Полимерные покрытия металла и их особенности

Для защиты стали используют два основных типа покрытия – порошковое и полимерное. Они наносятся на металл после оцинкования. Полимерное покрытие стали — это жидкий лакокрасочный материал, который наносится путём наливания/распыления на металл краски на специальном оборудовании. К таким относится покрытие Профессионал RAL, RALplus.

Порошковое покрытие стали тоже относится к полимерам, но имеет другой химический состав и наносится методом распыления сухой краски-порошка. Она прикрепляется к металлу за счёт электростатического притяжения, как магнит. Путём термической обработки порошок полимеризуется – преобразовывается в единую равномерную поверхность. К порошковым относятся — Стальной шелк, Стальной бархат, Полиэстер, Ruukki, Полиуретан, Pural.

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.

Где используются полимерные металлы?

Сферы применения:

кораблестроение;
машиностроение;
сборка разного оборудования.

Из отдельных деталей изготавливаются металлоконструкции, которые будут устанавливаться в воде или местах с повышенным уровнем влажности.

Полимерный металл в машиностроении (Instagram / bazz_linser)

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.

Преимущества и недостатки порошкового покрытия

Из-за особенностей технологии производства сталь с порошковым покрытием имеет большую толщину напыления, чем с листы полимерным слоем. Это повышает антикоррозийные свойства.

Плюсы	Минусы
Сохраняет свои свойства при температуре от -60 °C до 80 °C	Некоторые покупатели отмечают небольшую мутноватость цвета
Большая сопротивляемость к механическому воздействию, царапинам	Высокая цена
Можно создавать различные эффекты (стальной шёлк/бархат), разную степень глянца
В составе нет вредных органических соединений	е
Почти не имеет запаха

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.

ВИДЫ ПОКРЫТИЙ

В компании можно купить рулоны с полимерным покрытием различных типов:

TWEED50 – полиуретановое покрытие в 50 мкм, имеющее бархатисто-матовую структуру и обеспечивающее 25 лет гарантии беспроблемной эксплуатации кровли;
TIAR35 – полуглянцевое полиуретановое покрытие толщиной 35 мкм с гарантией службы в 20 лет. TIAR35 – это премиальное качество полиуретанового покрытия по приемлемой цене;
KEVAR – матовое полиэфирное покрытие толщиной в 30 мкм, обеспечивает естественную цветопередачу, защиту материала от ультрафиолетового излучения и неблагоприятного воздействия внешних факторов;
SKARDEX – инновационное качественное полиэфирное покрытие в 25 мкм, способствующее длительной службе кровельных материалов за счет повышенной стойкости к износу и абразивному истиранию;
SKARDEX cupro – глянцевое покрытие цвета благородной меди толщиной 28 мкм, которое придаст уникальную элегантность и эксклюзивность Вашей кровле;
SKARDEX matt – матовое полиэфирное покрытие толщиной 30 мкм, которое усилено полиэфирными смолами, устойчиво к механическим воздействиям и УФ-излучению. Структура покрытия имитирует природные свойства лотоса и обладает отличными качествами самоочищения при омываемости ливневыми дождями;
SteelArt – помимо привлекательного дизайна покрытия, оно также обладает многослойной структурой, которая обеспечивает устойчивость материала к коррозии, ультрафиолетовому излучению, механическим воздействиям;
Коралл – экологичное матовое покрытие производства НЛМК на основе полиэфира, способствующее защите материалов от ультрафиолета, атмосферных осадков, механических повреждений.

Цена металла в рулонах с полимерным покрытием зависит от типа покрытия, толщины металла, количества цинка на квадратный метр и объема закупки. Доставка выполняется по Москве и в регионы РФ.

Оцинкованная сталь

Оцинкованная сталь — это прокат из разных марок стали. Поверхность материала покрывается цинковым слоем с микроскопическими размерами. Делается это как по одной так и по двум сторонам оцинкованной стали. Оцинкованная сталь, несмотря на легкоплавкость, мягкость, устойчива к коррозионному воздействию. Это способность сохраняется и в сухом, и во влажном климате. Действие возможно благодаря быстрому образованию защитной пленки на поверхности оцинкованной стали меньше одного миллиметра. Таким образом нижние слои оцинкованной стали эффективно защищены от деструктуризации, разрушения из-за солей, влажности, кислот и прочих агрессивных сред.

