Обеспечение безопасности процесса окраски применением порошковых составов

ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ПРОЦЕССА ОКРАСКИ ПРИМЕНЕНИЕМ ПОРОШКОВЫХ СОСТАВОВ

Е.М. Галузина, В.В. Исаев, ГУО Гомельский инженерный институт МЧС Республики Беларусь

В настоящее время в области промышленной окраски нет достойной альтернативы порошковой покраске изделий как по технологическим и экономическим соображениям, так и в отношении охраны окружающей среды. Порошковая краска отличается от традиционных жидких ЛКМ тем, что она не содержит органических и других летучих веществ.

Порошковые краски практически единственный вид специальных лакокрасочных материалов, позволяющий безотходную технологию получения покрытий.

Первые порошковые краски появились в 60-е годы прошлого века. В это же время был разработан электростатический способ их нанесения. Становлению данной технологии способствовал ряд экономических факторов, возрастающие требования по охране окружающей среды, а также стремление к повышению качества покрытий.

Порошковые краски были разработаны не только с целью придать изделиям привлекательный внешний вид и обеспечить надежную защиту окрашиваемым поверхностям, но и уменьшить затраты на покраску и вред, наносимый экологии.

Порошковое лакокрасочное покрытие представляет собой слой полимерных порошков, которые напыляют на поверхность изделия, а затем подвергают полимеризации при определенной температуре в специальной печи (печи полимеризации).

Технология нанесения порошковых красок состоит из трех основных этапов: подготовки поверхности к покраске; нанесения слоя порошковой краски на окрашиваемую поверхность в камере напыления; оплавления и полимеризации порошкового покрытия в печи полимеризации с последующим охлаждением и отвержением краски.

Существует четыре основных процесса порошковой покраски покрытий: электростатическое распыление, способ нанесения с помощью потока воздуха (fluidized bed), электростатическое распыление с помощью воздушного потока (electrostatic fluidized bed) и нанесение с помощью пламени (flame spray).

В процессе электростатического распыления сухие порошковые частицы приобретают электрический заряд, в то время как окрашиваемая поверхность электрически нейтральна. Заряженный порошок и нейтральная рабочая область создают электростатическое поле, которое притягивает сухие частицы краски к поверхности. Попадая на окрашиваемую поверхность, порошковое покрытие сохраняет свой заряд,

который удерживает порошок на поверхности. Окрашенная таким образом поверхность помещается в специальную печь, где частицы краски расплавляются и впитываются поверхностью, постепенно теряя свой заряд.

Второй метод нанесения предусматривает, что порошковые частицы краски удерживаются во взвешенном состоянии с помощью потока воздуха. Вступая в контакт с предварительно разогретой окрашиваемой поверхностью, эти частички расплавляются и прочно удерживаются на ее поверхности. Толщина порошкового покрытия зависит от температуры, степени нагрева поверхности, а также от длительности контакта с порошковыми частицами. При нанесении покрытий из термопластика последующее нагревание в большинстве обычно не требуется. Однако для полного затвердевания порошкового покрытия в некоторых случаях необходимо дополнительное нагревание.

Электростатический способ нанесения порошковой краски с помощью воздушного потока во многом схож с предыдущим, однако в этом случае поток воздуха, удерживающий частицы краски, электрически заряжен. Ионизированные молекулы воздуха заряжают частицы краски при движении наверх в специальной печи, куда помещают окрашиваемую поверхность, и формируют облако заряженных частиц. Окрашиваемая поверхность, обладающая нейтральным зарядом, покрывается слоем заряженных частиц. В этом случае предварительного нагревания окрашиваемой поверхности не требуется. Эта технология подходит для окрашивания небольших и простых по форме объектов.

Метод окрашивания с помощью пламени появился сравнительно недавно и применялся, в основном, для порошковых покрытий из термопластика. Термопластический порошок плавится под воздействием сжатого воздуха и попадает в специальный пистолет, где проходит через горящий пропан. Расплавленные частицы краски наносятся на окрашиваемую поверхность, формируя прочный слой. Поскольку этот способ не требует прямого нагревания, он подходит для большинства материалов. С помощью данной технологии можно окрашивать поверхности из металла, древесины, каучука и камня. Нанесение краски с помощью пламени также подходит для больших или закрепленных объектов.

Порошковые краски — это твердые дисперсные композиции, в состав которых входят специальные пленкообразующие смолы, отвердители, пигменты, наполнители и целевые добавки.

Существует две больших группы порошковых красок в зависимости от типа пленкообразования: термопластичные и термореактивные.

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. В эту группу относятся краски на основе поливинилбутираля, полиэтилена, поливинилхлорида, полиамидов.

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 относятся краски 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.

Применение порошковых красок обеспечивает более безопасные условия проведения окрасочных работ по сравнению с процессами окраски органическими растворителями. Во-первых, при порошковой окраске отсутствуют органические растворители и другие летучие вещества, т.е. в помещениях не образуются взрывоопасные паровоздушные смеси. Во-вторых, не образуются отложения краски. Порошок, не попавший на окрашиваемое изделие, можно использовать повторно. Этим достигается безотходность процесса окраски. В-третьих, обеспечивается полная автоматизация процесса окраски. В-четвёртых, уменьшается вред, наносимый экологии. В-пятых, обеспечивается качественная окраска изделий. В-шестых, отсутствует необходимость приготовления краски. В-седьмых, все выше перечисленные факторы обеспечивают снижение материальных затрат на производство.

Список использованной литературы:

1. Пожарная безопасность технологических процессов: учеб. пособие / Г.Ф. Ласута [и др.]. Минск: РЦСиЭ МЧС, 2010. 290 с.