Żywice do malowania proszkowego i ich właściwości
Powłoki proszkowe składają się z substancji wiążącej, pigmentów, wypełniaczy i dodatków. Żywice syntetyczne, które działają jako środek wiążący, stanowią główny składnik (do 60% mieszanki) i są w dużej mierze odpowiedzialne za właściwości końcowej powłoki. Twardość i stabilność, a także ogólna jakość powierzchni są bezpośrednim wynikiem zastosowanej żywicy. Tworzenie powłoki może zachodzić według dwóch różnych mechanizmów. Jest to:
- suszenie fizyczne
- chemiczne sieciowanie (utwardzanie)
W oparciu o ich zachowanie fizyczne i chemiczne, środki wiążące dzieli się na termoplastyczne i termoutwardzalne.
Duroplasty
Tworzywa termoutwardzalne muszą zostać utwardzone w celu utworzenia powłoki, dlatego wymagają dodatkowego czasu po stopieniu, aby zakończyć reakcję utwardzania w piecu do utwardzania. Warunki utwardzania należy zawsze określać na podstawie maksymalnej grubości ścianki powlekanej części, ponieważ w tym przypadku wymagany jest najdłuższy czas nagrzewania do osiągnięcia odpowiedniej temperatury. Warunki utwardzania odnoszą się tylko do temperatury obiektu. Tworzywa termoutwardzalne są bardzo elastyczne i odporne na uderzenia.
Środki wiążące:
- Żywica epoksydowa
- Poliester
- Poliuretan
- Akrylan
Termoplasty
Tworzywa termoplastyczne topią się i pozostają plastyczne. Mogą upłynniać się wielokrotnie, jeśli tylko temperatura zostanie zwiększona. W przypadku zbyt długiego i silnego wystawienia na działanie ciepła możliwe jest tworzenie się kropli. W przeciwieństwie do tworzyw termoutwardzalnych, te powłoki proszkowe nie wymagają oddzielnych systemów utwardzania. Głównym obszarem zastosowań jest proces spiekania wirowego. Tylko specjalne rodzaje - takie jak termoplastyczny poliester i niektóre rodzaje poliuretanu - nadają się do obróbki elektrostatycznej.
Środki wiążące:
- Poliamid
- PVC
- Polietylen
- Poliester termoplastyczny
Wymagania dotyczące termoutwardzalnych materiałów do powlekania proszkowego
- stałe w normalnych temperaturach (temperatura topnienia > ok. 65 °C)
- temperatura topnienia nie może być zbyt wysoka
- niska lepkość stopu w standardowym zakresie temperatur utwardzania
- stabilność fizyczna i chemiczna podczas przechowywania do co najmniej 40 °C
- dobra przyczepność do różnych materiałów bez promotorów przyczepności
- dobra podatność na barwienie
TIGER specjalizuje się w przetwarzaniu żywic termoutwardzalnych, a nawet produkuje niektóre żywice poliestrowe we własnym zakładzie produkcji żywic syntetycznych. Umożliwia nam to zintegrowanie wysokiej jakości i specjalnie dostosowanych właściwości z powłokami proszkowymi poprzez żywicę.
Żywica epoksydowa
Skład
Istnieją różne rodzaje żywic epoksydowych, z których każda oferuje inne funkcje. Duża część żywic epoksydowych stosowanych na całym świecie oparta jest na bisfenolu A.
Możliwości sieciowania żywic epoksydowych
- Aminy (alifatyczne, cykloalifatyczne, aromatyczne)
- Bezwodniki
- Imidazole
- Izocyjaniany
- Silanole
- Aminoplasty (żywice aminowe lub amidowe)
- Żywice fenolowe (liniowe żywice fenolowe, nowolaki krezolowe)
Właściwości
Żywica epoksydowa ma dobrą przyczepność do podłoża, doskonałe właściwości mechaniczne (elastyczność) i bardzo dobrą odporność chemiczną. Wadą jest żółknięcie i kredowanie powierzchni w wyniku ekspozycji na wyższe temperatury lub światło UV.
Chociaż nowe rozwiązania pozwoliły zredukować te niekorzystne właściwości, żywica epoksydowa nie nadaje się do wysokiej jakości powłok odpornych na warunki atmosferyczne.
Powłoki proszkowe na bazie żywicy epoksydowej zapewniają bardzo gładki przepływ dla powierzchni o wysokim połysku i matowych. Ze względu na swoje właściwości sieciujące, doskonale nadają się jako podkłady:
- bardzo dobra penetracja kątów i krawędzi
- dobra odporność chemiczna
- wysoka reaktywność/dobre zachowanie w niskich temperaturach
Zastosowania
Epoksydowe powłoki proszkowe są zatem obecnie stosowane prawie wyłącznie w sektorze funkcjonalnym, np. do części samochodowych, sprzętu rolniczego, w przemyśle elektrycznym i elektronicznym, do armatury i żelaza wzmacniającego oraz do powlekania rur, rurociągów itp.
