Стойкость наиболее популярных видов порошковых красок

Как всегда бывает, тема для очередной статьи появляется сама, случайно. Не так давно, во время телефонного разговора, мне задали вопрос о стойкости порошковых красок к соляной, молочной и уксусной кислоте. И в момент, когда я начал задумываться над ответом, я понял, что этот вопрос более сложен, чем, кажется на первый взгляд. Поэтому, предлагаю рассмотреть проблему стойкости порошковых красок вместе. Эта информация, несомненно, пригодится вам в будущем.

Применение порошковых покрытий В принципе, все должно начинаться еще на этапе проектирования. На данном этапе определяются условия эксплуатации готового изделия, а затем производитель должен их учесть при выборе и нанесении лакокрасочного покрытия. Преимущественно, удовлетворение требований к лакокрасочному покрытию не вызывает больших проблем, так как уже много лет в этой отрасли существуют определенные стандарты. В зависимости от области планируемого применения порошковых покрытий, мы можем выбирать соответствующий тип краски.

Обобщая, можно выделить следующие целевые группы: - архитектурные элементы;- металлоконструкции;- автомобилестроительная промышленность;- сельскохозяйственная техника;- машиностроение; - торговое оборудование;- мебель; - бытовая и компьютерная техника,- изделия из МДФ;- стеклянные элементы; - светотехнические изделия;- игровые автоматы;- спортивные тренажеры. В представленном списке указаны основные сферы типового применения порошковых красок. Ни для кого не является тайной, что требования к покрытиям, например, для строительных архитектурных профилей или бытовой техники являются диаметрально противоположными, требуют применения разных способов подготовки поверхности, а также порошковых покрытий с разными свойствами.

Использование специализированных продуктов необходимо хотя бы с точки зрения рентабельности производства. Но в нашем распоряжении уже много лет имеется практически неизменная сырьевая база термоотверждаемых материалов. И в Европе преимущественно применяются порошковые краски, основанные на полиэфирных и гибридных эпоксиполиэфирных смолах. Дополняют ассортимент чистые эпоксидные и полиуретановые краски. Но откуда тогда такое количество специализированных красок? К сожалению, иногда ответ кроется в чрезвычайно креативном маркетинге.

С начала, когда среди порошковых красок еще не были такой большой конкуренции, один продукт предлагался как краска для торгового оборудования, светотехнических изделий, флаконов для духов, бытовой техники, мебели и еще нескольких других применений. Это было возможным благодаря определенному ценовому запасу, за счет которого осуществлялось производства изделий на базе универсальных рецептур, оптимальных с технологической точки зрения, и не нуждающихся в дополнительных экономических расчетах. Сегодняшняя политика производства порошковых красок в результате конкурентной борьбы настолько изменилась, что для снижения цены внедряются специализированные порошки для какой-то узкой сферы, что приводит к модификации универсальной исходной рецептуры .

Если клиент использует электростатический метод напыления, то из рецептуры исключают добавку для трибостатической зарядки. Если он окрашивает, например, панельные радиаторы со светлой катафорезной грунтовкой, то к белой краске добавляется значительно меньше диоксида титана, так как нет необходимости в большой укрывистости краски.

Если краска используется для декоративной окраски элементов светильников, то она не должна быть стойкой к истиранию, и можно использовать результаты исследований, проведенных даже просто в информационных целях. Сегодня не так просто дать ответ на вопрос о реальной стойкости порошковой краски при контакте с определенным химическим соединением. Ведь покрытия эксплуатируются далеко не в лабораторных условиях. И если мы что-то утверждаем, то наши данные должны быть правдоподобными и возможными для проверки. Поэтому будет лучше развеять существующие заблуждения.

Сегодня наиболее часто используются порошковые покрытия на основе полиэфирных и эпоксиполиэфирных смол, но это не значит, что эти краски имеют такую же стойкость к химикатам как вышеуказанные смолы. Более стойкие эпоксидные порошки находят сегодня узкое применение, например, для защиты трубопроводов и запорной арматуры, закапываемых в землю, а также для окраски элементов ходовой части автомобилей. Для сравнения в таблице представлены результаты тестов стойкости эпоксиполиэфирной порошковой краски производства компании TIGER COATINGS.

Понятно, что в обеих таблицах тестированию подвергались покрытия, не содержащие металлических пигментов. Химическая стойкость покрытий типа металлик является темой отдельной дискуссии. Для производства порошковых красок металликов используется несколько групп пигментов. Часть из них, как алюминий, медь или латунь, очень легко вступают в реакцию с различными химическими соединениями.

Эти пигменты применяются в основном для декоративных красок (типа «только смотреть, но не трогать»), а также для изготовления спецэффектов недоступных для получения другими методами. Группа пигментов, изготовляемых из нержавеющей стали или гематита, является менее реакционноспособной.

