Paviršiaus paruošimo metodų pasirinkimas

Dažytų dangų apsauginės savybės pirmiausiai priklauso nuo dažų sąveikos su pagrindu, t.y. nuo tarp jų susidarančių ryšių tipo ir intensyvumo. Būtina skystų dažų dangos susiformavimo sąlyga - pagrindo paviršiaus drėkinimas.
Siekiant užtikrinti ryšius tarp skirtingų medžiagų, šiuo atveju tarp dažų ir metalo, būtinas jų kontaktas. Kadangi jėgos, užtikrinančios metalo ir polimero fizinius ir cheminius ryšius veikia 0,5 nm atstumu (maždaug lygiu vandens molekulės skersmeniui), tai kontaktas galimas tuomet, kai atstumas tarp skystų dažų ir metalo bus ne didesnis kaip 0,5 nm. Be dažų savybių, kontaktui įtakos turi dažomo paviršiaus švarumas ir reljefas. Kuo agresyvesnė aplinka, kurioje bus eksploatuojama dažų danga, tuo kruopščiau reikia paruošti paviršių.
Paviršiaus paruošimo tikslas - pašalinti bet kokius teršalus, tiesiogiai trukdančius dažų kontaktui su pagrindu, o taip pat sukurti reljefą, didinantį tikrąjį kontakto paviršių.
Paviršiaus paruošimas prieš dažymą apima tokias operacijas:
- paviršiaus defektų šalinimas
- tepalinių ir riebalinių teršalų šalinimas
- korozijos produktų šalinimas
- kitų teršalų (chloridų, dulkių, abrazyvo likučių ir kt.) šalinimas
Teršalams šalinti ir reikiamam paviršiaus šiurkštumui sukurti dažniausiai naudojami mechaniniai, cheminiai, rečiau terminiai, metodai.
Konkretus paviršiaus apdirbimo metodas pasirenkamas įvertinant tokius faktorius:
- reikalingą švarumo lygį ir nustatytą paviršiaus šiurkštumą;
- medžiagą ir pradinę jos būklę;
- reikalaujamą dažų dangos ilgaamžiškumą, atsižvelgiant į eksploatacijos sąlygas;
- turimą įrangą, medžiagas, matavimo priemones, personalą;
- ekonominį tikslingumą.

Metalizuotų miltelinių dažų atspalvis

Milteliniai dažai, taip pat ir metalizuoti, gaminami pagal spalvinius standartus. Populiariausias yra RAL standartas, kuris sidabriniams metalizuotiems dažams numato du pagrindinius atspalvius: RAL 9006 - baltas aliuminis, RAL 9007 - pilkas aliuminis. RAL spalvų pavyzdžiai gaminami ant kartoninio pagrindo skystais dažais, dėl to vizualinio efekto pernešimas į miltelinę dangą gali sukelti daug nesusipratimų. Metalizuoti skysti dažai yra paprastesni kaip jų gamybos, taip ir dažymo požiūriu bei labiau atsikartojantys.
Miltelinių metalizuotų dažų atveju yra kitaip. Metalizuotų miltelinių dažų gamybos procesas yra daug sudėtingesnis, o galutinis produktas nėra visiškai atsikartojantis.
Dažymo būdas ir sąlygos turi daug daugiau įtakos galutiniam rezultatui nei dažant skystais dažais, kadangi neįmanoma užtikrinti vienodų dažymo proceso parametrų skirtingose dažyklose. Dėl to miltelinių metalizuotų dažų atveju galima laikyti, kad spalviniai pavyzdžiai rodo tik gaunamos dangos atspalvį, o ne gaunamo vizualinio efekto atsikartojimą. Negalime visiškai kontroliuoti nei tolygaus metalinio pigmento pasiskirstymo dangoje, nei pigmento grūdelių ar žvynelių išsidėstymo dažomo objekto paviršiaus atžvilgiu. Dėl to kiekvieno gamintojo metalizuoti milteliniai dažai, po nudažymo atrodys kitaip. Taipogi dažnai gali skirtis ir to paties gamintojo gaminami metalizuoti dažai.
Dangos spalvos ir efekto skirtumai reikalauja, kad būtų nustatytos ribinės sąlygos, kurios sudarytų pagrindą galimoms pretenzijoms. Pavyzdys, pagal kurį buvo patvirtinta spalva ir efektas, negali būti užsakovo naudojamas kaip vienintelis ir neabejotinas teisingos dangos išvaizdos įrodymas. Abiejų šalių labui verta nudažyti keletą pavyzdžių skirtingomis sąlygomis (skirtingas dangos storis, sukepinimo laikas, šviežių ir naudotų dažų kiekis ir t.t.) ir derybų keliu nustatyti leistinas apatinę ir viršutinę dangos išvaizdos nukrypimų ribas. Taip apibrėžtos užsakymo sąlygos leidžia sąžiningai ir realiai įvykdyti keliamus reikalavimus.

