Нанесение лакокрасочных материалов

Содержание

      Введение…………………………………………………………………………………………………2

      Подготовка поверхности ……………………………………………………………………….3

      Безвоздушный и комбинированный способы нанесения ЛКМ…………………………………………………………………………………………………………10

      Оценка качества лакокрасочных материалов……………………………………..18

      Заключение……………………………………………………………………………………………25

      Список литературы………………………………………………………………………………..26

Введение

Подготовка окрашиваемой поверхности включает очистку от загрязнений, создание шероховатого профиля и другие действия, направленные на улучшение адгезии к подложке, тем самым увеличивая срок службы покрытия. Предварительная подготовка поверхности, выполненная тщательно и надлежащим образом, — залог успеха, ведь, по статистике, именно 50–70% проблем качества окрашенной поверхности связано с ее недобросовестной подготовкой.                                                                                                                                

Подготовка повехности                                                                                                                              Подготовка поверхности под окраску является начальной стадией процесса получения лакокрасочного покрытия , и именно она в значительной степени определяет коррозионную стойкость окрашенных изделий и, соответственно долговечность покрытия. При нанесении порошковых покрытий по плохо подготовленной поверхности (зажиренной , имеющей окалину, ржавчину и т.п.) наблюдается быстрое отслаивание покрытия как на небольших участках, так и на всей поверхности.

При эксплуатации изделий с нанесенным без конверсионного подслоя покрытием, в жестких климатических условиях (открытая атмосфера, помещения с повышенной влажностью) через поры покрытия к подложке будут поступать влага, кислород, кислотные загрязнения. В результате их контакта с металлической поверхностью на ней развиваются коррозионные процессы, приводящие к вспучиванию покрытия .Подготовка поверхности с использованием специальных химических средств создает на металлической поверхности инертный к коррозии конверсионный слой, препятствующий распространению подпленочной коррозии. Этот слой является связующим звеном между металлической поверхностью и порошковым покрытием. За счет мелкокристаллической структуры конверсионный слой улучшает адгезию покрытия к металлу.

Только используя химические методы подготовки поверхности можно добиться получения порошкового покрытия с хорошими защитными и физико-механическими свойствами.Выбор технологии подготовки поверхности зависит от двух основных факторов: условий эксплуатации окрашенных изделий и вида применяемой металлической поверхности (типа металла, состояния поверхности).Перед окраской порошковыми ЛКМ применяются следующие виды конверсионной обработки: фосфатирование, хроматирование, пассивирование. В мировой практике подготовки поверхности фосфатирование  применяют для обработки стали, хроматирование − для обработки алюминия и оцинкованной стали. При одновременной обработке со сталью оцинкованной стали или алюминия предпочтение отдают фосфатированию. Пассивирование применяют в качестве заключительной обработки после операций фосфатирования и обезжиривания.

Обезжиривание

Первой и обязательной операцией подготовки поверхности является обезжиривание. Этот этап предшествует фосфатированию и хроматированию, но может применяться как самостоятельная стадия, в тех случаях, когда условия эксплуатации изделий не жесткие, например, в теплом отапливаемом помещении. При использовании только операции обезжиривания для стали необходимо заключительно перед сушкой проводить пассивацию в растворах с использованием шестивалентного хрома.

Использование для этих целей растворов нитрита натрия, три- и моноэтаноламина недопустимо.

В нашем институте разработан широкий ассортимент щелочных составов для обезжиривания марки КМ, выпускаемых промышленностью.

Составы − порошкообразные слабо- или средне-щелочные, состоят из смеси щелочных солей: фосфатов, боратов, соды, силикатов и ПАВ. Применяемые ПАВ биоразлагаемые. Обезжиривающие составы обеспечивают стабильное моющее действие.

Концентрация моющих составов в воде составляет для метода распыления 5 − 15 г/л, для метода окунания − 15−30 г/л; температура 60 − 70 С: время обработки − 2−15 мин; расход – 2−10 г/л.

Для стали рекомендуются составы: КМ-1, КМ-2, КМ-19, КМ-17, КМ-22.

Для алюминия и оцинкованной стали: КМ-18М, КМ-17, КМ-25.

При использовании метода распыления рекомендуются составы с пониженным пенообразованием: КМ-1, КМ-17, КМ-25, КМ-18М.

