Порошковая покраска в домашних условиях: выбор и изготовление оборудования

Необходимое оборудование

Хотя количество необходимых инструментов и приспособлений зависит от масштабов работ, обязательно наличие следующего:

• Окрасочная камера. Позволяет выполнить порошковую покраску качественно, избегая постороннего воздействия. При производстве она дополнительно оснащается рекуператором, который отвечает за сбор оставшегося порошка, что значительно снижает расходы. В последующем частички проходят фильтрацию.

  Использование специальной камеры и системы рекуперации позволяет существенно снизить потери

• Пульверизатор. Он бывает ручной и специальный промышленный для больших объемов работ. Альтернативой может служить компрессор, который дополнительно снабжается фильтром высокого давления.

  Для работы с порошком используется специфическое профессиональное оборудование

• Печь. В ней происходит плавление нанесенных частиц.

Естественно, крупные производства имеют специальные системы подвесов и доставки, что облегчает работы и ускоряет темп.

Какой бы способ нанесения состава не использовался на финишном этапе деталь обязательно прогревается в печи

Пошаговая схема работы

Стоит отметить, что рассматриваться будет технология порошковой покраски металла в самом простом варианте. То есть работать будем исходя из того, что у нас в наличии имеется «кустарная» покрасочная камера, а также самые простые и недорогие приспособления для реализации этого дела.

В качестве наглядного примера будем рассматривать самое обычное изделие – простой кусок металла.

Начнем.

Предварительная обработка поверхности

С заготовкой нужно сделать вот что:

1. Очищаем всю поверхность металла от пыли и грязи с помощью обыкновенной мокрой тряпочки.
2. Далее берем наждачную бумагу или же специальные металлические щетки и зачищаем ими все участки, на которых имеются признаки коррозии.
3. Теперь нужно увеличить уровень адгезии плоскости – для этого просто напросто обезжириваем ее любым доступным растворителем.

Обезжиривание металла

1. После того, плоскость очищена и обезжирена, нужно ее прогрунтовать. Для этого на изделие наносится так называемый конверсионный подслой краски. Как правило, для этого применяется краска на основе неорганических веществ. (См. также статью Грунтовка под шпаклевку: особенности.) Что это дает? Благодаря такому грунтовочному слою уменьшается риск попадания влаги и воздуха под высохшую порошковую краску. Это возможно за счет того, что поверхность металла и порошкового покрытия сцепляется не напрямую, а через эту самую пленку из промежуточной краски. То есть сцепление всех слоев становится на порядок лучше, что в конечном итоге положительно влияет на срок службы итогового полимерного покрытия и соответственно всего изделия в целом.
2. И последний этап подготовительных работ – это нанесение своими руками сверху грунтовки, слоя, который состоит из соединений нитрата хрома и натрия. Это процесс называется пассивирование – он нужно для того, чтобы ржавчина не появилась на изделии в то время, пока деталь готовится к покраске.

Пример пассивированной детали

В общем-то, если все зачищено, обработано растворителями и прочими составами, то можно просушить заготовку в печи и приступать к следующему этапу.

Нанесение краски и формирование покрытия

Инструкция по покраске как раз достаточно простая.

1. Изделие помещается в камеру напыления.
2. При необходимости заготовка фиксируется.
3. Берется пулевизатор и заготовка красится.

Кстати, имейте в виду, что если вы с помощью порошковой покраски планируете добиться стойкости детали к воспламенению, то, пожалуй, не имеет смысла применять данную технологию. Гораздо проще будет приобрести огнезащитные краски по металлу Полистил, Негорин и другие аналоги – и деньги сэкономите, и нужный эффект гарантированно получите.

Пример огнезащитной краски

После нанесения краски начинается процесс формирования твердого полимерного слоя. Подробнее об этом.

Запекание краски

Под этим термином подразумевается то, что окрашенное изделие помещается в специальную камеру, где заготовка на протяжении определенного времени подвергается воздействию высокой температуры.

В нашем случае деталь кладется в духовой шкаф – его можно изготовить самостоятельно и «запитать» от электричества, мазута или от другого горючего.

Во время «запекания» детали нужно соблюдать такие условия:

Важно придерживать рекомендаций, которые содержит инструкция конкретной краски. То есть это означает, что для получения качественного слоя должна соблюдаться определенная температура, на протяжении такого-то времени и т.п.
Изделие должно прогреваться равномерно! Поэтому, если у вас жар идет от стенок «духовки», лучше поместить заготовку на чем-то вроде прутьев, чтобы она оказалась на равном расстоянии от всех стенок

Когда отведенное для прогрева детали время истекло, вынимаем ее из шкафа и оставляем на открытом воздухе для того чтобы она остыла.

