Полимерка что это такое
Полимерные покрытия
Полимерные покрытия – это одно- или двухкомпонентные составы для нанесения на какую-либо поверхность с целью образования защитного или защитно-декоративного наружного слоя. В отличие от лакокрасочных покрытий, полимерные характеризуются повышенной адгезией, износоустойчивостью, прочностью и устойчивостью к внешним факторам, а также возможностью получения более толстого слоя. С введением в состав функциональных наполнителей, материалы могут дополнительно выполнять антифрикционные, изолирующие или токопроводящие функции.
При правильном выборе материала, полимерный слой показал высокую защитную эффективность практически в любой среде. Сегодня технология покрытия полимерами приходит на смену не только покраске, но и таким видам противокоррозионной защиты, как плакирование, цинкование, никелирование, хромирование и др. Наиболее распространенными примерами стали металлопластиковые оконные рамы, наливные полы, металлочерепица с полимерным слоем.
Применение
Полимерные покрытия применяются для самых разнообразных материалов – металла, бетона, стекла, ткани и др. Покрытие полимером нашло широкое применение в таких областях промышленности, как:
Виды и особенности
По технологии применения полимерные составы делятся на:
Двухкомпонентные
Полимерные двухкомпонентные покрытия производятся на основе эпоксидных, акриловых или полиуретановых смол, наполненных различными веществами, которые формируют необходимую вязкость, прочность и физико-химические качества слоя. У каждого полимера есть своя преимущественная особенность. Эпоксидное покрытие более устойчиво к химическим и высокотемпературным воздействиям. Акриловое – самое прочное и устойчивое к замерзанию. Полиуретан отличается особой эластичностью и выносливостью к вибрациям.
Наполнитель выбирается в зависимости от назначения. Например, для полимерного покрытия бетонных полов в состав может вводиться кварцевый песок, корунд и другие вещества, повышающие прочность и устойчивость к истиранию. Для металлических поверхностей – стальная, алюминиевая и другая −пудра, а также фибра. Продукты с такими наполнителями приближены по прочности к материалу основания. В составы также могут включаться красители. Плотность наполнителя влияет на текучесть состава. Например, наливные полы должны растекаться по поверхности, заполнять впадины и микрощели. Пастообразные составы, наоборот, не стекают и могут наноситься на вертикальные поверхности сравнительно толстым слоем.
Вторым компонентом является отвердитель, который вводится непосредственно перед применением. После смешивания компонентов начинается реакция полимеризации, то есть превращение жидкого полимера в твердый, поэтому время работы с приготовленным составом ограничено.
Однокомпонентные
Однокомпонентные составы – это растворы полимеров в органическом растворителе. Механизм полимеризации можно сравнить с покраской – растворитель испаряется и вещество застывает. Такие продукты применяют для создания исключительно тонкого полимерного слоя.
В полимерные растворы также может вводиться наполнитель, формирующий защитные, антифрикционные или эстетические качества продукта. Для усиления скольжения слоя в состав вводится мелкодисперсный графит, дисульфид молибдена, керамика, политетрафторэтилен. Для коррозионной стойкости −цинк, алюминий и др. Эстетические качества формируются добавлением красителей или металлов, создающих визуальный эффект золочения, никелирования и др.
Порошки и гранулы
Такие полимерные покрытия наносятся только в промышленных условиях с применением специального оборудования. Порошок представляет собой термопластичный полимер в сухом мелкодисперсном состоянии. Нанесение производится методом полярного напыления. Затем деталь прогревают в печи и порошок плавится, создавая на поверхности равномерный слой. После остывания слой твердеет.
Гранулы используют для приготовления расплава, а нанесение выполняется на сложном высокотехнологичном оборудовании, позволяющем создавать матовую, глянцевую или структурированную поверхность, а также регулировать толщину слоя.
Выбор полимеров здесь достаточно широкий. Самыми распространенными стали: полиэстер, пурал, пластизоль, поливинилхлорид (ПВХ) и поливинилиденфторид. Эти материалы применяют для большинства облицовочных материалов в строительстве.
