Порошкові фарби - це дисперсні багатокомпонентні системи. Роль пленкообразующей основи в порошкових лакофарбових матеріалах грають самі тверді частинки, які поділяються повітрям. Порошкові фарби (ЛФМ) можуть бути пігментованими або не містити в своєму складі пігментів (частіше зустрічаються фарби першого виду).
Основна вимога до порошковим лакофарбових матеріалів : Здатність рівномірно розподілятися по оброблюваної поверхні і при затвердінні утворювати покриття з необхідними властивостями.
У порошкових фарбах дисперсної середовищем є повітря, а не розчинник або вода, тому даний вид лакофарбових матеріалів економічно, технічно і екологічно більш вигідний (у порівнянні з традиційними ЛФМ). Якщо в фарбах на основі розчинників або води зміст основного компонента становить близько 50%, то в порошкових матеріалах ця цифра досягає 100%. Але для їх нанесення на поверхню необхідно використовувати спеціальні методи забарвлення. Порошкові фарби - відносно новий матеріал, тому на ринку лакофарбової продукції представлений невеликий асортимент.
Розрізняють два основних види порошкових фарб:
- на основі термореактивних полімерів (олігомерів);
- на основі термопластичних полімерів.
Перший вид порошкових ЛКМ випускається в більшій кількості (близько 65 - 70%).
Залежно від того, який полімер використовується для виготовлення порошкової фарби, їх також поділяють на: епоксидні, ПВХ, поліефірні і т.п.
Випускаються порошкові фарби хімічно стійкі, атмосферостійкі, для формування іншого електричного покриттів і ін. За ГОСТом перед маркуванням порошкового лакофарбового матеріалу ставиться буква «П».
Склад порошкових фарб
До складу порошкових фарб входять: олігомери (полімери), наповнювачі, пігменти, прискорювачі затвердіння, отверджувачі, пластифікатори, модифікатори і різні допоміжні речовини.
Олігомери (полімери) - це основа будь-якої порошкової фарби, яка і визначає кінцеві властивості продукту. Найчастіше для виробництва порошкових фарб використовують полімери (олігомери) у вигляді сипучого порошку, або речовини, які при подрібненні утворюють дисперсний порошок. Іноді можуть використовуватися рідкі олігомери (наприклад, в якості модифікаторів) або пленкообразователи в твердому вигляді, які можуть в певних умовах переходити в в'язкотекучий стан.
Для виготовлення порошкових фарб необхідно використовувати пленкообразователи з певними властивостями: досить низька в'язкість розплавів, оптимальне поверхневий натяг; молекулярна маса повинна бути в межах від 1500 до 3000; також необхідна певна температура плинності, плавлення, стеклования, ступінь кристалічності; оптимальне число функціональних груп і т.п.
Наповнювачі і пігменти в порошкових фарбах грають таку ж роль, як і в рідких складах, наприклад, надають певний колір, відтінок, змінюють механічні, пластичні та інші властивості фарби або готового покриття, покращують захисні властивості і т.п.
пігменти дуже впливають на основні параметри фарб: здатність наноситися на поверхню, схильність до електризації, сипучість.
У готової фарбі кількість всіх наповнювачів і пігментів може коливатися від 5 до 60%. Число сильно залежить від призначення фарби, її кольору і природи використовуваного олигомера (полімеру). Як правило, в порошкових фарбах використовуються ті ж наповнювачі і пігменти, що і в рідких. Ці речовини можуть бути органічного або неорганічного походження. Щоб покриваність покриття була високою часто застосовують органічні пігменти в поєднанні з неорганічними.
Часто при виготовленні порошкових фарб використовують такі наповнювачі: каолін, мелену слюду, бланфікс (барит), кварц, кремнезем, тальк і ін.
Модифікатори по типу відрізняються від основних плівкоутворюючих добавок. Використовують модифікатори для того, щоб поліпшити властивості як самих фарбувальних складів, так і покриттів на їх основі. В якості модифікаторів в порошкових фарбах можуть виступати олігомери, мономери або полімери.
