Что такое полимерное покрытие металла
Полимерное покрытие металла
Порошковое полимерное покрытие металла – это наиболее эффективный на данный момент известный способ защиты изделий от разрушительного воздействия коррозии. Суть метода заключается в нанесении на поверхность предмета порошковой краски, которая при затвердевании образует сплошную непроницаемую полимерную пленку. Данное средство является хорошей альтернативой:
Прочное крепление обеспечивается за счет притяжения частичек краски к электростатическому полю металла. Важным преимуществом покрытия является способность сохраняться в самых неблагоприятных условиях. Еще один плюс полимерной пленки заключается в ее эстетичности, материалу можно придать любую расцветку. Метод позволяет значительно повысить эксплуатационные свойства и долговечность металлических изделий.
Таким образом, полимерное покрытие обладает следующими свойствами:
Технология полимерного покрытия металла
Объект предварительно очищается, с его поверхности удаляются окалины, устраняются другие дефекты, например, окислы, ржавчина. С этими задачами хорошо справляется пескоструйная обработка. Непосредственно перед нанесением краски на участок последний обезжиривается при помощи химических средств. Нередко полимеризация проводится не на всей поверхности изделия. В таком случае не предназначенные для окраски участки прикрываются чехлами, данный процесс называется маскировкой.
нанесение состоит из трех этапов:
Предмет помещается в камеру, с помощью распылителей на него наносится порошковая краска. Важно следить, чтобы смесь распределялась равномерно. Температура в камере повышается до момента, когда порошок начинает плавиться, иногда она может достигать 200 градусов Цельсия. Расплавленный материал преобразуется в гладкую и ровную пленку, которая заполняет все поры на поверхности металла. Технология оплавления заключается в прохождении трех этапов:
Образование твердого полимерного слоя происходит в камере охлаждения. По мере понижения температуры покрытия оно постепенно становится менее вязким и стягивается, в результате изделие оказывается надежно обтянуто пленкой. Термореактивные разновидности полимерно-порошковых смесей не требуют обязательного специального охлаждения. Обычно покрытие полностью затвердевает в течение суток.
Виды материалов
Для полимерной защиты предметов чаще всего применяются:
Полиэстер является наиболее популярной разновидностью, именно он чаще всего применяется в металлочерепице и профнастилах. Толщина полимерного покрытия составляет 0,02-0,03 мм. Материал отличается прочностью и долговечностью, так срок службы кровли в среднем составляет 20-30 лет, при этом гарантия действует не менее 10 лет.
Покрытие из пластизола обычно обладает большей толщиной, около 2 мм, благодаря чему оно отличается высокой устойчивостью к механическим повреждениям и обеспечивает хорошую защиту от коррозии.
Состав полимерного покрытия
Основой любой порошково-полимерной смеси является так называемое связующее вещество, которое в свою очередь состоит из наполнителя и отвердителя. Всего в состав полимерного покрытия металла входят следующие компоненты:
Во многие краски можно самостоятельно добавлять колеры, тем самым изменяя их первоначальный цвет.
Сфера применения
Сфера применения порошковых красок постоянно расширяется, материал позволяет значительно повысить эффективность и долговечность традиционных металлических конструкций. Также данный метод используется для покрытия других материалов:
В быту полимерно-порошковая смесь применяется для обработки мебели и фурнитуры, оконных профилей, различной техники, в том числе и офисной, ограждений, кровельных материалов, перегородок, элементов фасада, спортивного инвентаря. Кроме этого, смесь задействуют для защиты производственного оборудовании, станков, складской и торговой техники, колесных дисков.
Полимерная краска для металла и её характерные особенности
Можно сколько угодно проводить обзоры и составлять рейтинги красок по металлу. У всех можно найти свои преимущества и недостатки, но все их объединяет одно – недолговечность.
Конечно, срок службы некоторых красок может достигать 20 лет, но и цена на них будет заоблачной. Но есть краска, которая стоит особняком среди всех лакокрасочных материалов, разработанных на сегодняшний день – это полимерная краска для металла, и именно о ней мы и поговорим в этой статье.
Что это такое
Синтетические полимеры используются в лакокрасочной промышленности давно, к примеру, резиновая краска тоже относится к полимерным, так как создана химическим способом. Отсюда и её качественные характеристики.
Но сравнительно недавно на рынке появился порошковый полимер. Краска, которой нет равных по качеству покрытия и долговечности. Сегодня эти краски используются повсеместно, и ими даже красят машины и лодки. Такому покрытию не страшны никакие воздействия, а секрет такого качества кроется в способе нанесения.