Популярные полимерные покрытия
В обзоре представлены наиболее популярные двухкомпонентные и однокомпонентные составы от знаменитых производителей промышленной химии. Продукты способны заменить большинство защитных покрытий, образуя надежную защиту от истирания, коррозии и воздействия агрессивных сред.
Weicon WP
Эпоксидный композит с керамическим наполнителем. Обеспечивает надежную защиту от абразивного воздействия, гравитационной и термической коррозии. Может применяться в качестве полимерного покрытия для лопаток насосов, а также для восстановления выработки деталей.
Modengy 1012
Жидкий полимер с ПТФЭ наполнителем, обеспечивает защиту металла в химически агрессивной среде. Также значительно повышает скольжение поверхности. Применяется как антифрикционное покрытие для узлов трения в пищевом и химическом оборудовании.
SPECTRAL UNDER 395
Эпоксидное покрытие без наполнителей, которое выпускается в аэрозоле. Позволяет создавать тонкий грунтовочный слой под покраску на материалах, имеющих плохую адгезию к краске. Чаще применяется для мест шлифовки при ремонте автомобиля. Продукт устойчив к ударам, вибрациям, отлично защищает металл от коррозии и окрашивается любыми красками.
Защитное покрытие от коррозии цинк Weicon
Однокомпонентный жидкий состав на основе эфира эпоксидной смолы с цинковым наполнителем. Обеспечивает усиленную защиту металлических поверхностей от коррозии. Может использоваться для деталей конструкций, работающих в атмосфере, воде или грунте. В основном применяется для повреждений цинкового слоя, сварных швов, отверстий и распилов в оцинкованной стали.
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.
Полимерное покрытие: виды, свойства, нанесение
Применение полимерных покрытий позволяет защитить металлические поверхности от коррозии, механических повреждений, внешних, химических и других воздействий. Они представляют собой порошкообразные вещества на основе различных смол и полимеров.
Полимерные покрытия: виды
Для создания полимерных покрытий применяются следующие материалы:
Рассмотрим их подробнее.
Пластизоль
В состав данного покрытия входит поливинлхлорид (ПВХ) и вещества-пластификаторы. Слой нанесенного материала составляет 200 мкм, благодаря чему обеспечивается очень высокая степень защиты от механических воздействий. Помимо этого, ПВХ устойчив к агрессивным погодным условиям и химическим веществам.
Существует ограничение на применение пластизола в жарком климате, что обусловлено низкой термостойкостью покрытия – да +80 °C. Такое покрытие также склонно к быстрому выцветанию, поэтому для него используются только светлые тона, которые обладают высокими светоотражающими свойствами, меньше нагреваются и выгорают.
Покрытия на основе пластизола применяются для создания тисненых, фактурных оснований и штампованных рисунков. Благодаря таким декоративным свойствам они могут образовывать древесную, кожаную и другие виды текстур.
Полиэстер
Полиэстеровые покрытия – самая дешевая и распространенная разновидность материалов. Они медленно выгорают, что позволяет им длительное время сохранять свой цвет, и устойчивы к воздействию ультрафиолета. Такие покрытия обладают высокими антикоррозионными свойствами и не разрушаются от перепадов температур.
Отрицательной чертой полиэстера является невысокая прочность, которая является побочным эффектом тонкого слоя материала на поверхностях. Материал очень легко царапается и повреждается. Решить это возможно посредством обработки кварцевым песком. Но такая дополнительная процедура сделает процедуру нанесения дороже.
Существует две разновидности полиэстеровых покрытий: глянцевая и матовая. Они различаются только по свойствам. Матовое покрытие имеет шероховатую поверхность, может применяться для имитации текстуры и рельефа древесины, кирпича или камня, наносится толстым слоем, поэтому, в отличие от глянцевого, срок службы такого материала может достигать до 40 лет.
Пурал
Для изготовления пурала используется полиуретан и модифицированный полиамид. Данное покрытие имеет шелковисто-матовую поверхность и отличается невосприимчивостью к резким температурным передам и высокой термостойкостью.