Milteliniai dažai

Šiuo metu egzistuoja didelis asortimentas miltelinių dažų, kurie skiriasi polimeriniu pagrindu, paskirtimi ir dangos savybėmis. Trumpai juos apžvelkime.
Epoksidiniai dažai daugiausia naudojami magistraliniams vamzdynams ten, kur reikalingos karščiui atsparios dangos, kai eksploatacijos temperatūra neviršija 110°C, arba chemiškai atsparios dangos. Jie pasižymi dideliu reaktyvumu, t.y. mažesne kietėjimo temperatūra (iki 120°C), geromis antikorozinėmis ir fizinėmis-cheminėmis savybėmis. Tačiau epoksidinės medžiagos mažai atsparios šviesai.
Mišrūs (epoksidiniai-poliesteriniai) dažai su minimalia kietėjimo temperatūra 150°C naudojami apsauginėms-dekoratyvinėms buitinės technikos (šaldytuvai, mikrobangų krosnelės, skalbyklės ir t.t.) dangoms, eksploatuojamoms patalpose. Šios dangos atsparios temperatūrai (iki 210°C) ir kaitinant nekeičia spalvos. Jų fizinės ir cheminės savybės šiek tiek prastesnės kaip epoksidinių. Reikia atkreipti dėmesį į santykinai mažą tokių dažų kainą, dėl to jie turi didžiausią paklausą visame pasaulyje.
Poliesteriniai dažai su minimalia kietėjimo temperatūra 150°C naudojami dangoms, eksploatuojamoms esant tiesioginiam saulės šviesos poveikiui: architektūrinės dangos, žemės ūkio ir statybos technika, automobilių ratų diskai ir kt. Tokios dangos labai atsparios švieos poveikiui, tačiau apsauginės ir fizinės-cheminės jų savybės blogesnės nei epoksidinių medžiagų. Tačiau nepaisant aukštesnės jų kainos, lyginant su mišriais dažais, pagal par davimą ir gamybą jie užima antrąją vietą pasaulyje.
Poliuretaninių dažų reaktyvumas mažas, dėl to minimali jų kietėjimo temperatūra yra 200°C. Pagrindinės jų gamybos ir naudojimo šalys - JAV ir Japonija.
Poliuretaniniai dažai pasižymi dideliu atsparumu šviesai ir puikiomis apsauginėmis savybėmis. Jie naudojami, pavyzdžiui, degalinių įrenginiams dažyti. Reikia pastebėti, kad milteliniai dažai, kurių sudėtyje yra kaprolaktamu izoliuoto izocianato, pasižymi tam tikru kancerogeniškumu (dėl išsiskiriančio kaprolaktamo)
Akrilinius miltelinius dažus (kietėjimo temperatūra 200°C) taip pat daugiausia gamina JAV, Japonijoje ir Vokietijoje. Jų dangos pasižymi dideliu atsparumu šviesai ir dilimui. Pagrindinė jų pritaikymo sritis - automobilių pramonė, tame tarpe lengvųjų automobilių, o taip pat ir kitokių transporto rūšių, kėbulų dažymas.
Vienas iš pagrindinių faktorių, į kurį reikia atkreipti dėmesį pasirenkant, tai miltelių santykinis tankis, kuris apsprendžia miltelių išeigą dažant, o tai gali sumažinti jūsų sąnaudas.

