Что такое порошковые краски
Порошковые лакокрасочные материалы начали применяться в начале 50-х годов в США, и с тех пор потребность в этих материалах постоянно возрастает.

За 40 лет порошковые краски широко внедрились во все сферы нашей жизни. Ими отделывают холодильники, посуду, садовый и хирургический инструмент, фурнитуру, мебель (садовая, офисная, медицинская, кухонная), пылесосы, стиральные машины, микроволновые печи, научные приборы, электро и слесарный инструмент, станки, компьютеры, полупроводники, кондиционеры, велосипеды, мотоциклы, автомобили, киоски, витрины магазинов и музеев, сельхозмашины, воздушные и морские суда, буровой инструмент и трубы (водопроводные, газовые, нефтяные диаметром от 10 мм до 2 м), насосы для всех видов жидкостей, включая высокоагрессивные, элементы архитектуры и крыши, электро, радио и бытовые приборы, игрушки, микроэлектродвигатели и космические станции и многое другое.

Широким распространением порошковые краски ( особенно термоотверждаемые на основе эпоксидных, полиэфирных смол и полиуретанов) обязаны прежде всего тому, что они не содержат растворителей и на 100% состоят из веществ, которые при отверждении превращаются в тонкослойное, практически непроницаемое для влаги, кислорода, кислот, солей и других химических веществ высокопрочное и твердое абразивостойкое покрытие со сроком службы, превышающим порой срок службы окрашенного изделия.

Для обоснования целесообразности перехода на порошковую технологию окрашивания отмечают следующие преимущества порошковые краски по сравнению с традиционными лакокрасочными материалами:
  • возможность получения покрытий, обладающих высокими физико-механическими, химическими, электроизоляционными, защитно-декоративными свойствами при наличии широкой цветовой гаммы, “металлики” различных цветов, структурированные поверхности (мелкая и крупная структура, “эффект кожи”, “антики”, “муар”), покрытия различной степени блеска (глянцевые, полуглянцевые, полуматовые, матовые), покрывные и транспарентные лаки различных цветов;
  • процесс формирования покрытия позволяет достигнуть большой толщины при однократном нанесении порошковой краски (возможность варьировать толщину покрытия от 40 до 500 мкм);
  • безопасность условий работы (отсутствие риска возгорания и низкой токсичности порошковые краски) и их хранения;
  • экологическая полноценность: загрязнение окружающей среды практически отсутствует, поскольку при отверждении покрытия в атмосферу переходит менее 1% летучих продуктов. Современная система рекуперации порошковых красок позволяет легко избежать выбросов неиспользованного порошка из окрасочной камеры;
  • технологичность: порошковые краски не требуют перед нанесением подготовительных операций, таких, как размешивание, подгонка вязкости, введение добавок и т.д.; легкость зачистки оборудования при переходе от марки к марке, от цвета к цвету; снижение расходных норм на единицу площади окрашиваемой поверхности и возможность повторного использования порошковые краски, не осевшей на окрашиваемое изделие;
  • технология получения порошкового покрытия обеспечивает экономию материалов (использование порошковых красок на 93—97%), энергии (используемый объем воздуха обновляется два раза в час вместо 15 раз/ч при традиционных методах окраски), производственных площадей (уменьшение на 30%) и затрат труда (на 40— 50%).

Эпоксидные порошковые краски

Основное достоинство эпоксидных порошковых красок — оптимальное сочетание хороших физико-механических и электроизоляционных свойств. Покрытия на их основе отличаются исключительно высокой адгезией, механической прочностью и химической стойкостью. Их можно применять на изделия из разных металлов без предварительного грунтования поверхности. В свою очередь их можно наносить в качестве грунта под жидкие и порошковые лакокрасочные материалы. Если при использовании эпоксидного порошкового покрытия требуется повышенная противокоррозионная стойкость, рекомендуется черные металлы и оцинкованную сталь фосфатировать, а алюминий и его сплавы хроматировать.

Хорошая стойкость к щелочам и кислотам, алифатическим и ароматическим углеводородам, маслам, топливу, воде позволяют использовать эпоксидные порошковые краски для наружной и внутренней защиты магистральных трубопроводов. Используя эпоксиды, можно получить покрытия толщиной до 500 мкм с одинаково хорошими твердостью, эластичностью и ударной прочностью.

Традиционными потребителями эпоксидных порошков являются электротехника и радиотехника, где эти покрытия заменяют многие виды сложной электроизоляции. Существенным недостатком эпоксидных покрытий является их ограниченная атмосферостойкость (меление при эксплуатации на открытых площадках) и склонность к пожелтей ию из-за перегрева в печи отверждения, особенно если она обогревается газом.

Эпоксидно-полиэфирные порошковые краски

Если к порошковому покрытию не предъявляются повышенные антикоррозионные требования и/или не требуется устойчивость к действию растворителей, эпоксидные порошки заменяют эпоксиполиэфирами (применяется сочетание эпоксидной и полиэфирной смол), которые получили название гибридных порошков.