Шкаф для термообработки окрашенных изделий

Тут плюс в том, что не требуется никакого закаливания металла – то есть фаза частого контраста холодного и горячего отсутствует. А это означает, что и цена проекта в целом снижается, и время экономится.

На этом все – по сути. Такая вот кустарная обработка изделия порошковым методом закончена. Как видите, в домашних условиях, у себя в гараже, наладить такой процесс вполне можно – было бы желание и определенная доля старания.

Подведем итоги нашего обзора.

Особенности технологии нанесения порошковой краски и полимеризация

Нанесение порошковой краски проходит в три этапа:

Схема линий порошкового окраса

1. Подготовка поверхности. Включает в себя удаление загрязнений и нанесение дополнительных конверсионных покрытий для повышения защитных свойств и долговечности.
2. Нанесение покраски в покрасочной камере с использованием установки.
3. Полимеризация в печи при высокой температуре.

Химическое обезжиривание металла под покраску является обязательным. Остатки масла, химикатов или капли влаги могут вызвать пятна с изменением цвета, проколы, раковины. Заготовка осматривается на предмет наличия острых кромок, заусенцев, наплывов от сварных швов и пайки металла.

Необходимо очистить поверхность от ржавчины и пыли. Придание дополнительных свойств фосфатированием поверхности, хроматированием или пассивированием зависит от требований к покрытию.

Камера для нанесения оборудуется системой рекуперации, возвращающей микрочастицы в питатель.

Печь полимеризации

Температура отвердения каждого вида краски указывается производителем в сопроводительных документах и, как правило, составляет 180–200 градусов. Под температурой полимеризации понимают температуру поверхности заготовки, а не температуру рабочего режима печи.

Отвердение покраски в полимеризационной камере рекомендовано проводить при сниженных температурах и длительных сроках. Это позволит увеличить твёрдость и избежать таких дефектов покрытия, как шагрень и потёки.

Массивные металлические изделия рекомендовано прогревать заранее, чтобы срока нахождения детали в печи хватило для окончательного отвердения. Не допускается наличие пыли в помещении. Транспортировать металлическое изделие с неостывшей покраской запрещено.

1.4. Области применения порошковых красок

Перечень изделий, которые могут быть окрашены порошковыми красками, достаточно широк. Существуют отрасли промышленности, где особенно быстро растут темпы потребления порошковых красок. Примером могут служить покрытия внутренней поверхности труб для буровых нефтяных скважин и перекачивания нефти, функционирующие в условиях, где такие факторы, как повышенное давление, высокие температуры и присутствие вызывающих коррозию сред, способны оказывать разрушающее воздействие практически на все, за редким исключением, покрытия.

В США автомобильная промышленность потребляет около 15 % всех производимых в стране порошковых красок, и применение их все расширяется благодаря высокому качеству получаемых покрытий, по экономическим причинам, а также по соображениям экологии. Порошковые краски используются некоторыми производителями автомобилей для создания промежуточных грунтовочных слоев при получении наружных покрытий, а также для окончательной отделки внутренних деталей. Возрастает применение порошковых материалов для отделки различных автомобильных деталей, где необходима надежная защита наряду с хорошим декоративным видом. Диски колес, бамперы, рамки для зеркал, масляные фильтры, блоки двигателя, корпуса электрических аккумуляторов, рессоры — это лишь некоторые из многих деталей автомобилей, окрашиваемых порошковыми красками. Порошковые лаковые композиции для использования поверх основных наружных покрытий корпусов автомобилей являются альтернативой жидким органорастворимым лакам.

Производство товаров народного потребления представляет собой не единственную область рынка, использующую термоотверждаемые порошковые краски; на нее приходится около 17 % всего их потребления. Поскольку развивается тенденция замены силикатных эмалей порошковыми красками, использование порошков на рынке товаров народного потребления будет продолжать расти. В число областей применения порошковых материалов входит также окрашивание корпусов и кожухов различных изделий, морозильных камер, сушильных барабанов, корпусов стиральных машин и т. д.

Производство садового оборудования и инвентаря также является крупным потребителем порошковых красок (около 7 % от общего их потребления). Промышленные производства потребляют около 56 % всех порошковых материалов. Под промышленными производствами подразумеваются все другие, за исключением вышеупомянутых автомобильной промышленности, производства товаров народного потребления, архитектурных сооружений и садового оборудования и инвентаря.

