Powder coating дословно переводится как "нанесение защитного слоя спеканием порошка" (c. англ.). Порошковая краска (порошковое покрытие) применяется при покраске изделий, способных выдержать кратковременный нагрев при температуре 120-200 ⁰С.

Порошковая краска представляет собой полимер в виде мелкого сухого порошка характерного цвета, без запаха, нерастворимого в воде, который наносится на обрабатываемую поверхность специальным распылителем. При распылении краски частицы "прилипают" к окрашиваемой поверхности под воздействием электромагнитного поля. Потом напыленный полимер под действием температуры оплавляется, создавая прочный слой краски.

Главной особенностью является то, что порошковая краска не содержит растворителей. Таким образом, если быть полностью корректным в формулировке, то порошок краской не является. Фактически - это особая разновидность пластика. Он принципиально отличается от традиционных красок и, соответственно, обладает многими особыми свойствами и характеристиками. Однако функционально порошки занимает одну область с красками и название порошковая краска в России за этим материалом постепенно закрепилось и стало привычным.

Основные компоненты порошковой краски - пленкообразующие вещества, пигменты и наполнители; иногда они содержат также пластификаторы, стабилизаторы, отвердители, поверхностно-активные вещества и др.

Наиболее важные характеристики порошковых красок - размер частиц (обычно 50-500 мкм), полидисперсность, сыпучесть, пригодность для нанесения доступными методами, способность к пленкообразованию. Покрытия из порошковых красок формируются при повышенных или при обычных температурах; в первом случае изделие с нанесенным слоем порошковых красок нагревают выше температуры плавления порошка, во втором - выдерживают в парах или в аэрозоле растворителя.

Сегодня в США объем продаж порошковых красок  в общем объем продаж материалов для финишной отделки составляет 10%, и 15% на рынках, где они являются прямыми конкурентами других лакокрасочных материалов. Особой популярностью пользуются порошковые краски в Европе. Традиционными сферами их применения являются производство мотоциклов, мопедов, велосипедов, всех видов инструментов. На мировом рынке в последние годы активно позиционируется полиуретановые порошковые краски, которые в России до сих пор не выпускаются. В США и Японии они составляют 30% всех порошковых красок, а в Европе - не более 10%.

Первый импульс применению порошковых красок в крупномасштабном промышленном производстве дал переход фирм "Volvo", "BMW", "Rolls Royce" к этой технологии окраски кузовов и других элементов автомашин.

Второй этап - разработка экономически эффективных методов покраски алюминия и других цветных металлов, широко открыл дверь порошковым краскам в строительную индустрию.

Третий этап  технологического развития - создает возможность покраски не только металлов, но и дерева, композитных материалов, пластмасс, керамики, стекла. Мировой лидер в области порошковых покрытий компания "Akzo Nobel" и компания "Beckers" (Backers Powder Coating) сотрудничают с такими известными фирмами как, Bosch, Phillips, Siemens, Michelin, Scania, Volovo, Samsung, Tefal, Whirlpool, Ikea и другие. Рост продаж на мировом рынке порошковых красок является результатом открытия новых рынков сбыта, а также внедрения новых технологий. Ежегодно рост рынка составляет 4-5%.

Производство порошковых красок в России представлено 9 предприятиями, проектная мощность которых оценивается порядка 20 тыс. тонн в год, но полностью они не задействованы. Ежегодный прирост выпуска порошковых красок в РФ составляет около 10 %.

В процентном соотношении общую картину потребления порошковой краски на рынке РФ можно  распределить следующим образом:

Автомобильная промышленность потребляет около 15% всех производимых порошковых красок, и применение их все расширяется. Порошковая краска используется некоторыми производителями автомобилей для создания промежуточных грунтовочных слоев при получении наружных покрытий, а также для окончательной отделки внутренних деталей. Возрастает применения порошковых материалов для отделки различных автомобильных деталей, где необходима надежная защита наряду с хорошим декоративным видом. Диски колес, бамперы, рамки для зеркал, масляные фильтры, блок двигателя, корпуса электрических аккумуляторов, рессоры - это лишь некоторые из деталей автомобиля, окрашиваемые порошковой краской.