Это очень долговечный материал – он может прослужить до 50 лет. Не смотря на тонкий слой (до 50 мкм), пурал очень трудно повредить. Помимо этого, данный вид покрытий не выцветает и выдерживает длительное воздействие агрессивных веществ.
Из минусов пурала можно выделить высокую стоимость и меньшую, чем у пластизоля, стойкость к пластическим деформациям. Но, несмотря на это, данный материал более оптимален по соотношению характеристик и стоимости.
Покрытия на основе пурала применяются на производствах кровельных элементов из оцинкованного металла. Они имеют красивый внешний вид, устойчивы к воздействию ультрафиолета и прекрасно защищают от коррозии.
ПВДФ (полвинилденфторид) – одно из популярных видов полимерных покрытий. В его состав входит поливинилхлорид (80 %) и акрил (20 %). Благодаря стойкости к выцветанию и блестящей поверхности ПВДФ используется в декоративных целях: для придачи основаниям эффекта «металлик, глянцевого блеска, серебристых или медных металлических оттенков.
Покрытие обладает очень высокой стойкостью к механическим повреждениям и имеет наибольший срок службы. Оно также подходит для обработки изделий, работающих в агрессивных условиях.
Антифрикционные покрытия как разновидность полимерных
Особый вид полимерных покрытий – антифрикционные твердосмазочные покрытия (АТСП). Они похожи на краски, но краситель в них заменен на мельчайшие истицы твердых смазок, распределенных по объему связующего вещества и растворителя.
Для производства полимерных АТСП используется политетрафторэтилен (тефлон, ПТФЭ), дисульфид молибдена, графит и другие твердосмазочные вещества. В качестве связующего могут выступать как органические, так и неорганические материалы: титанат, эпоксидная смола, акриловые, полиамид-имидные, фенольные и т.п. компоненты.
В России разработкой и изготовлением таких материалов занимается компания «Моделирование и инжиниринг». В линейку продукции входят антифрикционные твердосмазочные покрытия, предназначенные для решения различных задач, очистители и специальные растворители.
Полимерные покрытия MODENGY – MODENGY 1010, MODENGY 1011, MODENGY 1014 и другие – отлично зарекомендовали себя в подшипниках скольжения, направляющих скольжения, зубчатых передачах, других средне- и тяжелонагруженных узлах трения скольжения, крепеже и резьбовых соединениях, деталях двигателей транспортных средств (штоки клапанов, юбки поршней, дроссельные заслонки, коренные вкладыши, шлицевые соединения), трубопроводной арматуре, металлических и пластиковых элементах автомобильной техники (скобы, пружины, петли, замки, механизмы регулировки и т.п.), а также других парах трения металл-полимер, металл-резина, металл-металл, полимер-полимер.
Преимущества полимерных покрытий MODENGY:
Работоспособность в запыленной среде, вакууме и радиации
Низкий коэффициент трения
Высокие противоизносные, антикоррозионные и противозадирные свойства
Широкий диапазон рабочих температур
Устойчивость к кислотам, органическим растворителям, щелочам и прочим химикатам
Способность создавать на деталях тонкий защитный слой, практически не меняющий их исходный размер
Полимерные покрытия MODENGY позволяют эффективно управлять трением, повысить ресурс и эффективность оборудования, обеспечить поверхностям деталей необходимый набор защитных и триботехнических свойств.
Благодаря применению АТСП MODENGY можно полностью отказаться от пластичных масел и смазок. Технология твердой смазки позволяет создать узел трения, которому не требуется обслуживания. Антифрикционные покрытия наносятся однократно и обеспечивают смазывание и защиту различных деталей в течение всего срока их службы.
Особенности полимерных покрытий
К полимерным покрытиям предъявляют достаточно серьезные требования. Во-первых, они должны обладать очень высоким сцеплением с поверхностью, так как они связываются с металлическим основанием на молекулярном уровне, а не просто его покрывают. Второе – устойчивость к различным деформациям, которая не позволяет покрытию разрушиться при механических воздействиях.