Большими потенциальными областями потребительского рынка могут быть производства изделий из алюминиевого проката, представляющие в настоящее время 4% всего североамериканского рынка, потребляющего порошковые краски. Последние достижения в развитии полиэфир-тригли-цидилизоциануратных (ТГИЦ) систем и материалов на основе фторсодержащих полимеров позволили порошковым краскам конкурировать с жидкими системами при окрашивании архитектурных сооружений по прочности, атмосфероустойчивости и стойкости к обесцвечиванию. Некоторые из таких покрытий в различных строительных областях успешно эксплуатируются более 15 лет.

Порошковые краски на потребительском рынке — самый быстро растущий сегмент в структуре всех лакокрасочных материалов. Из примерно 5000 видов порошковых красок на североамериканском рынке используется около 1000 (табл. 1.1).

Таблица 1.1

Оборудование для порошковой покраски: выбор и самостоятельное изготовление

Многие необходимые инструменты и приспособления можно изготовить своими руками. Это позволит значительно сэкономить, но потребует много сил и времени. Для получения оптимального результата некоторое оборудование рекомендуется приобретать.

Распылитель

Распылитель является одним из важнейших инструментов, от качества напыления зависит то, каким получится покрытие. Поэтому лучше отказаться от самостоятельного создания приспособления и отдать предпочтение готовым вариантам. Принцип окрашивания заключается в том, что частички краски, проходя через пистолет, приобретают определенный заряд.

Прибор бывает двух основных видов:

1. Электростатический. В нем частички заряжаются от постороннего воздействия. С его помощью можно красить любыми видами порошковых составов.
2. Трибостатический. Этот вариант более простой, частицы приобретают заряд за счет быстрого вылета из сопла и трения между собой. Такой метод напыления требует соблюдения определенных условий, на качество покрытия оказывает влияние влажность. Также необходимо правильно рассчитать длину подсоединенного шланга, которая зависит от мощности компрессора.

• Интересный вариант – пистолет «Старт», особенно с серийным номером 50. Такая разновидность универсальна и сочетает в себе обе технологии нанесения краски. С этой целью прибор снабжается дополнительной трубкой для трибостатического напыления.
• Более доступным является «Лидер». Он позволяет выполнять работы в домашних условиях. Отличается небольшим расходом краски.
• Для профессиональных процессов и масштабного производства отличным решением будет оборудование марки «Тесла». Стоимость такой установки значительно превышает предыдущие варианты, но обеспечивает комфортный уровень работы.

Камера окраски

Покрасочную камеру можно изготовить самостоятельно, для этого не потребуются сложные материалы. Но многие мастера считают, что от этого участка можно отказаться. Действительно, если мероприятие проводится единожды, то достаточно подготовить удобное и чистое место, которое закрывается плотной полиэтиленовой пленкой. Но при постоянных работах такое приспособление будет нелишним.

Алгоритм создания камеры:

1. Сваривается каркас нужного размера, для этого используется металлический профиль. Если покраска будет проводиться в специальном помещении, то при наличии свободного места камеру делают стационарной. Создаваемый бокс должен быть достаточно просторным.
2. С внешней стороны профиль обшивается листами железа, с внутренней укладывается теплоизоляция. Необходимо добиться предельной герметичности, что позволит сохранить большую часть неиспользуемого порошка.
3. Для лучшего сбора краски пол рекомендуется сделать решетчатым.
4. Отдельно предусматривается принудительная вентиляция.

Упростить задачу можно, расположив покрасочный участок вдоль одной из стен помещения. Смежные поверхности обшиваются листами железа, место подвеса располагается на некотором удалении от стены, а под ним размещается контейнер для частичного сбора состава. Пространство закрывается плотным занавесом.

Именно печь – один из самых важных элементов при выполнении порошковой покраски. Она необходима для расплавления нанесенных на поверхность детали частиц состава. Важным условием является выбор оптимальной температуры. Суть процесса полимеризации заключается в том, что нагреть нужно не поверхность, а полностью изделие, которое подвергается обработке.

Изготовление печи

Изготовление такого устройства – не самая легкая процедура. Подробный алгоритм процесса включает несколько этапов.

Подготовка необходимого материала

Для создания печи потребуется:

• сварочный аппарат;
• болгарка;
• дрель с насадками по металлу;
• ножницы.

