Основные сведения о порошковых покрытиях

Декоративные порошковые покрытия 3

Защитные порошковые покрытия 3

Наполнители, красители и добавки 3

Наполнители 4

Пигменты 4

Совместимость с другими компонентами рецептуры 4

Устойчивость процесса 4

Токсичность 4

Устойчивость к УФ-свету 4

Маслоемкость 5

Добавки 5

Регуляторы текучести 5

УФ-стабилизаторы 5

Тиксотропные реагенты и разжижители 5

Другие добавки 5

Типы отвердителей 5

Измерение свойств–испытание порошков и отвержденных пленок 6

Устойчивость при хранении 6

Реакционная способность (время гелеобразования) 6

Текучесть порошков 6

Термический анализ 6

Испытание отвержденных пленок 7

Производство порошковых покрытий 9

Получение смесей при плавлении 9

Предварительное смешивание 9

Экструзия 10

Охлаждение.Размельчение. Размол и просеивание 12

Нанесениепорошковых покрытий 14

Предварительная обработка поверхности 14

Грунтовочные слои и промоторы адгезии 14

Нанесениепокрытий в псевдоожиженном слое 14

Нанесениепокрытий методом электростатического распыления 15

Меры безопасности и обращение 16

Подбор определенных эпоксидных смол и отвердителей для получения и нанесения порошкового покрытия был начат в США в начале шестидесятых годов, когда технология получения и нанесения этих покрытий получила промышленное признание. В это время компания The Dow Chemical Company и ее филиалы, как в США, так и в Европе, включились в процесс разработок по получению специальных смол и отвердителей, приспособленных только для порошковых покрытий. Тогда как в США рынок был сконцентрирован в большей степени на защитных порошковых покрытиях, в Европе большее внимание было уделено декоративным покрытиям. Однако в последние годы и в США, где рынок быстро расширяется, был отмечен интерес к декоративным покрытиям.

В 1997 г. по оценке во всем мире было использовано 650 000 метрических тонн порошковых покрытий. Это составило около 6% всех покрытий, нанесенных в 1997 г. в промышленных условиях. Около 48% этих систем, по оценке, составляли порошковые покрытия гибридного типа (эпоксиполиэфиры); около 14% составляли чистые эпокси- и 24% - чистые полиэфирные порошки для наружного применения, полиуретаны составляли 12% и оставшиеся 2% - акриловые порошковые покрытия. Среди всех промышленных покрытий использование порошков возрастало самыми быстрыми темпами. Порошковые покрытия являются на 100% твердыми материалами и не содержат растворителей. Обычно они наносят с помощью оборудования для электростатического распыления. При этом частицы порошка заряжены и поэтому притягиваются к заземленной поверхности покрываемого объекта.

Покрытые предметы помещают в горячую камеру (температура от 140 до 200^оС), где частицы порошка плавятся, растекаются и вступают в химическую реакцию с отвердителем, образуя гладкое покрытие.

Декоративные порошковые покрытия обычно применяют для оборудования для кемпингов и больниц, игрушек, бытовых электроприборов, деталей автомобилей, офисной и кухонной мебели и др.

Защитные порошковые покрытия обычно применяют для защиты деталей и оборудования, подверженных интенсивной коррозии: стальных трубопроводов, стального арматурного проката, обмоток электродвигателей, а также для герметизации электронного оборудования.

Можно выделить следующие основные преимущества порошковых покрытий перед покрытиями на основе растворителей:

• 
  В процессе покрытия не используют растворители - уменьшается пожароопасность, загрязнение воздуха незначительно, процесс малотоксичен для операторов.
  
• 
  Покрытие состоит из одного слоя: единственный слой выполняет все необходимые декоративные и защитные функции. Отсутствуют осложнения с удалением растворителей перед нанесением каждого слоя покрытия.
  
• 
  Высокая эффективность переноса: легко достигается показатель более, чем 90% (по сравнению с 30-50% в покрытиях с жидким распылением).
  
• 
  Избыток нанесенного порошкового покрытия легко удаляется, поскольку покрытие является твердым на 100%. Не нужно регулировать вязкость путем разбавления, как для обычных красок, сильно уменьшается стекание капель, отсутствует забивание фильтров и распылительных камер.
  
• 
  Высочайшая степень автоматизации среди всех процессов покрытий, известных сегодня. Главные параметры процесса, такие как толщина пленки и прочность сцепления с объектом легко поддаются контролю путем регулировки напряжения, а не субъективным «чувством пальца» оператора.
  
• 
  Малое количество отходов благодаря высокой степени автоматизации.
  
• 
  Очень экономичные системы.
  
• 
  Высокая степень сопротивления химическим воздействиям, высокие гибкость, адгезия, термоустойчивость и прочность.
  
• 
  Упаковка покрытий без дополнительной обработки, как «готовых к применению».
  
• 
  Возможен щирокий выбор оттенков и глянца.
  