Применение оцинкованной стали

Оцинкованная сталь широко используется в судо-, авиастроении, пищевой, медицинской промышленности. Оцинкованная сталь сыскала особую популярность в качестве кровельного материала, а также как база в процессе выпуска профнастила. В зависимости от марки, оцинкованная сталь имеет следующее назначение:

01 — оцинкованная сталь, предназначенная под изготовление изделий плоских конфигураций;
02 — оцинкованная сталь, предназначенная под изготовление способом изгиба, крепления в замок посуды, хозяйственной утвари;
03 — оцинкованная сталь, предназначенная под изготовление штамповочной сложной конфигурации продукции посредством глубокого метода вытяжки;
04, 05, 06 — оцинкованная сталь, предназначенная под изготовление штамповочной продукции посредством вытяжек сложной, особо и весьма сложной;
07 — оцинкованная сталь, предназначенная под изготовление штамповочной продукции посредством сверхглубокого метода вытяжки.

Достоинства и недостатки профнастила с оцинкованным покрытием

Среди преимуществ оцинкованного профлиста следует выделить:

Хорошие коррозиезащитные свойства.
Прочное защитное покрытие.
Относительно низкую цену – дешевле крашенного.

Оцинковка обеспечивает высокую стойкость изделия к ржавлению. Материал сохраняет эти свойства на протяжении всего гарантийного срока службы. Для сохранения устойчивости к ржавлению нужно обеспечить надлежащие условия эксплуатации.

Оцинковывают листы электролитическим методом. Он позволяет прочно сцепиться цинку с металлом. При механических, ударных нагрузках и деформации поверхности — риск повреждения защитного покрытия небольшой.

За счет отсутствия необходимости окрашивания исходного листа дорогими лакокрасочными материалам, себестоимость производства ниже. Это объясняет и более дешевую стоимость оцинкованного профлиста в Москва.

Недостатки профнастила оцинкованного можно обозначить следующим:

низкая декоративность;
меньшая устойчивость к агрессивной среде;
относительно малый срок службы – от 10 до 15 лет.

Нанесение полимерного слоя

Нанесение полимерного слоя происходит с помощью специального оборудования в промышленных камерах.

Условия нанесения полимера

Особенности проведения работ:

Уровень влажность в зоне обработки не должен превышать 60%.
Выполнять работы нужно в герметичной камере.
Нужно заранее освободить рабочую зону от посторонних предметов.
Деталь должна быть закреплена.

Нельзя наносить защитное покрытие на улице, в грязных помещениях с большим количеством пыли, мусора.

Подготовка металла

Чтобы увеличить адгезию пластика с металлом, поверхности нужно правильно подготовить. Их нужно очистить от загрязнений, протереть растворителем, чтобы смыть жировые пятна. Обработку для удаления налета можно выполнять химическим, термическим или механическим способами. Важно сделать поверхности ровными, убрать грязь.

Смешивание и применение полимерного состава

Полимерный состав может смешиваться с коллерами для изменения цвета. Нанесение покрытия:

В герметичной камере включается освещение. Мастер одевается в костюм химзащиты.
Детали подвешиваются на крюки или зажимаются в специальных креплениях.
На заготовки навешивается минусовой кабель, называемый массой.
Камера с мастером закрывается, он наносит краску.

Процесс нанесения должен проходить медленно. Важно равномерно нанести покрытие на поверхности, чтобы не образовалось неровностей.

Нанесение полимерного покрытия (Instagram / ilber.aktobe)

Тепловая стабилизация полимерного металла

После нанесения краски выполняется медленного нагревание детали для изменения свойств и характеристик материала. Заготовки погружаются в специальную камеру, которая нагревается до 200°С. Длительность тепловой стабилизации — 60 минут. После этого нужно отключить печь, оставить ее остывать до 100°С. Когда она остынет, можно открывать камеру. Если попытаться охладить детали принудительно, произойдет растрескивание защитного слоя.

Покрытия на основе полиуретана

Полиуретан придает изделиям ряд исключительных свойств, которые для других полимеров недостижимы:

повышенную твердость, что позволяет использовать полиуретан для изделий, работающих под особо сильными механическими нагрузками, например, для гибки стали;
высокая износостойкость и абразивная стойкость, например, литьевые полиуретаны превосходят резины, пластики и металлы по своей абразивной стойкости в несколько раз;
при повышенной твердости полиуретан сохраняет высокую эластичность, поэтому материал отличается исключительной прочностью.

Полиуретановое покрытие используют для изделий, которые должны обладать долгим сроком службы. Имеет отличную стойкость к погодным условиям, повышенную коррозийную стойкость и формуемость.

Характеристики материала у разных производителей:

Ruukki Pural

(Пурал) – покрытие на основе полиуретановой смолы. Покрытие
Pural
было разработано концерном Ruukki и является зарегистрированной торговой маркой Ruukki.

Сатиновая поверхность этого покрытия сохраняет свой цвет вне зависимости от угла отражения света. Pural

был первым на рынке покрытием на основе полиуретана.

