архитектура и строительство

Лакокрасочная промышленность: некоторые тенденции развития

Лакокрасочная промышленность|Лакокрасочная продукция является одним из тех строительных материалов, которые после осознания отрицательных последствий влияния некоторых химических веществ и соединений на здоровье человека и окружающую среду припекают пристальное внимание законодательных органов, научно-исследовательских институтов, экологических движений и значительной части общественности. Жесткие экологические требования к лакокрасочной продукции не моги не сказаться на основных направлениях развития лакокрасочной продукции. Этому способствуют также изменения потребительского спроса. Существенное влияние оказывает и эволюция технологии домостроения, где срок сдачи объектов "под ключ" исчисляется сегодня если не днями, то неделями.

Красок сегодня на российском рынке - море разливанное: немецкиe, финские, турецкие, шведские, испанские, украинские, белоруске.... Не будем дальше проделать, поскольку не хватит места для перечисления иностранных государств и фирм, везущих в нашу страну тонны разнообразного лакокрасочного материала в изящно упакованных ведрах и колбах, тюбиках и пластмассовых банках. Но то специфика лакокрасочного потребительского рынка, требующего разнообразия предложения, не только из соображений различия в функциональном предназначении лаков и красок, но также из-за психологических факторов. В сфере промышленного применения лакокрасочной продукции фактор полезных свойств продукта выдвигаются на первое место.

В конце двадцатого столетия три фактора оказали существенное влияние на основные направления Развития мировой лакокрасочной промышленности.

Во-первых, ужесточение экологического законодательства относительно содержания так называемых летучих органических соединений (VOC - volatile organic compounds) в лакокрасочных изделиях. Сегодня лакокрасочное изделие без надписи "no-VOC" ("без ЛОС") практически лишено шансов на коммерческий успех.

Во-вторых, это поиск заменителей традиционной лакокрасочной продукции, использующей в качестве основы органические растворители (главным образом, сольвенты и уайт-спирит, а также олифу).

В-третьих - экономический фактор, действующий во всю силу в связи с ужесточением экологического законодательства. Его действие привело к возрождению интереса к применению порошковых красок и, впоследствии, к интенсивным исследованиям, разработке новых типов красок с улучшенными свойствами и новых технологий их применения, Расширение областей их применения и связанный с этим рост производства привели к тому что применение технологии порошковой окраски по капитальным и текущим издержкам оказалось эффективным и конкурентоспособным вариантом. Именно этой теме мы уделим внимание в настоящей статье.

Технология порошковой окраски была разработана в середине пятидесятых годов. Только в США за десять лет, с 1986 по 1996,уровень их производства увеличился на 308 %. Сегодня в США объем продаж порошковых красок в общем объеме продаж материалов для финишной отделки составляет 10 % и 15 % на рынках, где они являются прямым конкурентом других лакокрасочных материалов. Особой популярностью пользуются порошковые краска в Европе. Традиционными сферами их применения является производство мотоциклов, мопедов, велосипедов, всех видов инструментов.

Особый импульс применению порошковых красок в крупномасштабном промышленном производстве дал переход фирм "VOLVO", "BMW", "Rolls Royce" этой технологии окраски кузовов других элементов автомашин. Разработка экономически эффективных методов покраски алюминия других цветных металлов широко открыла дверь порошковым краскам в строительную индустрию. Третий этап технологического развития создал возможность покраски не только металлов, но и дерева, композитных материалов, пластмасс, керамики, стекла. Мировой лидер в области порошковых покрытий компания AKZO NOBEL сотрудничает с такими известными фирмами как, например, фирмы Bosch, Phillips, Siemens, Michelin, Scania, Volvo, Samsung, Tefal, Whirlpool, Ikea и многие другие. Среди клиентов известной также в России фирмы BECKERS (Beckers Powder Coatings) числятся фирмы Ford, Volvo, Rolls Royce.

Порошковые краски и технологии их применения имеют ряд относительных преимуществ по сравнению с другими видами лакокрасочной продукции:

низкий процент отходов; порошковая краска может быть переработана и повторно использована, поэтому утилизация порошка очень высока;

потери порошковых красок составляют 1-4 %, в отличие от жидких лакокрасочных материалов (до 40 %);

на установке, оснащенной хорошим оборудованием по переработке, достигается эффективность 96-98 %;

не требуются растворители; поэтому порошковая краска предпочтительнее с точки зрения VOC требований;

при нанесении потеря веса обычного полимера при сушке составляет менее 1 %; экономия на стоимости растворителей, которые в жидких красках играют лишь роль носителей для пленкообразующих;

экономия расхода энергии на нагрев и вентиляцию за счет отсутствия ее затрат на испарение растворителей и удаление их паров из печей и помещений;

снижены потери тепла;

замена воздуха, используемого в печи и на фабрике не нужна, что значительно уменьшает объем вентилируемого воздуха;

возможность расширения ассортимента связующих за счет использования пленкообразующих, нерастворимых в растворителях, например, полиэтилена;

простота нанесения;

порошковая краска с помощью обычной автоматической установки наносится очень легко;