Декоративные порошковые покрытия

Декоративные порошковые покрытия на основе эпоксидных смол придают предмету эстетический вид и высокую степень защиты, а также весьма привлекательны с экономической точки зрения. Обладающие высокой твердостью, сопротивлением коррозии, гибкостью и адгезией декоративные порошковые покрытия на основе эпоксидных смол D.E.R. позволяют получать большое разнообразие отделки изделия: поверхность от гладкой до сложной со специальной текстурой, от слегка глянцевой до высокоглянцевой.

Эпоксидные смолы можно легко комбинировать с другими функциональными полимерами, такими как полиэфиры. Гибридные системы на основе эпоксидов и полиэфиров обычно придают пленке хороший глянец и прочность с отличным сохранением цвета и стойкостью к перегреву. Гибридные эпокси-композиции представляют собой хорошую альтернативу в тех случаях, когда жесткость покрытия и сопротивление действию растворителей не являются решающими требованиями.

Как правило, отвержденное декоративное порошковое покрытие имеет толщину от 25 до 150 микрон и используется на металлах, стекле и пластмассе. Используется при изготовлении игрушек, оборудования для отдыха, бизнеса, ферм, офисной мебели, бытовых электроприборов, садового инвентаря, электроинструментов, деталей автомобиля (масляных фильтров, амортизаторов, блоков двигателя).

Защитные порошковые покрытия

В зависимости от назначения состав порошковых покрытий может существенно изменяться. Если покрытие предназначено для игрушек, необходимо тщательным образом подобрать красители, однако, в случае покрытий для труб этот фактор может иметь лишь второстепенное значение. Маточные смеси жидких добавок, таких как реагенты, способствующие текучести, могут в одной системе отсутствовать, а в другой - являться составной частью специально подобранной эпоксидной смолы или отвердителя.

Совокупность смолы, отвердителя и реагента, контролирующего текучесть, обычно рассматривают как связывающую часть эпоксидной порошковой системы. Все прочие компоненты относятся к наполняющей части системы. Поэтому порошковое покрытие может иметь состав, приведенный на Рис. 1.

Перекрывающиеся сегменты в части диаграммы, относящейся к смоле и отвердителю, показывают, что, хотя суммарное содержание связывающей части может быть постоянным, возможны значительные колебания в соотношении смола/отвердитель, в зависимости от того, какой именно отвердитель выбран. Так, например, в случае порошкового покрытия с отвердителем ангидридного типа, большую часть связующей компоненты могут составлять смолообразные аддукты отверждающих реагентов типа ангидридов кислот. Чтобы определить оптимальное соотношение между смолой и отвердителем в каждом конкретном случае, необходимо использовать таблицы свойств различных отвердителей.

Рис. 1. Состав эпоксидного порошкового покрытия

1. 
   Смола
   
2. 
   Наполнитель
   
3. 
   Отвердитель
   
4. 
   Добавки
   
5. 
   Пигмент
   
6. 
   Реагент, контролирующий текучесть
   

Наполнители

Характеристики пленки и ее физические свойства прямо зависят от типа и процентного содержания наполнителей, введенных в порошковое покрытие. Такая зависимость представлена на Рис. 2.

Пигменты

Ряд конкретных органических красителей может изменить свои высокотемпературные характеристики под действием следов катализаторов-аминов или отвердителей, содержащих аминогруппу.

Красители, используемые для получения порошковых покрытий, должны сохранять устойчивый цвет как во время образования собственно покрытия при плавлении смеси смолы с отвердителем, так и в процессе горячей сушки в горячей камере. Это особенно важно, поскольку процесс получения порошковых покрытий не позволяет после смешивания компонентов проводить операции «подкрашивания», как иногда делают в случае обычных растворимых красителей.

Как и в случае обычных красителей, используемые для получения порошковых покрытий пигменты должны соответствовать некоторым стандартам при их использовании для декоративных целей, например, для бытовых электроприборов и игрушек. Эти стандарты могут быть установлены по договоренности с покупателем. Они устанавливают максимально допустимое содержание тяжелых металлов, таких как свинец, ртуть, кадмий, цинк и барий.

Эпоксидные связующие, как правило, не обладают достаточно высокой способностью переносить атмосферные условия или устойчивостью к УФ-облучению, и поэтому они могут использоваться только внутри помещений. В таких случаях устойчивость к УФ-облучению не должна быть основным требованием, предъявляемым к красителям для порошковых покрытий. Однако возрастающими темпами увеличивается число красителей, содержащих УФ-стабилизаторы, которые значительно повышают устойчивость всей рецептуры к действию УФ-облучения.

Хотя показатели маслоемкости указывают на способность пигмента к «смачиванию», их истинное значение в процессе получения сухих порошковых покрытий не вполне ясно. В случае некоторых пигментов (и наполнителей) высокие показатели маслоемкости оказывают положительное влияние на процесс получения порошковых покрытий при плавлении состава. Другие работы показали, что устойчивость пленок порошковых покрытий к влаге может быть связана с показателями маслоемкости некоторых образцов диоксида титана.

Имеется множество марок пигментов, пригодных для получения порошковых покрытий с необходимой устойчивостью цвета и устойчивостью в ходе процесса. Как правило, для получения порошковых покрытий на основе эпоксидов применяют следующие пигменты: диоксид титана, красная окись железа, желтая окись железа, окись хрома, сажа, голубой и зеленый фталоцианин.