Подробнее об этом мы поговорим чуть ниже, а пока рассмотрим основные качественные характеристики этого материала и посмотрим видео в этой статье, на котором показаны примеры полимерных покрытий.
Преимущества полимерных покрытий
Это далеко не все положительные качества этого материла, но даже их достаточно, для того чтобы полностью нивелировать довольно высокую стоимость.
Интересно! Производители порошковых красок дают гарантию на покрытие не менее 50 лет при условии правильного нанесения. Так это или нет пока неизвестно, так как с момента появления этой краски на рынке, столько времени ещё не прошло.
Учитывая всё выше сказанное, появляется желание прикрепить к этой краске ярлык – «идеальное покрытие», но, к сожалению это не так, и существует ряд недостатков, о которых просто необходимо упомянуть ради сохранения непредвзятого взгляда.
Недостатки полимерных покрытий
Как видно, недостатков не так много, но их обязательно нужно учитывать, выбирая такое покрытие для своего металлоизделия. Помните, что цвет и текстурный рисунок вы выбираете один раз, и изменить их у вас вряд ли уже будет возможность.
Итак, с качественными характеристиками мы разобрались. И пришло время поговорить о том, как наносится краска по металлу полимерная.
Технология нанесения, описанная ниже – это не инструкция к применению, а скорее ознакомительный материал, чтобы понимать, почему это покрытие такое прочное и долговечное. Также оно поможет тем, кто задумался об открытии собственного цеха по полимерному окрашиванию.
Технология нанесения
Как мы уже упоминали, основная сложность в нанесении порошковых полимеров – это необходимость наличия специального оборудования. И самое дорогое в этом списке – краскопульт. Его особенность в том, что он не просто распыляет порошок, но и заряжает его электричеством.
Бак краскопульта подключен к положительному заряду, в то время как окрашиваемое изделие имеет минусовой заряд. Благодаря этому, в момент столкновения частиц краски с поверхностью, происходит магнитная индукция, схожая с той, что возникает в момент замыкания электрода в дуговой сварке. Именно благодаря этому происходит сцепление краски с поверхностью, которое практически невозможно нарушить.
Всю технологию нанесения можно условно поделить на несколько этапов, каждый из которых требует тщательного подхода и аккуратности от мастера. Отступление от технологии, даже небольшое, способно полностью устранить все положительные качества этой краски.
Этап первый: нанесение краски
Порошковая краска наносится в специальной герметичной камере, которая изолирована от попадания внутрь пыли и грязи. Помимо этого, окрасочная камера должна быть хорошо освещена, для того чтобы мастер видел все труднодоступные места изделия. Изделие подвешивается на специальные крюки, затем к нему подключается минусовой кабель, называемый «масса».
Далее наносится краска. Процесс происходит очень медленно, и мастер старается максимально закрыть все части изделия. Ещё одна сложность заключается в том, что краска должна быть нанесена за один проход и одним слоем, так как в противном случае покрытие может получиться неравномерным.
Высыхать порошковой краске не нужно, поэтому сразу после нанесения можно переходить к следующему этапу.
Этап второй: полимеризация
Именно на данном этапе, покрытие получает все свои уникальные характеристики. Полимеризация – это процесс медленного прогрева изделия в специальной камере (см. Делаем печь для порошковой покраски своими руками). Максимальная температура внутри может достигать 200 градусов, а время полимеризации около часа.
Важно! Время и температура, необходимые для полимеризации покрытия, зависят от слоя. Так, например, слой грунта полимеризируется гораздо быстрее и при более низких температурах, а лак, наоборот, запекается дольше всего.
При полимеризации учитывается множество факторов. Тут важна не только конечная температура прогрева печи, но и скорость, с которой она растёт.
Это важно потому-что, в процессе прогрева, краска начинает растекаться по изделию и заполнять все труднодоступные мета, и необходимо, чтобы это происходило медленно, а всё металлоизделие прогревалось равномерно.
Этап завершающий
После того, как полимеризация закончилась, печь необходимо остудить до 100 градусов, но делать это принудительно нельзя ни в коем случае, так как покрытие может растрескаться. Печь должна остыть самостоятельно, и на это может уйти несколько часов, причём в это время нельзя открывать печь и заглядывать внутрь.
