Was ist Pulverbeschichtung?

Pulver als Farbe?

Die Idee, Oberflächen mit Pulver zu beschichten, die beim Schmelzen einen kontinuierlichen und glatten Film bilden, wurde seit ihrem ersten Auftreten in den 1950er Jahren stetig weiterentwickelt. Obwohl früher thermoplastische Harze verwendet wurden, wurden in den letzten dreißig Jahren duroplastische Pulverfarben entwickelt, die einen viel breiteren Anwendungsbereich bieten.

Die Verwendung von duroplastischen Pulverfarben ist verstärkt erforderlich, da die Luft- und Wasserverschmutzung verringert werden muss. Neben den heute hohen Grundrohstoff- und Arbeitskosten sind Pulverfarben im Vergleich zu flüssigen Industriefarben häufig eine praktikable Alternative.

Sie haben auch Vorteile, die für sich genommen nichts bedeuten, aber zusammengenommen erhebliche Einsparungen bringen.

Einige offensichtliche Vorteile von duroplastischen Pulverbeschichtungen sind:

Energieeinsparung - Einer der wichtigsten Vorteile der Pulverbeschichtung ist die geringe Luftzufuhr zur Lackierkabine. Da Pulverfarben keine Verbindungen enthalten, die bei Umgebungstemperatur verdampfen, kann die in die Kabine eingespeiste Luft im Werk wiederverwendet werden. Dies ist ein wichtiger Vorteil für Fabriken, insbesondere an Orten, an denen die Wetterbedingungen vorherrschen.

Ein weiterer wichtiger Vorteil ist, dass die für die Pulverbeschichtung erforderliche Ofenbelüftung viel geringer ist als für flüssige Farben. In Pulverfarben ist die Verdunstung sehr gering.

Arbeitsersparnis - Pulverlacke sind gebrauchsfertig. Vor dem Auftrag müssen sie nicht wie bei vielen Nassfarben mit einem Lösungsmittel oder Katalysator gemischt werden. Diese Annehmlichkeit reduziert den erforderlichen Werkstatt-Raum und eliminiert eine sehr wichtige zu steuernde Variable, um angemessene Filmeigenschaften in flüssigen Farben sicherzustellen. Nach Beginn des Prozesses müssen kritische Parameter wie der Ph-Wert, Viskosität in Nassfarben, Feststoff, spezifischer Widerstand, Bindemittel / Pigment-Verhältnis in elektrostatischen Systemen nicht unter Kontrolle gehalten werden. Infolgedessen sind die Anforderungen an die Fähigkeiten und die Schulungen der Beschichter, die in Pulverbeschichtungssystemen arbeiten, geringer  als in Nasslacksystemen

Aufgrund der Einfachheit von Pulverbeschichtungssystemen ist es möglich, auf Automatisierung umzusteigen. In solchen Systemen ist möglicherweise nur eine geringe oder keine manuelle Verstärkung erforderlich.

Hohe Produktionseffizienz - Die Effizienz kann bei luftgeprägten Vorgängen zwischen 100% und bei elektrostatischen Sprühvorgängen zwischen 50 und 80% liegen, verglichen mit der erstmaligen Verwendung der Pulverbeschichtung. Die unbrauchbare Menge von 20-50% kann während des Anwendungsvorgangs ordnungsgemäß gesammelt und im nächsten Vorgang wieder verwendet werden. Somit wird die Effizienz der Verwendung von Pulverlack auf 95-98% erhöht. In Nasslacksystemen liegt der Wirkungsgrad zwischen 20 und 90%.

Da Probleme wie Tropfen, Fließen oder Absacken in Pulverfarben praktisch nicht auftreten können, wurden die Fehlerquellen erheblich reduziert. Wenn vor dem Aushärten schlecht lackierte Bereiche erkannt werden, kann das Werkstück mit einer Luftpistole von der Farbe befreit und erneut lackiert werden. Pulverlackierte Teile können direkt in den Ofen gebracht werden, da sie kein Lösungsmittel enthalten und keine Abdunstzeit erfordern. Dies führt zu erheblichen Einsparungen bei Implementierungszeit und Anlagenfläche. Darüber hinaus ist das Risiko, dass unerwünschte Partikel oder Staub an dem lackierten Teil haften bleiben, die während der Abdunstphase auftreten können, sehr gering, wodurch die Anzahl fehlerhafter Produkte minimiert wird.

Im Vergleich zu Nassfarben ist es möglich, mit einer einzigen Schicht gleiche oder bessere Filmeigenschaften zu erzielen.