Аналогично для получения порошковых покрытий пригодны некоторые наполнители: обработанные и необработанные силикаты кальция и металлов-аналогов и другие силикаты, слюда, сульфат бария, карбонат кальция, диоксид титана и окись железа.

Рис. 2. Влияние процентного содержания наполнителя на физические свойства

1. 
   % наполнителя
   
2. 
   Свойства порошка
   
3. 
   Глянец
   
4. 
   Гибкость
   
5. 
   Реакционная способность
   
6. 
   Текучесть пленки
   
7. 
   Пористость
   
8. 
   Структура
   
9. 
   Устойчивость к УФ-облучению
   
10. 
    Насыпная плотность/Удельный вес
    
11. 
    Стоимость исходных материалов
    
12. 
    Устойчивость при хранении
    
13. 
    Низк.
    
14. 
    Высок.
    

Добавки

Модификаторы текучести добавляют к эпоксидным порошковым покрытиям для улучшения показателя смачиваемости рецептуры. Эти вещества можно купить у целого ряда поставщиков. Модификаторы текучести уменьшают поверхностное натяжение расплава порошка и/или придают расплаву смачивающую способность (маслянистость), позволяя тем самым покрытию образовать гладкую отвержденную пленку, свободную от дефектов поверхности. Контролирующие текучесть реагенты должны быть совместимы с другими компонентами рецептуры и не должны влиять на реакционную способность системы в целом.

Такие УФ-стабилизаторы, как бензотриазолы и бензофеноны, можно использовать в количестве менее, чем 0.5% по весу, чтобы уменьшить разрушение пленки и тенденцию к потере окраски покрытия из эпоксидных смол при действии прямых солнечных лучей. Однако, даже с применением этих стабилизаторов, эпоксидные покрытия нельзя отнести к типу покрытий, устойчивых к атмосферным условиям. УФ-стабилизаторы обычно используют в декоративных порошковых покрытиях.

Дымящий силикагель иногда применяют в качестве сухой добавки к защитным порошковым покрытиям в количестве до 2-3% по весу, чтобы содействовать разжижению порошка в процессе применения. Силикагель действует также как тиксотропный реагент, уменьшающий растекаемость, когда порошок плавится на горячей поверхности металла.

Кроме указанных выше, возможны добавки и других материалов в порошковые покрытия с целью увеличить сопротивление повреждениям, понизить глянец, уменьшить трение и придать специальные эстетические свойства (Рис. 3.)

Рис. 3. Другие добавки

1. 
   Добавки, которые обеспечивают «покрытие краев»
   
2. 
   Добавки, которые придают пленке текучесть
   
3. 
   Добавки, которые придают поверхностную структуру
   

Типы отвердителей

Применяемые отвердители можно подразделить следующим образом:

• 
  Амины или полиамиды
  
• 
  Фенольные отвердители
  
• 
  Ангидриды кислот (применяются в ограниченном числе специальных случаев)
  
• 
  Карбоксилсодержащие полиэфирные смолы (обозначенные как гибридные системы)
  
• 
  Карбоксилсодержащие акриловые смолы
  

Устойчивость при хранении

Рецептуры порошковых покрытий должны сохранять способность к растеканию и не вступать в реакции при транспортировке и хранении, особенно в летние месяцы. Защитные порошковые покрытия обычно имеют более высокую реакционную способность, чем декоративные порошковые покрытия, поэтому необходимо применять особые меры предосторожности при их транспортировке и хранении; хранить эти продукты следует в сухом прохладном месте, чтобы максимально сохранить свойства, продлить срок долговечности при хранении и свести к минимуму образование осадка и слипание. Для некоторых порошковых рецептур может быть полезным хранение в холодильнике. Если нужно, составитель рецептур должен оговорить необходимость хранения в холодильнике.
Реакционная способность (Время гелеобразования)

Время гелеобразования показывает относительную реакционную способность рецептуры порошкового покрытия при данной температуре и обычно выражается как время до образования геля в секундах. При использовании горячей пластинки точка образования геля фиксируется, если при ударе палочкой более не образуется полимерная нить. В соответствии с этим такой тест обычно называют как «время образования геля при постукивании».

Реакционную способность защитных порошковых покрытий обычно измеряют при 400^оF (240^oC), и ее можно регулировать, меняя содержание ускорителя (отвердителя) в рецептуре для каждого конкретного применения. Внешние защитные порошковые покрытия обычно делят на две категории: с малым и большим диаметром трубы, на которую наносят покрытие. Эти две группы часто перекрываются и зависят от ряда факторов, связанных с характером применения, таких как температура трубы, линейная скорость, скорость распыления порошка, требуемая толщина пленки, время перед закалкой и расположение поддерживающих роликов трубы.