Когда печь остыла, изделие вынимают из нее, и оно снова отправляется в покрасочную камеру для нанесения следующего слоя. Всего таких слоёв может быть три. Первый – это грунт, второй – краска и третий лаковое покрытие, которое несёт исключительно декоративную нагрузку и используется чаще всего при окраске автомобилей.
Полимерная покраска металла – процесс сложный и трудоёмкий. Это во многом объясняет стоимость работ, но с другой стороны, это и хороший бизнес, клиентов которого с каждым годом становится всё больше.
Полимерные покрытия. Свойства материалов и особенности нанесения
Смотрите также
Полимерные покрытия предназначены для обработки металлических поверхностей в целях защиты от коррозии и придания декоративного внешнего вида.
В качестве полимерного покрытия могут выступать полиэстер, поливинилденфторид (ПВДФ), пластизол, пурал и др.
Рассмотрим эти материалы, сферы их применения и технологии нанесения подробнее.
Полиэстер
Полиэстер (полиэфир) – наиболее популярный полимер, используемый в качестве покрытия. Он характеризуется высокой стойкостью к УФ-излучению, отличными антикоррозионными свойствами, эластичностью (легко поддается формовке).
Полиэстеровое покрытие выдерживает практически любые температуры – как низкие, так и высокие.
По сравнению с другими видами полимеров полиэстер наиболее доступен по цене.
Не слишком выдающиеся прочностные характеристики материала компенсируются дополнительной обработкой кварцевым песком. Однако стоимость нанесения покрытия при этом возрастает.
Транспортировка изделий с полиэстерово-кварцевым защитным слоем представляет определенные сложности, так как песок может повредить смежные с ним поверхности.
ПВДФ-покрытие
Поливинилденфторид (ПВДФ) применяется для защиты металлов не намного реже, чем полиэстер. Данный полимер состоит из поливинилхлорида (80 %) и акрила (20 %).
ПВДФ образует на деталях блестящий, устойчив к выцветанию слой, поэтому часто используется в качестве декоративного покрытия. Данный материал может придать поверхности глянец, эффект «металлик», медный или серебристый оттенок.
Поливинилденфторид устойчив к механическому воздействию и обладает наибольшим сроком службы среди всех полимеров. ПВДФ используется для обработки металлических поверхностей, которые эксплуатируются под воздействием агрессивной окружающей среды.
Пластизол
Пластизол, как и ПВДФ-покрытие, обладает отличными декоративными свойствами. По стоимости он является самым дорогим, однако при этом обладает наилучшей устойчивостью к механическим повреждениям.
Пластизол наносится толстым слоем (до 200 мкм) и используется для создания фактурных покрытий, тисненых поверхностей и штампованных рисунков.
Данный материал отлично защищает детали от влаги и коррозии, однако под воздействием очень высоких температур (свыше +80 °С) и прямого УФ-излучения может потерять свои свойства. Именно поэтому его не рекомендуется использовать в южных широтах (в крайнем случае можно применять пластизол светлых тонов с максимальной светоотражающей способностью).
Пурал
Пурал изготавливается на основе полиуретана и модифицированного полиамида. Покрытие из пурала отличается шелковисто-матовой поверхностью, высокой термостойкостью и устойчивостью к резким перепадам температур.
Данный материал не выцветает и не разрушается под действием химически агрессивных сред. Пурал не так устойчив к пластическому деформированию, как пластизол, и стоит дороже, чем полиэстер, однако по соотношению цены и качества является оптимальным вариантом из всех представленных выше.
Наибольшее распространение пураловые покрытия получили при производстве кровельных элементов из оцинкованного металла. Сталь, обработанная пуралом, приобретает красивый внешний вид, высокие антикоррозионные характеристики и устойчивость к УФ-излучению.
Полимерные антифрикционные покрытия
Особой разновидностью полимерных защитных материалов являются антифрикционные твердосмазочные покрытия. Внешне они похожи на краски, однако пигмент в их составе заменяют высокодисперсные частицы твердых смазочных веществ: дисульфида молибдена, графита, политетрафторэтилена и др.
Твердые смазки равномерно распределены в полимерном связующем: эпоксидной, титанатовой, полиуретановой, акриловой, фенольной и других смолах.
Востребованность антифрикционных твердосмазочных покрытий обусловлена их отличными рабочими характеристиками: высокой несущей способностью, широким диапазоном эксплуатационных температур, противозадирными и антикоррозионными свойствами.
В отличие от обычных полимерных покрытий, антифрикционные выдерживают длительное воздействие химически-агрессивных сред и экстремальных нагрузок. При этом они выполняют не только защитную, но и смазочную функцию, чем также выигрывают у полимеров.