• плиты базальтовой ваты толщиной 100 мм;
• металлический профиль размером 5*2 см;
• оцинкованные листы стали;
• тангенциальный вентилятор;
• тэны (для камеры шириной и глубиной 100 см при высоте 200 см потребуется 12 шт.);
• термодатчики и блок контроля.

Что входит в состав порошковых красок

Порошковые краски являются более экономичными с точки зрения нанесения покрытия на большую площадь. Наносятся такие краски электростатическим способом с последующим обжигом в специальной печи.

Существует специальное оборудование для нанесения порошковой краски, которое можно приобрести в любом специализированном магазине.

Состав порошковых красок таков, что в результате их использования появляется долговечное и высоко стойкое покрытие, которое минимальным образом влияет на окружающую среду.

В состав порошковых красок входят следующие компоненты: пигменты, смола, разнообразные добавки и отвердитель:

Пигменты. Их предназначение заключается в том, чтобы получить декоративный эффект. В красящих веществах данного типа пигменты используются в меньшей степени для обеспечения дополнительной защиты поверхности или для регулировки степени глянца.

Отвердитель. Используется данный компонент для смешивания смолы при наличии заданной температуры.

Смолы. Благодаря им и создаются основные свойства порошковых красок.

Добавки. Добавки, как правило, применяются во всех типах красящих веществ и их функции заключаются в следующем:

• Увеличение твердости окрашиваемой поверхности.
• Уменьшение или увеличение степени выравнивания рабочей области.
• Изменение удельной плотности.
• Получение декоративного эффекта.
• Понижение температур сушки.
• Понижение или повышение электростатического прилипания.

Область использования

Состав порошковых красок говорит о том, что они имеют широкую область применения. В список изделий, которые могут быть покрашены данным веществом, входят:

1. Садовый и огородный инвентарь, а также сельхозмашины: мебель для улицы, тележки, садовое оборудование, трактора и так далее;
2. Торговое оборудование: фурнитура, шкафы, витрины, стеллажи и так далее;
3. Бытовая техника: моечные и стиральные машины, радиаторы, холодильники, котлы отопления и так далее;
4. Товары для отдыха и спорта: мотоциклы, игрушки, велосипеды, санки и так далее;
5. Электрооборудование: кабельные лотки, корпуса устройств и тому подобное.

Кроме этого, применять порошковую краску можно в строительстве и архитектуре, а также автомобилестроении, для окраски офисной мебели и так далее.

Преимущества порошковой краски

Что касается положительных качеств данного вещества, то о них может рассказать химический состав краски. Из всего списка достоинства данного типа краски можно выделить следующее:

• Цена получаемого покрытия сравнима со стоимостью аналогичного жидкого покрытия, если брать в расчет энергетические затраты и эффективность;
• Состав порошковых красок говорит нам о том, чтоб благодаря гибкой технологии можно получить покрытие, его толщина будет равна от 20 до 80 микрон;
• С изделиями, окрашенными порошковой краской можно производить любые операции: сгибание, сборку и так далее, без какого-либо ущерба для покрытия;
• Во время обжига данного вещества происходит химическая реакция, в результате которой молекулы полимерного покрытия смешиваются и образуют долговечное и очень прочное покрытие;
• В составе таких красок нельзя встретить летучих растворителей, поэтому о них можно сказать, что они являются экологически чистыми, поскольку они практически не загрязняют атмосферу.

Виды порошковых красок

Существует несколько разновидностей данных составов. Состав порошковых красок говорит о том, к какому именно типу относится тот или иной вид красящего вещества.

Разновидности порошковых красок:

• Полиэфирные
• Эпоксидные
• Полиэфирные и эпоксидные

Домашняя покраска – технология работы с порошковыми красками

Этапы подготовки:

Очистка. Подходит любой способ, необходимый для конкретного случая:

• механический – шлифмашинкой, щеткой, ветошью…;
• химические средства (растворитель, кислота, щелочь);
• чтобы убрать ржавчину, можно сделать абразивную очистку (в пескоструйном аппарате) или обработать поверхность спец составом (очистителем для металла).

Грунтовка неорганическими красками. Наносится конверсионный слой – защита от попадания под пленку влаги, воздуха, загрязнений.

Пассивирование. Изделие обрабатывается соединением натрия, хром 3 нитратом или фосфатируется, что предотвращает вторичное окисление металла.

Последний шаг в подготовке к покраске – деталь ополаскивается, сушится и охлаждается. Изделие подготовлено. Можно начинать покраску.

