Навесные фасады. Красивые решения
Навесные фасады. Красивые решения
Качество поверхности прессованных профилей без какой-либо дополнительной их обработки часто бывает вполне приемлемым для многих случаев. Типичными примерами являются несущие алюминиевые конструкции и детали модульных сборочных систем для машиностроения [1].
Алюминиевые профили для ограждающих конструкций, например, для окон, дверей и фасадов, несут не только конструкционные, но и декоративные функции. Поэтому на них обычно наносят защитно-декоративные покрытия, чаще всего порошковые и анодно-окисные [2].
Ниже представлен обзор особенностей порошкового окрашивания алюминиевых профилей, которые связаны с их формой, конструкцией и условиями эксплуатации.
См. также Алюминиевые профили: сплавы и состояния
Порошковое окрашивание – это процесс покрытия поверхности порошковым материалом (в отличие от жидкой краски). Порошковые краски состоят из полимерных смол, а также различных добавок и красящих пигментов, которые измельчены в частицы со средним диаметром от 25 до 90 микрометров. Основное различие между порошковыми покрытиями и покрытиями из жидких красок состоит в том, что порошковые покрытия производятся в виде самостоятельно летящих частиц краски, тогда как жидкие краски требуют применения воды или растворителя и в этом случае краска имеет вид суспензии.
Большим преимуществом порошковых покрытий является то, что они могут применяться с практически нулевым вредным воздействием на окружающую среду. Процесс нанесения порошкового покрытия является механическим и термическим – он не образует вредных стоков или выделений. Кроме того, методы нанесения порошковых покрытий относительно дешевы.
Порошковые краски бывают термопластичными и термореактивными.
Термопластичные порошковые покрытия расплавляются при нагреве. Примерами термопластиков являются полиэтилен, полипропилен и нейлон.
Для окрашивания алюминиевых профилей применяют только термореактивные порошковые краски. Эти порошковые покрытия не расплавляются при последующем нагреве. Для порошкового окрашивания алюминиевых профилей обычно применяют термореактивные порошковые краски на основе эпоксидных, полиэстерных и акриловых смол. Когда эти смолы нагреваются в печи, между частицами возникают реакции с возникновением перекрестных химических связей, которые уже не разрываются при последующем нагреве.
Для напыления порошка на поверхность алюминиевых профилей применяют электростатическое напыление порошка.
Высокая теплопроводность алюминия способствует быстрому прогреву профилей и быстрой полимеризации порошка.
Толщина элементов профилей не должна слишком различаться. Профиль с массивным основанием и рядом тонких ребер будет оставаться в печи, пока не прогреется основание – в это время тонкие ребра перегреются и порошковая краска на них деградирует.
Для алюминиевых профилей ограждающих конструкций характерно наличие функциональных пазов, например, для установки уплотнителей. Если такой паз слишком глубокий, то это вызывает проблемы с равномерностью толщины покрытия. Это явление называется «клетка Фарадея». Поскольку величина электростатического притяжения является обратной расстоянию, то заряженные частицы порошка стремятся притягиваться к алюминию на входе в паз. Это приводит к образованию наплывов на входе в паз и нехватке порошка внутри паза.
Рисунок 1 – Клетка Фарадея при электростатическом порошковом окрашивании
Лицевые поверхности профилей (также видимые или значащие) – это поверхности профилей, которые видны изнутри или снаружи в установленном (готовом) состоянии. Качество этих поверхностей должно соответствовать всем техническим требованиям к порошковому покрытию, таким как, заданная или минимальная толщина, блеск, а также по результатам физических и химических испытаний. Обычно лицевые поверхности указываются штриховыми линиями (рисунок 2).
Рисунок 2 – Поверхности алюминиевых профилей:
видимые, второстепенные и функциональные [3]
Кроме главных лицевых сторон часто указывают второстепенные лицевые поверхности профилей. Эти поверхности становятся видимыми, например, при взгляде изнутри здания при открытом окне. В этом случае не предъявляют требования по минимальной толщине покрытия. Эти поверхности часто обозначают штрих-пунктирными линиями (см. рисунок 1) [3].
Невидимые поверхности – это поверхности профилей, которые не видны в установленной конструкции, например, окне или двери. Поэтому требования к этим сторонам профиля являются пониженными. Эти поверхности обозначают пунктирными линиями [3] или вообще не обозначают [1].