Обычно системы с малым диаметром имеют время гелеобразования 5-12 секунд с полным отверждением за 30-90 секунд. Рецептуры для систем с большим диаметром имеют время гелеобразования 16-45 секунд и время полного отверждения 60-120 секунд. Порошковые покрытия для арматурной стали требуют времени гелеобразования 5-15 секунд, при этом более предпочтительны рецептуры с более коротким временем гелеобразования, позволяющие увеличить пропускную способность. Порошковые покрытия для внутренних поверхностей труб обычно имеют различное время гелеобразования, но они обычно больше, чем в рецептурах для наружных покрытий, и часто требуют последующего отверждения.

Для оценки сравнительной текучести порошков при нагревании используют определение «длины пути истечения по наклонной плоскости». Прессованные гранулы, или таблетки порошковой рецептуры, помещают на предварительно нагретую стеклянную пластинку или панель, наклоненную под углом 65^о, и позволяют порошку стекать по наклонной плоскости до образования геля. Измеряют расстояние в мм от начала до точки гелеобразования. Для примера, при 350^оF (177^oC) длина пути истечения для разных видов порошковых покрытий следующая: рецептуры для покрытия арматурной стали – очень короткие пути (менее 20 мм), рецептуры для покрытия труб снаружи – умеренная длина пути (30-40 мм), покрытия для внутренней поверхности труб - около 40 мм, декоративные порошковые покрытия -30-80 мм.

Очень полезную информацию относительно плавления и отверждения порошков можно получить с помощью метода дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК). Термограммы ДСК (см. Рис. 4.) показывают начало плавления (точка Т_g для смеси) и точку плавления как эндотермическую депрессию. Начало текучести есть второй термический переход, Т_of. Третий переход, Т_ос, показывает начало химической реакции отверждения и проявляется как экзотермический пик на диаграмме. После охлаждения образца до комнатной температуры и повторного нагревания наблюдается только один переход, который указывает на Т_g отвержденной пленки. Величина Т_g может варьировать в интервале от 140^оF (60^oC) для некоторых декоративных порошковых покрытий до 266 ^оF (130 ^oC) для высококачественных защитных покрытий.

1. 
   Первое нагревание
   
2. 
   Поток тепла
   
3. 
   ЭкзоЭндо
   
4. 
   Плавление
   
5. 
   Отверждение
   
6. 
   Точка плавления
   
7. 
   Температура, ^oC
   
8. 
   Второе нагревание
   
9. 
   Т_g для отвержденной пленки
   
10. 
    *Типичные свойства; не следует рассматривать как спецификацию
    

Испытание отвержденных пленок

Испытание отвержденных пленок порошковых покрытий несколько изменяется в зависимости от того, является ли покрытие защитным или декоративным. В Таблицах 1 и 2 перечислены методы испытаний, используемые для определения свойств пленок защитных и декоративных порошковых покрытий. Приведены также методы, рекомендованные Институтом порошковых покрытий¹ для испытания смол, порошков и пленок, которые были специально изменены для испытаний порошковых покрытий.
Таблица 1. Испытание отвержденных пленок для защитных порошковых покрытий

Таблица 2. Испытание отвержденных пленок защитных порошковых покрытий

1. Испытание на ускоренную устойчивость

2. Совместимость порошковых покрытий

3. Контрастное сотношение

4. Плотность материалов порошковых покрытий

5. Измерение вязкости при плавлении материалов для порошковых покрытий

6. Реакционная способность по методу времени гелеобразования

7. Истечение с наклонной пластины

8. Тест отверждения в растворителе

9. Содержание летучих веществ

В процессе получения порошковых покрытий все компоненты рецептуры превращаются в гомогенную смесь. Помимо гомогенности, распределение порошка по размеру частиц должно быть таким, чтобы рецептура при нагревании расплавилась в однородную пленку за установленное время.

Эта задача сравнительно легко разрешается для порошковых покрытий, не содержащих пигментов, однако для систем с пигментами возникает ряд осложнений, поскольку многочисленные компоненты могут заметно различаться по интервалам размягчения, размеру гранул, плотности и химической реакционной способности.

Для получения смесей для порошковых покрытий существуют два процесса:

• 
  сухое перемешивание компонентов с одновременным измельчением. Это - более старая технология, которая сейчас не используется в США.
  
• 
  бразование смеси при плавлении с последующим охлаждением и размельчением. Это - стандартная технология на сегодняшний день.
  

Получение смесей при плавлении (мелт-компаундирование)

Обычно этот процесс идет непрерывно, хотя возможно и составление смесей отдельными загрузками. Процесс состоит из следующих стадий:

• 
  предварительное смешивание
  
• 
  экструзия
  
• 
  охлаждение и разлом комков
  
• 
  помол на мельнице и просеивание (разделение на фракции по тонкости помола)
  

Исходные материалы для получения эпоксидных порошков поставляются в различной форме и с различной плотностью. Обычно эпоксидные смолы поставляются в виде тонких пластинок с удельным весом около 1,18 г/cм³.

Пигменты с удельным весом до 4,3 г/cм³ (диоксид титана) поставляются в виде тонкорастертых порошков со средним размером частиц в несколько микрон. Размеры порошков и плотность большинства других компонентов рецептуры лежат между этими двумя крайними значениями.

