Przygotowanie powierzchni do malowania proszkowego

Przygotowanie powierzchni do malowania proszkowego, część 8

Alternatywne metody chemicznej obróbki powierzchni

Powłoki konwersyjne, takie jak fosforanowanie żelazowe czy cynkowe, są powszednie stosowane jako metody zabezpieczenia antykorozyjnego metali przed malowaniem proszkowym. Są to procesy chemicznego przygotowania powierzchni znane od lat. I choć mają wiele zalet, nie są pozbawione wad. Dwie najważniejsze, to stosunkowo wysokie temperatury, w których muszą „pracować” kąpiele oraz tworzenie się szlamu, co stwarza problemy z utylizacją. Dlatego też stworzono alternatywne metody pasywacji, nieoparte na fosforanach.

Rozwój nowych technologii przygotowania powierzchni metalowych przed malowaniem jest związany m.in. z coraz bardziej restrykcyjnymi wymogami środowiskowymi i pewnymi ograniczeniami tradycyjnych procesów opartych na fosforanowaniu żelazowym, cynkowym lub chromianowaniu.

Obecnie na rynku jest dostępnych wiele alternatyw dla fosforanowania. Każdy producent chemii stosuje swoje patenty i różne nazwy handlowe, dlatego nie będziemy opisywać poszczególnych technologii. Wszystkie one mają jednak za cel wyeliminować konwencjonalne fosforanowe przygotowanie powierzchni. Podczas reakcji trawienia i tworzenia się powłok nowej generacji powstają warstwy konwersyjne na powierzchni stali, czy aluminium o grubościach wyrażonych w nanometrach. Są to warstwy o wiele cieńsze w porównaniu do warstw fosforanu żelaza. Powłoki uzyskiwane w takich procesach nazywane są nanopowłokami.

Fosforanowanie od dziesięcioleci jest głównym podkładem pod nakładane powłoki lakiernicze. Wadą tego typu procesu są wysokie koszty energii, zużycia chemikaliów, jak też pojawianie się szlamu fosforanowego powstającego jako uboczny efekt reakcji tworzenia się powłoki.

Lakiernie proszkowe stają czasem przed koniecznością malowania jednocześnie różnych metali, obniżania zużycia energii i wody, czy eliminacji szkodliwych bądź uciążliwych składników procesów chemicznych, a standardowe metody przygotowania powierzchni tego nie oferują. Tymczasem opracowane nowe niskotemperaturowe procesy przygotowania powierzchni mają wiele zalet, np.: zmniejszenie zużycia chemikaliów, skrócenie czasu przygotowania powierzchni, czy zwiększenie wydajności. Są to technologie ekologiczne, proste w obsłudze, a jednocześnie dają gwarancję wysokiej odporności korozyjnej. Utworzone w ten sposób warstwy konwersyjne wykazują, w porównaniu z warstwami tradycyjnego fosforanu, często znacznie wyższe wartości odporności korozyjnej.

Sam proces obróbki konwersyjnej prowadzony jest w temperaturze pokojowej. W przeciwieństwie do fosforanowania nie jest wymagane grzanie kąpieli, dzięki czemu można obniżyć koszty energii (temperatura kąpieli powinna utrzymywać się w zakresie 20—30°C). Proces może być prowadzony zarówno metodą natryskową, jak i zanurzeniową. Charakteryzuje się także krótkim czasem obróbki. Warstwy takie mają zazwyczaj niewielką grubość, a jednocześnie struktura powłoki zapewnia duże rozwinięcie powierzchni pokrywanej. Uzyskuje się dzięki temu znakomitą adhezję farby do podłoża.

Inną zaletą alternatywnych procesów jest wyeliminowanie szlamu, który w procesie fosforanowania stanowi duży problem. Osadza się na ścianach wanny, instalacji, zatyka wymienniki ciepła, trzeba go utylizować, co jest kosztowne. Zastosowanie technologii nowych generacji pozwala zmniejszyć koszty obsługi linii. Praca w temperaturze otoczenia nie przysparza problemów oraz kosztów związanych z obsługą instalacji grzewczej, powstawaniem piany. Praktyczny brak szlamu w kąpieli jest dużą zaletą podczas czyszczenia kąpieli, pielęgnacji urządzeń oraz obróbki ścieków. Sama utylizacja ścieków jest również łatwiejsza w porównaniu do fosforanowania, gdyż roztwór do pasywacji nie zawiera metali ciężkich.

Należy jednak pamiętać, że ważnym elementem zastosowania pasywacji jest dobre odtłuszczenie powierzchni oraz dokładne płukanie nie tylko wodą sieciową, ale i zdemineralizowaną.

Co ważne, nowe procesy mogą być wprowadzone na istniejące linie przygotowania powierzchni zarówno natryskowe, jak i zanurzeniowe, choć pod pewnymi warunkami. Część stref można nawet wyłączyć z eksploatacji, co również przynosi oszczędności. Producenci środków chemicznych zapewniają, że całkowite koszty procesów alternatywnych są zbliżone do kosztów procesu fosforanowania żelazowego i nawet niższe niż w przypadku fosforanowania cynkowego.

Przygotowanie powierzchni oparte na nowych technologiach stwarza dodatkowe możliwości dla lakierni proszkowych: obróbki wielu różnych metali, bardzo wysokie odporności korozyjne, proste prowadzenie procesu, przyjazność dla ludzi i środowiska. Fosforanowanie wciąż odgrywa ważną rolę w wielu branżach, ale ze względu na pewne ograniczenia i potencjalne zagrożenia dla środowiska, poszukuje się nowych i bardziej zaawansowanych alternatyw. Nowe produkty łączą skuteczność z realnymi oszczędnościami. Ich wykorzystanie może przyczynić się do poprawy jakości i trwałości powłok malarskich, a jednocześnie ograniczyć zużycie substancji chemicznych. Wybór odpowiedniej metody powlekania powierzchni metalowych zależy od indywidualnych potrzeb i wymagań danej lakierni. Jednak warto zwrócić uwagę na korzyści oferowane przez alternatywne technologie, które mogą przyczynić się do poprawy procesów produkcyjnych, ochrony środowiska, a finalnie także jakości wyrobów.

Zalety systemów bezfosforanowych:

  • przyjazność dla środowiska: nie zawierają metali ciężkich, a dzięki mniejszej toksyczności stosowanych środków można zmniejszyć ilość niebezpiecznego szlamu,
  • działanie w temperaturze otoczenia, co zmniejsza wymagania energetyczne,
  • wymagają mniej etapów przetwarzania, co oznacza mniejsze inwestycje przy budowie nowej linii przygotowania powierzchni,
  • możliwość stosowania do wielu metali,
  • łatwość obsługi,
  • minimalne osady oraz prostsze zarządzanie odpadami,
  • dobra przyczepność farby i wydajność antykorozyjna,
  • komfort pracy: produkty są łatwiejsze w użyciu i mniej szkodliwe dla zdrowia niż tradycyjne środki do fosforanowania, dzięki czemu można poprawić warunki pracy załogi w procesie przygotowania powierzchni metalu do malowania.