 Инновации в области технологий и материалов открыли возможности, о которых ранее невозможно было даже мечтать. Хотя преимущества экологического плана и были сильным мотивирующим фактором для перехода с жидких покрытий к напылению порошковых, решающим фактором для многих компаний является повышение доходности. Ведущие производители технологий нанесения порошковых покрытий считают, что у них имеется неограниченный потенциал в области производства пластмассовых применений, включая автомобильные детали и многое другое.
Технология нанесения на продукты покрытия из сухого порошка вместо традиционных жидкостей использовалась уже с пятидесятых годов. Порошок, используемый для данной технологии, представляет собой смесь тонко измельченных частиц красителя, полимерной смолы и наполнителей. Порошок можно наносить с помощью электростатического напыления на поверхность подложки, или же подложку (продукт) можно окунать в псевдосжиженный слой суспензированного порошка. Во время последующего термического отверждения частицы образуют поток и сплавляются в прочное защитное покрытие. В результате образуется высококачественное косметическое поверхностное покрытие с превосходной износостойкостью. Для покрытий из полиэфирного TGIC используют эпоксидный функциональный сшиватель TGIC (триглицидил изоцианурат). Использованием этого многофункционального сшивателя с низкой молекулярной массой позволяет создавать рецептуры полиэфирного TGIC, содержащие до 90 процентов и более смолы внутри связывающей системы. Устойчивость полиэфирного TGIC к воздействию атмосферных явлений сопоставима с устойчивостью полиэфируретановых покрытий. Покрытия из полиэфирного TGIC, как правило, обеспечивают более быстрое и никотемпературное отверждение по сравнению с полиуретанами. В отличие от уретановых покрытий, TGIC позволяет сохранять прекрасные механические свойства при образовании пленки толщиной более трех мил без газовыделения. Соответственно, покрытия TGIC обеспечивают прекрасное покрытие кромок там, где имеются острые кромки. Для реализации технологии нанесения порошкового покрытия необходимы тонко измельченные частицы красителя и смолы, которые напыляются на подложку. После того, как частицы нанесены, деталь подвергается отверждению, что приводит к образованию химической реакции, которая связывает порошок и деталь (подложку). В результате образуется однородное, высококачественное и износостойкое поверхностное покрытие. Получаемое поверхностное покрытие имеет более привлекательный внешний вид по сравнению с получаемыми традиционными методами за счет того, что здесь исключаются потеки, полосы и неравномерное высыхание, которое имеет место при использовании жидкой краски. Порошок, который не присоединяется к детали, собирают и используют повторно, что позволяет получить максимальную рентабельность использования материала в 98 процентов. Это сопоставимо с уровнем утилизации в 30 - 80 процентов, который достигается при использовании большинства других технологий нанесения покрытий напылением. Наиболее распространенной технологией, которая используется для напыления порошковых покрытий, является технология электростатического напыления. Для реализации данной технологии необходимы питательный бункер и пистолет-распылитель, включающий электростатический заряд частиц. Существует два типа пистолетов-распылителей, с использованием коронного разряда и трибологический. В пистолете с коронным разрядом используется подача напряжения для зарядки частиц порошка, в то время как в трибопистолете используется трение, которое создается внутри ствола пистолета. При использовании коронного разряда частицы получают отрицательный заряд. Из-за этого возникают электрические поля, что приводит к созданию неравномерных покрытий. Трибопистолет дает частицам положительный заряд. В результате не образуется неравномерного покрытия, что делает этот метод оптимальным для применений с электростатическим напылением. Изначально частицы порошка накапливаются в большой псевдосжиженной подложке для того, чтобы постоянно сохранять их в подвешенном состоянии. Подвешенность частиц позволяет избежать их скопления приемной трубе, которая ведет к порошковом насосу. Насос перекачивает частицы из псевдосжиженной подложки в нагнетательную трубу. Вторичный приток воздуха ускоряет частицы, увеличивая количество столкновений с тефлоновыми стенками и делая их положительно заряженными (покрытия). Трибостатическая технология показана на Рисунке 2 (Трибостатическая технология). Положительно заряженные частицы распыляются с помощью наконечника пистолета и присоединяются к заземленной детали. Рабочая деталь (подложка) затем помещается в печь, и отвержадется при температуре 300º F в течение 20 минут (TGIC). Процесс отверждения вызывает химическую реакцию, которая соединяет порошковое покрытие и подложку. Существенное значение для производства пластмассовых применений имеет появление УФ порошков с температурами отверждения до 250°F. Такие достижения теперь позволяют наносить порошковые покрытия на некоторые очень широко используемые пластмассы. Эта технология применяется либо как технология последующего нанесения поверхностного покрытия, либо как компонент основного литьевого формования. Для осуществления нанесения порошкового покрытия "в форме" материал для порошкового покрытия распыляют на нагретое гнездо пресс-формы до того, как начнется цикл формования. Во время процесса формования порошковое покрытие связывается химически с формуемым компаундом, и создается продукт с покрытием, которое устойчиво к расщеплению и ударным воздействиям. Так же, как и другие технологии, нанесение порошкового покрытия имеет свои присущие от природы преимущества и недостатки. (см. таблицу) | Преимущества | Недостатки | | Отсутствие растворителей, содержание летучих органических соединений близко к нулю | Tрудно наносить тонкие покрытия (< 1.0 мил) из-за проколов | | Использованный воздух из камеры по нанесению покрытия можно возвращать в помещение, таким образом, меньше воздуха из печи выводится наружу | Из-за частых изменений окраски могут возникнуть длительные простои | | Избыточное напыление (до 98%) можно собрать и повторно использовать | Для хранения и погрузки/разгрузки порошка необходим контроль климатических условий | | Не надо времени на высушивание или устранение заусенцев для того, чтобы сложить детали поближе друг к другу | Несколько труднее получить точное соответствие цветов и однородность окрашивания, чем при использовании жидких покрытий | | Легко приспосабливается к непрерывным автоматизированным технологиям | Иногда сложно обеспечить однородность толщины покрытия | | Не вредно для оператора | Температуры отверждения, необходимые для некоторых покрытий, слишком высоки для деталей, чувствительных к высоким температурам | | Легко получать толстые покрытия; можно наносить на холодные продукты пленки толщиной 1.5 - 5.0 мил | Переход с технологий с жидким покрытием дорого стоит | | Возможность крупносерийного производства | Во внутренних углах может быть низкая толщина пленки - " клетка Фарадея" | | Простота очистки и материально-технического обслуживания | Некоторые трудности с созданием некоторых эффектов металлика; виды поверхностной текстуры ограничены в отличие от текстур при влажном способе | | Порошковое покрытие не образует потеков или наплывов; эта технология более стойкая, чем технология нанесения жидкого покрытия | Исправление дефектов пленок с порошковым покрытием может быть затруднительным; подбор соответствующего жидкого покрытия для ремонта обычно не удается |
Последние достижения в области технологии нанесения порошковых покрытий позволили им приблизиться к максимально высоким эксплутационным характеристикам, которые обычно ассоциируются с нанесением фарфоровой эмали, согласно данным, полученным за счет обычно используемых промышленных испытаний. Это дает заказчикам существенные выгоды. Окончательные свойства порошковых покрытий часто превосходят свойства жидких покрытий. Причиной быстрого роста применения этой технологии является то, что порошковые покрытия позволяют максимально увеличить производство, сократить расходы, повысить эффективность, и обеспечить максимальное соответствие становящимся все более строгими нормативным актам по экологии. У технологии нанесения порошковых покрытий широкого профиля очень хорошие перспективы.
www.newchemistry.ru
|
