Формирование покрытий из порошковых красок конвективным способом

Проводимые нами исследования процесса отверждения покрытий из порошковых ЛКМ конвективным способом производилось при различных температурах и различном времени выдержки образцов в печи оплавления [43]. Как было сказано выше, оценкой завершенности процесса образования покрытия является степень адгезии получаемых покрытий. Надрезы на поверхности лакокрасочной плёнки наносились при помощи прибора «Pig-Universal» (рис. 3.22).

Рисунок 3.22 - Общий вид прибора «Pig-Universal»

Для определения адгезии применяли метод решётчатых надрезов. Сущность метода заключается в нанесении на готовое лакокрасочное покрытие решётчатых надрезов и визуальной оценке состояния покрытия по четырёхбалльной системе (рис. 3.23) [47].

Рисунок 3.23 – Схема нанесения решетчатых надрезов

Исследования конвективного отверждения проводились при четырёх режимах (рис.3.24…3.27).

Первоначально испытания проводили при температуре 180ºС с выдержкой 15 минут. При данном режиме отверждения образцы имели устойчивую степень адгезии на обоих видах образцов (1 балл).

Для следующей серии экспериментов была выбрана температура 160ºС, соответственно, исходя из особенностей конвективного отверждения покрытий было увеличено время выдержки образцов до 30 минут. Как и в предыдущей серии экспериментов, степень адгезии образцов стабильна и составляет 1 балл.

Внешний вид полученных покрытий не отличается от вида покрытий полученных при температуре 180ºС, т.е. покрытия имеют однородную структуру без видимых неровностей, что свидетельствует о полноте протекания процесса слияния частиц порошковой краски.

При проведении третьей серии экспериментов температура отверждения была снижена до 140ºС, а время выдержки образцов увеличено до 45 минут.

Также как, и в предыдущем случае, образцы имеют стабильно высокую степень адгезии (1 балл). Разрушения решётки надрезов не наблюдается.

Рисунок 3.24 – Темп нагрева подложки при конвективном отверждении порошковых ЛКМ с температурой 180ºС:

τ₁ – время нестационарного периода нагрева (набор температуры); τ₂ – время стационарного периода нагрева (выдержка покрытий), τ₂=15 мин.

Рисунок 3.25 – Темп нагрева подложки при конвективном отверждении порошковых ЛКМ с температурой 160ºС:

τ₁ – время нестационарного периода нагрева (набор температуры); τ₂ – время стационарного периода нагрева (выдержка покрытий), τ₂=30 мин.

Рисунок 3.26 – Темп нагрева подложки при конвективном отверждении порошковых ЛКМ с температурой 140ºС:

τ₁ – время нестационарного периода нагрева (набор температуры); τ₂ – время стационарного периода нагрева (выдержка покрытий), τ₂=45 мин.

Рисунок 3.27 – Темп нагрева подложки при конвективном отверждении порошковых ЛКМ с температурой 120ºС:

τ₁ – время нестационарного периода нагрева (набор температуры); τ₂ – время стационарного периода нагрева (выдержка покрытий), τ₂=60 мин.

 

В последствии температура отверждения была снижена до 120ºС. Время выдержки образцов увеличили до 60 минут. При данной температуре отверждения степень адгезии образцов резко упала (рис. 3.28…3.30).

При проведении экспериментов использовались порошковые краски двух видов: эпокси-полиэфирная и полиэфирная. Образцы, окрашенные этими красками при проведении исследований показывали аналогичные результаты при одинаковых режимах отверждения. Различия между видами порошковой краски получены при температуре отверждения 120º С. Образцы, окрашенные эпокси-полиэфирной краской имели более высокую степень адгезии (3 балла) по сравнению с образцами, имеющими покрытия из полиэфирной краски (4 балла) (рисунки 3.28 и 3.29).

При снижении температуры отверждения до 120ºС степень адгезии образцов резко снизилась, что свидетельствует о том, что формирование покрытий не завершено в полном объёме.

 

Т, 0С

Рисунок 3.28 – Степени адгезии покрытий из эпокси-полиэфирной краски при различных температурах отверждения

Т, 0С

Рисунок 3.29 – Степени адгезии покрытий из полиэфирной краски при различных температурах отверждения

 

		а		б

 

Рисунок 3.30 – Исследование степени адгезии образцов, окрашенных полиэфирной (а) и эпокси-полиэфирной (б) порошковыми красками, отверждаемых при температуре 180º С в течение 15 мин.:

1 – решётчатые надрезы; 2 – исследуемое покрытие

 

 

		б

 

Рисунок 3.31 – Исследование степени адгезии образцов, окрашенных полиэфирной (а) и эпокси-полиэфирной (б) порошковыми краскми, отверждаемых при температуре 160º С в течение 30 мин.:

1 – решётчатые надрезы; 2 – исследуемое покрытие

 

 

	а		б

 

Рисунок 3.32 – Исследование степени адгезии образцов, окрашенных полиэфирной (а) и эпокси-полиэфирной (б) порошковыми красками, отверждаемых при температуре 140º С в течение 45 мин.:

1 – решётчатые надрезы; 2 – исследуемое покрытие

Для определения влияния пигмента на конвективное отверждение покрытий были изготовлены образцы белого цвета. В результате на образце при отверждении при 180ºС была получена первая степень адгезии. При дальнейшем снижении температуры отверждения образцов окрашенных белым цветом величина степени адгезии изменялась в соответствии с диаграммой представленной на рисунке 3.34 (для образцов окрашенных эпокси-полиэфирной краской).

 

 

Рисунок 3.33 – Исследование степени адгезии образцов, окрашенных полиэфирной (а) и эпокси-полиэфирной (б) порошковыми красками, отверждаемых при температуре 120º С в течение 60 мин.:

1 – решётчатые надрезы; 2 – исследуемое покрытие

 

Т, 0С

Рисунок 3.34 – Степени адгезии покрытий из белой эпокси-полиэфирной краски при различных температурах отверждения

Исходя из результатов испытания образцов можно сделать вывод о том, что наиболее приемлемый интервал температур для конвективного нагрева порошковых красок находится в пределах 140...180ºС, и дальнейшее снижение температуры не целесообразно. Следует также отметить, что степень адгезии при отверждении с температурой 140...180ºС не зависит от типа пигмента и вида плёнкообразователя.