Технологии

Основные характеристики продукта
             Материалы с полимерным покрытием объединяют в себе прочность и формуемость стали с коррозийной стойкостью цинка и краски. В результате получается готовый для производства материал с прекрасным внешним видом. Покрытия могут быть разных цветов и оттенков и, соответственно, обладать различными свойствами.
             В России прокат с полимерным покрытием выпускается по ГОСТ "Прокат тонколистовой холоднокатаный и холоднокатаный горячеоцинкованный с полимерным покрытием с непрерывных линий”, а также по ТУ предприятий. 
             Окрашенный прокат изготовляют с одно-, двухслойными покрытиями толщиной до 200 мкм. Возможные варианты нанесения покрытий: с односторонним покрытием, двусторонним одинаковым покрытием обеих сторон и двусторонним различным покрытием лицевой и обратной сторон.
             Прокат транспортируют всеми видами транспорта в соответствии с правилами перевозки грузов, действующими на конкретном виде транспорта.
             Упаковка проката с полимерным покрытием должна предохранять от попадания влаги на торцы пачек и рулонов и в межвитковое пространство рулонов, а также предохранять рулоны и пачки от механических повреждений при их транспортировке. 
             Каждый рулон (пачку) снабжают упаковочным ярлыком или биркой с указанием наименования или/и товарного знака предприятия-изготовителя, номера партии, даты изготовления, марки стали, геометрических размеров проката с полимерным покрытием и цвета покрытия, массы нетто, длины полосы в рулоне или количества листов в пачке.

Основные размерные характеристики рулонного проката с полимерным покрытием

Источник: сортамент производителей

Виды и классификация проката с полимерным покрытием
Прокат с полимерным покрытием подразделяют:
по виду продукции:
- листы,
- рулоны,
- лена резаная в рулонах,
по виду основы:
- прокат тонколистовой холонокатаный,
- прокат тонколистовой холоднокатаный горячеоцинкованный,
по типу покрытий:
- ЛКП – лакокрасочное покрытие холоднокатаного проката,
- ЛКПОЦ – лакокрасочное покрытие холоднокатаного горячеоцинкованного проката,
- ОЗП–органозолевое холоднокатаного проката,
- ОЗПОЦ–органозолевое холоднокатаного горячеоцинкованного проката,
- ПЗП – пластизолевое покрытие холоднокатаного проката,
- ПЗПОЦ – лакокрасочное покрытие холоднокатаного горячеоцинкованного проката,
по виду покрытий:
- одностороннее (I),
- двустороннее (II),
по способности к вытяжке основы:
- СВ – сложной,
- ВГ – весьма глубокой,
- Г – глубокой,
- Н – нормальной,
по точности прокатки основы:
- АТ – повышенной точности,
- БТ – нормальной точности,
по плоскостности:
- ПВ – высокой,
- ПУ – улучшенной,
- ПН – нормальной,
по характеру кромки:
- НО – с необрезной кромкой,
- О – с обрезной кромкой,
по внешнему виду поверхности покрытия:
- 1 класс,
- 2 класс.
             Под необрезной кромкой проката с полимерным покрытием покрытием понимают кромку, которую не обрезают после стана холодной прокатки.
             Лицевая сторона проката с полимерным покрытием – сторона, подвергающаяся влиянию внешних воздействий. 
             Двухслойное полимерное покрытие – покрытие, состоящее из слоя грунта и слоя отделочной эмали или пластизоля. 
             Однослойное покрытие – покрытие обратной стороны проката, состоящее из слоя защитной эмали без регламентирующих требований к внешнему виду, коррозионной стойкости и т.д. 
             Прокат с односторонним полимерным покрытием – прокат с двухслойным полимерным покрытием на лицевой стороне и однослойным полимерным покрытием на обратной стороне.  
             В производстве рассматриваемого типа проката используются различные виды полимерных покрытий: полиэстер, пластизоль, пурал, поливинилиденфторид и др. Подробная характеристика полимерных покрытий приведена в следующей части главы.
             Цветовая гамма проката наиболее часто определяется по шкале RAL. Стандартные цвета, наиболее часто используемые для окраски проката следующие:
° RAL 9002 – бело-серый
° RAL 6003 – оливково-зеленый
° RAL 9010 – сигнально-белый
° RAL 6005 – зеленый мох
° RAL 1013 – белый цвет с зеленовато-серым или желтовато-серым оттенком
° RAL 5015 – небесно-синий
° RAL 5010 – синий генциан
° RAL 1015 – светлая слоновая кость
° RAL 7016 – серый антрацит
° RAL 9006 – белый алюминий
° RAL 7016 – серый базальт
° RAL 3009 – оксидно-красный
° RAL 8017 – серо-шоколадный
° RAL 3000 – огненно-красный
° RAL 5301 – серо-коричневый

Общая характеристика полимерным покрытием

             Полимерное покрытие представляет собой материал из органических полимеров (смол или пластмасс) с добавлением пигментов, присадок и растворителей, образующий покрытие с защитными свойствами. Полимерное покрытие не только защищает металл от механических и климатических воздействий, но и придает строениям архитектурно-художественную выразительность.
             Важнейшие требования к покрытиям – прочное сцепление (адгезия) отдельных слоев друг с другом, нижнего слоя с подложкой, твердость, прочность при изгибе и ударе, влагонепроницаемость, атмосферостойкость, комплекс декоративных свойств (прозрачность или укрывистость, цвет, степень блеска, узор и др.). При получении многослойных покрытий применяют следующие материалы: грунтовки, которые наносят непосредственно на подложку для ее антикоррозионной защиты и обеспечения адгезии, краски, эмали.
             Металл с полимерным покрытием состоит из металлического основания (холоднокатаная или оцинкованная сталь) со слоем обработки поверхности, слоя грунта и слоя полимерного покрытия. Для некоторых целей может использоваться самоклеящаяся полимерная пленка, а в случае необходимости - также временная защитная пленка.
             Полимерное покрытие представляет собой пленку на основе высокомолекулярных соединений на поверхности проката, сформированную при горячей сушке нанесенных валковым методом жидких ЛКМ (грунтовок, отделочных и защитных эмалей, пластизолей) и обладающую комплексом защитных, декоративных, физико-механических и других специальных свойств. В случае порошковых красок используется электростатический метод нанесения покрытий. 
             Грунтовочный слой представляет собой нижний слой в системе двухслойного полимерного покрытия, наносимый непосредственно на металлическую поверхность и предназначенный для обеспечения прочного сцепления и высокой коррозионной стойкости полной системы покрытия.

1. Полимерное покрытие лицевой стороны2. Грунт 3. Фосфатированный и пассивированный слой  4. Слой цинка   5. Стальной лист   6. Слой цинка   7. Фосфатированный и пассивированный слой   8. Покрытие обратной стороны

  Рис. 1.1. Слои окраски металла

             В производстве предварительно окрашенного проката используются различные типы полимерных покрытий. Полиэфирные покрытия получили наибольшее распространение в европейских странах. В России полиэфирные покрытия также являются наиболее распространенными, что связано с их дешевизной в сочетании с хорошими эксплуатационными характеристиками. 
             Существует два основных вида красок для окрашивания рулонного металла: термореактивные и термопластические, которые можно разделить на 8 типов, в зависимости от типа используемых смол:
-         алкидные покрытия
-         акриловые покрытия
-         эпоксидные покрытия
-         полиэфирные покрытия
-         полиуретановые покрытия
-        покрытия, модифицированные силиконом
-         покрытия на базе ПВХ (поливинилхлорида)
-         покрытия на базе фторполимеров, например PVDF (поливинилдифторида)
Ниже представлены виды и основные характеристики покрытий.

Виды полимерных покрытий

Сравнительные характеристики полимерных покрытий

*t = толщина листа без полимерного покрытия

1).Полиэстер (РЕ, SP)   Самым недорогим и популярным из полимеров на рынке полимерных покрытий для стального оцинкованного листа, который придает окрашенной стали хорошую устойчивость к УФ-излучению и коррозии, является полиэстер (полиэфир). Материал обладает высоким уровнем гибкости и формуемости, подходит для любых климатических условий. Стойкость к механическим повреждениям у данного типа покрытий ниже, чем у покрытий Пурал и PVDF. Более устойчив к механическим воздействиям полиэстер с посыпкой кварцевым песком, однако, он существенно дороже. К тому же при его транспортировке возникает ряд проблем, связанных с возможностью повреждения нижнего слоя металлических листов (кварцевый песок подобно наждачной бумаге царапает соприкасающиеся с ним поверхности вышележащих листов).
Наиболее часто используют покрытия на базе насыщенных полиэфриров (SP, ПЛ).  Основа покрытия - полиэфирная краска, обладающая хорошей стойкостью цвета. Показатель теплостойкости к воздействию солнечных лучей до +120 °С, а нижний температурный предел полиэстера составляет -60 °С. Толщина полиэстера на окрашенной стали достигает 25 мкм.
2).Матовый полиэстер (PEMA)   Полиэфирное покрытие толщиной 35 мкм с матовой поверхностью. Представляет собой полиэстер, модифицированным тефлоном. Материал обладает высокой цветостойкостью за счет коэффициента преломления солнечных лучей, хорошей коррозийной и механической стойкостью, сохраняет свои свойства в любом климате. Данный материал подходит тем, кому важно отсутствие блеска изделия.
3).Пластизоль (PVC-200)   Это декоративный полимер с наиболее толстым покрытием (200 мкм), состоит из поливинилхлорида (ПВХ) и пластификаторов, имеет тисненую поверхность. По стоимости - одно из самых дорогих покрытий. Благодаря большой толщине покрытия материал является одним из самых устойчивых к механическим повреждениям. Однако, его из-за низкой температурной стойкости и низкой стойкости к УФ-излучениям (при нагреве прямыми солнечными лучами свыше +80 °С материал быстро стареет), не рекомендуется использовать в южных регионах. Выбирая пластизоль для использования в жарких регионах, следует ориентироваться лишь на светлые цвета. Они лучше отражают свет, меньше нагреваются и выгорают.
Имея большую толщину, пластизоль обладает высокой коррозионной стойкостью, что создает дополнительную защиту в условиях загрязненной окружающей среды. Цветостойкость его существенно ниже полиэстера. При толщине 175 мкм покрытие из пластизоля выпускается только гладким. На покрытие толщиной 200 мкм может быть накатан штампованный рисунок, придана тисненая фактурная поверхность (при этом в местах тиснения толщина слоя покрытия значительно уменьшается).
4).Пурал (PURAL)   Покрытие на основе полиуретана модифицированного полиамидом, имеет шелковисто-матовую структурную поверхность. Этот материал не боится больших суточных перепадов температур (до 120°С). Материал обладает высокой химической устойчивостью и цветостойкостью. Стоек к механическому воздействию. Однако по сравнению с пластизолом пурал менее устойчив к пластическому деформированию. Этот вид дороже полиэстера, но на сегодняшний день – это одно из наиболее оптимальных покрытий по сочетанию высоких эксплуатационных характеристик и цены. Толщина покрытия составляет 50 мкм.
5).PVDF Покрытие толщиной 27 мкм, состоит из 80% поливинилхлорида и 20% акрила. Это прочное, наиболее устойчивое к УФ-излучению покрытие, практически не выцветает, имеет красивый блеск, обладает самоомываемостью. Одно из самых устойчивых и к механическим повреждениям, к агрессии природы и к грубостям монтажников. Глянцевая поверхность PVDF может иметь металлический оттенок в серебристых или медных тонах. Для придания металлического блеска стандартное покрытие PVDF дополняется слоем прозрачного лака с пигментом «металлик». Это самое долговечное покрытие, оно применяется даже в условиях агрессивных сред, таких, как морское побережье. Идеально подходит для стен.
6). Полимерное покрытие акрил представляет собой лакокрасочный слой, который является чрезвычайно нестойким, его легко повредить при монтаже изделия. Имеет теплостойкость до +120 °С, но выцветает на солнце за 5 лет, к тому же, обладает средней стойкостью к коррозии и уже через 2-3 года эксплуатации начинает отшелушиваться. Толщина слоя 25 мкм. Минимальная температура обработки -10 °С. Иностранные фирмы отказались от его применения с 1997 года. В продаже встречаются лишь отечественные материалы с таким покрытием, однако, их рекомендуется использовать только для временных сооружений.

Примеры применения антикоррозийных покрытий

             Приведенные выше характеристики покрытий касаются в первую очередь жидких материалов для окрашивания металла валковым методом, который является наиболее распространенным и востребованным как в России, так и в других странах. В то же время полимерные материалы также получили широкое распространение в порошковой окраске рулонного металлопроката (powder coil coating). В производстве порошковых покрытий наиболее часто используются гидроксил-функциональные насыщенные полиэфиры в сочетании со свободными полиизоцианатными смолами. Также часто используются порошковые материалы на основе смеси кислых полиэфирных и эпоксидных смол.
             В производстве порошковых красок используются в первую очередь нерастворимые в обычных растворителях насыщенные полиэфиры с высокой молекулярной массой.
             Ниже приведены основные мировые компании-продуценты койлкоутинговых материалов (жидких и порошковых покрытий, смол).

Мировые производители койлкоутинговых материалов

Источник: ECCA, СМИ

C текущей ситуацией и прогнозом развития российского рынка Coil Coating покрытий можно познакомиться в отчете Академии Конъюнктуры Промышленных Рынков «Рынок рулонного металлопроката с полимерным покрытием в России».

Об авторе:
Академия Конъюнктуры Промышленных Рынков оказывает три вида услуг, связанных с анализом рынков, технологий и проектов в промышленных отраслях - проведение маркетинговых исследований, разработка ТЭО и бизнес-планов инвестиционных проектов.
• Маркетинговые исследования
• Технико-экономическое обоснование
• Бизнес-планирование