В качестве примера таких материалов можно привести отечественные покрытия MODENGY. Они используются в самых различных отраслях промышленности и автомобилестроения.
Типовыми узлами применения покрытий являются средне- и тяжелонагруженные подшипники, направляющие, зубчатые передачи, детали ДВС (юбки поршней, дроссельная заслонка и пр.), резьбовые соединения и другие пары трения из различных материалов (металлов, резин, пластмасс).
Антифрикционные твердосмазочные покрытия MODENGY наносятся однократно на весь срок службы деталей, что позволяет полностью отказаться от масел и пластичных смазок для дальнейшего обслуживания.
Достоинства и недостатки полимерных покрытий
Полимерные покрытия обладают как неоспоримыми преимуществами, так и явными недостатками.
К достоинствам полимеров можно отнести:
Однако, наряду с положительными сторонами, полимерные покрытия не лишены недостатков. Главный из них – высокая стоимость нанесения, которая складывается из стоимости самого полимера, вспомогательных (грунтовочных) материалов, специального оборудования и пр.
Еще одним минусом полимерных покрытий является сложность их удаления. Они достаточно устойчивы к химикатам, поэтому растворителем удалить полимерный слой не получится. Снять покрытие можно только с помощью специального инструмента.
Существенный недостаток полимеров – невозможность их нанесения без специальных инструментов, которыми располагают только промышленные предприятия или узкие специалисты.
Помимо всего прочего, полимерными составами возможно покрывать не все металлы, а только те, которые проводят электрический ток. Это связано с особым методом нанесения полимеров – путем магнитной индукции.
Нанесение полимерного покрытия
При нанесении полимерного покрытия методом напыления главную роль играет оборудование.
Бак краскопульта имеет положительный заряд, в то время как окрашиваемая деталь заряжается отрицательно. Благодаря этому при контакте полимерного состава с поверхностью изделия возникает явление, схожее с магнитной индукцией при замыкании электрода.
Весь процесс нанесения разделен на этапы, следование которым напрямую влияет на качество конечного результата. При малейших отклонениях от технологии рабочие характеристики полимерного покрытия могут быть сведены к нулю.
На первом этапе работы происходит подготовка поверхности: она тщательно очищается от загрязнений и обезжиривается, те участки, которые обрабатывать не нужно, закрываются.
Далее следует предварительное грунтование изделия, нанесение самого покрытия, возможно лакирование. Все операции происходят в специальной закрытой камере, изолированной от проникновения пыли и других частиц. Одно из главных требований к этой камере – хорошая освещенность, позволяющая специалисту рассмотреть поверхность детали и нанести покрытие с любого ракурса.
Обрабатываемую деталь подвешивают на специальных крюках, подают на нее отрицательный заряд и приступают к нанесению покрытия. Весь процесс занимает достаточно много времени, материал наносится в один слой во избежание неравномерности.
Третий этап – полимеризация. Изделие с покрытием медленно прогревается в специальной камере с максимальной температурой +200 °C. Процесс занимает около 1 часа. Температура и время отверждения зависят от толщины слоя. Важным фактором правильной сушки является медленный и равномерный нагрев печи, во время которого покрытие растекается по детали, проникая во все труднодоступные места.
На последнем этапе изделие охлаждается. Для этого температура в печи постепенно снижается до +100 °C. Нельзя допускать резкого охлаждения камеры, так как на полимерном покрытии могут появиться трещины. Запрещается также открывать печь, так как перепад температуры вызовет те же последствия.
Остывшую деталь извлекают из печи и помещают в камеру для нанесения краски или лака. Данная операция необязательна и имеет, скорее, декоративное значение. Таким образом полимерному покрытию придается дополнительный блеск и глубина.
Антифрикционные твердосмазочные покрытия могут наноситься стандартными методами окрашивания: распылением, окунанием, центрифугированием, трафаретной печатью.
Технология полимерной покраски металла
Полимерная покраска металла пришла на смену более традиционным способам. Технология заключается в нанесении на поверхность спекаемого порошкообразного красителя из полимеров. В обиходе его называют «сухой покраской», по причине отсутствия растворителя. Порошковый состав краски состоит из эпоксидных и полиэфирных смол. Термическое воздействие образует плотный слой, сроки службы не менее 20 лет.
