Powłoka proszkowa: co to jest, jak działa i jak powstaje farba proszkowa

Malowanie proszkowe to suchy proces wykańczania, podczas którego naładowane elektrycznie cząstki żywicy i pigmentu są natryskiwane na uziemioną część, a następnie wypalane do momentu stopienia się, rozpłynięcia i utwardzenia w twardą, ciągłą warstwę. Oto krótka odpowiedź na pytanie „co to jest malowanie proszkowe?” Nie zawiera rozpuszczalnika, ciekłego nośnika ani czasu odparowania. Powłoka ma postać stałego proszku i opuszcza piekarnik w postaci twardej plastikowej powłoki, która często jest kilka razy grubsza niż pojedyncza warstwa mokrej farby.

Jeśli kiedykolwiek przesunąłeś palcem po ramie roweru, szafce na dokumenty lub aluminiowej ramie okna i poczułeś gładką, lekko woskową powierzchnię, to znaczy, że dotknąłeś już powłoki proszkowej. Jest to jedno z najpowszechniej stosowanych wykończeń przemysłowych na świecie, chroniące wszystko, od obudów elektrycznych po maszyny rolnicze.

Czym jest malowanie proszkowe, w prostych słowach

Z chemicznego punktu widzenia proszek powłokowy to drobno zmielona mieszanka czterech grup składników: spoiwa żywicznego, pigmentów i wypełniaczy, utwardzacza oraz niewielkiego procentu dodatków, takich jak modyfikatory płynności, środki odgazowujące i stabilizatory UV. Nic w mieszaninie nie jest płynne. Mieszankę wytwarza się w postaci stałej, mielonej do ściśle kontrolowanej wielkości cząstek i wysyłanej w pudełkach lub lejach fluidalnych.

Aplikacja jest w zasadzie prosta. Część metalowa jest uziemiana, pistolet elektrostatyczny ładuje cząsteczki proszku opuszczające dyszę, a naładowane cząsteczki są wyciągane na uziemioną powierzchnię, gdzie przyklejają się do czasu, aż piekarnik zacznie działać. Zamiast tego w przypadku niektórych małych części i ciężkich wyrobów z drutu stosuje się złoże fluidalne. Pokryta część przechodzi następnie przez piec z grubsza 180 do 200 stopni Celsjusza przez 10 do 20 minut , w zależności od składu chemicznego i masy części.

Dwie właściwości oddzielają powłokę proszkową od mokrej farby. Po pierwsze, film tworzy się w wyniku stopienia, a nie odparowania: proszek przepływa do ciągłej warstwy, a następnie sieciuje się, tworząc termoutwardzalną sieć. Po drugie, zasadniczo nie ma tu żadnego rozpuszczalnika, który mógłby zostać uwolniony, dlatego proszki są formułowane jako materiały o zerowej lub bliskiej zerowej zawartości LZO, a nadmiar natrysku, który omija część, można zebrać i ponownie wykorzystać.

Co właściwie zawiera proszek powłokowy

Formuły różnią się w zależności od zastosowania, ale większość proszków termoutwardzalnych ma podobną recepturę. Poniższa tabela przedstawia typowe zakresy i zadanie, jakie wykonuje każdy element.

Jak przebiega proces malowania proszkowego, krok po kroku

1. Obróbka wstępna. Część jest czyszczona, odtłuszczana i pokrywana powłoką konwersyjną, taką jak fosforan żelaza lub cynku, a następnie płuczona i suszona. Tutaj decyduje się o przyczepności i działaniu korozji, a nie w piekarniku.
2. Aplikacja. Proszek natryskuje się za pomocą pistoletu koronowego lub trybo, bądź część zanurza się w złożu fluidalnym. Docelowa grubość powłoki wynosi zwykle od 60 do 120 mikronów w pojedynczej warstwie.
3. Odnalezienie. Część wchodzi do pieca konwekcyjnego lub pieca na podczerwień i jest trzymana do momentu, gdy metal osiągnie okno utwardzania określone przez dostawcę proszku, zwykle od 10 do 20 minut w temperaturze 180 do 200 stopni Celsjusza.
4. Chłodzenie i kontrola. Po schłodzeniu operatorzy sprawdzają grubość warstwy, połysk, kolor i przyczepność oraz poprawiają cienkie obszary.