Для комбинированных профилей с термоизолирующими блоками (рисунок 3) и комбинированных профилей с различным цветом внутри и снаружи закатку термомостов производят после порошкового окрашивания. Поэтому к поверхностям пазов, в которые устанавливают термомостов, предъявляют функциональные требования.
Рисунок 3 – Функциональные поверхности профилей [3]
Чтобы избежать проблем при закатке термомостов в уже окрашенные профили не допускается накопления краски в пазах для термомостов. Это особенно характерно для вертикальных систем окрашивания. В этом случае краска имеет тенденцию скапливаться на нижнем конце профиля. По этой причине избыточный порошок на функциональных поверхностях иногда специальным образом вакуумируют перед загрузкой профилей с напыленным порошком в печь.
Важнейшим предварительным этапом порошкового окрашивания алюминиевых профилей является химическая подготовка поверхности. Чаще всего это производится путем окунания профилей (навесок, корзин) в последовательность ванн с различными химическими растворами. На крупных заводах применяют вертикальные системы подготовки и окрашивания. Большинство производителей профилей применяют в качестве основы для порошковой окраски хроматные покрытия (рисунок 4).
Рисунок 4 – Изменение толщины алюминиевого профиля
при химической подготовке и порошковой окраске
На этапе обезжиривания все масла, жиры и другие поверхностные загрязнения удаляются с поверхности профиля, чтобы получить чистую поверхность перед щелочным травлением. Обычно применяются ингибиторы, чтобы предотвратить травление алюминия в ходе этой операции очистки.
Перед хроматированием с поверхности алюминия нужно удалить тонкий слой естественного оксида алюминия. Температура ванны составляет от 50 до 70 °С. Длительность травления составляет от 3-4 минут и более в зависимости от состояния поверхности профилей.
В ванне осветления (деоксидации) с профилей удаляют темный налет, который образовался после щелочного травления. Этот налет состоит из оксидов магния, интерметаллидов, кремния и других частиц, которые вытравились, но не растворились в ванне щелочного травления.
Этот налет удаляется путем окунания профилей в раствор серной или азотной кислоты. Длительность этого окунания может быть от 30 секунд до 5 минут в зависимости от состава налета и алюминиевого сплава.
Хроматация – это процесс химического оксидирования поверхности алюминиевого профиля в хроматном растворе. В результате хроматации образуется тонкий окисдный слой, который называют конверсионным покрытием. Этот оксидный слой обеспечивает высокую коррозионную защиту алюминиевой поверхности и высокую адгезию для порошкового покрытия. Это хроматное покрытие может иметь цвет от белого до золотистого или коричнево-зеленоватого в зависимости от состава хроматного раствора.
Хроматная обработка поверхности алюминия считается самым надежным способом ее подготовки под порошковую окраску. Однако обычные шестивалентные хроматы представляют собой определенную угрозу для людей окружающей среды и поэтому требуют повышенной техники безопасности и надежной системы очистки стоков. В настоящее время для обработки поверхности алюминиевых профилей все шире применяют различные бесхроматные растворы и растворы на основе трехвалентного, а не шестивалентного хрома. Следует, однако, отметить, что для надежной подготовки поверхности эти технологии требуют строгого контроля качества и высокой культуры производства.
Обычно после каждого рабочего этапа применяют промывку (или две), чтобы удалить с поверхности рабочие химикаты и предотвратить их перенос в последующие рабочие растворы.
Для первых этапов подготовки применяют обычную водопроводную воду, но завершающие промывки должны быть очень чистыми, чтобы избежать проблем с адгезией и коррозией. Поэтому для последних промывок применяют деионизированную (деминерализованную) воду. О чистоте воды судят по ее электропроводимости: она должна превышать 30 μS/см (микросименсов на сантиметр).
Длительность промывок обычно составляет несколько минут. Активное полоскание профилей и перемешивание воды сжатым воздухом (барботирование) способствуют более тщательной промывке профилей.
Перед нанесением на профили порошка они должны быть полностью сухими. При сушке профилей температура их поверхности не должна быть слишком высокой. Предельной температурой для хроматного покрытия является температура около 65 °C.
Источники:
1. Design Manual - SAPA, 2014.
2. ГОСТ 22233-2001.
3.
Ваше сообщение успешно отправлено
Ваше сообщение успешно отправлено
Ваше сообщение успешно отправлено