В спец камере для напыления на обрабатываемый предмет, который должен быть заземлен, наносится порошок-краситель, для чего используется электростатический пистолет (пульверизатор). Деталь надо располагать так, что бы к нему был доступ со всех сторон. За счет разницы электрических зарядов, сухие частички краски «прилипают» к поверхности обрабатываемого изделия.

Следующий этап – запекание и полимеризация краски. Окрашенное изделие помещается в печь. Там будет проходить основной процесс – оплавление и формирование пленочного слоя. Время, температура обработки зависят от состава красителя.  Они обязательно указаны на упаковке. Так же принимается в расчет материал окрашиваемого изделия, в каких условиях оно будет эксплуатироваться.

Последний момент – изделие должно полностью остыть.

Оборудование для порошковой покраски

Чтобы воспользоваться этим методом окрашивания, вам потребуется определенное оборудование. Среди необходимых для работы приспособлений вам понадобится:

• распылитель;
• камера для запекания краски.

При помощи распылителя будет распыляться непосредственно сам лакокрасочный материал. Этот инструмент бывает двух видов — ручной и автоматический. Камера запекания необходима для осуществления процесса полимеризации. Именно благодаря ему порошок приобретет необходимые свойства, превратившись в надежную плёнку.

Если у вас нет намерения впоследствии регулярно пользоваться технологией порошкового окрашивания, то можно не тратиться на приобретение специальной печи. Ее отлично сможет заменить обычная духовка.

Чтобы процесс покраски проходил по всем правилам, вы должны обеспечить соблюдение определенных условий:

• хорошее освещение;
• достаточная вентиляция.

Особое внимание необходимо уделить последнему пункту: не позаботившись о создании хорошей вентиляции в помещении, вы рискуете нанести серьезный вред своему здоровью. Даже если у вас нет специального помещения для проведения подобных работ, вы можете этим заниматься и в обычном гараже

Что же касается выполнения второго условия, то обеспечить достаточное освещение для качественного проведения покраски можно при помощи обычных ламп дневного света. Если вы решите пренебречь этим требованием и станете проводить порошковую покраску без использования этих источников освещения, то краска при распылении будет оседать на горячие лампы.

Когда вы закончите работу по окрашиванию, вам придется подумать о том, как собрать остатки краски. Лучше всего с этой задачей справится пылесос циклонного типа. Ни в коем случае не используйте обычный агрегат, так как он очень быстро засорится.

Подготовка поверхности к окрашиванию

Советуем запастись терпением, когда вы начнете подготавливать металлическую поверхность к окрасочным работам. Это потребует от вас значительных временных и трудовых затрат. Но помните, что от того, как вы проведете этот важный этап, будет зависеть и конечный результат

Поэтому уделите этому особое внимание

Во время подготовки металла к покраске вам придётся выполнить ряд этапов:

• очистить металлическую поверхность от загрязнений;
• удалить следы жира;
• обработать материал антикоррозионным составом;
• нанести фосфатирующие средства для улучшения сцепления краски.

Обработку поверхности металла можно выполнять вручную или с использованием химических средств. В первом случае вам понадобятся металлические щётки или шлифовальный диск. Дополнительно необходимо протереть металл чистой тканью, предварительно смоченной в растворителе. Второй способ предполагает использование специальных составов — кислот, щелочей и растворителей. При выборе наиболее подходящего состава исходите из типа материала, с которым вам предстоит работать и масштаба и сложности загрязнений.

Во время обработки металла не помешает нанести на него конверсионный подслой. Он защитит краску от проникновения влаги и грязи, что исключит ее отслаивание, а это позволит сохранить результат вашей работы в первозданном виде надолго. Непосредственно на конверсионный подслой можно наносить фосфатирующие средства.

В рамках подготовки поверхности к покраске необходимо не забыть выполнить такую важную процедуру, как пассивирование. Смысл ее заключается в нанесении на поверхность нитратов хрома и натрия. Благодаря этой процедуре вы защитите металл от коррозионных процессов после окрашивания.

Закончив подготовку поверхности и обработав ее необходимыми веществами, обязательно сполосните металл и высушите. После этого можно начинать саму процедуру окрашивания.

Распыление порошка

Возьмите распылитель и начинайте равномерно наносить сухую краску на подготовленную поверхность. Рекомендуется предварительно защитить рабочую зону специальной ширмой, иначе во время окрашивания краска будет разлетаться по всему помещению.