Práškové plasty chrání nejen proti korozi

• | Tisk |

Podrobnosti

Vytvořeno 29. březen 2010

Napsal Viktor Kreibich

Práškové plasty, práškové nátěrové hmoty, povlaky z práškových materiálů, povlaky z práškových lakoven – technologie povrchových úprav zasahující do všech oblastí a oborů. Využíváme všech jejich vlastností, pracujeme s nimi optimálně a umíme je bezchybně aplikovat? Shrňme současné poznatky vedoucí k bezproblémovému využívání této technologie povrchových úprav.

Práškové plasty v ČR

Práškové plasty se v 70. letech začaly používat jako náhrada za klasické rozpouštědlové nátěrové hmoty z důvodu dalšího neúnosného růstu používání rozpouštědel v souladu s celosvětovým ekologickým uvědomováním a z důvodu udržitelného rozvoje. V ČR jsme je uměli vyrábět i nanášet mezi prvními díky vyspělosti a úrovni našeho průmyslu a výzkumu. Svůj význam dnes tyto povlaky celosvětově dokazují svými aplikacemi i kvalitou.

Nejde již jen o ochranu povrchu proti korozi. Požadována je celá řada dalších vlastností:

• otěruvzdornost,

• odolnost vyšším teplotám,

• barevná stálost,

• antibakteriálnost,

• nesmáčivost povrchu

• definovaný elektrický odpor či vodivost,

• fasádní kvalita,

• neměnnost vlastností i v extrémních podmínkách atmosféry

• a řada dalších požadavků strojírenství, elektrotechniky i stavebnictví.

Nanášení práškových plastů

Dnes se prakticky veškeré práškové plasty, resp. práškové nátěrové hmoty nanášejí stříkáním. Společnými vlastnostmi všech těchto procesů je, že částice prášku se elektricky nabíjejí, zatímco lakovaný předmět je uzemněn. Výsledná přitažlivá síla je potřebná k vytvoření dostatečné vrstvy prášku na předmětu i k jeho udržení na povrchu, než se prášek tepelným zpracováním následně zakotví na upravovaném předmětu.

Vliv elektrostatického nabíjení na kvalitu povrchu

Vysoké napětí (30–90 kV) soustředěné na trysce stříkací pistole způsobuje ionizaci vzduchu procházejícího pistolí. Při průchodu prášku tímto ionizovaným vzduchem se volné ionty přichytí na určitém počtu částic prášku, čímž se na částicích vytvoří záporný náboj. Cílem je dosáhnout co největšího počtu nabitých částic prášku (viz obrázek).

Schéma principu elektrostatického nabíjení práškového plastu

Volné ionty jsou malé a mnohem pohyblivější než částice prášku. Přebytečné volné ionty se rychle pohybují směrem k předmětu a současně na něj přenášejí velké množství záporných nábojů. Množství volných iontů zcela závisí na regulování napětí. Příliš vysoké napětí způsobuje nadbytečný přísun volných iontů, což ztěžuje získání dobré povrchové úpravy a v neposlední řadě zhoršuje rozliv (tzv. zpětná ionizace).

Vlivem vysokých hodnot napětí vznikají také mezi tryskou stříkací pistole a předmětem elektrostatická pole. Tento jev se zpravidla označuje jako efekt Faradayovy klece a jeho důsledkem je obtížnost nanesení prášku na místech nejnižší hustoty pole (vnitřní plochy, dutiny).

Tribostatické nabíjení

Částice prášku se tribostatickým efektem (frikčně, elektrokineticky) nabíjejí díky tomu, že při rychlém pohybu se otírají o speciální druh izolantu (obvykle PTFE), kterým je vyložen válec stříkací pistole (viz obrázek).

Schéma principu tribostatického nabíjení práškového plastu

U tribostatického nabíjení není přítomno vysoké napětí, které by mohlo generovat volné ionty nebo vytvářet elektrická pole. Optimálního výkonu lze zpravidla dosáhnout regulací průtoku vzduchu pistolí, resp. poměru množství prášku a vzduchu.

Podmínky pro úspěšné nanášení a vytváření povlaků

• Kvalita stlačeného vzduchu: Do stříkacího zařízení se smí přivádět jen čistý a suchý stlačený vzduch. Kvalita stlačeného vzduchu může změnit proces nabíjení a transportní vlastnosti prášku. Nečistý stlačený vzduch může také způsobovat vzhledové vady na povlaku.

• Kvalita vzduchu v lakovně: Pro účinnost stříkání má velký význam relativní vlhkost pracovního prostředí (ideální je mezi 45 a 50 %). Regulovanou vlhkostí lze získat rychlejší a rovnoměrnější vytváření povlaků. Zvláště důležitá je vyšší hodnota vlhkosti při stříkání další vrstvy.

• Kvalita práškového plastu: Vlhkost prášku nesmí být vyšší než cca 0,4 %. Teplota skelného přechodu by neměla být nižší než cca 50 ˚C. Práškový plast má obsahovat maximální podíl částic o velikosti 35–40 µm. Podíl částic menších než 10 µm by neměl překročit 10 % a prášek nesmí obsahovat částice větších rozměrů. Rozdíl ve velikosti částic má být co nejmenší. Je proto důležité určit maximální poměr použitého prášku po jeho recyklaci, neboť ten má vlastnosti vždy odlišné od nepoužitého.

• Dobré uzemnění předmětu: Při elektrostatickém nanášení prášku se na předmět přenáší velké množství záporného náboje. Nemůže-li být tento velký přebytek elektronů účinně odveden dostatečným uzemněním, vytvoří se rychle na povlékaném povrchu silný záporný náboj, který pak odpuzuje záporně nabité částice prášku.

Při tribostatickém nanášení vychází ze stříkací pistole prášek s kladným nábojem, to znamená, že má deficit elektronů. Pokud není předmět dostatečně uzemněn, vytvoří se na povlékaném povrchu silný kladný náboj, který pak odpuzuje kladně nabitý prášek opouštějící pistoli. Důsledkem je pak nedostatečná tloušťka vrstvy prášku. Pro zajištění bezpečnosti provozu je naprosto nezbytné dokonale a účinně uzemnit stříkací zařízení a stříkací kabiny.

U tribostatického nanášení je dobré uzemnění stříkací pistole zásadní podmínkou pro úspěšné nanášení. Jelikož prášek získává kladný náboj, je třeba uvolněné elektrony odvádět do země. Bez účinného uzemnění stříkací pistole by se záporný náboj hromadil a prášek by procházel pistolí bez nabití. Špatné uzemnění povlakovaných předmětů je nejčastěji zapříčiněno neočištěnými závěsy a přípravky.

Tepelné zpracování práškových plastů

Teplotu a především čas tepelného zpracování je nutno volit s ohledem na tloušťku materiálu, jeho tepelnou vodivost a tvar zboží. Na kvalitním tepelném zpracování závisí přilnavost povlaků i jejich další vlastnosti. Problematické jsou povlaky na výrobcích o větších tloušťkách (např. 10–20 mm).

Velmi záleží též na průběhu nárůstu teploty vypalovaného zboží. Nedostatečná výkonnost, resp. nevhodnost pece je příčinou zhoršení kvality povlaku projevující se v rozdílnosti kvality povrchů i u jednotlivých detailů. Rozdílnost (lesku, matu, drsnosti) závisí pak i na způsobu zavěšení a množství zboží. Velmi důležité je přímé proměřování teplot zboží, neboť nelze pouze spoléhat na hodnoty odečtené na ovládání pecí.