Rodzaje powłok proszkowych

Proszki termoutwardzalne

To są konie pociągowe tej branży. Żywica sieciuje się podczas utwardzania i nie można jej ponownie stopić, co daje twardą, odporną chemicznie powłokę. Typowe chemikalia to:

• Epoksyd: doskonała odporność chemiczna i na korozję, ale kreduje na zewnątrz, dlatego stosuje się go do części wewnętrznych i powłok rurowych.
• Poliester: standardowy wybór do ekspozycji na zewnątrz, z dobrą trwałością promieni UV i połysku.
• Hybrydowa żywica epoksydowo-poliestrowa: ekonomiczny środek pośredni w przypadku elementów dekoracyjnych do wnętrz.
• Poliuretan i akryl: określone tam, gdzie liczy się wygląd, twardość lub szczególna odporność chemiczna.

Proszki termoplastyczne

Proszki nylonu, PCV, polietylenu i polipropylenu topią się i płyną, ale nie sieciują, w związku z czym tworzą znacznie grubsze warstwy, często o grubości od 250 do 500 mikronów. Są wybierane do funkcjonalnych powłok na rurach, zaworach i częściach, które wymagają odporności na uderzenia, a nie dekoracyjnego wykończenia.

Powłoka proszkowa kontra farba w płynie

Poniższe porównanie odzwierciedla to, co widzimy na liniach przemysłowych. Proszek nie zawsze jest rozwiązaniem, ale w przypadku części metalowych, które wytrzymują temperaturę piekarnika, zwykle wygrywa pod względem trwałości na jednostkę kosztu.

Kompromisy są realne. Proszku nie można nakładać na podłoża wrażliwe na ciepło, takie jak większość tworzyw sztucznych i drewno, zmiany koloru kosztują czas produkcji, a bardzo cienkie, jednolite warstwy są trudniejsze do uzyskania niż w przypadku cieczy natryskiwanej.

Gdzie obecnie stosuje się malowanie proszkowe

Analitycy branżowi szacują, że światowy rynek farb proszkowych warty jest od 12 do 15 miliardów dolarów i rośnie w tempie około 4 do 6 procent rocznie. Popyt pochodzi z przewidywalnego zestawu sektorów:

• Pojazdy samochodowe i elektryczne: koła, części zawieszenia, półki na akumulatory i elementy podwozia.
• Aluminium architektoniczne: ramy okienne, ściany osłonowe i okładziny, często określane zgodnie z poziomami wydajności AAMA 2604 lub 2605.
• Sprzęt AGD i meble: obudowy pralek, lodówki, biurka, regały.
• Sprzęt rolniczy i budowlany: podwozia, ramy i narzędzia narażone na ścieranie i warunki atmosferyczne.
• Elektryka i telekomunikacja: obudowy, szafy i izolacja szyn zbiorczych.
• Warsztaty pracy i sprzęt sportowy: ramy rowerowe, maszyny gimnastyczne i metalowe zabawki.

Za wykończeniem: jak proszek powłokowy jest mielony i klasyfikowany

Proszek w pudełku z bronią nie zaczął się jako proszek. Żywica, pigment, wypełniacz i dodatki są mieszane na sucho, a następnie podawane do wytłaczarki dwuślimakowej, gdzie są topione i dyspergowane w temperaturze od 90 do 110 stopni Celsjusza. Gorący materiał prasuje się w cienkie płatki, schładza w kruchą blachę i rozbija na wióry. Wszystko dalej jest problemem związanym ze zmniejszeniem rozmiaru i to tutaj w dużej mierze decyduje jakość końcowej powłoki.

Sercem procesu jest drobne mielenie. Młyny młotkowe obsługują etap zgrubny, podczas gdy młyny klasyfikujące powietrze i młyny strumieniowe wytwarzają końcowy rozkład wielkości cząstek. Ponieważ żywica mięknie w temperaturze 50–60 stopni Celsjusza, młyn musi usuwać ciepło tak szybko, jak je wytwarza, dlatego też przepływ powietrza i konstrukcja chłodzenia są tak samo ważne, jak prędkość wirnika.

