Нанесение полимерного покрытия на металл: Полимерно-порошковое покрытие металла | Технология полимерного покрытия металла: нанесение, состав и виды

Полимерные покрытия металла и их особенности

Для изготовления металлочерепицы, сайдинга, профнастила, строительных конструкций, бытовой техники все чаще используется сталь с полимерным покрытием, так называемая «полимерка», «металлопласт». Полимерные покрытия для металла используются в Европе уже более 40 лет для придания строительным конструкциям декоративных свойств и защиты от коррозии. Металлы с полимерным покрытием объединяют в себе прочность  стали с коррозийной стойкостью полимерного покрытия.

Цветовая палитра металла с полимерным покрытием весьма разнообразна, поэтому при выборе цвета обычно используют каталоги цветов либо образцы цвета. Покрытие может быть матовым и блестящим, иметь различную фактуру (в том числе имитировать дерево, камень и пр.).

Содержание

Структура стального листа с полимерным покрытием

Нанесение полимерных покрытий на оцинкованную сталь — сложнейший процесс, так как стальной лист с полимерным покрытием имеет многослойную структуру: стальной лист, слой цинка, пассивирующий слой, слой грунта, с лицевой стороны — слой цветного полимера, а с  нижней стороны листа «многослойный пирог» завершает защитная краска.

В качестве основы при изготовлении берется стальной прокат толщиной 0,4-2,0мм. На него может наноситься слой цинка (или алюмоцинка) как гальваническим методом, так и методом погружения в расплав. Иногда полимерное покрытие наносят сразу на черный металл (однако такие металлопласты очень недолговечны). Затем металл пассивируется, грунтуется и покрывается защитным слоем различных полимеров.

Методы нанесения полимерного покрытия

Полимерное покрытие  получают различными методами:

• путём нанесения на полосу заранее изготовленной плёнки,
• погружением полосы в расплав полимера,
• валковым методом нанесения жидкого полимера(Coil Coating),
• напылением полимера в порошкообразном состоянии электростатическим методом.

Покрытие может быть как одностороннее, так и двустороннее. Прокат с односторонним полимерным покрытием –  это прокат с двухслойным полимерным покрытием на лицевой стороне и однослойным полимерным покрытием на обратной стороне.

Двухслойное полимерное покрытие – покрытие, состоящее из слоя грунта и слоя отделочного полимера.

Однослойное покрытие – это, как правило, покрытие обратной стороны проката, состоящее из слоя защитной эмали без регламентирующих требований к внешнему виду,  толщине, коррозионной стойкости и т.д.

Нанесение полимерного покрытия является заключительным этапом производства металлопроката. По желанию заказчика может наноситься защитная пленка из полиэтилена.

Таким образом, чаще всего сталь с полимерным покрытием имеет нижеприведенную структуру.

1 — стальной лист

2 — слой цинка

3 — пассивирующий слой (антикоррозионный слой)

4 — слой грунта

5 — полимерное покрытие

6 — защитная краска с обратной стороны

 Грунтовочный слой  предназначен для обеспечения прочного сцепления и высокой коррозионной стойкости всей системы, т.е. от качества грунтовки зависит, насколько будет крепко держаться полимерное покрытие.

Виды полимерных покрытий для стального листа

В качестве полимерных покрытий используют:

• полиэстер (полиэфир), обозначается PE. SP;
• пищевой ламинат;
• полиэстер матовый, модифицированный тефлоном, PEMA;
• пурал — полиуретан, модифицированный полиамидом, PURAL;
• пластизоль поливинилхлоридный, PVS;
• поливинилиденфторид, PVDF, состоит из 80% поливинилхлорида и 20% акрила;
• акрил, AY.

Полиэстер является самым популярным покрытием из-за оптимального соотношения «цена-качество» и имеет удовлетворительную устойчивость к УФ-излучению и коррозии. Однако стойкость к механическим повреждениям выше у покрытий Пурал и PVDF.

Пурал дороже полиэстера, но он имеет и более высокую химическую стойкость, а также к механическому воздействию и перепадам температур.

Самым устойчивым к механическим повреждениям из-за толщины, но вместе с тем и наименее стойким к перепадам температур и к УФ-излучениям является пластизоль.

Самое долговечное и наиболее дорогостоящее покрытие – это поливинилиденфторид (PVDF).