снижена необходимость привлечения квалифицированных специалистов; значительно улучшаются условия труда;

не требуется расплавления;

так как не используется растворитель, поэтому не предусмотрена зона расплавления;

установка занимает меньше места на фабрике; сокращение производственных площадей происходит также за счет исключения процесса воздушной подсушки (изделие, покрытое порошковой краской, может помещаться непосредственно в печь без выдержки на воздухе), сокращения стадий обработки и меньшей потребности в складских помещениях;

возможность получения толстых однослойных покрытий (за счет 100% содержания сухого вещества) вместо более дорогих многослойных в случае жидких красок;

значительное сокращение времени отвердения покрытий вследствие больших скоростей пленкообразования расплавов полимеров при охлаждении и вследствие того, что сушка однослойного порошкового покрытия производится один раз по сравнению с многократной сушкой в случае многослойных обычных покрытий;

улучшенные свойства;

многие порошковые краски созданы для получения улучшенной антикоррозионной защиты в сравнении с обычными красками;

не требуется смешивания; порошковая краска поставляется готовой к употреблению, не требуется предварительной подготовки или смешивания;

исключение таких сложных операций, как контроль вязкости и доводка ее до нужной величины, что обеспечивает как экономию, так и большую стабильность качества получаемых покрытий;

повышенные химическая стойкость и физико-механические показатели покрытий, благодаря использованию пленкообразующих с большим молекулярным весом; меньшая усадка и пористость пленки благодаря отсутствию испарения растворителей;

отсутствие отрицательного влияния не испарившихся из пленок растворителей на прочностные свойства покрытий; исключение потеков на вертикальных поверхностях и сморщивания покрытий при сушке; улучшенное качество покрытий на углах и краях изделий, благодаря нанесению более толстых слоев краски на эти участки;

возможность легкого исправления дефектов покрытия перед сушкой, исключение сложной маркировки участков изделия, не подлежащих окраске (порошок легко удаляется кистью или сдувается потоком воздуха);

снижение затрат при транспортировке и хранении; порошковые краски исключительно легкие и не нуждаются в специальных помещениях для хранения с дополнительным противопожарным оборудованием; благодаря большой прочности порошковых покрытий сведение к минимуму повреждений окрашенных изделий при их транспортировке, а следовательно уменьшение затрат на упаковку;

облегченная чистка распылительного оборудования, печей и помещений, т.к. удалять порошок значительно проще, чем слои жидкой или частично засохшей краски;

отсутствие запаха и канцерогенных испарений; в форме порошка продукт имеет лишь незначительный запах, что снижает потребность в дополнительной вентиляции складских помещений и применения особых средств защиты дыхательных органов и глаз;

В этом обзоре представлен далеко не весь ряд преимуществ применения порошковых красок. Порошковые краски уже занимают определенное место в отделочной промышленности. Тип порошковой краски (химический и количественный состав компонентов) выбирается в зависимости от потребностей промышленности и запросов, которым должна отвечать порошковая краска, включая цену окрашенного объекта.

Состав порошковых красок определяется четырьмя основными видами сырьевого материала: смола - отвердитель - пигменты - добавки (примеси).

Смолы:

Смола (resin) или смесь смол придают основные свойства порошковой краске, по типу смолы можно установить конечный результат.

Эпоксидные/акриловые.

Эпоксидная или акриловая порошковая краска - твердая; она устойчива к химикатам и растворителям, имеет широкий спектр цветов, разнообразные уровни глянца и.текстуры. Основными недостатками этой группы являются низкая свето- и теплостойкость, тенденция к осветлению цвета и обесцвечиванию, плохая адгезия на сварных стыках (в местах сварки). Не рекомендуется для окраски наружных элементов, подвергающихся влиянию атмосферных факторов.

Полиэфирные (ПолиэфирЛСЮ).

Полиэфирная порошковая краскаобеспечивает хорошую, продолжительную свето- и теплостойкость. Большая часть порошковых красок, применяемых в настоящее время для покраски элементов строительных конструкций, основана на линейных полиэфирах, смешанных с TGIC (triglycidyl isocyanurate). В результате покрытие получается не таким твердым, как эпоксидное, и менее устойчивым к воздействию химикатов и растворителей. TIGC-полиэстровые порошковые краски являются в настоящее время движущей силой индустрии порошковых красок.Устойчивые к воздействию атмосферных и механических факторов, они находят широкое применение во внутренних и наружных работах. Отвердение происходит при более низких температурах, чем в случае полиэстроуретановых красок. Высокая адгезия на острых гранях.

Эпоксиполиэфирные (гибридная смесь).

Эпоксидные и полиэфирные смолы смешивают для получения свойств после сушки, которые уравнивают свойства каждого вида. Данная смесь широко применяется в производстве порошковых красок. Показатели устойчивости к различным факторам находятся где-то посередине между показателями двух составляющих в чистом виде. Эпоксиполиэстровые гибридные порошковые краски сохраняют присущую эпоксидным краскам устойчивость к воздействию механических и химических факторов. В то же время они меньше желтеют в процессе высыхания и имеют более насыщенный цвет, чем многие эпоксидные краски. Зато они менее устойчивы к воздействию растворителей. Поэтому сфера их применения ограничена к внутренней отделке, особенно мебели.