Подготовка холоднокатаной стали перед окраской порошковыми ЛКМ

Перед окраской порошковыми материалами изделия из стали фосфатируют.

Фосфатирование – процесс получения на металлической поверхности пленки из труднорастворимых фосфорнокислых солей тяжелых металлов. Фосфатирование применяется для подготовки поверхности стальных и оцинкованных реже алюминиевых поверхностей. Фосфатирование подразделяется на кристаллическое (цинк-фосфатное покрытие) и аморфное (железофосфатное).

Для стальных изделий, эксплуатируемых в жестких атмосферных условиях, необходимо применять кристаллическое цинк-фосфатирование. Основным требованием, предъявляемым к кристаллическим слоям, используемым под порошковые Пк является небольшой вес до 2,5 г/м2 и мелкокристаллическая структура. Технологический процесс кристаллического фосфатирования реализуется как минимум за шесть стадий и включает:

        обезжиривание щелочными составами типа КМ;

        промывку водой;

        активацию;

        фосфатирование;

        промывку водой;

        промывку обессоленной водой или пассивацию.

После подготовки поверхности проводится сушка горячим воздухом.

Фосфатирующие составы выпускаются в виде жидких концентратов. Рекомендуемые характеристики при использовании:

        концентрация в воде 20 − 50г/л;

        температура – 40 − 50 С;

        время обработки – 2мин в случае нанесения распылением, 3−5 мин – окунанием;

        расход − 16-25 г/м2.

Для мягких условий эксплуатации Пк перед нанесением порошковых ЛКМ применяют аморфное фосфатирование.

В процессе аморфного фосфатирования на поверхности металлов образуется тонкая инертная пленка, состоящая их оксидов и фосфатов обрабатываемых металлов. Масса фосфатного аморфного слоя составляет 0,2−0,8 г/м2, толщина до 1 мкм. Аморфное фосфатирование может также применяться для оцинкованной стали и алюминия. В этом случае в фосфатирующие растворы дополнительно вводят фтористые соли.

Стадию аморфного фосфатирования можно совмещать со стадией обезжиривания, что позволяет экономить производственные площади и сокращает расходы на оборудование.

Составы для аморфного фосфатирования: КФА-1, КФА-2, КФА-4.

Составы для одновременного обезжиривания и аморфного фосфатирования: КФА-8, КФА-10; для пароструйной обработки – КФА-9.

Процесс включает 3 − 6 стадий. Оптимальным считается процесс, состоящий как минимум из 4 стадий.

Технологический процесс аморфного фосфатирования с разделением стадий обезжиривания и фосфатирования включает следующие операции:

        обезжиривание составами типа КМ;

        промывка водой;

        аморфное фосфатирование составами КФА;

        промывка водой:

        промывка деминерализованной водой или пассивация.

Широкое применение в отечественной промышленности находит процесс одновременного обезжиривания и аморфного фосфатирования, включающий как минимум 3 стадии (оптимально 4).

Технологический процесс аморфного фосфатирования с совмещением стадий обезжиривания и фосфатирования включает следующие операции:

        две последовательных стадии одновременного обезжиривания и аморфного фосфатирование составом КФА-8;

        - промывка водой;

        - промывка деминерализованной водой или пассивация.

При эксплуатации изделий в открытой атмосфере хороший антикоррозионный эффект дает заключительная пассивация растворами хроматов.

Концентрация растворов для аморфного фосфатирования составляет 20–40 г/л, температура фосфатирования 20−50оС. Температура одновременного обезжиривания и фосфатирования 55−60оС.

Составы для аморфного фосфатирования применяются для методов распыления и окунания.

Особое внимание следует уделять стадии финальной промывки, хотя тщательная промывка должна проводиться после каждой стадии химической обработки. Там, где это возможно, необходимо применять 2 стадии промывки между различными зонами обработки. Использование второй ванны промывки требует дополнительной ванны и рабочих площадей, но при этом в два раза сокращается количество воды, необходимой на промывку. Наличие остаточных химических продуктов или солей жесткости на поверхности изделий после стадии финальной промывки может привести к осмотическому вспучиванию порошковой краски и преждевременному разрушению покрытия при эксплуатации. Когда в воде заключительной промывки содержится много хлоридов и сульфатов, при эксплуатации изделий на порошковом покрытии образуется большое количество пузырей и нитевидная коррозия. Поэтому предпочтительно последнюю промывку проводить полностью обессоленной водой. При возможности следует применять хроматную промывку. При этом соли жесткости остаются нерастворимыми в хроматном растворе, и соединения шестивалентного хрома улучшают коррозионную стойкость конверсионного покрытия, а значит и порошкового .

