Czy farby proszkowe można nanosić na tworzywa sztuczne? Obecnie nie, ale sztab naukowców i technologów od kilku lat pracuje nad nowymi rozwiązaniami, które pozwolą na ten pozornie niemożliwy mariaż.
Fot. arch. Jotun
Metale to standardowy materiał konstrukcyjny w przemyśle, jednak ze względu na ich duży ciężar w ostatnim czasie coraz częściej zastępuje się je – zwłaszcza w branży transportowej – tłoczonymi tworzywami sztucznymi. Stanowi to nie lada wyzwanie dla producentów farb proszkowych, tego typu tworzywa nie są bowiem przewodzące i nie można na nie nanosić powłok proszkowych standardowymi metodami elektrostatycznymi.
Czas na innowacje
Aby rozwiązać problem aplikacji farb proszkowych na tworzywach sztucznych, zaproponowano w ostatnim czasie wiele innowacji. Najważniejsze z nich to:
- nadanie tworzywu właściwości przewodzących,
- zastosowanie elementów przewodzących na powierzchni tworzywa,
- nanoszenie stopionego proszku metodą natrysku termicznego.
Z tych trzech najbardziej przystępną i ekonomiczną jest metoda nr 2, ostatnio jednak rośnie także zainteresowanie natryskiem termicznym. Pierwsza technika natomiast jest efektywna, ale kosztowna, dlatego wiąże się z nią nadzieje na przyszłość, gdy poprawi się sytuacja ekonomiczna na świecie.
Problemy z adhezją
Jednym z największych problemów w przypadku nanoszenia farb proszkowych na tworzywa sztuczne jest słaba adhezja farby na podłożu. Lepiej radzą sobie w tym zakresie tworzywa o wysokiej HDT (temperaturze ugięcia pod obciążeniem), gorzej natomiast – te o niskich wartościach HDT, mają bowiem wysokie napięcie powierzchniowe, co utrudnia zwilżanie podłoża przez stopiony proszek. Dlatego też w ich wypadku wymagana jest wcześniejsza obróbka w celu obniżenia napięcia powierzchniowego (środki chemiczne, opalanie, plazma).
Składniki farb
Niektóre droższe polimery, takie jak nylon 6, kopolimer acetalowy czy PEEK, są na tyle stabilne termicznie, że można je wykorzystać jako składnik typowych termoutwardzalnych farb proszkowych. Czas sieciowania jest jednak w ich wypadku dość długi. Szybsze sieciowanie osiągnąć można wykorzystując podczerwień, ale należy zwrócić uwagę na to, jakiego koloru farbę sieciujemy. Jasne kolory odbijające promieniowanie wymagają większej dawki podczerwieni niż odcienie ciemniejsze.
W praktyce jednak dużo częściej stosowane są niedrogie związki termoplastyczne, takie jak ABS, poliwęglany, PVC czy poliolefiny. Tego typu polimery nie mogą być składnikiem standardowych farb proszkowych sieciowanych termicznie, toteż wykorzystuje się je jako podstawę farb sieciowanych promieniowaniem UV. Sieciowanie UV, które zachodzi gdy pod wpływem ultrafioletu tworzą się wolne rodniki i zostaje zainicjowana polimeryzacja, przebiega w stosunkowo niskich temperaturach (95-120°C), może więc być stosowane nawet dla polimerów o niskim HDT.
Proponowana metoda
Oto technika aplikacji farb proszkowych, która uwzględnia wszystkie najważniejsze innowacje zaproponowane w ostatnich latach i ma największą szansę stać się standardem w nanoszeniu proszków na tworzywa sztuczne:
1. Oczyścić powierzchnię tworzywa przy pomocy zdejonizowanego sprężonego powietrza,
2. Umieścić na powierzchni związek przewodzący,
3. Nanieść elektrostatycznie na podłoże od 50 do 60 μm specjalnej formuły farby proszkowej,
4. Stopić farbę (poprzez konwekcję, podczerwień lub kombinację obydwu),
5. Poddać powłokę sieciowaniu UV.
Źródło: european-coatings.com