Matavimo prietaisai miltelinio dažymo dažykloje

Miltelinio dažymo tikslas ne vien tik gauti dangą su specialiomis dekoratyvinėmis savybėmis, bet ir metalinio pagrindo apsauga nuo korozijos. Kiekviena milteliniu dažymu užsiimanti įmonė įsitikinusi savo gaminių kokybe, ir šį faktą sunku patikrinti dangos gavimo momentu.
Nuolatinis aukštos produkcijos kokybės palaikymas užtikrina įmonei gerą vardą. Miltelinio dažymo atveju dažnai technologijos naudojimo įmonėje laikas neilgesnis už siūlomą garantinį laikotarpį. Sunku patikėti firma, kuri savo gaminiams teikia garantiją, ilgesnę nei jos pačios gyvavimo laikas.
Tokia situacija pirkinį daro rizikingu tuomet, jei gamintojas specialiai, pvz. ekonomijos sumetimais praleido vieną iš pirminio paruošimo etapų. Tokios ekonomijos pasekmės po kurio laiko pasireiškia, pavyzdžiui, dangos suskeldėjimu.
Dažų, lakų ir miltelinių dangų kokybės kontrolės idėją pasiūlė Šveicarijos Pramoninių lakų, dažų ir dangų kontrolės institutas (QUALICOAT).
Kad gautų QUALICOAT kokybės ženklą, įmonė, dažanti milteliniais dažais, turi tenkinti eilę sąlygų, aprašytų techniniuose reikalavimuose.
Sutinkamai su QUALICOAT taisyklėmis įmonė turi turėti tokius prietaisus:
- blizgesio matavimo pritaisą,
- du dangos storio matavimo prietaisus,
- skaitmenines svarstykles, kurių tikslumas 0,1 mg,
- įpjovų atlikimo įtaisą ir reikmenis adhezijai tikrinti,
- dangos kietumo matavimo prietaisą
- Atsparumo ir elastingumo bandymo prietaisą,
- atsparumo smūgiui tikrinimo prietaisą,
- kietėjimo laiko ir temperatūros prietaisą su davikliais keturiose skirtingose vietose (trys ant gaminio, viena ore),
- elektros laidumo matavimo prietaisą,
- Įtrūkimo atsiradimo lenkimo metu testavimo prietaisą,
- Tirpalus ir medžiagas, reikalingus Macho testui atlikti
- reagentus, reikalingus bandomajai polimerizacijai atlikti.
Kiekvienas matavimo prietaisas turi turėti savo pasą, identifikacinį numerį ir kalibravimo rezultatus. Atskirų bandymų ir rezultatų apdorojimo metodai aprašyti taisyklėse arba atitinkamame standarte.
Šie matavimo prietaisai leidžia atlikti visų parametrų, galinčių turėti įtakos galutinei gaminio kokybei, patikrinimą.