Żywica poliestrowa
Skład
Poliestry powstają jako produkty reakcji estryfikacji alkoholi wielowodorotlenowych kwasami polikarboksylowymi.
Możliwości sieciowania żywic poliestrowych
Reakcje z żywicami poliestrowymi zawierającymi kwasy karboksylowe
- Izocyjanuran triglicydylu (TGIC)
- Hydroksyalkiloamidy (HAA)
- Estry glicydylowe
- Żywice epoksydowe (hybrydy)
Reakcje z hydroksylowymi żywicami poliestrowymi
- Izocyjaniany (addukt IPDI)
- Poliuretodiony (poliizocyjaniany)
Właściwości
Żywice poliestrowe charakteryzują się szczególnie wysoką odpornością na żółknięcie i kredowanie. Ze względu na ich stabilność temperaturową, są one również coraz częściej wykorzystywane w zastosowaniach wewnętrznych. Ponadto, wykazują wysoki połysk i stabilność koloru oraz nadają się do wielu efektów i powierzchni.
Odporność na rozpuszczalniki jest jednak niższa w porównaniu do epoksydów i lakierów hybrydowych.
Zastosowania
Ze względu na swoją odporność na warunki atmosferyczne, poliestry nadają się do wszystkich zastosowań zewnętrznych, takich jak elementy elewacji, ramy okienne, meble ogrodowe i kempingowe, oprawy oświetleniowe i pojazdy dwukołowe itp.
Żywica poliuretanowa
Skład
Powłoki proszkowe PUR są oparte na wolnych żywicach poliestrowych zawierających grupy hydroksylowe, które są sieciowane poliizocyjanianami w reakcji addycji.
W oparciu o pochodne IPDI (diizocyjanian izoforonu) istnieją głównie dwie popularne opcje sieciowania:
- Addukty izocyjanianowe
- poliizocyjaniany (poliuretodiony)
Właściwości
Powłoki proszkowe na bazie poliuretanu wykazują również wyjątkową odporność na warunki atmosferyczne i kredowanie. Ponadto charakteryzują się doskonałą płynnością.
Zastosowania
Obszar zastosowań farb proszkowych PUR pokrywa się zatem z obszarem zastosowań poliestrów. Często, gdy wymagana jest odporność chemiczna, proszki PUR są preferowaną opcją.
Systemy hybrydowe
Skład
W produkcji mieszanych farb proszkowych epoksydowo-poliestrowych, tzw. hybrydowych, stosuje się odpowiednie żywice poliestrowe, które zawierają końcowe, wolne grupy karboksylowe w cząsteczce, które powodują sieciowanie przestrzenne poprzez dodanie do grup epoksydowych.
Stosunek mieszania waha się od 60:40 do 10:90 żywicy epoksydowej do poliestru. (najczęstsze proporcje mieszania 70/30, 60/40 i 50/50) Dokładny stosunek mieszania zależy od konkretnych wymagań klienta i obszarów zastosowań.
Właściwości
Hybrydy mają podobne właściwości do epoksydowych farb proszkowych, ale oferują lepszą stabilność żółknięcia podczas utwardzania i mniejszą tendencję do kredowania pod wpływem promieniowania UV.
Zastosowania
Obszary zastosowań znajdują się głównie w sektorze dekoracyjnym, konstrukcji sklepów i półek, metalowych mebli biurowych, urządzeń gospodarstwa domowego, mebli chłodniczych, ogrodowych i kempingowych, elementów sufitowych i grzejników.
Żywica akrylowa
Skład
Grupa produktów odpornych na warunki atmosferyczne akrylowych farb proszkowych bazuje na żywicach akrylowych, które mogą być sieciowane różnymi utwardzaczami.
Możliwości sieciowania żywic akrylowych GMA
- alifatyczne kwasy dikarboksylowe
- kwasy polikarboksylowe i ich bezwodniki
- polibezwodniki
- alifatyczne diaminy
Właściwości
Akrylowe farby proszkowe mają wyjątkowe właściwości:
- Powłoka niskoemisyjna i niskoodpadowa
- Płynność porównywalna z płynnymi powłokami w przemyśle motoryzacyjnym
- Ponadprzeciętna odporność na warunki atmosferyczne (5-letni test na Florydzie)
- Powłoki bezbarwne bez pęknięć
- Możliwe temperatury utwardzania do 130 °C
Niemniej jednak ich udział w rynku farb proszkowych jest niższy niż w przypadku innych systemów spoiw, co można wyjaśnić następującymi ograniczeniami:
- wysoka cena
- Brak stabilności przechowywania w temperaturze pokojowej à konieczne chłodzenie
- konieczność stosowania klimatyzowanego i oczyszczonego powietrza
- kompatybilność à konieczność podziału systemów z konwencjonalnymi farbami proszkowymi
Back to overview