия (ПК). Жидкие и порошковые ЛКМ, которые идеально соответствуют всем этим условиям, не всегда дают наилучшее качество и экономический эффект, они также могут быть вредны для окружающей среды.

Новейшие разработки в сфере автомобильных ЛКМ.

В наше время к автомобильным ЛКМ предъявляются серьезные требования: с одной стороны, цвет и вид окрашенной поверхности должен нравиться людям, что стимулирует продажи, а, с другой стороны, они должны обладать безупречной защитой от механических, химических и физических воздействий, а также быть безвредны для окружающей среды и рентабельны. Автомобильная и лакокрасочная промышленность разрабатывают новые типы эмалей, которые должны удовлетворять всем этим требованиям. Они включают, например, интегрированный в производство процесс нанесения ЛКМ. При окрашивании первый из двух слоев эмали служит заполнителем дефектов. Второй слой, который наносят «мокрый по мокрому»,

обеспечивает отличные декоративные свойства, такие как цвет, тон и глубина. Система ПК обычно включает верхний слой из бесцветного лака. Нанесение и сушка содержащего растворитель так называемого выявительного слоя ПК исключены из производственного процесса, что снижает потребление и расход энергии. Это также значительно увеличивает производительность.

Одним из основных направлений в развитии прозрачных ПК является увеличение стойкости к образованию царапин. Для реализации этой задачи используются различные подходы; первый вариант — дальнейшее развитие традиционных систем окраски, в которых степень сшивки ПК увеличивается при помощи специальных реагентов, включенных в состав связующего вещества. В так называемой технологии розлива (второй вариант) используются исключительно эластичные прозрачные лаки, основой которых являются крайне эластичные полимеры. Эти лаки начинают растекаться уже при комнатной температуре, поэтому небольшие царапины автоматически восстанавливаются. Третий вариант прозрачного лака включает примеси наночастиц, обычно диоксида кремния, иногда оксида алюминия или cульфида бария. Они создают своего рода уплотняющий слой, который препятствует нанесению механических повреждений лежащему ниже слою полимеров. Следующим ожидаемым шагом в этом направлении будет включение этих частиц непосредственно в полимер. Последний, но не худший вариант увеличения стойкости к появлению царапин — это вариант использования УФ-отверждаемых прозрачных покрытий. Это разработки последнего десятилетия, которые предлагаются в нескольких вариантах: ПК, которые восстанавливаются только при УФ-излучении; ПК, полимеры которых начинают восстанавливаться под воздействием света и тепла, а также УФ-отверждаемые порошковые краски

Повышение производительности после применения инновационных технологий.

Эффективность применения водоразбавляемых ЛКМ, которые наносятся на стальные детали, может увеличиваться посредством использования головки распылителя, снабженной высококачественной турбиной. В прошлом первый слой этих ЛКМ обычно наносили при помощи так называемых центробежных пистолетов, высокоскоростных вращающихся распылителей, а второй слой, определяющий цвет и тон ПК, наносили традиционным способом или электростатическим распылением. Производительность высокоскоростного вращающегося распылителя равна приблизительно 65%, в то время как производительность пневматических распылителей достигает уровня примерно 30%. Сейчас новые технологии позволяют наносить оба слоя ПК при помощи центробежных пистолетов. При этом высокоскоростной вращающийся распылитель будет давать те же характеристики цвета, что и пневматический.

Безвредные для окружающей среды порошковые ЛКМ для защиты от коррозии

Высокая совместимость с условиями окружающей среды, демонстрируемая порошковыми красками, а также более толстые слои покрытия , которые можно получить после первого нанесения, делают порошковые краски более предпочтительными для нанесения на стальные детали. Предварительная обработка осуществляется, исходя из предполагаемого влияния условий окружающей среды на деталь. В случае незначительного (категория коррозионной активности С1) или минимального воздействия (категория С2), например атмосфера с минимальным воздействием или сельскохозяйственные районы, обычно применяется удаление смазки с последующим фосфатированием. Если детали будут использоваться в городской промышленной среде, в прибрежных областях с минимальным воздействием соли или в атмосфере, загрязненной S02 (категория коррозионной активности СЗ), то рекомендуется наносить два слоя антикоррозионной грунтовки с верхним ПК толщиной больше, чем 60 мкм.

Если сталь очищается и обезжиривается при помощи струйной абразивной очистки, то для категорий С1 и С2 достаточно одного слоя ПК. В более агрессивных средах требуется нанесение двух слоев с антикоррозионной обработкой грунтовки и верхнего ПК. В этом случае каждый слой должен иметь толщину больше чем 60 мкм, чтобы соответствовать категории СЗ. Для климатических условий, господствующих в промышленных районах и прибрежных областях с умеренным воздействием соли (категория С4), также как и для категории С5 (промышленная окружающая среда с высокой степенью загрязнения и агрессивной атмосферой, прибрежные или приморские области с высоким воздействием соли), толщина верхнего слоя ПК должна быть больше чем 80 мкм.