Пластифікатори грають у виробництві порошкових фарб дуже важливу роль, тому що без цих речовин неможливо отримати з порошкоподібної маси якісне покриття з високими декоративними і захисними властивостями. Пластифікатори сприяють зниженню тривалості висихання порошкових лакофарбових матеріалів, зменшують температуру формування покриттів, регулюють фізико-механічні властивості отвержденного шару.
В як пластифікатори можуть використовуватися тверді або рідкі сполуки. З твердих можна відзначити: діфенілфталат, саліцилову кислоту, β-нафтол, тріфенілфосфата і ін. До рідких пластифікатора, які використовують у виробництві порошкових фарб, відносяться: діоктилфталат, пентаерітрітовий ефір (також гліколевий) жирних синтетичних кислот, дибутилфталат і ін.
Затверджувачі використовуються у виробництві термопревращаемих порошкових лакофарбових матеріалів на основі поліуретанових, епоксидних, поліакрілатних, поліефірних і деяких інших олігомерів.
Прискорювачі затвердіння застосовуються разом з отвердителями. При цьому необхідно враховувати вид використовуваного пленкообразователя. Прискорювачами затвердіння служать комплекси амінів з металами, солі деяких металів (наприклад, Cd, Zn, Hg та ін.). Якщо використовується епоксидна основа, часто використовують ароматичні аміни, ціанаміду, багатоосновні кислоти та їх ангідриди та ін.
Порошкові фарби, застосовувані в промисловості
П-ЕП-971 - порошкова епоксидна фарба. Випускається даний лакофарбовий матеріал всього в двох кольорах - червоно-коричневому і сірому. Порошкова епоксидна фарба П-ЕП-971 складається з Гідрований суміші декількох компонентів (епоксидна смола, пігменти, наповнювачі, отверджувачі, спеціальні добавки).
Сіра і червоно-коричнева порошкові фарби П-ЕП-971 мають однакову щільністю - 450 - 600 кг на кубічний метр, а кут їх природного укосу не перевищує 30 °. Після висихання щільність готового покриття складає 1200-1400 кг / м3.
За технологією виготовлення епоксидної порошкової фарби П-ЕП-971 спочатку готують смолу, далі - змішують її з іншими складовими компонентами. Заключною стадією приготування даного лакофарбового матеріалу є змішання в розплаві в реакторі-змішувачі та подрібнення (перетирання в тонкодисперсний порошок).
Використовують порошкові фарби П-ЕП-971 в протикорозійного захисту і в якості електроізоляційного матеріалу. Склад широко застосовується для зовнішньої ізоляції трубопроводів (магістралей).
Випускається порошкова епоксидна фарба П-ЕП-971 в двох варіантах для кожного кольору (двох марок): А і В. Марка А наноситься на вироби з гострими краями, а марка В - на конструкції без гострих кромок.
Термін придатності складу - рік з дати виробництва.
На поверхню, що захищається наноситься дана порошкова фарба з використанням вібровіхревого методу з електростатичним полем або електростатичним способом.
П-ЕП-45 - це тонкодисперсний порошок сірого забарвлення. Дана порошкова фарба являє собою гомогенізований суміш затверджувача, епоксидної смоли, наповнювачів і пігментів.
При температурі 180 ° С тривалість висихання (затвердіння) порошкової фарби П-ЕП-45 становить близько півгодини, а при підвищенні температури до 200 ° С час висихання скорочується до 20 хвилин. Кут природного укосу - до 25 °, насипна щільність без утряски - 520-530 кг / м3. При розтягуванні міцність плівки не менше, ніж 7 мм, адгезія - близько 500 Н / м.
Найчастіше порошкова фарба П-ЕП-45 використовується для покриття дисків коліс і деяких інших деталей автомобіля. Крім того, її можна використовувати для фарбування та інших металевих виробів. На поверхню порошкова фарба П-ЕП-45 наноситься електростатичними способами (вібровіхревим з накладенням електростатичного поля, в іонізованому хмарі, фарборозпилювачем і т.п.).
Якщо нанести склад П-ЕП-45 на попередньо фосфатовані поверхню, то утворився захисний шар буде мати високу стійкість до впливу вологої атмосфери в Гідростат (близько 200 годин), а також 3% розчину NaCl в камері сольового туману.