Полиэфирное покрытие металла. Полимерные покрытия металлов

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.).

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.

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.

В качестве полимерных покрытий используют:

• полиэстер (полиэфир), обозначается PE. SP;
• 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, влагонепроницаемость, атмосферостойкость, комплекс декоративных свойств (прозрачность или укрывистость, цвет, степень блеска, узор и др.).

Основные преимущества проката с полимерным покрытием следующие:

• 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.

Полимерное покрытие на металл - это нанесение порошкового слоя на металлическую поверхность с последующей тепловой обработкой, благодаря которой происходит полимеризация и на поверхности металла образуется цветной слой высокого качества. Сталь с полимерным покрытием чрезвычайно устойчива ко всем факторам окружающей среды, долговечна, а так же позволяет максимально органично подчеркнуть дизайн строения, благодаря своему внешнему эстетическому виду.

Ниже вы можете ознакомиться с несколькими видами полимерных покрытий для стали, которые мы используем, хотим обратить ваше внимание, что далеко не весь список.

ПУРАЛ (PU) – это защитно – декоративное полимерное покрытие, основой которого является полиуретан с добавлением полиамида. Наносится покрытие на оцинкованную сталь и используется больше всего, т. к. отличается устойчивостью к ультрафиолетовому излучению, не подвергается коррозии, прочно и экономически выгодно. Гарантия производителя составляет 15 лет.

ПВФ2 (PVDF) – материал состоящий на 20% из акрила и 80% из поливинилфторида, толщина нанесения его на сталь составляет 27 микрон, полученное в результате покрытие обладает устойчивостью к ультафиолету, не подвержено выгоранию имеет качественный блеск. Данный материал устойчив к агрессивным средам и механическим повреждениям. У покрытия большая линейка цветовой гаммы, так же возможен цвет «металлик», который достигается путём добавления лака с пигментом «металлик». Лучшим применением для покрытия ПВФ2 будет кровля, дымники, флюгарка, декор элементы, расположенные на зданиях по производству химикатов или дома на побережьях морей, океанов. Гарантия изготовителя составляет 15 лет.

МАТОВЫЙ ПОЛИЭСТР (PEMA) – это полиэфирное покрытие с хорошей цветостойкостью, благодаря коэффициенту преломления солнечного света. Этот тип покрытия имеет хорошую стойкость к коррозии, механическому воздействию и сопротивление климатическим условиям. Он подойдёт тем, кто не хочет чтобы его крыша блестела под воздействием солнечных лучей. Гарантия производителя 10 лет.

ПОЛИЭСТР (PE) – в основе покрытия находится полиэфирная краска, которая обладает хорошей стойкостью цвета. Это по своей стоимости бюджетное покрытие, которое подойдёт тем, кто хочет глянцевую поверхность для кровли. Полиэстр требует особого обращения во время его транспортировки и монтажа т.к. не обладает устойчивостью к механическому воздействию и подвержен образованию царапин. Гарантия производителя 5 лет.

Сравнительные характеристики полимерных покрытий

*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 стальногооцинкованного 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.

C текущей ситуацией и прогнозом развития российского рынка Coil Coating покрытий можно познакомиться в отчете Академии Конъюнктуры Промышленных Рынков: