Порошкові фарби - це тверді дисперсні композиції, до складу яких входять спеціальні плівкотвірні смоли, загусники, пігменти, наповнювачі та цільові добавки.
Існує дві великі групи порошкових фарб в залежності від типу плівкоутворення: термопластичні і термореактивні.
Порошкові фарби першої групи. виготовлені на основі термопластичних пленкообразователей. формують покриття без хімічних перетворень, за рахунок сплаву частинок і охолодження розплавів. Плівки, які з них виходять, термопластичні і часто розчиняються. Склад таких фарб відповідає складу вихідного матеріалу. У цю групу відносяться фарби на основі поливинилбутираля. поліетилену. полівінілхлориду. поліамідів.
Фарби на основі поливинилбутираля застосовуються як захисно-декоративні, електроізоляційні, бензостійки і абразивостойкие для забарвлення об'єктів всередині приміщення. Такі покриття витримують вплив водних і сольових середовищ при кімнатній температурі.
ПВХ фарби утворюють покриття, стійкі до дій миючих засобів, атмосферостійкі. Ці фарби використовуються як для забарвлення об'єктів всередині приміщення, так і для зовнішніх об'єктів.
Дуже поширені поліамідні порошкові склади. Покриття, утворені ними, мають привабливий зовнішній вигляд, високу твердість і міцність, вони стійкі до стирання, до дії розчинників. Поліамідні фарби використовуються як для внутрішніх, так і для зовнішніх робіт.
Порошкові фарби на основі поліеліфінов (поліетилену, поліпропілену) призначені в основному для захисту поверхонь, так як володіють хорошими фізико-механічними, антикорозійними і електроізоляційними властивостями. Ними фарбують вироби з дроту, труби, акумуляторні баки, кронштейни, склотару, частини пральних і посудомийних машин, стелажі, металеві меблі. Великий недолік таких покриттів - схильність до розтріскування. Крім того, атмосферостойкость таких покриттів не дуже висока.
Друга велика група порошкових фарб - термореактивні. на основі термореактивного пленкообразователей. Покриття формуються в результаті сплаву частинок і наступних хімічних реакцій. Вони не плавки і нерозчинні. До цієї групи належать фарби на основі епоксидних і поліефірних смол. акрилатов. поліуретану. Склади цієї групи добре підходять для фарбування виробів, вироблених в галузі машинобудування, якщо від покриття потрібні твердість, стійкість і високі декоративні властивості.
Епоксидні фарби механічно міцні, мають гарну стійкість до розчинників і хорошу адгезію, однак при перегріванні жовтіють. Під впливом ультрафіолетового опромінення верхній шар руйнується, стає крейдоподібні.
До складу епоксидно-поліефірних порошкових фарб входять епоксидні і поліефірні пленкообразователей, які реагують один з одним при затвердінні. Ці фарби мають меншу схильність до пожовтіння і витримують більш високі температури.
Поліефірні порошкові фарби добре підходять для забарвлення об'єктів поза приміщенням, так як на відкритому повітрі їх верхній шар не руйнується і вони не «мелють».
Поліуретанові фарби надають покриттям стійкий блиск. Їх застосовують для захисту виробів, що піддаються тертю, абразивного зносу. Крім того, надають поверхні особливий декоративний ефект - текстуру жатого шовку. Поліуретанові покриття володіють високою атмосферостійкістю, стійкістю до води, рідкого палива, мінеральних масел, розчинників.
Акрілатниє порошкові фарби використовуються при фарбуванні предметів, що піддаються зовнішньому впливу. Стійкі до лугів і мають хорошу термостійкість. Покриття довгий час зберігають глянець і колір.
Властивості порошкових фарб
Основними властивостями порошкових фарб є: дисперсійний склад, сипучість, гігроскопічність, насипна щільність, і здатність до псевдозріджених.
Дисперсійний склад. За величиною частинок у порошкових фарб спостерігається значний розкид. Допустимий розмір часток знаходиться в межах 5-350 мкм. Залежно від методів нанесення фарби допустимий розмір варіюється.
Сипучість. Необхідна вимога до всіх порошковим фарбам - хороша сипкість. Якщо сипкість недостатня, нанесення фарб утруднено. Критерій оцінки сипучості - кут внутрішнього тертя, швидкість висипання порошку, кут зсипання, кут обвалення. При нормальній сипучості кут природного укосу зазвичай коливається від 36 до 45 градусів.
Ще одна властивість порошкових фарб - гігроскопічність. Порошкові фарби мають здатність вологопоглинання. В результаті знижується сипкість порошків, можуть змінюватися електричні властивості фарб, а також це позначається на якості плівкоутворення.
Насипна щільність. Це одна з масових і об'ємних характеристик порошкових фарб. Насипна щільність являє собою масу вільно насипаного порошку в одиниці об'єму, що виражається в кг / кв.м. Нормою для промислових порошкових фарб є насипна щільність від 200 до 800 кг / кв.м. Залежить цей показник від складу фарби, від форми і ступеня полідисперсності частинок.
Здатність до псевдозріджених - здатність до утворення киплячого шару, необхідного за технологією створення покриття, залежить від структури і властивостей порошку. Так до псевдозріджених не здатні сильно зволожені, дрібнодисперсні порошки з кутом природного укосу більше 43 градусів. А особливо добре проявляється ця здатність у порошків, що складаються з укрупнених частинок, форма яких наближена до кулястої.
Головною особливістю даного фарбувального матеріалу є те, що він не містить розчинників. Таким чином, якщо бути повністю коректним в формулюваннях, то порошок фарбою не є. По-англійськи цей матеріал називається powder coating, що дослівно перекладається як порошкове покриття. Фактично - це особливий різновид пластику. Він принципово відрізняється від традиційних фарб, і, відповідно, володіє багатьма особливими властивостями і характеристиками. Однак функціонально порошки займає одну область з фарбами, і назва порошкова фарба в Росії за цим матеріалом поступово закріпилося і стало звичним.
Порошкова фарба (порошкове покриття) застосовується при фарбуванні виробів, здатних витримати короткочасний нагрів при температурі 150 - 200 С.
В якості переваг порошкового покриття можна виділити:
- висока якість покриття
- низька собівартість
- широкий спектр кольорів і спецефектів покриттів
- висока екологічна чистота фарбувального виробництва: відходи, як правило, не перевищують 5% при порошкового фарбування
- порошок не викликає роздратування при попаданні на шкіру
- порошкова фарба не містить розчинників
- відсутній ризик загоряння: порошок НЕ пожароопасен
- короткочасний технологічний цикл
- шар покриття товщиною від 20 до 500 мікрон (як правило, 60 - 80 мікрон для гладких покриттів і 40 -120 для текстурованих) досягається за один цикл нанесення
- широкий спектр функціональних порошкових покриттів
- гнучкість і технологічність процесу нанесення порошкової фарби
- порошкова фарба відразу готова до застосування
До недоліків слід віднести:
- необхідність капіталовкладень у фарбувальну лінію
- високу температуру полімеризації
- неможливість отримання однотонних кольорів і відтінків шляхом змішування різнокольорових порошків
Порівняння основних видів порошкових покриттів
Транспортне машинобудування, приладобудування, електротехніка, радіо- і електронна промисловість, побутова техніка, підземні споруди
Електропобутові прилади, швейні машини, металеві меблі, верстати та інструмент, труби (газові, нафтові, систем меліорації і водопостачання, автомоделі, велосипеди, торгове обладнання, кондиціонери, радіатори, трансформатори, конденсатори, облицювальна кераміка, склотара та ін.
Висока реакційна здатність, широкий інтервал температур і відносно невеликий час затвердіння, висока міцність і еластичність покриття, висока стійкість до хімікатів і розчинників, висока корозійна стійкість, хороші електроізоляційні властивості
Низька стійкість до ультрафіолету і, відповідно, слабка стійкість поза приміщеннями, невисока термостійкість, схильність до пожовтіння при затвердінні
Транспортне і сільськогосподарське машинобудування, побутова техніка, приладобудування, виробництво обладнання та інструменту
Велосипеди, мотоцикли, авто- мотодеталі, холодильники, пилососи, кондиціонери, металеві меблі, водонагрівачі і опалювальні радіатори, вогнегасники, інструмент, деталі швейних машин, праски, керамічні і азбестоцементні плитки
Хороша розтікання, стабільність кольору при формуванні та експлуатації, хороші механічні властивості, в порівнянні з епоксидними покриттями - підвищена атмосферостійкість
У порівнянні з епоксидним покриттям - знижена стійкість до хімреактивів, складність отримання матових покриттів при низькотемпературному отверждении
Транспортне і сільськогосподарське машинобудування, будівництво, виробництво металевих меблів
Авто мотодеталі, мотоцикли та моторолери, садове і сільгоспобладнання, інвентар, металочерепиця, рами і облицювальні фасадні плити і панелі, садові меблі, стовпи, арматура і решітки для огороджень, трансформатори та ін.