Наименее долговечное и нестойкое к механическому и атмосферному воздействию-это акриловое покрытие. 

Все эти покрытия могут иметь различную фактуру, блеск, цвета. Таким образом, полимерные покрытия имеют разную стойкость к ультрафиолетовому излучению, к высоким и низким температурам, атмосферному воздействию, к механическим повреждениям и другим

Вышеприведенные покрытия являются изначально жидкими и наносятся валковым методом, который является наиболее распространенным и востребованным как в России, так и в других странах.

Важнейшие требования к покрытиям – прочное сцепление (адгезия) отдельных слоев друг с другом, нижнего слоя с подложкой, твердость, прочность при изгибе и ударе, износосотойкость, влагонепроницаемость, атмосферостойкость, комплекс декоративных свойств (прозрачность или укрывистость, цвет, степень блеска, узор и др.).

Антикоррозионные защитные свойства покрытий для внутреннего использования классифицируются в соответствии со стандартом EU 10169:2008.

Процесс испытаний во влажной камере регламентируется стандартом EN 13523-26.

Основные преимущества проката с полимерным покрытием

• Возможность штамповки, профилирования, гибки металла в готовые изделия (металлочерепица, профилированный настил, детали бытовых приборов и пр.)
• Однородные и стабильные свойства по всей поверхности
• Прекрасные защитные свойства
• Атмосферостойкость
• Сохранение защитных и декоративных свойств более 10 лет
• Разнообразие цветов и фактур

Изготовлением металла с полимерным покрытием занимаются чаще всего металлургические заводы, производящие тонколистовую сталь. Наиболее известные из них: Новолипецкий металлургический комбинат, Череповецкий металлургический комбинат, международные концерны Arcelor Mittal, RАUТАRUUККI OY (Финляндия), ЕСО STAНL (Германия), ISPAT KARMET (Караганда, Казахстан), HOGOVENS (Голландия), BRITISH STEEL (Великобритания), MIRIAD (Франция ) SSAB TUNNPLAT AB ( Швеция ).

Однако, сейчас появляется все больше и больше производителей, оказывающих услуги по нанесению полимерных покрытий на любой необходимый заказчику типоразмер листа металлургических гигантов.

Металл с полимерным покрытием применяется в основном для изготовления профиля. Пример линий от китайских партнеров. 

Автор Ирина Химич. 

 

Полимерное покрытие: виды, свойства, нанесение

Применение полимерных покрытий позволяет защитить металлические поверхности от коррозии, механических повреждений, внешних, химических и других воздействий. Они представляют собой порошкообразные вещества на основе различных смол и полимеров.

Для создания полимерных покрытий применяются следующие материалы:

• Пластизоль

• Полиэстер

• Пурал

• ПВДФ

Рассмотрим их подробнее.

Пластизоль

В состав данного покрытия входит поливинлхлорид (ПВХ) и вещества-пластификаторы. Слой нанесенного материала составляет 200 мкм, благодаря чему обеспечивается очень высокая степень защиты от механических воздействий. Помимо этого, ПВХ устойчив к агрессивным погодным условиям и химическим веществам.

Существует ограничение на применение пластизола в жарком климате, что обусловлено низкой термостойкостью покрытия – да +80 °C. Такое покрытие также склонно к быстрому выцветанию, поэтому для него используются только светлые тона, которые обладают высокими светоотражающими свойствами, меньше нагреваются и выгорают.

Покрытия на основе пластизола применяются для создания тисненых, фактурных оснований и штампованных рисунков. Благодаря таким декоративным свойствам они могут образовывать древесную, кожаную и другие виды текстур.

Полиэстер

Полиэстеровые покрытия – самая дешевая и распространенная разновидность материалов. Они медленно выгорают, что позволяет им длительное время сохранять свой цвет, и устойчивы к воздействию ультрафиолета. Такие покрытия обладают высокими антикоррозионными свойствами и не разрушаются от перепадов температур.

Отрицательной чертой полиэстера является невысокая прочность, которая является побочным эффектом тонкого слоя материала на поверхностях. Материал очень легко царапается и повреждается. Решить это возможно посредством обработки кварцевым песком. Но такая дополнительная процедура сделает процедуру нанесения дороже.