Рис. 5. Диаграмма технологического процесса образования смеси при плавлении

1. 
   Смолы
   
2. 
   Наполнители
   
3. 
   Добавки
   
4. 
   Отвердители
   
5. 
   Пигменты
   
6. 
   Предварительное смешивание (Галтовочный барабан с сухим Z-образным рабочим органом (ножом))
   
7. 
   Образование смеси (компаундирование) (Экструзия, горячий «Z-Blade»)
   
8. 
   Охлаждение (конвейерная лента на роликах)
   
9. 
   Размельчение (дробилки, молотковые дробилки)
   
10. 
    Размол на мельнице (турбинные мельницы, стержневые мельницы)
    
11. 
    Разделение на фракции помола (турбодинамическое и/или сита)
    
12. 
    Упаковка
    

Цель предварительного смешивания - механически перемешать компоненты и гомогенизировать, смесь до такого состояния, когда компоненты не будут больше разделяться на последующих стадиях технологического процесса. Более точно, смесь не должна разделяться на компоненты в загрузочных люках экструдеров. Нельзя дать точные величины для оптимального размера частиц при предварительном перемешивании и для продолжительности этой стадии. Окончательный критерий таков: будет или не будет предварительная смесь разделяться на компоненты до того, как она поступит в аппараты образования смеси при плавлении.

Оборудование для предварительного перемешивания включает низкоскоростные совковые смесители, Z-образные смесители, действующие при комнатной температуре, высокоскоростные пластинчатые смесители и открытые сверху барабаны с фрикционными элементами на роликах.
Экструзия

Экструзия, или собственно процесс образования смеси при плавлении, – одна из наиболее важных операций в процессе производства порошков. Экструзия порошков, склонных к термоусадке, требует тщательного контроля по ряду параметров, так как смола и кросс-сшивающие реагенты находятся в тесном контакте при повышенных температурах.

При отсутствии такого усилия могут возникнуть неоднородности и дефекты пленки, например, такие, как «ноздреватость» или нежелательный слабый блеск. В то же время очень важно не допустить слишком большого усилия среза, так как это может привести к остановке оборудования и значительным убыткам. Обычно, как только происходит перебой или остановка в движении массы продукта, сразу же начинается процесс химического отверждения.

Экструзия является оптимальным методом для непрерывного крупномасштабного производства термоусадочных порошков для порошковых покрытий.

На Рис. 6 показаны те фрагменты, которые являются общими для всех промышленных экструдеров, применяемых на заводах по производству порошков для порошковых покрытий.

1. 
   Электродвигатель
   
2. 
   Зона загрузки смеси
   
3. 
   Нагревание и плавление
   
4. 
   Выходная часть экструдера
   
5. 
   Тушение (охлаждение)
   

Внутренняя часть типичного экструдера для получения смеси для порошковых покрытий может быть изготовлена по особому заказу, чтобы обеспечить обработку как термопластичных, так и термоусадочных систем на основе эпоксидных смол с большей или меньшей загрузкой наполнителя, большей или меньшей реакционной способностью или любыми особыми требованиями относительно времени контакта и производительности. Для обработки термоусадочных порошков для порошковых покрытий чаще всего используются три типа экструдеров, которые показаны на Рис. 7.

Рис. 7. Дизайн экструдеров для термоусадочных порошков^*

ТИП Б: Два шнека, обычным образом отштампованные из пластика. Усилие среза образуется за счет сегментов, образующих продукт, с различным шагом нарезки (зоны подачи сырья и зоны «среза»).

ТИП В: Два шнека, расположенные особым образом («kit system»). Обычные винтового типа сегменты для подачи сырья чередуются с зонами для «разминания» смеси, как показано на диаграмме.
Образование термоусадочных порошковых покрытий зависит, в первую очередь, от двух параметров:

• 
  вязкости смолы при плавлении и
  
• 
  времени гелеобразования смеси смола/отвердитель.
  

Время гелеобразования в системе смола/отвердитель можно определить с помощью различных методов; обычно оно выражается как время в секундах до каждого гелеобразования при данной температуре. При производстве порошков для порошковых покрытий время гелеобразования может использоваться для оценки безопасной для процесса температуры и оптимального времени контакта реагентов.

На Рис. 8 на стр 13 показана схема непрерывного процесса производства.
Охлаждение, размельчение, размол и просеивание

Охлаждение: Для того чтобы горячий экструдат после процесса образования смеси при плавлении охладить до комнатной температуры, можно пропустить его через охлаждаемые водой цилиндры (валики) для быстрого охлаждения, расположенные сразу после выходного отверстия экструдера.

Другой способ охлаждения - выгружать его непрерывно на конвейерную ленту, охлаждаемую воздухом или водой. Для порошковых покрытий с очень высокой реакционной способностью часто используют сочетание обоих методов.

Оборудование для размельчения включает следующие машины: барабанно-кулачковые размельчители, плющильные вальцовые станки, грануляторы и дробилки.