Гальванизацией на сталь наносится гладкий герметичный и тонкий слой цинка. Последующие один или два слоя порошкового ЛКМ могут наноситься непосредственно на гальванизированную поверхность. После гальванизации могут также проводиться пассивация или фосфатирование, после чего следует нанесение порошкового ЛКМ. Если используются два слоя ПК, то таким образом можно получить категорию коррозионной защиты С4.

Горячее цинкование используется в качестве предпочтительного метода предварительной обработки при защите от коррозии в агрессивных окружающих условиях. В результате на поверхности стали образуется слегка пористый, более толстый слой цинка, который может образовывать интерметаллические фазы с подложкой из стали. Эти ПК дают отличную защиту от коррозии, но их пористая структура увеличивает эмиссию газа, что может быть заметно даже на верхнем слое ПК. Специально для подобных случаев была разработана новая грунтовка. После ее применения получается ровная герметичная поверхность со сниженной эмиссией газа. Верхние слои комплексного ПК, в основном, получают из полиуретанового порошка. Для категории С5 необходимо использовать ПК с двумя слоями.

При металлизации цинком (термической гальванизации) обычно на поверхности стали образуются очень пористые, толстые слои цинка. При этом эмиссия газа увеличивается еще больше. В этом случае порошковые ЛКМ должны герметично закрывать подложку, насколько это возможно. Поскольку полиуретановые порошки образуют закрытую поверхность и, таким образом, прикрывают поры, образуемые эмиссией газа, то они очень хорошо подходят для данных случаев, что позволяет использовать все типы верхних слоев покрытия. Данный метод используется до категорий С5.

Разработаны двухслойные системы порошковых ЛКМ для стальных деталей, которые предназначены для защиты от высоких и очень высоких уровней коррозионной активности. Грунтовка, основой которой является специальным образом модифицированная эпоксидная смола, полностью отверждается с высокой степенью сшивки при температурах выше 160 °С. Порошковая краска, основой которой является полиэфирная смола, используется в качестве верхнего слоя, обеспечивающего лаковое покрытие  с высокими механическими характеристиками   при   температуре отверждения выше 180 °С. После полного отверждения система ПК обеспечивает идеальную коррозионную и химическую защиту, а также высокую стойкость по отношению к УФ-излучению и погодным условиям. Она пригодна для использования как на стальных конструкциях, так и на различном оборудовании, сельскохозяйственных машинах, грузовиках и деталях автомобилей.

Порошковая грунтовка, не содержащая цинк.

Из-за возрастающих требований к ПК и более агрессивных условий окружающей среды все чаше используются порошковые грунтовки. На сегодняшний день они часто не содержат цинка. Причиной этого является высокий удельный вес содержащих цинк продуктов, что приводит к сложностям при нанесении ПК и к уменьшению скорости напыления. Если рассмотреть защиту от коррозии, то современные порошковые ЛКМ, не содержащие цинк, дают сходные с цинксодержащими ЛКМ результаты, и в то же время они менее вредны для окружающей среды. Существует очень много подобных систем ПК, которые могут использоваться для нанесения на самые разнообразные материалы, в том числе и для сталей, подвергнутых абразивной обработке или гальванизации.

Однако грунтовки используются не только для увеличения коррозионной стойкости, они также уменьшают проницаемость паров воды и обеспечивают идеальную адгезию ПК к подложке. Таким образом, грунтовка также играет важную роль в качестве промотора адгезии для лаковых покрытий. Особую нишу в данной группе занимают покрытия  с высокой степенью сшивки, стойкие к нанесению настенных надписей (граффити).

Энергосберегающие покрытия  на основе низкотемпературных порошковых лкм.

В свете постоянного повышения цен на энергоносители одним из важных свойств новых порошковых ЛКМ, которые используются вне помещений, является температура высыхания. При этом учитывается каждый пониженный градус, поскольку по законам физики потери тепла по отношению к температуре в сушилке возрастают не линейно, а экспо-ненциально. Кроме того, при энергосбережении более низкая температура сушки приводит к увеличению про-изводительности: чем ниже температура, тем быстрее сушилка может быть использована повторно для обработки новых заготовок. Это особенно заметно при обработке крупных деталей с большой толщиной стенок, которые очень часто     встречаются в стальных конструкциях и которые из-за большой массы медленно накапливают тепло. Кроме этого, при более низких температурах обработки материал быстрее остывает после сушки, поэтому детали с уже готовым покрытием могут быстрее переходить к следующему технологическому процессу обработки. После разработки новых, устойчивых к УФ-излучению и погодным условиям порошковых полиэфирных ЛКМ, появилась возможность снизить температуру сушки со 180 до 160 °С. Несмотря на низкую температуру сушки, полиэфирные порошковые ЛКМ, созданные на основе порошка Primid, не образуют помутнений, затемнений и выцветаний покрытия. Стойкость к пересушке в 2-слойном покрытии  дают возможность использовать данные порошки в очень агрессивных условиях окружающей среды, например в прибрежных областях.