При появлении гибридных порошков потребителей больше привлекала их низкая цена, но впоследствии расширение их сбыта было обусловлено технологическими преимуществами (например, их покрытия стойки к перегреву при отверждении), повышением механических свойств, химической стойкости, а также пониженной чувствительностью к ультрафиолетовому излучению (для композиций с небольшим содержанием эпок-сикомпонентов). Применение эпоксиполиэфиров с различным соотношением содержания эпоксид/полиэфир позволяет их широко использовать для отделки предметов домашнего обихода, металлической, садовой, офисной, медицинской и школьной мебели, спортивных снарядов, торгового, осветительного и электрооборудования и др. Большим спросом эпоксиполиэфиры пользуются благодаря высоким декоративным качествам покрытий на их основе. Современная технология получения порошковых красок позволила не только расширить цветовую гамму покрытий, но и добиваться различной фактуры покрытия. Это такие покрытия, как "муар", покрытие под "кожу", покрытия с различной структурой — мелкой и крупной, серия "антиков", металлики различных цветов. Особое положение занимают так называемые покрывные лаки, используемые для защиты цветных металлов (бронза, медь, латунь) и тонкого слоя металла вакуумного напыления от окисления, позволяющие выигрышно оттенить поверхность, а также лаковые и наполненные композиции для стекла (флаконы для парфюмерии и косметики и т.д.) разных цветов, характеризующиеся исключительно высоким розливом и различной фактурой поверхности.

Полиэфирные порошковые краски

Несмотря на широкое применение полиэфиров в производстве лакокрасочных материалов, разработка порошковых полиэфирных красок значительно сдерживалась из-за отсутствия промышленного выпуска твердых полиэфиров. Они появились только в середине 60-х годов и в 1975 г. на их долю в мировом производстве приходилось около 15—20% общего выпуска термоотверждаемых порошковых красок.

Полиэфирные порошковые краски обычно подразделяют на несколько групп. Прежде всего это широко распространенные полиэфиры, отверждаемые триглицидилизоциануратом (ТГИЦ). В течение многих лет проводились разработки по улучшению только таких порошковые краски, несмотря на повышенную токсичность как летучих веществ, выделяющихся при отверждении, так и самих покрытий по сравнению с описанными выше эпоксидами и эпоксиполиэфирами.

Однако в последнее время в связи с особым вниманием к проблемам экологии и безопасности применяемых материалов разработаны и стали производиться полиэфирные порошковые краски, обладающие всеми преимуществами первых при меньшей токсичности. Покрытия на их основе допускаются к контакту с пищевыми продуктами, могут применяться для окраски детских игрушек и мебели, при их отверждении не выделяются особо вредные вещества. При этом стоимость порошковых красок и, соответственно, себестоимость окраски единицы площади возрастают незначительно.

Полиэфирные покрытия отличаются прежде всего атмосферостойкостью, механической прочностью и повышенной стойкостью к истиранию. По атмосферостойкости покрытий полиэфирные краски не уступают никакому другому порошковому материалу. Диэлектрические показатели близки к показателям эпоксидных покрытий. Однако щелочестойкость полиэфирных покрытий низка.

Обычно используют покрытия толщиной 60—120 мкм. Они обладают высоким глянцем и хорошей адгезией к металлам, в том числе и к легким сплавам.

Полиэфирные покрывные лаки для покрытий с высокими атмосферостойкостью и глянцем используются в многослойной технологии (например, при окраске дисков колес) для окончательной отделки изделия. Назначение полиэфирных покрытий: алюминиевые фасонные профили, архитектурно-строительные конструкции, диски колес и детали машин, сельскохозяйственное оборудование, садовый инвентарь и т.д.

К полиэфирным порошковым краскам относят также так называемые "полиуретаны", отверждаемые блокированным изоцианатом и отличающиеся рядом особенностей.

Основной недостаток первых полиуретанов — наличие большого количества летучих соединений, выделяющихся в процессе отверждения покрытия и, как правило, приводящих к дефекту покрытия (образование кратеров), а при большой толщине слоя и к пористости. Максимальная толщина покрытия составила 100 мкм. Однако потребителей полиуретанов привлекала исключительная твердость, химстойкость, блеск и поверхностная текстура этих покрытий. Разработки последних лет по созданию новых изоцианатов позволили не только исключить эти недостатки, но и добиться того, что современные полиуретаны сопоставимы по атмосферостойкости с полиэфирами, содержащими ТГИЦ.

Полиуретановые покрытия характеризуются устойчивым блеском, обладают водо- и атмосферостойкостью, стойкостью к жидкому топливу, минеральным маслам, растворителям.

Их применяют для защиты изделий, подвергающихся трению, абразивному износу, некоторых видов химического оборудования и емкостей для хранения жидких и газообразных химических веществ. Они также пригодны в качестве грунта при нанесении других порошковых красок (эпоксидных, полиакрилатовых и т.д.).