https://sites.google.com/site/spectralbalticengl/enciklopedia-pokraski/poroskovye-kraski
Виды порошковых красок



Порошковые краски – это твердые дисперсные композиции, в состав которых входят специальные смолы - олигомеры, способные образовывать пленку. Также в составе краски есть наполнители, отвердители и ускорители отверждения, пластификаторы, модификаторы и различные вспомогательные вещества, целевые добавки, пигменты. Могут быть непигментированными - лаками и пигментированными - красками.

Внешне порошковые краски – это мелкий сухой порошок, характерного цвета, со слабым специфическим запахом, нерастворимый в воде.

Основное требование, предъявляемое к порошковым краскам: способность равномерно распределяться по обрабатываемой поверхности и при отверждении образовывать покрытие с необходимыми свойствами.

В порошковых красках дисперсной средой является воздух, а не растворитель или вода, поэтому они экономически, технически и экологически выгоднее (по сравнению с традиционными ЛКМ). Если в красках на основе растворителей или воды содержание основного компонента составляет около 50%, то в порошковых материалах - 100%. Но для их нанесения на поверхность необходимо использовать специальные методы окраски.


Существует две больших группы порошковых красок в зависимости от типа пленкообразования: термопластичные - на основе термопластичных полимеров и термореактивные (на основе термореактивных полимеров - олигомеров). Второй вид порошковых ЛКМ выпускается в большем количестве (около 65 – 70%).

Порошковые краски первой группы, изготовленные на основе термопластичных пленкообразователей, формируют покрытия без химических превращений, за счет сплавления частиц и охлаждения расплавов. Пленки, которые из них получаются, термопластичны и часто растворимы. Состав таких красок соответствует составу исходного материала. К этой группе относится порошковая краска на основе поливинилбутираля, полиэтилена, поливинилхлорида, полиамидов.

Порошковые краски на основе полиэлифинов (полиэтилена, полипропилена) предназначены в основном для защиты поверхностей, так как обладают хорошими физико-механическими, антикоррозионными и электроизоляционными свойствами. Ими окрашивают изделия из проволоки, трубы, аккумуляторные баки, кронштейны, стеклотару, части стиральных и посудомоечных машин, стеллажи, металлическую мебель. Большой недостаток таких покрытий – склонность к растрескиванию. Кроме того, атмосферостойкость таких покрытий не очень высока.

Вторая большая группа порошковых красок – термореактивные, на основе термореактивного пленкообразователя. Покрытия формируются в результате сплавления частиц и последующих химических реакций. Они не плавки и не растворимы. К этой группе относится порошковая краска на основе эпоксидных и полиэфирных смол, акрилатов, полиуретана. Составы этой группы хорошо подходят для окраски изделий, производимых в области машиностроения, если от покрытия требуются твердость, стойкость и высокие декоративные свойства.

Эпоксидные краски механически прочные, имеют хорошую стойкость к растворителям и хорошую адгезию, однако при перегреве желтеют. Под воздействием ультрафиолетового облучения верхний слой разрушается, становится мелоподобным. В состав эпоксидно-полиэфирных порошковых красок входят эпоксидные и полиэфирные пленкообразователи, которые реагируют друг с другом при отверждении. Эти краски имеют меньшую склонность к пожелтению и выдерживают более высокие температуры.

Полиэфирные порошковые краски хорошо подходят для окраски объектов вне помещения, так как на открытом воздухе их верхний слой не разрушается и они не «мелят».

Полиуретановые краски придают покрытиям устойчивый блеск. Их применяют для защиты изделий, подвергающихся трению, абразивному износу. Кроме того, придают поверхности особый декоративный эффект – текстуру жатого шелка. Полиуретановые покрытия обладают высокой атмосферостойкостью, стойкостью к воде, жидкому топливу, минеральным маслам, растворителям.

 
Состав порошковых красок


Олигомеры (полимеры) – это основа любой порошковой краски, которая и определяет конечные свойства продукта. Чаще всего для производства порошковых красок используют полимеры (олигомеры) в виде сыпучего порошка, или вещества, которые при измельчении образуют дисперсный порошок. Иногда могут использоваться жидкие олигомеры (например, в качестве модификаторов) или пленкообразователи в твердом виде, которые могут в определенных условиях переходить в вязкотекучее состояние.

Для изготовления порошковых красок необходимо использовать пленкообразователи с определенными свойствами: достаточно низкая вязкость расплавов, оптимальное поверхностное натяжение; молекулярная масса должна быть в пределах от 1500 до 3000; также необходима определенная температура текучести, плавления, стеклования, степень кристалличности; оптимальное число функциональных групп и т.п.