Висока стійкість до ультрафіолету і, отже, атмосферостойкость, прозорість непігментовані покриттів
Прийнято вважати, що поліефірні покриття, що містять трігліціділурат токсичні; знижена реакційна здатність з затверджувачем прімідом. Механічні властивості і адгезія трохи нижче, ніж у епокси-поліефірних покриттів
Приладобудування, транспортне, сільськогосподарське і хімічне машинобудування, будівництво
Деталі автомобілів, вагонів, вертольотів, тракторів, металеві меблі, панелі будівель і споруд, решітки для огороджень, кондиціонери, облицювальні керамічні плитки
Дуже висока розтікання, стабільність кольору при перегріванні і впливі УФ-променів, висока адгезія до різних субстратів, хороші механічні властивості і атмосферостійкість
Підвищене газовиділення при затвердінні
Салони автомобілів, деталі посудомийних машин, світлотехнічне обладнання, елементи центрального опалення, медичне обладнання та прилади, алюмінієві і сталеві віконні рами
Високі декоративні властивості, хороша атмосферостійкість, висока хімічна стійкість
Висока ціна, погана сполучуваність з іншими порошковими композиціями
У 1927 році «Німецький Інститут Гарантій Якості і Сертифікації RAL» встановив стандарт на колірний простір. Відповідно до нього кожен колір позначається чотиризначним цифровим індексом. В даний час реєстр включає в себе тисячі відтінків. У міру збільшення вимог до естетичному зовнішньому вигляду в архітектурі і дизайні, стандарт доповнюється.
Саме реєстр RAL, а точніше близько 250 назв відтінків, найбільш поширені стосовно порошковим покриттям. За першої цифри коду можна визначити колір. Останні дві цифри відповідають відтінку даної колірної групи.
Іноді для визначення кольору застосовується система NCS (Natural Coloure System). Вона широко поширена в індустрії рідких фарб, використовуваних в архітектурі. Внаслідок того, що порошкові покриття знаходять все більш широке застосування в будівництві, виникла потреба і архітектурні порошкові фарби виготовляти відповідно до системи NCS. Кодування в цій системі заснована на злитті додаткового кольору з одним з основних кольорів: білий W, чорний S, жовтий Y, червоний R, синій B, зелений G. За кодом можна визначити, в яких пропорціях слід змішувати кольору для отримання необхідного відтінку. Це зручно при комп'ютерному підборі рідких фарб.
Приклад розшифровки коду NCS: 2030 Y90R - означає 20% чорного кольору і 30% відтінку. Відтінок - Y90R - означає суміш жовтого + 90% червоного. Відповідно, у відтінку виявляється 10% жовтого кольору.
Порошкову фарбу необхідного кольору за такою формулою, методом змішування, виготовити в даний час поки ще неможливо. Проте багато заводів виробляють порошки, колір яких не входить до реєстру RAL, але відповідає деяким найбільш поширеним архітектурним відтінкам, описуваних NCS.
Крім цього, багато виробників виготовляють порошки зі спецефектами, які не класифікуються за стандартними системам. До таких належать антики, металлики, покриття з мармуровим малюнком і ін.
Металіки - фарби, до складу яких входить металева пудра, що дає ефект металевого покриття.
Антики - порошкові фарби (покриття), які відтворюють, як правило, ефект старовинної бронзи, міді, срібла. В даний час широко зустрічаються, хоча і менш поширені антики, що не відтворюють металеві ефекти.
Мармури - імітація мармуру різних квітів. Зазвичай це гладкі порошкові покриття з низьким глянцем.
У різних виробників зустрічаються і інші екзотичні ефекти - молоткові, під іржу, паморозь на склі і т.п.
Глянець (світловідбиваючі здатність)
Глянець порошкового покриття вимірюється по його відбивної здатності, при падінні променя світла під кутом 60 °. Треба зауважити, що глянець структурованого покриття або металіка приймається умовно. Це пов'язано з тим, що точно виміряти його проблематично через нерівній поверхні або орієнтації металевих частинок.
Порошкові покриття діляться за цією ознакою на 3 групи:
- Глянцеві - блиск 76 -99%
- Полуглянцевие - блиск 40 -75%
- Матові - блиск 1 -39%
Порошкові покриття можуть забезпечувати різні текстури поверхні. наприклад:
- гладка
- Дрібна текстура (нагадує наждачний шкірку)
- Велика текстура (шагрень)
- молоткова текстура
У деяких виробників порошкових покриттів зустрічаються і свої особливі розробки, що забезпечують незвичайні унікальні текстури (муар, апельсинова кірка, крокодиляча шкіра та ін.).