В конце каждой операции размола должны быть выполнены следующие требования:

• 
  Фракции, содержащей тонкую пыль, должно быть как можно меньше. Состоящая из частиц диаметром менее 15 микрон эта фракция вносит наибольший вклад в потенциальную опасность, связанную с порошком. Тонкодисперсная пыль может также оказывать отрицательный эффект на некоторые параметры процесса, такие как способность проходить через трубы и наконечники для распыления, придавать свойство спекания в комки при хранении, влиять на свойства продукта в блоках для фильтрования и др.
  
• 
  Декоративные порошковые покрытия не должны включать частиц с диаметром более 150 микрон (для защитных порошковых покрытий - более 180 микрон) из-за наличия четкой зависимости между верхней границей размера частиц, средней толщиной пленки и ее текучестью.
  

Иногда для успешного размалывания требуется применение жидкого азота (криогенная техника). Задача таких хладагентов состоит в том, чтобы отвести тепло, возникающее в результате трения, которое может вызвать избыточное образование комков. При этом, однако, следует тщательно избегать осаждения влаги благодаря конденсации, поскольку избыток влаги может привести к медленному продвижению потока порошка и образованию пор в пленке. Когда необходимо высушить порошок, можно либо использовать неорганические осушители, либо сушить порошок в потоке сухого воздуха (как в псевдоожиженном слое).

1. 
   Смола
   
2. 
   Пигменты
   
3. 
   Наполнители
   
4. 
   Добавки/отвердитель
   
5. 
   Предварительный смеситель
   
6. 
   Двухшнековый смеситель для образования смеси при плавлении (компаундирования)
   
7. 
   Охладитель расплава с дробилкой
   
8. 
   Размалывающая мельница
   
9. 
   Пылевой фильтр
   
10. 
    Аппарат для просеивания
    
11. 
    Продукт, соответствующий спецификации, на упаковку в мешки
    
12. 
    Слишком крупный продукт
    

Предварительная обработка поверхности

Как и большинство других красящих систем, порошковые покрытия легко загрязняются теми субстратами, на которые они наносятся. Поэтому важно очистить поверхность от всякого вида окалины, ржавчины и грязи.

Хорошо известная подготовка поверхности стали и других металлов включает операцию снижения давления пара над субстратом при обработке его хлорированными растворителями. Промывка щелочами с последующим фосфатированием или обработкой хроматами дает поверхности, пригодные для нанесения покрытий наивысшего качества. Процесс травления обычно повышает коррозионную стойкость порошковых покрытий на основе эпоксидов.

Если процесс нанесения допускает предварительный нагрев объекта, то предпочтительным методом очистки является обычно пескоструйная или дробеструйная обработка с последующей продувкой воздухом. Пескоструйная очистка возможна, однако, при этом существенно удаление всей мелкодисперсной пыли. Песко- или дробеструйную обработку обычно используют для подготовки поверхности труб промышленных трубопроводов.

Отметим в заключение, что способ предварительной обработки поверхности зависит от типа выбранного отверждающего реагента. Поскольку имеются как щелочные, так и кислотные отвердители, характер предварительной обработки должен соответствовать слегка кислой или слегка щелочной реакции покрывающей массы.

Порошковые покрытия на основе эпоксидных смол марки D.E.R. обычно не требуют грунтовочного слоя (подложки) или других усилителей адгезии на металлических субстратах. Подобно многим красящим системам, стандартные эпокси-порошки имеют хорошую адгезию к стали и алюминию, но слабую адгезию к меди. Чтобы улучшить адгезию к меди, добавляют отверждающий реагент дициандиамид. В то время как термопластичные порошковые покрытия для применения по металлической поверхности обычно требуют нанесения грунтовочного слоя, эпоксидные покрытия хорошо ложатся на поверхность металла без грунтовки.

Метод нанесения в псевдоожиженном слое был первым методом нанесения порошковых покрытий в промышленном масштабе и используется поныне. Псевдоожиженный слой (Рис. 9) состоит из емкости с открытым верхом, на дне которой находится слой пористого материала толщиной в несколько дюймов. Порошок для покрытия вводится в емкость и поддерживается в состоянии псевдоожиженного слоя воздухом, который вдувается снизу через пористую пластинку.

При контроле как за скоростью воздушного потока, так и за размером частиц, можно подобрать условия так, чтобы частицы порошка не выскакивали из емкости для покрытия и не попадали в воздух в виде пыли. Предварительно нагретые объекты погружают в псевдоожиженный слой порошка, который осаждается на поверхности за счет плавления и спекания. После того, как получена необходимая толщина покрытия, объекты вынимают из емкости, где происходит нанесение порошка, и переносят в термокамеру, где и происходит химическая реакция между смолой и отверждающим реагентом, приводящая к сшивке с образованием поперечных межмолекулярных связей.

Практически покрытие в псевдоожиженном слое можно применять, если:

• 
  объект не изменяется при продолжительном нагревании;
  
• 
  объект не предназначен для автоматической обработки (различные конфигурации и размеры, вспомогательные детали, малосерийная продукция);
  
• 
  необходимо получить сравнительно большую толщину пленки при однократном покрытии.
  