Металлики с повышенной стойкостью к воздействию атмосферных условий содержат пигменты именно такого типа. При оценке химической стойкости порошковых красок очень часто возникает вопрос о влиянии различного типа растворителей на готовые покрытия. Ведь нужно же каким- то образом смывать трудные для удаления загрязнения, нанесенные клея или пасты. Если покрытие получено из легко ремонтируемых материалов (их можно легко перекрасить), то никаких проблем нет. Значительно хуже, когда необходимо очистить что-то большое или трудное для демонтажа (например, элемент алюминиевой фасадной конструкции высоко над землей).

Стандартные рекомендации производителей порошковых красок сводятся к необходимости проводить тестирование воздействия на покрытие для каждого нового чистящего средства перед его планируемым применением. Точно известно, что нельзя использовать для ухода за покрытием чистящие средств с содержанием абразива. С растворителями также существует определенная проблема. Большинство из них, даже после кратковременного контакта вступает в реакцию с порошковой краской, и потом очень трудно без дополнительных тестов точно определить, насколько повреждено покрытие.

Именно поэтому в случае алюминиевых строительных архитектурных элементов рекомендуется использовать только мягкие моющие средства с рН близким к нейтральному, мягкие салфетки, а также воду, температура которой не превышает 25°С. Также необходимо следить за чистотой на строительной площадке, потому что установленные окна и двери могут иногда не дождаться конца строительства, и потерять свой товарный вид. Поэтому, если в телефонное трубке я опять услышу вопрос о порошковых красках, стойких к воздействию агрессивных химических веществ, то теперь я отвечу, что у меня нет таких данных.

Термоотверждаемые полиэфирные и эпоксидные смолы, применяемые при производстве порошковых красок, защищают поверхность изделий также, как и другие типы лакокрасочных материалов. Повышенная химическая стойкость - это сфера в основном термопластических полимеров. Стойкость порошковых красок высоким температурам Уже много лет алюминиевые чайники, а также металлические грили, которые можно найти в супермаркетах, окрашиваются обычными порошковыми красками. Можно бы было сделать вывод, что полиэфиры или эпоксиполиэфры имеют достаточную стойкость к высоким температурам. Но, к сожалению этот было бы неправильно. Все описанные выше покрытия нанесены на изделия, которые активно используются относительно короткий промежуток времени.

Преимущественно считается, что покрытия можно подвергать кратковременному воздействию температуры около 110-120 °С. И если воздействие высокой температуры достаточно коротким, то на поверхности краски не должны проявиться ни какие заметные изменения. Нужно, однако, помнить, что вместе с увеличением количества циклов нагрева и охлаждения, риск повреждения покрытия растет. Влияние на термическую стабильность порошковой краски также имеют такие ее компоненты: пигменты, матирующие и структурные добавки и т.п.

Вместе с ростом температуры поверхность покрытия размягчается, благодаря чему ее легче повредить, и она становится более подверженной загрязнениям. Проверкой качества рецептуры порошковой краски является уже момент отверждения напыленного слоя. Каждая краска имеет рекомендуемое производителем время, необходимое для полной полимеризации покрытия при определённой температуре. Превышение времени пребывания в печи может привести к изменению вида готового покрытия.

Проблемы могут также возникнуть в случае превышения рекомендуемой температуры отверждения. Наиболее заметны изменения вида покрытия в случае эпоксидных покрытий. Они имеют очень небольшую термическую стойкость, что дополнительно ограничивает сферу их применения. В случае полиэфирных или эпокси-полиэфирных красок быстрое изменение вида покрытия можно наблюдать в случае бесцветных и прозрачных лаков. Появляющееся характерное пожелтение, а позднее и коричневый оттенок, свидетельствуют о потере механических свойств покрытия.

Покрывные краски, содержащие наполнители и пигменты, более длительное время скрывают от нас изменения, вызванные перегревом. Хотя исключением являются белые краски, но в данном случае это вопрос экономии производителя на термостойких компонентах. Стандартные рекомендации в данном случае сводятся к точному выполнению условий полимеризации, рекомендуемых производителем краски. Превышение температуры 200 °С для полиэфирных и эпоксиполиэфирных порошковых красок - это превышение границы безопасности, за которой находится зона термического разрушения соединений, что приводит к повреждению покрытия.

Понятно, что мы говорим о температуре окрашенной поверхности. Если в печи во время отверждения произойдет кратковременный скачок температуры больше 200 °С, то, скорее всего, ничего плохого не будет. Хуже, если по каким-то причинам весь окрашиваемый элементы или вся его поверхность подвергнутся перегреву. Описанные выше порошковые покрытия не являются лучшим решением для окраски элементов, имеющих постоянный контакт с сильными источниками тепла.

Да, есть материалы, которые позволяют производить краски для грилей, хлебопечек, духовок, у которых допустимая температура эксплуатации может достигать 315 °С, но это уже область силиконовых смол. Стойкость порошковых покрытий к истиранию и царапинам Стеллажи, полки магазинов, рейлинги для одежды, направляющие для шкафов - все эти изделия выдвигают специальные требования по истираемости для лакокрасочных покрытий. Хотя во многих случаях было бы лучше использовать гальванические покрытия, но тогда бы стоимость защитно-декоративной обработки оказалась бы слишком высокой.

Существующие на рынке ожидания привели к необходимости разработки соответствующей замены. Но здесь существует определенная опасность. Окрашенная вешалка в магазине будет не так долго иметь привлекательный вид, как изделие, изготовленное из нержавеющей стали и покрытое хромом. Кроме того, многие ищут в основном точную замену блестящих металлических поверхностей, то есть для них нужны порошковые покрытия, содержащие соответствующие пигменты. К сожалению, много порошковых красок металликов, в основном светлого оттенка, блестящих и переливающихся, и наиболее похожих на гальванические покрытия, не имеют достаточной стойкости к истиранию и царапинам.

Чтобы получить хороший вид, в качестве пигмента используются мелкие зерна алюминия, всплывающие на поверхность во время отверждения. Конечно, для улучшения стойкости покрытия можно нанести дополнительный слой бесцветного лака, но это всегда связано с дополнительным риском. В случае изделий, подверженных постоянной механической нагрузке и ударам, или изменениям температуры и влажности, потеря адгезии слоя бесцветного лака является только вопросом времени. Особенно, если лак наносится на плохо смачиваемое покрытие, наполненное металлическим алюминиевым пигментом.

Иногда очень трудно найти разумный компромисс между ожиданиями потребителя и техническими возможностями производителя. Если однослойные порошковые покрытия металлики должны быть стойкими к истиранию и царапинам, то практически нереально получить блеск, который характерен для гальванических покрытий. Какая ситуация с этой проблемой на сегодняшний день? В случае красок не металликов стойкость к истиранию и царапинам связана непосредственно с рецептурой (а значит - ценой краски). Более стойкими являются бесцветные, прозрачные покрытия, состоящие практически из одной смолы. Для получения зеленой или синей краски с хорошими кроющими способностями, необходимо снизить процентное содержание смолы на соответственное количество наполнителей и пигментов, ухудшая одновременно стойкость к истиранию и царапинам.

Рецептура краски с оптимальным соотношением между укрывистостью и стойкостью покрытия, скорее всего, не будет самой дешевой. Хорошая порошковая краска серого или черного цвета является базой для краски с эффектом металлик. Подвергая компоненты краски процессу бондирования (термического соединения различных частиц сыпучей смеси), мы получаем однородный продукт, вид и свойства которого в значительной степени зависят от типа применяемого металлического пигмента и его расположения в покрытии. Но если необходима хорошая стойкость к истиранию и царапинам, то не следует ожидать высокоглянцевого покрытия со светлыми металлическими пигментами.

Этот компромисс выгоден, так как можно получить покрытия с очень хорошими потребительскими свойствами, иногда даже лучшими, чем в случае красок не металликов. Очевидно, что были разработаны способы, улучшающие стойкость покрытий к истиранию и царапинам. Не трудно догадаться, в каком направлении пошли исследования производителей. С одной стороны, задачей было снижение трения поверхности, покрытой порошковой краской. Здесь на помощь пришел тефлон, добавки которого позволили достичь значительного снижения истираемости покрытия, например, в случае направляющих для шкафчиков. С другой стороны, задачей являлось получение более твердой поверхности покрытия, что было также достигнуто при помощи специальных добавок. Но в обоих случаях, мы имеем краски более высокого класса из верхней ценовой группы.

Часто в жизни бывает так, что теория и практика не обязательно идут вместе. Учитывая ответственность, которую производитель порошковой краски берет на себя, информируя о предназначении и возможности применения поставляемого продукта, не следует надеяться, что в официальных информационных материалах мы найдем что-то, что не было проверено уже много раз. Если же потребитель хочет самостоятельно протестировать краску для других целей, то он берет ответственность на себя, что прямо указано в технической документации. В большинстве случаев цена краски определяет течение всего технологического процесса.

Каждый, кто связан с порошковой покраской, знает, как легко что-то может пойти не так. Убежден, что практически каждый раз, когда вы видите отслаивающееся от подложки, покрытое пузырями или истертое порошковое покрытие, то понимаете, что возможная причина дефекта может быть связана с неправильным выбором краски для данного применения, неправильно проведенным процессом подготовки поверхности, нанесением и отверждением покрытия, или его эксплуатацией в несоответствующих условиях. Несмотря на вышеописанные ограничения, порошковые покрытия являются довольно стойкими. В большинстве случаев люди просто ошибочно подходят к вопросу экономии, и в результате отсутствие достаточного опыта потом говорят о недостаточной стойкости порошковых красок в целом.