Полиэстроуретановые.

Используются прежде всего для окраски наружных частей и элементов. Устойчивы к воздействию механических и химических факторов. При сушке уретановых красок не наблюдается тенденция к образованию текстуры "апельсиновой корки".

Отвердители

Отвердитель применяется для смешивания (схватывания) смолы при заданной температуре. Степень схватывания может быть использована для определения степени глянца, поверхности типа "апельсиновой корки" и таких аспектов, как структурные или текстурные эффекты. В эпоксидных красках тип отвердителя и соотношение между отвердителем и смолой определяет степень глянца.

Пигменты

Пигменты так же, как и в других красках и покрытиях, предназначены для получения декоративного эффекта. В порошковых красках незначительное количество пигментов используется для обеспечения дополнительной защиты металлических поверхностей или регулирования степени глянца.

Добавки (Примеси)

Добавки применяют во всех составах краски; их специфические функции следующие:

- повышение или понижение электростатического прилипания (притяжения);

- увеличение или уменьшение степени выравнивания поверхности;

- получение декоративных эффектов;

- снижение температуры сушки;

- изменение удельной проводимости;

- повышение возможности повторного покрытия;

- увеличение твердости поверхности.

Порошковые краски могут быть нанесены на окрашиваемую поверхность следующими способами:

- Нанесение флюидизированным послойным методом

- Нанесение методом электростатического распыления; это наиболее традиционный способ применения порошковых красок в промышленности.

- Нанесение методом трибостатического распыления

Для сушки порошковой краски используются разные типы печей.

Наиболее распространенными в промышленности являются:

- Газифицированная туннельная печь (прямой и непрямой способ)

- Газифицированная боксовая печь

- Печь с инфракрасным излучением - прямое излучение

- Печь с инфракрасным излучением - непрямой метод

В наиболее общем виде процесс электростатического нанесения порошковой краски, на примере установки фирмы "КОРСАР", состоит из четырех этапов:

Этап 1 - окрашиваемое изделие, очищенное и обезжиренное (зачистка, пескоструй, дробеструй, гальваническая мойка) подвешивается (устанавливается) в окрасочной камере.

Этап 2 - на изделие с помощью электростатического распылителя наносится заряженная порошковая краска.

Этап 3 - изделие с нанесенной краской помещается в печь для полимеризации, где выдерживается необходимое время (8-30 мин. при температуре 120-210"С, в зависимости от типа краски).

Этап 4 - по окончании полимеризации изделие остужается на воздухе. После остывания изделия покрытие готово!

Сухая порошковая краска фильтруется в рекуператоре. Периодически краска удаляется из бункера, просеивается, и может быть вторично использована для нанесения. Для защиты воздуха от попадания порошка в цехе должен быть создан воздушный поток через окрасочную камеру Этот поток формируется специальным вентилятором. Для сохранения порошковой краски для вторичного использования между окрасочной камерой и входом вентиляционной системы устанавливается воздушный фильтр - рекуператор, который оборудован пневматической системой очистки и емкостью для порошковой краски, собранной с поверхности фильтра.

Несомненным достижением последних лет была разработка технологии термопластической порошковой окраски (thermoplastic coating), что создало возможность применения порошковых покрытий в полевых условиях, непосредственно на строительной площадке. В этой области доминируют порошковые краски на базе ПВХ (например, серия DURAVIN), нейлона (DURALENE"), полиэтилена или полипропилена (DURALON).

В среднем доля так называемых "чистых" технологий (вододисперсионных и порошковых) возрастет с 35 % в 1994г. до 47 % в 2004 году Лидером в их применении будет впредь автомобильная промышленность (соответственно 63% и 85%). Нет сомнений, что быстро изменяющиеся подходы в области домостроения - развитие технологии промышленного изготовления домов (модульное и панельное домостроение), компактные полевые установки для изготовления модулей и панелей домов и другие прогрессивные технологии, будут способствовать применению технологии порошковой окраски. Домостроение смещается в сторону заводского изготовления не только отдельных элементов (например, ферм), но также модулей и даже комплектных жилых домов, создавая тем самим поле для применения порошковых красок. На всякий случай кисточек еще не выбрасывайте. Мало ли....

Автор: Збигнев Межва, к.э.н.

Источник: Специализированный журнал "Профессиональное строительство", январь-февраль, N 1, 2001 г.




Как правильно зарегистрировать юридическое лицоДля открытия своего дела, будь то производственное предприятие или оказание...
Автономное скважинное водоснабжение особняков: какие методики используют на практике?Даже проживающие в зоне экологического благополучия, за много километров от...
Основная классификация генераторовЕсли вы ищете для себя источник бесперебойной энергии, то скорее...
Почему стоит купить "Триколор ТВ"?"Триколор ТВ" дает возможность просматривать около 150 каналов. Поскольку фирма...
Строительство загородного дома и ландшафтный дизайнЗа последние годы за Ростовом быстро сформировался огромный рынок коттеджных...