Технология порошковой окраски переживает период быстрого роста (10–15% в год в мире), опережая жидкие лакокрасочные материалы. Это объясняется экономичностью, экологичностью (практически полное отсутствие растворителей и выбросов ЛОС) и высокой прочностью получаемых покрытий.
Однако, чтобы получить высококачественное покрытие, необходимо правильно выбрать метод нанесения порошка. Два основных метода — электростатическое распыление (коронный заряд) и трибостатическое распыление (заряд трением) — используют разные физические принципы и имеют свои уникальные сильные и слабые стороны.
1. Электростатический метод (Коронный заряд): Сила поля
Электростатическое распыление с коронным зарядом является наиболее распространенной системой нанесения (около 80% всех порошковых ЛКМ).
Принцип работы и преимущества:
1. Создание мощного поля: При включении напылителя между электродом пистолета и заземленной деталью (которая выступает в роли акцептирующего электрода) создается сильное неоднородное электрическое поле с потенциалом 30–100 кВт.
2. Эффективная зарядка: Частицы порошка, проходя через область коронного разряда, заряжаются (обычно отрицательно) за счет ионной адсорбции, а затем движутся вдоль силовых линий поля к заземленному изделию. Электрическое поле обеспечивает эффективное нанесение порошка.
3. Высокая производительность: Системы с коронным зарядом, как правило, обеспечивают более высокую производительность за единицу времени. Они хорошо подходят для окраски больших ровных поверхностей.
4. Универсальность: Электростатическим способом можно окрашивать изделия самых разных типоразмеров и групп сложности, используя практически любые виды порошковых ЛКМ.
Недостатки: Эффект Фарадея и Обратная ионизация
Основными недостатками коронного метода являются проблемы, связанные с наличием сильного электрического поля:
• Эффект Фарадея: Наличие сильного электрического поля приводит к тому, что силовые линии концентрируются на выступающих углах, экранируя внутренние углы и пазухи от электростатического поля. Это затрудняет осаждение порошка внутри углов и пазух, что является одной из наиболее сложных проблем для оператора.
• Обратная ионизация: По мере нанесения порошка и увеличения толщины слоя на поверхности изделия возрастает электрическое поле внутри покрытия. При чрезмерно высоком напряжении или толстом слое это поле может ионизировать воздух между частицами, вызывая искры, которые пробивают и портят покрытие, образуя кратеры. Этот процесс радикально ослабляет эффективность нанесения и может вызывать эффект «апельсиновой корки».
• Неравномерность толщины: Из-за концентрации силовых линий на выступающих частях наблюдается локальное увеличение толщины слоя. Для равномерного покрытия сложных изделий требуется более низкое напряжение.
2. Трибостатический метод (Заряд трением): Проникновение в углы
Трибостатический метод (заряд трением или заряд путем поляризации) основан на принципиально ином подходе к электризации порошка.
Принцип работы и преимущества:
1. Зарядка трением: Частицы порошка приобретают заряд, проходя и контактируя с внутренней поверхностью специальных трубок из диэлектрика (например, фторопласта), расположенных внутри пистолета.
2. Отсутствие поля: Между изделием и пистолетом нет никакого потенциала (отсутствует генератор высокого напряжения), поэтому никакое внешнее электрическое поле и силовые линии не образуются.
3. Устранение Эффекта Фарадея: Поскольку нет клеток Фарадея, порошковая краска легко проникает в полости и углубления, обеспечивая равномерное осаждение на выступающих и вогнутых участках.
4. Отсутствие обратной ионизации: Исключается ионизация окружающего воздуха и возможность образования искр.
5. Нанесение многослойных покрытий: Метод трибостатики хорошо подходит для повторной окраски (нанесения второго или нескольких слоев).
Ограничения и недостатки:
1. Пониженная производительность: Из-за меньшей укрывной способности (по сравнению с коронными системами) для достижения той же производительности требуется по меньшей мере на 50% больше пистолетов. Это приводит к пониженной производительности установок.
2. Чувствительность к материалам: Не все порошковые краски подходят для трибосистем, и не все из них можно использовать без специально разработанной формулы или трибостатических добавок. Заряд зависит от химической структуры порошка и скорости трения.
3. Требования к воздуху: Для эффективной работы трибостатические системы требуют подготовки воздуха (кондиционирования), так как их работа очень чувствительна к атмосферной влажности. Влажность препятствует хорошей текучести и может стать причиной забивки сопел.
--------------------------------------------------------------------------------
Сводная таблица: Корона vs. Трибостатика


Заключение: Выбор метода зависит от геометрии окрашиваемого изделия. Для крупных плоских изделий и высоких скоростей предпочтительна Корона, а для сложных конструкций с внутренними углами и полостями – Трибостатика.