Существует две разновидности полиэстеровых покрытий: глянцевая и матовая. Они различаются только по свойствам. Матовое покрытие имеет шероховатую поверхность, может применяться для имитации текстуры и рельефа древесины, кирпича или камня, наносится толстым слоем, поэтому, в отличие от глянцевого, срок службы такого материала может достигать до 40 лет.

Пурал

Для изготовления пурала используется полиуретан и модифицированный полиамид.

Данное покрытие имеет шелковисто-матовую поверхность и отличается невосприимчивостью к резким температурным передам и высокой термостойкостью.

Это очень долговечный материал – он может прослужить до 50 лет. Не смотря на тонкий слой (до 50 мкм), пурал очень трудно повредить. Помимо этого, данный вид покрытий не выцветает и выдерживает длительное воздействие агрессивных веществ.

Из минусов пурала можно выделить высокую стоимость и меньшую, чем у пластизоля, стойкость к пластическим деформациям. Но, несмотря на это, данный материал более оптимален по соотношению характеристик и стоимости.

Покрытия на основе пурала применяются на производствах кровельных элементов из оцинкованного металла. Они имеют красивый внешний вид, устойчивы к воздействию ультрафиолета и прекрасно защищают от коррозии.

ПВДФ

ПВДФ (полвинилденфторид) – одно из популярных видов полимерных покрытий. В его состав входит поливинилхлорид (80 %) и акрил (20 %). Благодаря стойкости к выцветанию и блестящей поверхности ПВДФ используется в декоративных целях: для придачи основаниям эффекта «металлик, глянцевого блеска, серебристых или медных металлических оттенков.

Покрытие обладает очень высокой стойкостью к механическим повреждениям и имеет наибольший срок службы. Оно также подходит для обработки изделий, работающих в агрессивных условиях.

Особый вид полимерных покрытий – антифрикционные твердосмазочные покрытия (АТСП). Они похожи на краски, но краситель в них заменен на мельчайшие истицы твердых смазок, распределенных по объему связующего вещества и растворителя.

Для производства полимерных АТСП используется политетрафторэтилен (тефлон, ПТФЭ), дисульфид молибдена, графит и другие твердосмазочные вещества. В качестве связующего могут выступать как органические, так и неорганические материалы: титанат, эпоксидная смола, акриловые, полиамид-имидные, фенольные и т. п. компоненты.

В России разработкой и изготовлением таких материалов занимается компания «Моделирование и инжиниринг». В линейку продукции входят антифрикционные твердосмазочные покрытия, предназначенные для решения различных задач, очистители и специальные растворители.

Полимерные покрытия MODENGY – MODENGY 1010, MODENGY 1011, MODENGY 1014 и другие – отлично зарекомендовали себя в подшипниках скольжения, направляющих скольжения, зубчатых передачах, других средне- и тяжелонагруженных узлах трения скольжения, крепеже и резьбовых соединениях, деталях двигателей транспортных средств (штоки клапанов, юбки поршней, дроссельные заслонки, коренные вкладыши, шлицевые соединения), трубопроводной арматуре, металлических и пластиковых элементах автомобильной техники (скобы, пружины, петли, замки, механизмы регулировки и т.п.), а также других парах трения металл-полимер, металл-резина, металл-металл, полимер-полимер.

Преимущества полимерных покрытий MODENGY:

• Работоспособность в запыленной среде, вакууме и радиации

• Низкий коэффициент трения

• Высокие противоизносные, антикоррозионные и противозадирные свойства

• Широкий диапазон рабочих температур

• Устойчивость к кислотам, органическим растворителям, щелочам и прочим химикатам

• Способность создавать на деталях тонкий защитный слой, практически не меняющий их исходный размер

Полимерные покрытия MODENGY позволяют эффективно управлять трением, повысить ресурс и эффективность оборудования, обеспечить поверхностям деталей необходимый набор защитных и триботехнических свойств.

Благодаря применению АТСП MODENGY можно полностью отказаться от пластичных масел и смазок. Технология твердой смазки позволяет создать узел трения, которому не требуется обслуживания. Антифрикционные покрытия наносятся однократно и обеспечивают смазывание и защиту различных деталей в течение всего срока их службы.

К полимерным покрытиям предъявляют достаточно серьезные требования. Во-первых, они должны обладать очень высоким сцеплением с поверхностью, так как они связываются с металлическим основанием на молекулярном уровне, а не просто его покрывают. Второе – устойчивость к различным деформациям, которая не позволяет покрытию разрушиться при механических воздействиях.

В-третьих, такие материалы не должны терять своих свойств при длительном воздействии воды, щелочей, растворителей, различных химикатов, высоких температур, УФ-излучения. Если покрытие отвечает всем этим запросам, область его применения существенно расширяется.

Преимущества:

• Возможность выбрать практически любой цвет

• Высокая адгезия

• Экологичность

• Высокая прочность

• Термостойкость

• Устойчивость к агрессивным веществам и воде

• Непроницаемость

• Диэлектрические свойства

• Эстетичность

Поговорим о минусах полимерных покрытий. Главный из них – высокая стоимость, которая складывается из количества материала и применения специального оборудования. Но, наряду с этим, полимерный слой наносится на весь срок эксплуатации, а также не требует обновления или подкрашивания слоя. Поэтому окупаемость такого покрытия происходит очень быстро.

Сложное удаление с поверхности, в то же время, является и минусом. От них очень сложно очистить основания деталей, так как полимерные составы слабовосприимчивы к механическому воздействию и химикатам. Ввиду того, что специальных очистителей для удаления подобных материалов не существует, просто так стереть такой слой не получится. Это также обусловлено связью полимерного покрытия с поверхностью на молекулярном уровне. Чтобы его удалить, потребуется специальный инструмент.

Полимерные покрытия не получится нанести самостоятельно. Технологический процесс включает в себя применение определенного оборудования, которое можно найти только на предприятиях или специалистов, занимающихся выполнением подобных работ. При попытке нанесения с использованием подручных средств ничего не получится, а израсходованные средства будут потрачены впустую.

Ну и последний минус – нанесение полимерных покрытий, кроме антифрикционных, возможно только на металлы, которые хорошо проводят электричество. Это обусловлено применением технологии магнитной индукции для создания слоя покрытия.

Оборудование играет главную роль при нанесении, особенно краскопульт. Его особенность состоит в том, что кроме распыления материала, он заряжает его электричеством. На окрашиваемую деталь подается отрицательный заряд, а на бак краскопульта – положительный. Магнитная индукция возникает при контакте краски и поверхности покрываемого элемента. По своей природе она схожа с дуговой сваркой при замыкании электрода.

Нанесение состоит из нескольких этапов. Их качество напрямую зависит от умений маляра. Даже малейшие отклонения от технологии могут привести к порче изделий, а также полностью лишить полимерное покрытие рабочих характеристик.

В первую очередь производится подготовка окрашиваемых поверхностей. С них нужно удалить все возможные загрязнения и окислы, а затем обезжирить. Участки деталей, которым не требуется окраска, закрываются.

Следующий этап – нанесение. Сюда входит грунтование, окрашивание и лакирование. Все эти действия выполняются в специальных камерах, которые изолированы от проникновения пыли и других частиц. Сама камера должна иметь хорошее освещение, так как мастеру в процессе работы нужно видеть поверхность детали при любом ракурсе, чтобы правильно нанести покрытие. Сами детали подвешиваются на специальных крюках и на них подается отрицательный заряд. После этого следует нанесение. Вследствие того, что по технологии покрытие следует нанести одним слоем за один раз, этот процесс занимает очень много времени. При каких-либо паузах при нанесении полимерный слой будет неравномерным.

Далее следует отверждение покрытия. Детали медленно нагреваются в специальной камере с максимальной температурой +200 °C в течение 60 минут. Время и температура зависят от слоя. Так, например, для грунта нужно меньше времени и невысокие температуры, чем для отверждения лака. Правильность полимеризации также зависит от скорости повышения температуры в печи. Все дело в том, что при нагреве краска растекается по поверхности изделий и заполняет все труднодоступные места, а для этого нужно медленное и равномерное нагревание.

На следующем этапе детали охлаждаются. Для этого температура постепенно снижается до +100 °C. Для этого не требуется специальных приспособлений, так как печь остывает без постороннего вмешательства. При резком падении температуры до 100 °C покрытие на поверхности деталей может растрескаться. По этой же причине запрещается открывать печь.