Производство товаров народного потребления - около 17%. Поскольку развивается тенденция замены силикатных эмалей порошковыми красками, использование порошков на рынке товаров народного потребления будет продолжаться расти. В число областей применения порошковых материалов входит также окрашивание корпусов и кожухов различных изделий, морозильных камер, сушильных барабанов, корпусов стиральных машин и т.д.

Промышленные производства потребляют около 56%. Под промышленными производствами подразумевается все другие, за исключением вышеупомянутых автомобильной промышленности, производства товаров народного потребления, архитектурных сооружений, изделий из алюминиевого проката и садового оборудования и инвентаря.

Производство изделий из алюминиевого проката - 4% всего рынка.

Последние достижения в развитии полиэфир-триглицидилизоциануратных (ТГИЦ) систем материалов на основе фторсодержащих полимеров позволили порошковой краски конкурировать с жидкими системами при окрашивании архитектурных сооружений по прочности, атмосфероустойчивости, и стойкости к обесцвечиванию. Некоторые из таких покрытий в различных строительных областях успешно эксплуатируются более 15 лет. Хотя в строительстве пока доминируют жидкие краски, порошковые материалы все увереннее конкурируют с ними. Современная наука, сегодня предлагает несколько интересных разработок, которые с успехом могут использоваться именно в строительстве. Например, ученые Технологического института (СПб) разработали порошковые поливинилбутиральные составы и технологию их нанесение на стальную тканую сетку для армоцементных оболочек. Новые составы позволяют получать покрытия толщиной 80-100 мкм, которые отличаются высокой прочностью сцепления и с металлами, и с бетоном. То есть, угроза отслаивания бетона от арматуры при термических и механических воздействиях сводится практически на "нет", и при эксплуатации металл надежно защищается от коррозии. Специалисты Новосибирского института ЖД транспорта предложили технологию послойного нанесения покрытия: сначала на поверхность наносят эпоксидную порошковую краску, затем на горячее покрытие - портландцемент. При автоклавном твердении бетон прочно связывается с арматурой. Эта технология незаменима для защиты от коррозии прядевой арматуры пролетных строений мостов, арматуры для золобетона и газобетона.

Существуют виды промышленности, где особенно быстро растут темпы потребления порошковых красок. Примером могут служить покрытия внутренней поверхности труб для буровых нефтяных скважин и перекачивания нефти, функционирующие в условиях, где такие факторы, как повышенное давление, высокие температуры и присутствие вызывающих коррозию сред, способны оказывать разрушающее воздействие практически на все, за редким исключением, покрытия.

Порошковая краска - преимущества и недостатки.

ПРЕИМУЩЕСТВА:

1) Качество, прочность, долговечность:

• высокие физико-механические, химические, электроизоляционные и защитно-декоративные свойства, отличная коррозионная стойкость, химическая стойкость, устойчивость к промышленным растворителям и кондиционерам;
• с покрашенными изделиями можно производить операции формовки, сгибания и сборки без ущерба для покрытия. Повышенные показатели (на удар 500 нм, на изгиб 1 мм) покрытий вследствие использования пленкообразующих с большим молекулярным весом.

2) Декоративность:

• широкая цветовая гамма, "металлики" различных цветов, структурные поверхности (мелкая и крупная структура, "эффект кожи", "антики", "муар")? покрытия различной степени блеска (глянцевые, полуглянцевые, полуматовые, матовые), лаки различных цветов;
• Отличительная стабильность цвета и механические характеристики. Порошковая покраска - гарантия того, что краска плотно "ляжет" на изделие. О потеках же и образовании в ходе высыхания морщин с этой технологией можно забыть. Поверхность приобретает свойства, которые при применении традиционных технологий или недостижимы, или стоимость их в несколько раз выше.

3) Экономичность:

Отличительная особенность применения порошковой окраски - практическая безотходность процесса. Потери составляют 1-2% по сравнению с 5060% при окрашивании изделий распылением традиционными жидкими ЛКМ.