Рис. 9. Псевдоожиженный слой^*

1. 
   Предварительно нагретый объект
   
2. 
   Порошок
   
3. 
   Пористая пластинкаКамера повышенного давления
   
4. 
   Воздух
   

Метод псевдоожиженного слоя имеет следующие недостатки:

• 
  применим только для таких объектов, какие допускают размеры камеры;
  
• 
  чувствителен к наличию воды в токе воздуха;
  
• 
  не позволяет хорошо контролировать толщину пленки;
  
• 
  требует применения порошка с заданным распределением частиц по размерам.
  

Нанесение покрытий методом электростатического распыления

Этот метод получения покрытий свободен от большинства недостатков, присущих методу псевдожиженного слоя. В настоящее время метод электростатического распыления в коронном разряде используется чаще всего для получения порошковых покрытий с наиболее высокими требованиями как по степени автоматизации, так и по выходу. В этом методе (Рис. 10) порошок для покрытия осаждается в резервуаре (1) точно так же, как в емкости с псевдоожиженным слоем, описанной выше. Осторожное перемешивание препятствует образованию комков и обеспечивает равномерную подачу порошка. Затем порошок подается в электростатическую распыляющую головку (3), которая может быть встроена в распылитель (4) с ручным управлением или иметь иные многочисленные формы. Когда порошок проходит через выходное отверстие распылителя, он получает электростатический заряд. Электроды подсоединены к генератору высокого напряжения (5). Поток порошка затем направляется на электрически заземленный объект (6), где он осаждается благодаря электрическому заряду. Толщина образующейся пленки зависит, в первую очередь, от полного заряда объекта, который, в свою очередь, зависит от напряжения, подаваемого генератором высокого напряжения, и проводимости порошка. После нанесения слоя порошка объекты направляются в термокамеру для отверждения.

Разработанные недавно трибоэлектрические распылители используют статический заряд, образующийся при трении порошка, проходящего через пластиковые трубки. В противоположность коронному заряду, частицы порошка в трибораспылителе оказались менее чувствительными к хорошо известному клеточному эффекту Фарадея. По этой причине трибораспылители могут дать преимущества в случае покрытия объектов сложной конфигурации или имеющих глубокие углубления. Потенциальным недостатком при использовании трибоэффекта являются низкая применяемая скорость движения порошка, зависимость заряда от состава порошка и размера частиц и изменение рабочих характеристик во времени. (Примечание: как и во всех процессах, при выборе оборудования необходимо тщательно учитывать индивидуальные требования для конкретной операции.)

Электростатические покрытия обладают следующими преимуществами: минимальный нагрев, улучшенный контроль толщины покрытия и почти 100% использование порошка, так как избыточный порошок легко собрать, отфильтровать и использовать повторно. Метод электростатических покрытий допускает использование сложной автоматизации и робототехники.
Рис. 10. Нанесение порошков электростатическим распылением^*

1. 
   Резервуар с порошком
   
2. 
   Перемешивание
   
3. 
   Распыляющая головка
   
4. 
   Распылитель
   
5. 
   Генератор высокого напряжения
   
6. 
   Объект
   
7. 
   Источник питания с монитором
   

Введение

Dow настоятельно советует своим покупателям ознакомиться с данными ТДБМ по этим продуктам и по другим материалам перед использованием. Чтобы получить копию ТДБМ, обращайтесь в информационную группу покупателей Dow по телефонам 1-800-441-4369 или 517-832-1556 в США и Канаде. В Мексике звоните 95-800-441-4369.

Приведенную информацию можно рассматривать лишь как общее руководство. Кроме данных ТДБМ, конкретную информацию относительно опасности для здоровья, обращения и продажи порошковых покрытий Dow и эпоксидных смол можно найти в сборнике «Руководство для персонала по продуктам на основе эпоксидных смол Dow», Форма № 296-00312. Чтобы получить копию, обращайтесь по приведенным выше телефонам в США, Канаде и Мексике.
Твердые эпоксидные смолы Dow

Считается, что твердые эпоксидные смолы DOW для порошковых покрытий обладают низкой степенью опасности для здоровья при обращении и практически не раздражают глаза или кожу. В качестве хорошей меры промышленной гигиены в пыльной атмосфере необходимо надевать респираторы. В случаях продолжительного или часто повторяющегося контакта необходимо использовать непроницаемые перчатки. Для минимальной защиты глаз следует надевать безопасные очки.

Несмотря на то, что они не вызывают значительного первичного раздражения кожи, некоторые твердые эпоксидные смолы могут вызывать появление сыпи на коже из-за чувствительности ограниченного числа людей, находящихся в контакте с ними. Однако можно считать, что для рассматриваемых смол такая реакция менее вероятна, чем для обычных жидких эпоксидных смол.

Попадание в глаза твердых эпоксидных смол может вызвать лишь слабое раздражение. Наибольшую опасность могут представить механические травмы глаз при действии пыли.

Вдыхание паров твердых эпоксидных смол маловероятно из-за их низкой летучести; однако, они склонны к образованию пыли. Хотя нет указаний, что эта пыль может представлять опасность при вдыхании, следует контролировать содержание пыли и поддерживать соответствующую вентиляцию.