В-третьих, такие материалы не должны терять своих свойств при длительном воздействии воды, щелочей, растворителей, различных химикатов, высоких температур, УФ-излучения. Если покрытие отвечает всем этим запросам, область его применения существенно расширяется.
Возможность выбрать практически любой цвет
Устойчивость к агрессивным веществам и воде
Поговорим о минусах полимерных покрытий. Главный из них – высокая стоимость, которая складывается из количества материала и применения специального оборудования. Но, наряду с этим, полимерный слой наносится на весь срок эксплуатации, а также не требует обновления или подкрашивания слоя. Поэтому окупаемость такого покрытия происходит очень быстро.
Сложное удаление с поверхности, в то же время, является и минусом. От них очень сложно очистить основания деталей, так как полимерные составы слабовосприимчивы к механическому воздействию и химикатам. Ввиду того, что специальных очистителей для удаления подобных материалов не существует, просто так стереть такой слой не получится. Это также обусловлено связью полимерного покрытия с поверхностью на молекулярном уровне. Чтобы его удалить, потребуется специальный инструмент.
Полимерные покрытия не получится нанести самостоятельно. Технологический процесс включает в себя применение определенного оборудования, которое можно найти только на предприятиях или специалистов, занимающихся выполнением подобных работ. При попытке нанесения с использованием подручных средств ничего не получится, а израсходованные средства будут потрачены впустую.
Ну и последний минус – нанесение полимерных покрытий, кроме антифрикционных, возможно только на металлы, которые хорошо проводят электричество. Это обусловлено применением технологии магнитной индукции для создания слоя покрытия.
Технология нанесения
Оборудование играет главную роль при нанесении, особенно краскопульт. Его особенность состоит в том, что кроме распыления материала, он заряжает его электричеством. На окрашиваемую деталь подается отрицательный заряд, а на бак краскопульта – положительный. Магнитная индукция возникает при контакте краски и поверхности покрываемого элемента. По своей природе она схожа с дуговой сваркой при замыкании электрода.
Нанесение состоит из нескольких этапов. Их качество напрямую зависит от умений маляра. Даже малейшие отклонения от технологии могут привести к порче изделий, а также полностью лишить полимерное покрытие рабочих характеристик.
В первую очередь производится подготовка окрашиваемых поверхностей. С них нужно удалить все возможные загрязнения и окислы, а затем обезжирить. Участки деталей, которым не требуется окраска, закрываются.
Следующий этап – нанесение. Сюда входит грунтование, окрашивание и лакирование. Все эти действия выполняются в специальных камерах, которые изолированы от проникновения пыли и других частиц. Сама камера должна иметь хорошее освещение, так как мастеру в процессе работы нужно видеть поверхность детали при любом ракурсе, чтобы правильно нанести покрытие. Сами детали подвешиваются на специальных крюках и на них подается отрицательный заряд. После этого следует нанесение. Вследствие того, что по технологии покрытие следует нанести одним слоем за один раз, этот процесс занимает очень много времени. При каких-либо паузах при нанесении полимерный слой будет неравномерным.
Далее следует отверждение покрытия. Детали медленно нагреваются в специальной камере с максимальной температурой +200 °C в течение 60 минут. Время и температура зависят от слоя. Так, например, для грунта нужно меньше времени и невысокие температуры, чем для отверждения лака. Правильность полимеризации также зависит от скорости повышения температуры в печи. Все дело в том, что при нагреве краска растекается по поверхности изделий и заполняет все труднодоступные места, а для этого нужно медленное и равномерное нагревание.
На следующем этапе детали охлаждаются. Для этого температура постепенно снижается до +100 °C. Для этого не требуется специальных приспособлений, так как печь остывает без постороннего вмешательства. При резком падении температуры до 100 °C покрытие на поверхности деталей может растрескаться. По этой же причине запрещается открывать печь.
После охлаждения изделий они извлекается из печи и доставляются в камеру покраски для напыления следующего слоя покрытия. Последний слой – декоративный, и его нанесение необязательно. Он лишь усиливает эстетичные свойства краски, а для обеспечения оптимальных защитных параметров достаточно двух слоев покрытия.