Толщина покрытия — 50 мкм; цинковое покрытие — 275 гр/м2; толщина металла от 0.5 мм; RC5; RUV4; стойкость к механическим повреждениям — ≥4000 г; гарантия до 50 лет.

Grand Line Quarzit

(Кварцит) — толстое органическое покрытие (55 мкм) на основе полиуретана, модифицированного гранулами полиамида, обратная сторона материала имеет аналогичный цвет (twincolor).

Quarzit

отличается универсальностью применения за счет высоких эксплуатационных характеристик:

покрытие имеет гранулы полиамида; толщина покрытия — 55 мкм; цинк-алюминиевый защитно-металлический слой — ZA 265 г/м2; толщина металла 0.5 мм; высокая коррозийная стойкость; RUV4; стойкость к механическим повреждениям — 2H; гарантия до 35 лет.

Grand Line Quarzit Lite

(Кварцит Лайт) — покрытие с гранулами полиамида; толщина покрытия — 25 мкм; цинк-алюминиевый защитно-металлический слой — ZA 265 г/м2; толщина металла 0.5 мм; высокая коррозийная стойкость; RUV3; стойкость к механическим повреждениям — 2H; гарантия 30 лет.

Grand Line PurPur

(ПурПур) — это российское полиуретановое покрытие, модифицированное гранулами полиамида. PurPur™ изготавливается на основе 0.5 мм стали российского производства. Толщина покрытия — 50 мкм; цинковое покрытие — 275 г/м2; RC — данные отсутствуют; RUV- данные отсутствуют; стойкость к механическим повреждениям —2H; гарантия 25 лет.

Grand Line Granite HDX

— низкоструктурная поверхность; толщина покрытия — 50 мкм; цинковое покрытие — 275 гр/м2; толщина металла 0.5 мм; RC- отлично; RUV4; стойкость к механическим повреждениям —2H; гарантия до 35 лет.

Металл Профиль Prisma

— одно из полимерных покрытий от английского комбината Corus. Материал имеет все достоинства полиуретана, но отличается слоем сплава из цинка и алюминия. Особенность состава обеспечивает отличные антикоррозийные свойства и высокую стойкость к механическим повреждениям.

Colorcoart Prisma доступен в самых популярных цветах, а также в цветах с эффектом металлик. Толщина покрытия — 50 мкм; цинковое покрытие — 220 гр/м2; толщина металла 0.5 мм; RC- высокая; RUV — высокая; стойкость к механическим повреждениям — высокая; гарантия 20 лет.

Металл Профиль Пуретан

— толщина покрытия — 35 мкм; цинковое покрытие — 275 гр/м2; толщина металла 0.5 мм; RC — высокая; RUV — высокая; стойкость к механическим повреждениям — высокая; гарантия 12 лет.

Металл Профиль PUR 50

— толщина покрытия — 35 мкм; цинковое покрытие — 275 гр/м2; толщина металла 0.5мм; RC — высокая; RUV- высокая; стойкость к механическим повреждениям — высокая; гарантия 40 лет.

Grand Line Polydexter

(Полидекстер) — это полуматовое покрытие на основе полиэстера с гранулами полиамида.

Это покрытие отнесено в группу полиуретановых за счет того, что сталь с покрытием Polydexter. Толщиной 0.5 мм; цинковым слоем 275 г/м2; имеет полиуретановый грунт с обеих сторон. Обратная сторона — это полиэфирное двуслойное покрытие бежевого цвета RAL1015.

Толщина покрытия — 25-27 мкм; RC- отлично; RUV4; стойкость к механическим повреждениям — H-2H; гарантия 20 лет.

Матовый Полиуретан

Бывает весьма разнообразным : матовым с мелкой или крупной крошкой, тесненным или копирующим разнообразные природные материалы. Матовый Полиуретан имеет аналогичные характеристики, что и глянцевый, но отличается менее блестящей и более шелковой поверхностью.

Характеристики материала у разных производителей:

Ruukki Pural Matt

(Матовый Пурал) — обладает всеми плюсами покрытия Pural на основе полиуретана, но имеет более структурную поверхность, похожую на натуральный шелк. Скользкая поверхность покрытия устойчива к загрязнениям. Толщина покрытия — 50 мкм; цинковое покрытие — 275 гр/м2; толщина металла 0.5 мм; RC5; RUV4; стойкость к механическим повреждениям — ≥4000 г; гарантия 50 лет.

Grand Line Quarzit Matt

— текстурированное полиуретановое покрытие, обратная сторона в цвет лицевого покрытия (twincolor).

Толщина покрытия — 50 мкм; цинк-алюминиевый защитно-металлический слой — ZA 265 г/м2; толщина металла 0.5мм; RC- отлично; RUV4; стойкость к механическим повреждениям — H; гарантия до 35 лет.