Все эти твердые эпоксидные смолы имеют низкий уровень токсичности при пероральном попадании в организм.

Фенольные отвердители (серия D.E.H.^* 80) лишь слегка раздражают кожу и практически не раздражают глаза. При обращении с ними можно рекомендовать те же меры безопасности, что и для твердых смол.

Как и для всех органических твердых веществ, когда тонкодисперсные частицы пыли суспендированы в воздухе, при определенной их концентрации возникает опасность взрыва. Чтобы предотвратить такую опасность, следует не допускать значительного скопления пыли в производственных помещениях. Нельзя допускать скопления пыли на оборудовании. Необходимо устранить потенциальные источники загорания и искрения.

На заводах, где составляют рецептуры, многие операции приводят к возникновению статического электричества. Статические заряды могут вызвать возгорание и взрыв в запыленных помещениях и в местах, где используются горючие жидкости. Контроль за возникновением статического электричества обычно недорог и легко осуществляется.

Операторы, носящие обувь на резиновой подошве, могут накапливать значительный заряд статического электричества, особенно, если пол в помещении изготовлен из хорошо изолирующих материалов.

Следует обратить внимание на следующее:

• 
  Чтобы гарантировать отсутствие статического электричества, все производственное оборудование должно иметь заземление.
  
• 
  Использование статических коллекторов и нейтрализаторов статического электричества.
  
• 
  Соответствующая вентиляция, чтобы уменьшить концентрацию пыли, где необходимо.
  
• 
  Использование проводящих покрытий для пола.
  

Тушение пожаров

При загорании эпоксидных смол их можно тушить пеной, сухими порошками или углекислотными огнетушителями. При тушении пожаров, связанных с этими смолами, вода обычно неэффективна.

Пену не следует направлять прямо на электрическое оборудование. Если используется электрооборудование открытого типа (электромоторы, открытые горячие пластины, открытые выключатели), то пену необходимо использовать с осторожностью во избежание опасности удара током. Более предпочтительно использовать сухие порошки или углекислотные огнетушители.

При горении эпоксидных смол выделяются токсичные побочные продукты. Поэтому следует избегать вдыхания газов, дымов и паров, выделяющихся при горении.

Пожарные должны надевать полный комплект защитной одежды и снаряжения и должны избегать контакта с горящей смолой и выделяющимися газами.

Компания The Dow Chemical Company проявляет заботу о всех, кто участвует в производстве, распределении и использовании ее продуктов, а также заботу об охране нашей среды обитания - окружающей среды. Успех этой программы зависит от всех и каждого, кто имеет дело с продуктами Dow - от начальной концепции и научного поиска до производства, продажи, использования и удаления отходов каждого из продуктов компании.

Компания Dow призывает своих покупателей и потенциальных пользователей продукции Dow рассмотреть их применение с точки зрения здоровья людей и состава окружающей среды. Чтобы гарантировать, что продукты компании Dow не используются в таких целях, для которых они не предназначены или не испытаны, персонал компании будет содействовать покупателям в проблемах, имеющих отношение к окружающей среде и безопасности продуктов. Торговые представительства Dow могут содействовать в установлении соответствующих контактов. Dow настоятельно советует своим покупателям ознакомиться с данными ТДБМ по этим продуктам и по другим материалам перед использованием. Чтобы получить экземпляр ТДБМ, обращайтесь в информационную группу покупателей Dow по телефонам 1-800-441-4369 или 517-832-1556 в США и Канаде. В Мексике звоните 95-800-441-4369. В Москве: 7-095-2585690, факс: 7-095-2585691/92

Для получения дополнительной информации:

В Москве – 095-2585690, факс: 095-2585691/92

В США и Канаде обратитесь в компанию «Дау Кастомер Информейшн Груп» по телефонам

1-800-441-4369 или 1-517-832-1426

или по факсу: 517-832-1465

+31-20-6916268, факсу 31-20-6916418 или электронной почте dicinfo@euronet.nl

81-120-024394 (звонок в Японии бесплатный) или

81-3-5460-2114 (за пределами Японии).
В Бразилии обратитесь в «Дау Кемикл Сервис Центр» по телефону:

55 11 51889367.

ПРИМЕЧАНИЕ: Все патентные права, принадлежащие Продавцу, сохраняются. Поскольку условия эксплуатации и применимое законодательство могут изменяться в зависимости от страны и периода прошедшего времени, Клиент самостоятельно определяет, являются ли продукция и информация, перечисленные и содержащиеся в настоящем документе, пригодными к использованию, а производственные площади и принятая практика утилизации отходов соответствующими применимому законодательству и иным правительственным актам. Продавец не несет какой-либо ответственности за информацию, содержащуюся в настоящем документе. ГАРАНТИЙ НЕ ПРЕДОСТАВЛЯЕТСЯ; НАСТОЯЩИМ ЛЮБЫЕ ГАРАНТИИ, ИЛИ ГОДНОСТЬ К ПРОДАЖЕ, ИЛИ ПРИГОДНОСТЬ К КАКОЙ-ЛИБО СПЕЦИАЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ИСКЛЮЧАЮТСЯ.

Dow Plastics