| 1.3. Характеристика полимерных покрытий 1.3.1. Общая характеристика п/п 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.
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.
Таблица 1.2.Виды полимерных покрытий | Тип и материал покрытия | Символ | Диапазон толщин, µМ | Типичная толщина покрытия, µМ | | Лакокрасочное (толщина покрытия – от 5до 60 мкм в зависимости от материала покрытия) | | Акрил | AY | АС | 5-25 | 25 | | Эпоксид | EP | ЭП | 3-20 | Не установлена | | Полиэфир | SP | ПЛ | 5-60 | 25 | | Полиамидмодифицированный полиэфир | SP-PA | ПЛ-ПА | 15-50 | 25 | | Силиконмодифицированный полиэфир | SP-SI | ПЭ-ЖС | 15-40 | 25 | | Акрилсиликон | AY-SI | АС-ЖС | 25 | 25 | | Полиуретан | PUR | УР | 10-60 | 25 | | Полиамидмодифицированный полиуретан | PUR-PA | ПА-ПУ | 10-50 | 25 | | Поливинилиденфторид | PVDF | ПВДФ | 20-60 | 25 | | Пластизолевое (толщина покрытия – от 40 до 200 мкм) | | Поливинилхлоридный пластизоль | PVS(P) | ПВС(П) | 40-200 | 100; 200 |
Таблица 1.3.Сравнительные характеристики полимерных покрытий | Свойства покрытий | Полиэстер | Матовый Полиэстер | Пластизоль | Пурал | PVDF (PVF 2) | | Толщина мкм | 25 | 35 | 200 | 50 | 27 | | Коррозионная стойкость | хорошая | хорошая | низкая | хорошая | отличная | | Стойкость к атмосферным воздействиям | хорошая | хорошая | отличная | отличная | хорошая | | Устойчивость к ультрафиолетовому излучению | удовл. | хорошая | удовл. | хорошая | отличная | | Устойчивость к механическим повреждениям | средняя | удовл. | отличная | хорошая | хорошая | | Сохранность внешнего вида | средняя | удовл. | удовл. | хорошая | отличная | Коррозионная стойкость
- Соляной тест, часов
- Водяной тест, не менее, часов | 500 1000 | 500 1000 | 1000 1000 | 10001000 | 1000 1000 | | Макс. допускаемая температура °С | 120 | 120 | 60 | 120 | 120 | | Мин. допускаемая темп. обработки °С | -10 | -10 | +10 | -15 | -10 | | Мин. радиус изгиба (формуемость) * | 3 х t (низкая) | 4 х t (низкая) | 0 x t (хорошая) | 1 x t (хорошая) | 1 x t (хорошая) |
*t = толщина листа без полимерного покрытия
Источник: По данным предприятий
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.
Таблица 1.4.Примеры применения антикоррозийных покрытий
| Степень агрессивности среды | Тип покрытия | Толщина покрытия, мм | | грунт | эмаль | эмаль обратной
стороны | | слабоагрессивная | Полиэстер Пурал | 6-10
6-10 | 22-25
50 | 9-12
9-12 | | среднеагрессивная | Пурал ПВДФ | 6-10
6-10 | 50
25-27 | 9-12
9-12 |
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).
Таблица 1.5.Мировые производители койлкоутинговых материалов
| Наименование | Расположение | Сайт | | Akzo Nobel Kemipol A.S. | Турция | | | Akzo Nobel Nippon Paint AB | Швеция | | | Akzo Nobel Nippon Paint Gmbh | Германия | | | Akzo Nobel Nippon Paint Ltd | Великобритания | | | Akzo Nobel Nippon Paint S.A. | Франция | | | Akzo Nobel Nippon Paint SRL | Италия | | | Alkor GmbH | Германия | | | Arkema | Франция | | | BASF Coatings | Германия | | | Bayer Materialscience AG | Германия | | | Becker Industrial Coatings AB | Швеция | | | Becker Industrial Coatings Ltd | Германия | | | Becker Industrie | Франция | | | Becker Industrielack GmbH | Германия | | | Becker Polveri SpA | Италия | | | Becker Powloki przemyslowe SP. Z O.O. | Польша | | | BEnasedo S.p.A. | Италия | | | Borçelik Çelik Sanayi Ticaret A.Þ. | Турция | | | Brillux Industrielack | Германия | | | Chemetall Gmbh | Германия | | | CIBA Specialty Chemicals | Разные | | | Cray Valley Ltd | Европа | | | Cytec Surface Specialties S.A. | Италия | | | Degussa AG | Германия | | | DSM Coating Resins | Бельгия | | | Dupont Powder Coatings France SA | Франция | | | Dynea ASA | Финляндия | | | Grace Gmbh & Co. KG | Германия | | | Habich Gmbh | Германия | | | Hannecard | Бельгия | | | HCI / Holland Coatings industries b.V. | Нидерланды | | | Helios | Словения | | | Henkel KGaA, HST-SC | Германия | | | Henkel Surface technologies | | | | Heraeus Noblelight GmbH | Германия | | | Isva Vernici S.r.l. | Италия | | | Merck KGaA | Германия | | | Phototherm dr. Petry Gmbh | Германия | | | Plasmatreat | Германия | | | PPG Industries | Франция | | | PPG Industries France S.A. | Франция | | | Procoat tecnologias S.L. | Испания | | | Rhodia | | | | Salchi Metalcoat SRL | Италия | | | Samhwa Paints Ind. Co., Ltd | Корея | | | Schramm Coatings Gmbh | Германия | | | Shamrock Technologies BVBA | Бельгия | | | Shingels S.A. | Испания | | | Sigmakalon | Нидерланды | | | Siquam S.P.A. | Италия | | | Solvay Solexis | Европа | | | Solvay Solexis Germany | Германия | | | Solvay Solexis S.p.A. | Италия | | | Spooner Industries Ltd | Великобритания | | | Synthopol Chemie Dr.rer.pol.KOCH GmbH & Co. Kg | Германия | | | TEGO Becker S.R.L. | | | | Teknos Nova coil TNC Oy | Финляндия | | | The Valspar Corporation SAS | Франция | | | Walter Mäder AG | Германия | | | Weilburger Schramm coatings (UK) Ltd | Великобритания | | | ЯрЛИ | Россия | | | Becker Industrial Coatings (China) Ltd | Китай | | | Berger Becker Coatings Pvt Ltd | Индия | | | Dai Han Coil Coatings Co. Ltd | Корея | | | Jiangsu Haiba Chemicals Co., Ltd | Китай | | | Nippon Fine Coatings Co., Ltd | Япония | | | Nippon paint Co Ltd | Япония | | | Shanghai Chenhua Paint MFG. Co. | Китай | | | Shepherd Color International inc. | США | | | Solvay solexis US | США | | | Sugest - German Metal Surface TreatmenT Chemicals Company | Германия | | | Valspar Australia | Австралия | | | Yung Chi Paint & Varnish MFG Co Ltd | Вьетнам | |
Источник: ECCA, СМИ
| 