Как выполняется операция
Способ обработки металлических рулонов
Окрашенный прокат получают путем нанесения полимерной покраски толщиной до 200 мкм, покрытие может быть одно- и двуслойным. Изделия из оцинкованной стали, покрытые специальным составом полимерного слоя, эффективнее справляются с коррозией и обладают широкой сферой применения. Распространенные полимерные краски – полиэстер матовый, алюцинк, пурал и пластизол.
Обработка металлоконструкций
Преимущества обработки металлоконструкций с точки зрения нанесения – отсутствует неприятный запах, после нанесения не оставляет потеков, пузырей и трещин. Полезные свойства порошковой краски:
Виды полимерных красок
Полимерные краски бывают всех цветов и оттенков радуги. Но кроме цвета, есть и другие классификации. Например, в зависимости от материала, который образует полимерную гладкую плёнку при покраске, порошки могут быть: эпоксидными, полиамидными, полиэфирными, полиэфирно-эпоксидными и сделанными на основе эпоксидных смол. Фактура полимерной краски может быть матовой, глянцевой или текстурной, а также различают оттенки «муар» и «металлик». Красители бывают для наружных работ и для внутренней отделки металлоизделий. В зависимости от способа застывания полимеры тоже бывают разные: есть такие, которые «схватываются» на поверхности изделия методом простого нагревания, а есть краски, застывающие только под воздействием ультрафиолетового излучения. Если покрытие формируется в следствие химической реакции – это термоактивная краска, а если методом плавления и нагревания в камере полимеризации, то это – термпластичнае покрытие.
Преимущества полимерных красок
Порошковые красители имеют ряд преимуществ, за счёт которых ими можно обрабатывать наружные и внутренние изделия из разных видов металла.
К достоинствам полимеров относятся:
— им не страшны механические повреждения: если металлоизделие повредится или деформируется, то окраска просто примет новую форму, оставшись на поверхности;
— водо- и влагозащищённость: полимерное покрытие не утрачивает свои качества, даже если изделие длительное время находится в воде или под водой;
— стойкость к воздействию УФ-лучей: в то время, как другие виды красок от солнечного света могут выцвести, разрушиться и потерять все свои свойства, полимерное покрытие останется такими же прочным и ярким, с ним ничего не случится даже в самый солнечный день;
— могут выдерживать огонь и высокую температуру: так как полимерное окрашивание производится под сильным тепловым воздействием, то в дальнейшем высокий температурный режим покрытию не страшен; порошковой краской можно даже покрасить мангал и котёл отопления.
— не разрушается от химических веществ.
Как выбрать краску
Полимерную краску выбирают в зависимости от вида работы, изделия и места его дальнейшего использования. Для отделки элементов в помещении выбирают экологически чистые красители, без резкого запаха. Для окрашивания поверхностей, которые будет использовать снаружи, полимерные краски должны обладать устойчивостью к влаге, солнцу, пыли. Рекомендуют выбирать быстросохнущие типы порошковых красителей. Кроме того, для металлоизделий необходимы краски, обладающие защитой от коррозии. Также необходимо определиться, какая поверхность вам подходит – глянцевая или матовая. Глянцевую легче мыть, она более практична. Но матовой можно замаскировать мелкие дефекты на поверхности металла. Обязательно нужно смотреть на срок годности – чем он ближе к дате изготовления – тем лучше.
Область применения окрашивания
Полимерные красители используют, чтобы обрабатывать металлические изделия для наружного и внутреннего пользования. Красками на основе полимеров покрывают трубопроводы, металлические полы, элементы складских помещений и кораблей. Краску используют не только как декоративное украшение поверхности, но и в качестве защитного покрытия – например, красят конструкции из металла в бассейнах, которые постоянно контактируют с водой. Полимерной краской окрашивают автомобили, бытовую технику (ванные, котлы, бойлеры, холодильники), обрабатывают элементы мостов и виадуков, зданий и других металлических конструкций.
Подготовка поверхности
Перед тем, как наносить полимерное покрытие на поверхность металлического изделия, его нужно подготовить. Это нужно, чтобы краска легла ровно, не создавала комок и быстро застыла. Подготавливая изделие для полимерной окраски, мастер должен очистить поверхность, убрать все дефекты, устранить жировые загрязнения, масляные пятна. Если изделие старое, то сперва нужно избавиться от остатков прошлого окрашивания и удалить продукты коррозии. Очистку и подготовку металлоизделий осуществляют механическими, термическими и химическими способами. Цель подготовки: готовая поверхность должна стать максимально совместимой с полимерным покрытием, не терять при этом свои свойства и качества и не снижать защитное качество окрашивания.