После охлаждения изделий они извлекается из печи и доставляются в камеру покраски для напыления следующего слоя покрытия. Последний слой – декоративный, и его нанесение необязательно. Он лишь усиливает эстетичные свойства краски, а для обеспечения оптимальных защитных параметров достаточно двух слоев покрытия.

Возврат к списку

Полимеры для покрытия металлов | Mallard Creek Polymers

Поиск продукта

Это поле поиска с прикрепленной функцией автоматического предложения.

• Нет предложений, так как поле поиска пусто.

Применение Описание

Существует много металлических подложек, для которых требуется покрытие из эмульсионных полимеров, таких как оцинкованная сталь, холоднокатаная сталь и алюминий. Разработчики рецептур также должны учитывать, что металлы часто бывают с различной обработкой поверхности или без нее, что влияет на адгезию. Наряду с адгезией к другим эксплуатационным требованиям относятся долговечность и коррозионная стойкость.

В зависимости от конечных требований к характеристикам применения для нанесения металлических покрытий предлагается множество химических составов.

• Полимер
• Твердые вещества (%)
• Вязкость (сП)
• Тс (°С)

• Экронова® 6630
• 40,0 — 42,0
• 300 макс.
• +57

• Ecronova 6630 — это полностью акриловая эмульсия, отверждаемая при комнатной температуре, которая обеспечивает хорошую химическую стойкость и устойчивость к слипанию, высокую твердость и устойчивость к царапинам, а также хорошее смачивание деревянных оснований, особенно для мебельных и промышленных покрытий.

• Полимер
• Твердые вещества (%)
• Вязкость (сП)
• Тс (°С)

• Ровене® 6133
• 49,5 — 50,5
• 600 макс.
• +10

• Rovene 6133 представляет собой полистирол-акриловую эмульсию, предназначенную для использования в различных покрытиях, включая внутренние, наружные, прозрачные или пигментированные.

• Ровене® 6034
• 49,0 — 50,0
• 1500 — 4000
• +23

• Rovene 6034 — это универсальный полимер, который можно использовать в различных сферах применения красок и покрытий. Его можно приготовить для внутренних красок, покрытий для наружного ландшафтного дизайна или покрытий для металла.

• Полимер
• Твердые вещества (%)
• Вязкость (сП)
• Тс (°С)

• БарьерПро® 4551
• 52,5 — 54,5
• 1000 макс.
• +7

• BarrierPro 4551 представляет собой карбоксилированную стирол-бутадиеновую эмульсию с превосходными прочностными характеристиками, высокой стойкостью к жидкой воде и водяному пару, высокой стойкостью к помутнению и отличной адгезией к различным строительным основаниям.

• Ровене® 4181
• 54,5 — 55,5
• 1500 макс.
• +14

• Rovene 4181 представляет собой стирол-бутадиеновую эмульсию с низким содержанием летучих органических соединений, которая обеспечивает хорошую прочность на растяжение во влажном/сухом состоянии, имеет хорошую адгезию к широкому спектру поверхностей и может выдерживать высокие нагрузки наполнителей.

• Ровене® 4021
• 49,0 — 51,0
• 750 макс.
• +22

• Rovene 4021 представляет собой самосшивающуюся, карбоксилированную стирол-бутадиеновую эмульсию, обладающую прочной консистенцией и выдающимися прочностными характеристиками. Этот латекс особенно подходит для различных нетканых материалов, текстиля и покрытий с высокими эксплуатационными характеристиками.

Ищете индивидуальное решение?

Поговорите сегодня с одним из наших химиков

Полимерное покрытие | NCSPA

Обзор

Полимерное покрытие Обзор

Полимерное покрытие (AASHTO M245, ASTM A742) представляет собой многослойную пленку, которая наносится поверх защитных металлизированных покрытий, обычно гальванических.

Основным используемым продуктом является марка 10/10 (толщина 10 мил с каждой стороны). Полимерное покрытие обеспечивает отличную адгезию к стали-основе и повышенную коррозионную стойкость и стойкость к истиранию. Рекомендации по сроку службы основаны на обширных лабораторных и полевых испытаниях. Хотя CSP с полимерным покрытием используются не так долго, как гальванизированные или алюминизированные покрытия, установка CSP с полимерным покрытием все еще восходит к почти 40-летней давности.