Młyn klasyfikacji powietrza Rozmiar cząstek produktu: D50 regulowany w zakresie od 1,5 do 45 μm. Zobacz produkt →

Klasyfikacja to druga połowa pracy. Powłoka proszkowa ma zazwyczaj średnią wielkość cząstek od 30 do 45 mikronów, przy czym drobne cząstki poniżej 10 mikronów są ograniczone do minimum, a gruby ogon powyżej 100 mikronów jest prawie wyeliminowany. Drobne cząstki powodują słabą fluidyzację i pylenie aplikacji, podczas gdy grube cząstki powodują powstawanie skórki pomarańczowej i nierównych warstw. Utrzymanie ciasnego punktu cięcia oddziela proszek, który jest gładko natryskiwany z dużą wydajnością przenoszenia, od proszku, który powoduje odrzuty i poprawki. Jeśli chcesz zobaczyć, jak ten punkt cięcia zachowuje się w praktyce, nasza uwaga dot jak działa dynamiczny klasyfikator proszków przechodzi przez mechanizm.

Klasyfikator powietrza Wielkość cząstek produktu: D50 waha się od 1 do 45 μm. Skuteczność klasyfikacji: 60% do 90%. Zdolność produkcyjna: 1 do 60 t/h. Zobacz produkt →

Niektóre preparaty wymagają jeszcze jednego kroku. Metaliczne pigmenty, woski i dodatki kontrolujące ładunek są związane z cząsteczkami podstawowymi, dzięki czemu nie mogą się rozdzielić podczas transportu lub natryskiwania, a maszyny modyfikujące istnieją specjalnie do tego zadania.

Malowanie proszkowe and modification machine Modyfikatory i materiały są precyzyjnie dozowane i równomiernie dodawane w zależności od proporcji mieszania, zapewniając natychmiastową dokładność proporcji mieszania. Pozwala to na cześć... Zobacz produkt →

To jest grunt, nad którym pracujemy każdego dnia. Jiangsu JND buduje urządzenia do mielenia, klasyfikacji, suszenia, odpylania i oczyszczania gazów spalinowych od 2002 roku, przy wsparciu prowincjonalnego centrum technologicznego, długiej współpracy z uniwersytetami, takimi jak Uniwersytet Południowo-Wschodni i Uniwersytet Tongji, oraz posiadających certyfikaty ISO 9001, ISO 14001 i OHSAS 18001. Nasze młyny i klasyfikatory obsługują producentów proszków, a także przemysł cementowy, chemiczny, energetyczny i stalowy, a we wszystkich z nich pojawiają się te same pytania inżynieryjne: jak dobrze, jak równomiernie i jak konsekwentnie.

Typowe problemy z malowaniem proszkowym i ich przyczyny

Większość wad wynika z trzech zmiennych: obróbki wstępnej, grubości powłoki i historii cieplnej. Poniższa tabela zawiera zestawienie usterek, o których słyszymy najczęściej.

Właściwe przygotowanie procesu od strony proszku

Malowanie proszkowe to prosty pomysł, za którym stoi wymagający łańcuch dostaw. Skład chemiczny decyduje o działaniu folii, ale rozkład wielkości cząstek określa sposób natryskiwania, ilość odzyskanego nadmiaru lakieru i częstotliwość wytwarzania odrzutów na linii. Kilka mikrometrów dryftu na drobnym końcu rozkładu może zamienić gładką linię w linię do poprawki.

Jeśli produkujesz proszek powłokowy lub przetwarzasz zawarte w nim wypełniacze mineralne, wybór sprzętu do rozdrabniania i klasyfikacji o stabilnym punkcie cięcia jest decyzją o najwyższej dźwigni, jaką podejmiesz. Nasz zespół zajmuje się doborem młynów i klasyfikatorów od ponad dwudziestu lat i z przyjemnością przyjrzymy się Twojemu materiałowi, docelowej dystrybucji i wydajności, zanim zarekomendujemy konfigurację. Skontaktuj się z naszymi inżynierami i omówimy z Tobą liczby.