Наполнители и пигменты в порошковых красках играют такую же роль, как и в жидких составах, например, придают определенный цвет, оттенок, меняют механические, пластические и другие свойства краски или готового покрытия, улучшают защитные свойства, придают декоративный эффект и т.п. Пигменты также оказывают большое влияние на основные параметры красок: способность наноситься на поверхность, склонность к электризации, сыпучесть.

В готовой краске количество всех наполнителей и пигментов может колебаться от 5 до 60%. Число сильно зависит от назначения краски, ее цвета и природы используемого олигомера (полимера). Как правило, в порошковых красках используются те же наполнители и пигменты, что и в жидких. Эти вещества могут быть органического или неорганического происхождения. Чтоб укрывистость покрытия была высокой часто применяют органические пигменты в сочетании с неорганическими.

Часто при изготовлении порошковых красок используют следующие наполнители: каолин, молотую слюду, бланфикс (барит), кварц, кремнезем, тальк и др.

Модификаторы по типу отличаются от основных пленкообразующих добавок. Используют модификаторы для того, чтоб улучшить свойства как самих красящих составов, так и покрытий на их основе. В качестве модификаторов в порошковых красках могут выступать олигомеры, мономеры или полимеры.

Пластификаторы играют в производстве порошковых красок очень важную роль, т.к. без этих веществ невозможно получить из порошкообразной массы качественное покрытие с высокими декоративными и защитными свойствами. Пластификаторы способствуют снижению продолжительности высыхания порошковых лакокрасочных материалов, уменьшают температуру формирования покрытий, регулируют физико-механические свойства отвержденного слоя.

В качестве пластификаторов могут использоваться тверды
е или жидкие соединения. Из твердых можно отметить: дифенилфталат, салициловую кислоту, β-нафтол, трифенилфосфат и др. К жидким пластификаторам, которые используют в производстве порошковых красок, относятся: диоктилфталат, пентаэритритовый эфир (также гликолевый) жирных синтетических кислот, дибутилфталат и др.

Отвердители используются в производстве термопревращаемых порошковых лакокрасочных материалов на основе полиуретановых, эпоксидных, полиакрилатных, полиэфирных и некоторых других олигомеров. Отвердители применяются для схватывания смолы при заданной температуре. Степень схватывания может быть использована для определения степени глянца, и таких аспектов как структурные или текстурные эффекты.В эпоксидных красках тип отвердителя и соотношение между отвердителем и смолой определяет степень глянца.

Ускорители отверждения применяются вместе с отвердителями. При этом необходимо учитывать вид используемого пленкообразователя. Ускорителями отверждения служат комплексы аминов с металлами, соли некоторых металлов (например, Cd, Zn, Hg и др.). Если используется эпоксидная основа, часто используют ароматические амины, цианамиды, многоосновные кислоты и их ангидриды и др.

Вообще, добавки применяют во всех составах краски, их основное назначение:

  - повышение/понижение электростатического притяжения;
  - увеличение/ уменьшение степени выравнивания поверхности;
  - получение декоративных эффектов;
  - снижение температуры сушки;
  - изменение удельной проводимости;
  - увеличение твердости поверхности.


Свойства порошковых красок

Основными свойствами порошковых красок являются: дисперсионный состав, сыпучесть, гигроскопичность, насыпная плотность, и способность к псевдоожижению.

Дисперсионный состав. По величине частиц у порошковых красок наблюдается значительный разброс. Допустимый размер частиц находится в пределах 5 – 350 мкм. В зависимости от методов нанесения краски допустимый размер варьируется.

Сыпучесть. Необходимое требование ко всем порошковым краскам – хорошая сыпучесть. Если сыпучесть недостаточная, нанесение красок затруднено. Критерий оценки сыпучести – угол внутреннего трения, скорость высыпания порошка, угол ссыпания, угол обрушения. При нормальной сыпучести угол естественного откоса обычно колеблется от 36 до 45 градусов.

Гигроскопичность. Порошковая краска обладают способностью влагопоглощения. В результате снижается сыпучесть порошков, могут изменяться электрические свойства красок, а также это сказывается на качестве пленкообразования.

Насыпная плотность. Это одна из массовых и объемных характеристик порошковых красок. Насыпная плотность представляет собой массу свободно насыпанного порошка в единице объема, выражаемая в кг/куб.м. Нормой для промышленных порошковых красок является насыпная плотность от 200 до 800 кг/куб.м. Зависит этот показатель от состава краски, от формы и степени полидисперсности частиц.

Способность к псевдоожижению - к образованию кипящего слоя, необходимого по технологии создания покрытия, зависит от структуры и свойств порошка. Так к псевдоожижению не способны сильно увлажненные, мелкодисперсные порошки с углом естественного откоса более 43 градусов. А особенно хорошо проявляется эта способность у порошков, состоящих из укрупненных частиц, форма которых приближена к шарообразной.