Подготовка поверхности цинка и оцинкованной стали

Оцинкованную сталь в настоящие время широко используют в промышленности и строительстве благодаря высокой коррозионной устойчивости. Ее часто окрашивают Порошковыми красками. Однако порошковые покрытия имеют довольно низкую адгезию к цинку. Проблемой также является кратерообразование и проколы покрытия. Причиной этих дефектов является газовыделение в процессе оплавления порошкового покрытия.

К горячеоцинкованной стали, предназначенной для окраски порошковыми ЛКМ предъявляют ряд требований:

        она не должна иметь узора кристаллизации или этот узор должен быть сглажен, т.е. должен пройти процесс дрессирования;

        под химические способы подготовки поверхности пригодна только непассивированная оцинкованная сталь.

Если цинк обрабатывается один, то лучшей подготовкой является хроматирование или альтернативная бесхроматная пассивация, если в сочетании со сталью − применяется фосфатирование. Для максимальной защиты от коррозии используют процесс кристаллического фосфатирования. Такой процесс осуществляется не менее чем в 6 стадий. Для менее жестких условий эксплуатации можно применять процессы аморфного фосфатирования. Составы и технология аналогичны фосфатированию стали. Для обезжиривания используют моющие композиции: КМ-25, КМ-17. Для кристаллического фосфатирования: КФ-14 (окунание), КФ-12 (распыление). Для аморфного фосфатирования − КФА-1, КФА-2; для одновременного обезжиривания и аморфного фосфатирования − КФА-8.

Для исключения потери адгезии и вспучивания порошкового покрытия на оцинкованной поверхности рекомендуется такой эффективный и легкий способ обработки поверхности как обдирка щетками, удаляющими оксиды цинка и увеличивающими шероховатость поверхности. Во избежание перегрева слоя цинка температура формирования порошкового покрытия не должна превышать 175 − 180оС. Если поверхность цинка выделяет газы при оплавлении порошковой краски, то необходимо после подготовки поверхности прогреть изделие при температуре на 10 °С выше, чем температура оплавления порошковой краски.

Подготовка поверхности алюминия

Хроматирование − самый эффективный способ подготовки поверхности алюминия под порошковую краску. Особенно широко он используется в странах Западной Европы и США. Однако сейчас не всегда применяется из-за токсичности хроматирующих растворов, содержащих шестивалентный хром.

В нашем институте разработаны составы для желтого хроматирования: Алькон-1, Формихром, изготавливаемые АО «Хромпик» (Первоуральск, Свердловской обл.) и состав для зеленого фосфохроматирования Алькон-4. Толщина образующейся хроматной пленки не превышает 0,5 мкм.

Технологический процесс хроматирования во многом определяется состоянием алюминиевой поверхности (наличие белой коррозии, тип сплава), и может включать до 11 стадий. При наличии на поверхности алюминия белой коррозии проводят процесс щелочного травления с последующим осветлением в 5 %-ном растворе азотной кислоты. В современных технологиях допускается кислотное травление алюминия, не требующее последующей операции осветления. Между всеми стадиями химической обработки необходима промывка водой. Финальная промывка должна проводиться обессоленной водой.

Полный техпроцесс хроматирования включает следующие стадии:

        сильно щелочное обезжиривание составом КМ-5 со щелочью;

        промывка водой;

        осветление в азотной кислоте;

        промывка водой;

        хроматирование;

        промывка водой;

        промывка обессоленной водой;

        сушка.

С целью экономии воды и улучшения качества обработки желательно все промывки проводить в две стадии.

Хроматирование проводится, как правило, методом окунания при температуре 20− 30оС в течение 5 − 30 с.

В случае совместной обработки алюминия со сталью следует применять фосфатирование. Кристаллическое цинкфосфатирование используют для достижения максимальной антикоррозионной защиты. Можно применять составы КФ – 11 при нанесении распылением, КФ-14 – окунанием. Для нежестких условий эксплуатации покрытия пригодны тонкие аморфные фосфатные слои. В нашем институте разработан более экологически чистый, чем хроматирование техпроцесс аморфного фосфатирования алюминия с использованием состава КФА-8.