• легкость автоматизации окрасочных работ, повышение их производительности в 5-7 раз, благодаря высокой эффективности и экономичности (коэффициент использования 98%, поскольку ненанесенная краса собирается и используется повторно). Благодаря высокому содержанию сухого вещества 1 кг порошковой краски заменяет примерно 2,5 кг жидкой краски.
• сокращение количества технологических операций, высокая скорость полимеризации, компактность оборудования позволяют уменьшить площади окрасочных участков.
• экономичность за счет стоимости растворителей.
• воздушные системы для порошковой краски проще в устройстве и дешевле в использовании.
• снижение на 30-40% энергетических затрат на нагрев и вентиляцию за счет отсутствия затрат ее на испарение растворителей и удаление из печи.
• удобство хранения и транспортировки. Порошковые краски поставляются потребителю в готовом к применению виде. Не требуется их подготовка, смешивание, разбавление, перемешивание, регулирование вязкости.
• цена конечного покрытия сравнима с ценой жидкого аналогичного покрытия, если принимать во внимание эффективность и энергетические затраты.

4) Экологичность и безопасность:

• снижение степени пожаро- и взрывоопасности;
• экологичность (ПК не содержат летучих растворителей (VOC) и практически не загрязняют атмосферу);
• не вызывает раздражения при попадании на кожу;

НЕДОСТАТКИ:

• необходимость вложения в покрасочную линию;
• высокая температура полимеризации;
• невозможность получения однотонных цветов и оттенков путем смешивания разноцветных порошков.

Все порошковые краски можно разделить на две группы:

1. Термопластичные  - изготавливают из полимеров - полиэтилена, пропилена, фторопластов, полиамидов, поливинилхлорида, поливинилбутираля;
   


2. Термореактивные (которые, кстати, более распространены: их доля в общем выпуске превышает 85%) - используют реактопласты - эпоксидные, полиэфирные, эпоксидно-полиэфирные, полиакрилатные, полиуретановые.

Каждая из разновидностей ПК имеет свои достоинства и особенности. Например, эпоксидные краски образуют покрытия, обладающие высокой химической стойкостью и отличными механическими характеристиками - твердостью, стойкостью к растворителям, щелочам, нефтепродуктам. Следует, однако, учитывать, что, подвергаясь атмосферным воздействия, покрытия могут терять внешний вид (глянец), желтеть. Покрытия из эпоксидно-полиэфирных (или гибридных) красок по сравнению с эпоксидными дольше сохраняют товарный вид и применяются преимущественно в декоративных целях, однако атмосферостойкость их также недостаточна. Полиэфирные покрытия обладают наиболее атмосферостойкими свойствами. Комплексом всех положительных свойств обладают полиакрилатные и полиуретановые покрытия, но стоят они дороже других.

Сравнение технических свойств основных видов порошковых покрытий.

Свойства							Эпоксидное	Полиэфирное	Эпокси- полиэфирное	Полиакриловое	Полиуретановое
Стойкость вне помещения							Слабая	Отличная	Удовл.-слабая	Отличная	Хорошая
Защита от коррозии							Отличная	Очень хорошая	Очень хорошая-отличная	Хорошая	Очень хорошая
Химостойкость							Отличная	Очень хорошая - хорошая	Очень хорошая	Очень хорошая	Очень хорошая
Термостойкость							Очень хорошая	Хорошая	Очень -хорошая - хорошая	Хорошая	Очень хорошая
Ударопрочность							Отличная - очень хорошая	Хорошая	Очень хорошая	Хорошая - удовлетворительная	Очень хорошая
Твердость							НВ-7Н	HB-4H	HB-2H	HB-4H	HB-3H
Гибкость							Отличная - очень хорошая	Очень хорошая	Очень хорошая	Хорошая - удовлетворительная	Очень хорошая
Адгезия							Отличная	Отличная	Отличная	Хорошая - удовлетворительная	Очень хорошая

При выборе термореактивных порошковых красок необходимо учитывать эксплуатационные свойства покрытий.