Эксплуатационные характеристики полимерного CSP контролировались Corrpro, и было обнаружено, что они практически не ухудшаются, несмотря на установку в некоторых экстремальных условиях. NCSPA и The Dow Chemical Company, производитель защитной пленки TRENCHCOAT™, провели лабораторные испытания, чтобы получить дополнительные данные, касающиеся срока службы CSP с полимерным покрытием. На участках были условия окружающей среды с удельным сопротивлением всего 100 Ом·см и рН всего 2,1.

Недавние испытания показали, что CSP с полимерным покрытием может выдерживать условия третьего уровня абразивного износа. Поскольку полимер представляет собой барьерное покрытие, он демонстрирует одинаково предсказуемые характеристики долговечности в определенных диапазонах окружающей среды. Эти критерии и определенные диапазоны для труб с полимерным покрытием показаны на рисунке 3. Трубы с полимерным покрытием, работающие в этих диапазонах, могут достигать 100-летнего срока службы на основе текущих оценок установок в рекомендуемых диапазонах неблагоприятных условий в течение почти 40 лет.

Примечание: Коррозионные условия в крайних пределах диапазона окружающей среды могут потребовать корректировки значений срока службы.

Полимерные применения

Истории успеха

Истории успеха

2021 Проект Проект Года Engineering в Сент-Луисе, штат Миссури, и его команда были…

Подробнее

В центре внимания проекта: округ Лонок

Автор: Metal Culverts, Inc Округ Лонок, штат Арканзас, — это сельский округ, расположенный в Центральном Арканзасе, географический район которого… Ограждение канала

e-news

Автор: Contech Engineered Solutions Шесть основных ответвлений от реки Спэниш-Форк расположены в Спэниш-Форк, штат Юта. Они…

Подробнее

Проект года по восстановлению плотины Шейки-Лейкс

Проекты года

Автор: Contech Engineered Solutions Парк Шейки-Лейкс, расположенный в округе Меномини, штат Мичиган, известен своей отличной рыбалкой и великолепными…

Подробнее

CSP & Pipe Arch Project of the Year Победитель: Замена моста города Лайонс

Проекты года

Автор: Metal Culverts Inc. Город Лайонс в округе Уолворт, штат Висконсин, столкнулся с задачей замены одного…

Подробнее

Ресурсы

Исследования, ресурсы и маркетинговые материалы

• Результаты испытаний стального листа с предварительно нанесенным полимерным покрытием. для повышения производительности и возможности использования в более агрессивных средах. Обеспечивает еще большую устойчивость самого экологичного продукта на рынке — стали. В этом отчете описываются испытания, проведенные на восьми системах покрытий с различной массой цинка и толщиной полимерного покрытия в сравнении с требованиями к полимерному покрытию (раздел 7) ASTM A742/A742M, Стандартные технические условия для стального листа с металлическим покрытием и предварительно нанесенным полимерным покрытием для Гофрированная стальная труба.
• Конструкционная плита с полимерным покрытием и испытания крепежа. Конструкционная плита из гофрированной стали с полимерным покрытием была разработана как более прочная и эластичная альтернатива конструкционной плите из оцинкованной стали. Сборка конструкций из гофрированного листа осуществляется с помощью резьбовых соединений, на которые также наносится полимерное покрытие. В этом отчете описываются испытания, проведенные для поддержки разработки новой спецификации ASTM для конструкционной плиты из гофрированной стали с полимерным покрытием
• Превосходная стойкость к истиранию гофрированной стальной трубы с полимерным покрытием Трубная промышленность разработала полимерную защитную пленку, которая значительно продлевает срок службы оцинкованного CSP и обеспечивает более чем столетнее решение в таких агрессивных средах, как уровень абразивности 3. На основе большого опыта, лабораторных и полевых испытаний; Гофрированная стальная труба с полимерным покрытием зарекомендовала себя как прочная, надежная и устойчивая часть инфраструктуры нашей страны. Гофрированная стальная труба с полимерным покрытием, изготовленная в соответствии со спецификациями, что может быть подтверждено квалификационными и плановыми испытаниями по обеспечению качества; имеет, может и будет обеспечивать не только ценность, но и необходимые показатели срока службы под дорогами нашей великой страны, обеспечивая безопасность будущих поколений.

  No related posts.