Poveikio aplinkai mažinimas

Metalų apdirbimo procesų poveikis aplinkai kelia rūpestį. Fosfatavimas taip pat nėra išimtis. Atliekos, susidariusios šio proceso metu, gali būti skirstomas į dvi grupes: skystas ir kietas. Skystos atliekos susidaro metalą ėsdinant rūgštimis, atliekant šarminį valymą, plaunant ir pasyvuojant chromo junginiais. Kietos atliekos susidaro iš dumblo, susiformavusio fosfatavimo metu. Apskaičiuota, kad iš viso nuotekų išteka apie 20,8 kg/m2, o kietų nuosėdų fosfatavimo procese susidaro apie 0,049 kg/m2. Fosfatavimo proceso metu į aplinką išmetama apie 400 g/m2CO2- ekvivalentinės masės. Tai įrodo, kad įprastinis fosfatavimas prisideda prie šiltnamio efekto. Laimei, tai nekelia stipraus poveikio žmonių sveikatai. Apskaičiuota, kad toksiškumo lygis yra 1,6 ppm/ppm. Kietos nuosėdos, priešingai nei nuotekos, negali paplisti į aplinką. Fosfatavimo dumblas paprastai laikomas pavojingomis atliekomis, ir todėl jų išmetimas yra griežtai reguliuojamas. Apskaičiuota, kad kiekvienais metais fosfatavimo operacijose susidaro 6 804 tonų dumblo. Taigi, ne tik norima, bet ir yra būtina sukurti būdų, kaip regeneruoti įvairias dumblo sudedamąsias dalis. Jungtinių Amerikos Valstijų patente Nr. 4 986 977 siūlomas metodas, kaip fosfatavimo dumblą apdoroti vandeniniu šarminiu tirpalu tam, kad pH būtų didesnis nei 10. Esant tokiam pH iškrenta į nuosėdas geležies hidroksidas, geležies hidroksidas atgaunamas, o vandeninė fazė parūgštinama tiek, kad pH būtų 7-10 kad iškristų cinko hidroksido nuosėdos. Paprastai, 20% fosfatavimo dumblo svorio sudaro geležis, 10% - cinkas, 1-3% - manganas, <1> Jungtinių Amerikos Valstijų patente Nr. 5 273 667 aprašomas procesas, kuris apima fosfatinio dumblo surinkimą, vandens pašalinimą filtruojant, dumblo, iš kurio pašalintas vanduo, džiovinimą aukštoje temperatūroje, kol dumblo drėgmė sudaro mažiau nei 10% dumblo svorio, ir sauso dumblo dalelių sumažinimą iki mažiau nei 1 mm . Buvo atrasta, kad išdžiovintas ir susmulkintas fosfatinis dumblas yra puikus priedas į tepalus. Toks dumblas tinkamas naudoti tepalų receptūrose, skirtose metalo apdirbimui, metalo formavimui ir tepalų pramonėje. JAV patente Nr. 5 350 517 aprašomas procesas, kuriame fosfatavimo dumblas perdirbamas azoto rūgštimi, geležis išgaunama kartu su skysčiu/skystu ekstraktu, ir šis gautas ekstraktas yra pakartotinai naudojamas ruošiant kristalinio (cinkinio) fosfatavimo tirpalą. Naudojamas ekstrahentas yra 2-etilheksil alkoholio monoesteris su žibale esančia fosforo rūgštimi. Britanijos patente Nr. 1545515 taip pat siūloma naudoti neorganines rūgštis fosfatų išgavimui iš fosfatavimo dumblo cinko ir fosfatų jonų, o vėliau ekstraktą naudoti kaip fosfatavimo tirpalą. Be to, šiame patente siūloma galimybė šarmu išplauti iš fosfatų neištirpusias nuosėdas, kurių sudėtyje yra geležies ir fosfato jonų taip, kad galiausiai, turintys geležies likučiai nusėstų. Šarminiame tirpale fosfatas nusėda kaip cinko fosfatas ir gali būti naudojamas fosfatavimo tirpalų ruošimui. Jungtinių Amerikos Valstijų patente Nr. 5 376 342 aprašomas procesas, kuris apima šiuos etapus: (1) dumblo ištirpinimas fosforo rūgštyje; (2) neištirpusių kietų medžiagų filtravimas; (3) geležies fosfato nusodinimas ir regeneravimas; (4) reikiamų metalų pridėjimas prie cinko ir fosfato, kurių sudėtyje yra vandens fazė, bei likusio cinko fosfato tirpalo pakartotinis panaudojimas kristalinio fosfatavimo procesuose. Šiuose procesuose jis naudojamas kaip paruošimo tirpalas. Proceso metu nusėdęs geležies fosfatas gali būti naudojamas kaip pašarų papildas gyvūnams. Fosfatavimo dumblas maišomas su šarminiu tirpalu, mišinys džiovinamas ir kepinamas 500-1300ºC temperatūroje, dalyvaujant reduktoriui. Dumble esantis fosfatas virsta vandenyje tirpia fosfato druska, cinkas ir geležis virsta metalu ir cinkas išgaruoja iš reakcijos zonos. Plaunant vandeniu, atgaunamas skystame dumble esantis tirpus fosfatas ir geležis. Baldy mano, kad 25% fosfatavimo dumblo, susidariusio automatinio apdorojimo procese, svorio sudaro alyva, ir jos pašalinimas yra būtinas tam, kad būtų galima pilnai regeneruoti visas naudingas sudedamąsias dalis. H2O2 priedas pridedamas prie dumblo rūgščių dispersijos, taip pašalinama alyva iš likusio mišinio. Pasak Baldy, cinko fosfatinio dumblo regeneravimas susideda iš keturių etapų. Pirmas etapas – alyvos atskyrimas nuo dumblo. Antras etapas – dumblo apdorojimas fosforo rūgštimi po to cinko, mangano ir nikelio ekstrakcija iš dumblo. Trečias etapas – antrame etape susidariusių geležies fosfato nuosėdų pavertimas į geležies oksido pigmentus ir natrio fosfatą. Caponero ir Tenerio siūlo fosfatavimo dumblą naudoti klinkerio gamybos procese. Tai būtų vienas iš galimų atliekų panaudojimo būdų. Savo moksliniame darbe jie įrodo, kad iki 7% fosfatavimo dumblo pridėjimas prie portlandcemento miltelių nepadaro jokios žalos klinkerizacijai. Rentgeno spindulių difrakcijos tyrimas rodo, kad modifikuotame klinkeryje, nėra jokių žymių pakitimų proporcingų dumblo priemaišoms. Taip pat nėra netipiškų fazių, susiformavusių su ne daugiau kaip 5% fosfatavimo dumblo. Mišinio, kurio sudėtyje yra iki 7% sauso dumblo priemaišų, diferencinė terminė analizė nerodo jokių skirtumų. Iki 5% fosfatavimo dumblo priemaišų, žymiai pakeičia tik cinko kiekį gatavame klinkeryje.