Da Pulverlacke während des Brennvorgangs vollständig ausgehärtet sind, ist der Lackschaden, der beim Entfernen der Teile aus dem Ofen, beim Zusammenbau, beim Zusammenstellen und  Verpacken auftreten kann, im Vergleich zu nasser Farbe viel geringer. Dies reduziert nicht nur die Bearbeitungszeit der Teile, sondern auch die Anzahl der Fehler.

Mit duroplastischen Pulverlacken werden im Vergleich zu flüssigen Lackäquivalenten viel höhere Werte der physikalischen und chemischen Beständigkeit erhalten. Auf diese Weise können die notwendigen Verpackungskosten gesenkt werden, um zu verhindern, dass das aus der Farbe austretende Teil während des Transports beschädigt wird.

Schließlich ist der Platzbedarf für die Lagerung von Pulverfarben und die Produktionsanlage für Pulverfarben oft viel geringer als für Nassfarben.

Umweltfaktor - Wogegen Pulverfarben kein Lösungsmittel enthalten, haben Nassfarben einen Anteil an Lösemitteln von durchschnittlich 60-70%. Diese Lösungsmittel, die während des Aufbringens und Brennens verdampfen, werden nicht zurückgewonnen und ihre direkte Exposition gegenüber der Atmosphäre ist durch einige Standards eingeschränkt. Daher wird in Nasslacksystemen ein Brenner in den Abzug gebaut und die Lösungsmittel werden verbrannt, bevor sie in die Atmosphäre freigesetzt werden. Da diese Brenner zusätzliche Kosten verursachen, wirken sich Verbrennungsabfälle auch negativ auf die Umweltverschmutzung aus.

Ein weiterer wichtiger Umweltfaktor sind umweltgefährdende Abfälle wie Schlamm, gefüllte Filter und Reinigungslösungsmittel, die nach dem Auftragen von flüssigen Farben entstehen. Die Entsorgung dieser Abfälle ist sowohl kostspielig als auch umweltschädlich. Die Kabinen, die beim Auftragen von Flüssiglacksystemen verwendet werden, sind im allgemeinen Systeme, die mit Druckwasser gewaschen werden. Die fließende Farbe wird mit Wasser gereinigt und das Abwasser wird manchmal direkt in die Kanalisation und manchmal in die Absetzbecken geleitet.

Probleme mit festen Abfällen in Pulverbeschichtungssystemen wurden nahezu beseitigt. Viele Abfallpulverfarben können in bestimmten Bereichen der Natur leicht entsorgt werden. Wenn es ein Problem mit der Staubentwicklung gibt, kann es mit Wasser benetzt oder im Ofen leicht ausgehärtet werden.

Arbeitssicherheit und Gesundheit der Arbeitnehmer - Da Pulverfarben keine Lösungsmittel enthalten, verringert sich die Brandgefahr entsprechend. In diesem Fall werden verschiedene Einsparungen erzielt, da die in der Einrichtung zu treffenden rechtlichen Maßnahmen und die Raten der Feuerversicherung reduziert werden. Darüber hinaus kann die Farbe bei Verschütten  mit Hilfe eines Industriestaubsaugers sicher und einfach aufgesaugt werden.

Sie ist viel weniger gefährlich für die Gesundheit der Beschichter. Da Pulverlacke keine Lösungsmittel enthalten, verursachen sie keine Hals-, Nasen- und Ohrenallergien und Entzündungen, die oft besonders unter heißen Bedingungen in flüssigen Lackieranlagen auftreten. Eine flüssige Farbe, die mit der Haut des Beschichters in Kontakt kommt, sollte zuerst mit einem Lösungsmittel gereinigt und dann mit heißem Wasser und Seife gewaschen werden. Einige Farben erfordern möglicherweise auch spezielle industrielle Waschmittel für diese Reinigung. Da all diese Waschmittel einige ätherische Öle von der Haut entfernen, können sie Allergien auslösen. Pulverfarben sind im Allgemeinen nicht allergisch. In einigen besonderen Fällen können einige Personen jedoch empfindlich auf einige Pulverfarben reagieren. Dieser Farbstoff kann durch Waschen mit warmem Wasser leicht von der Haut entfernt werden.

Es hat sich gezeigt, dass die Substanz TGIC, die in den letzten Jahren häufig in Polyesterpulverfarben verwendet wird, einige erbliche und allergische Wirkungen hat. Seit dem Auftreten dieser Situation haben einige Unternehmen Produkte entwickelt und vermarktet, die kein TGIC enthalten.

Auch in der Schwermetall-Industrie wurden erhebliche Verbesserungen erzielt, insbesondere beim Bleigehalt von Pulverfarben. Bleifreie Pulverfarben sind ab sofort in allen Farben erhältlich.

 

Investitionskosten - Die Investition in eine Pulverapplikationsanlage ist kostengünstiger - Eine manuelle und automatische Pulverbeschichtungsanlage ist äußerst einfach zu bedienen und kostengünstiger als eine Flüssiggalvanisierungsanlage. Erfahrungsgemäß kann eine Pulverbeschichtungsanlage in einem Jahr ihre eigenen Kosten tragen.

 

Andere Vorteile -

Überlegene Filmeigenschaften - Da die meisten Lackfehler in lösungsmittelbasierten Systemen auf die Lösungsmittelbilanz zurückzuführen sind, sollte die Lösungsmittelbilanz je nach Polymertyp, Anwendung und Brennbedingungen angepasst werden. Es gibt kein solches Problem bei Pulverfarben und im Allgemeinen sind Filmeigenschaften wie Haftung / Adhäsion und Korrosionsbeständigkeit besser als bei flüssigen Systemen.

Es können auch nichtmetallische Oberflächen lackiert werden - Mit der Entwicklung schnell aushärtender Technologien nimmt die Vielfalt der Materialien, die mit Pulverlack beschichtet werden können, von Tag zu Tag zu. Einige Materialien, die der Härtungstemperatur standhalten, wie Glas und duroplastische Kunststoffe, können auch mit Pulverlack beschichtet werden.

Große Auswahl an Farben - Pulverfarben können mit einer Vielzahl von dekorativen und funktionellen Farben verwendet werden. Diese Farben können in einer Vielzahl von Glanzfarben hergestellt werden, von matt bis glänzend, mit einem glatten, strukturierten oder körnigen Finish, Metallic- oder anderen Spezialeffekten. Bei entsprechender Auswahl des Polymertyps können Leistungsmerkmale wie Korrosionsbeständigkeit oder äußere Umgebungsbeständigkeit optimiert werden.

Kontrollierte Filmdicke - Mit Pulverfarbstoffen kann die Dicke auf Anhieb kontrolliert werden, und Filme mit hoher Dicke können auf Wunsch leicht erzeugt werden. Die Verbesserungen der Oberflächenglätte von Dünnschichtpulverfarben haben auch Dünnfilme zu den Optionen gemacht.

Oberflächenvorbereitung - Wie bei den meisten lackierten Metalloberflächen sind Vorbereitungen und Vorbehandlungen für eine hohe Korrosionsbeständigkeit und äußere Umgebungsbeständig-keit erforderlich.

Pulver ist sauberer in der Verwendung - Das Auftragen von Pulver ist viel sauberer als flüssige Farbe. Die Lackierkabine kann leicht mit einem Wischer aus Gummi gereinigt werden, da die Kabine weiterhin Luft ansaugt. Druckluft oder Bürsten sollten für diese Reinigung nicht verwendet werden. Verschüttete Farbe außerhalb der Lackierkabine sollte mit einem industriellen staubdichten motorisierten Staubsauger gereinigt werden.

 

Unabhängig davon hat die Pulverbeschichtung auch einige begrenzte Nachteile, einschließlich:

Es ist schwierig, einen dünnen Film zu erhalten -  Es ist schwieriger, mit Pulverfarben einen dünnen Film (25 µ) zu erhalten als mit Nassfarben. Angesichts der Kosten für das gemeinsame Auftragen von Pulverlack ist es jedoch oft wirtschaftlicher, Pulverlack aufzutragen, selbst wenn der Film dick ist.

Der Farbwechsel ist langsamer - Der Farbwechsel kann mit flüssigen Farbstoffen schneller durchgeführt werden. Die Entwicklungen bei Pulverbeschichtungs- und Reinigungsgeräten in den letzten Jahren haben jedoch die Farbwechselperiode erheblich verkürzt.

Pulverfarben können nicht gemischt werden - Pulverfarben können nicht gemischt werden, um unterschiedliche Farben zu erhalten. Es wird jedoch davon ausgegangen, dass diese Situation nicht sehr wichtig ist, da die industriellen Anwender bereits Pulverfarben verwenden, die auf die gewünschte Farbe abgestimmt sind. Pulverfarben werden heute industriell durch Fließbett- oder elektrostatisches Sprühen aufgebracht.