Полимерные покрытия предназначены для увеличения срока службы различных металлических поверхностей. Такие материалы обеспечивают защиту от коррозии, воздействия агрессивных сред и т.д. В данной статье мы рассмотрим, что представляют собой полимерные покрытия, их характеристики и технологию нанесения.
Виды полимерных покрытий
В качестве полимерного покрытия могут выступать следующие вещества:
-
Полиэстер
-
ПВДФ
-
Пластизоль
-
Пурал
Рассмотрим их подробнее.
Полиэстеровое покрытие
Полиэстер (полиэфир) является самым популярным видом полимерного покрытия. Он отличается высокой стойкостью к УФ-излучению и коррозии. Кроме того, он очень эластичен и легко поддается формовке. Помимо этого, такое покрытие может работать практически при любых температурах – как низких, так и высоких.
Полиэстер стоит дешевле, чем другие виды покрытий, однако он обладает невысокими прочностными характеристиками. Данная проблема решается при помощи обработки такого покрытия кварцевым песком, что делает его дороже. При этом транспортировка изделий с полиэстеровым покрытием достаточно сложна, так как песок может повредить смежные с ним поверхности.
ПВДФ-покрытие
Поливинилденфторид (ПВДФ) – еще одна популярная разновидность полимерных покрытий. Данный материал на 20 % состоит из акрила, а на 80 % из поливинилхлорида. Он устойчив к выцветанию, придает поверхности глянцевый блеск, эффект «металлик», медные или серебристые оттенки, поэтому используется в качестве декоративного покрытия.
ПВДФ устойчив к механическим и химическим воздействиям. По сравнению с другими видами покрытий он обладает наибольшим сроком службы.
Пластизол
Пластизол, как и ПВДФ-покрытие, обладает отличными декоративными свойствами. Он наносится толстым слоем до 200 мкм. По стоимости данный материал является самым дорогим, но в то же время он обладает наилучшей устойчивостью к механическим повреждениям.
Пластизол используется для создания фактурных покрытий, тисненых поверхностей и штампованных рисунков. Он отлично защищает металл от коррозии и климатических воздействий. Однако данное покрытие не рекомендуется использовать в южных широтах, так как оно теряет свои свойства и внешний вид под воздействием УФ-излучения. В таких условиях следует использовать пластизол светлых тонов, который обладает максимальной светоотражающей способностью.
Пурал
Пурал изготавливается на основе полиуретана и модифицированного полиамида. Он отличается шелковисто-матовой поверхностью, высокой термостойкостью и устойчивостью к резким перепадам температур.
Данный вид покрытия не подвержен выцветанию, воздействию химически агрессивных сред и т.д. Несмотря на то, что пурал не так устойчив к пластическому деформированию, как пластизол, а его стоимость выше, чем у полиэстера, это покрытие имеет он оптимальное соотношение цены и качества.
Наибольшее распространение этот материал получил на производстве кровельных элементов, изготовленных из оцинкованного металла. Это обусловлено его красивым внешним видом, высокими антикоррозионными характеристиками и устойчивостью к УФ-излучению.
Полимерные антифрикционные покрытия
Еще одним видом полимерных покрытий являются антифрикционные твердосмазочные покрытия. Данный вид материалов схож с красками, однако пигмент в них заменен высокодисперсными частицами твердых смазочных веществ: дисульфида молибдена, графита, политетрафторэтилена (ПТФЭ) и др. Они равномерно распределены в среде полимерного связующего: эпоксидной, титанатовой, полиуретановой, акриловой, фенольной и других смолах.
В качестве примера таких материалов можно привести покрытия MODENGY.
Они применяются в средне- и тяжелонагруженных узлах трения скольжения (направляющих, зубчатых передачах, подшипниках и т.д.), деталях двигателей внутреннего сгорания (юбках поршней, шлицевых соединениях, дроссельной заслонке и др.), резьбовых соединениях и крепеже, трубопроводной арматуре.
Покрытия не менее эффективны при обслуживании пластиковых и металлических деталей автомобиля (замков, петель, пружин, скоб, механизмов регулировки в салоне и т.д.), а также в других парах трения металл-металл, металл-резина, полимер-полимер, металл-полимер.
В чем преимущества покрытий MODENGY?
-
Высокая несущая способность
-
Работоспособность в запыленной среде
-
Низкий коэффициент трения
-
Широкий диапазон рабочих температур
-
Высокая износостойкость, противозадирные и антикоррозионные свойства
-
Стойкость к воздействию кислот, щелочей, органических растворителей и других химикатов
-
Работоспособность в условиях радиации и вакуума
-
Тонкий слой покрытия практически не влияет на исходную точность размеров детали
Достоинства и недостатки полимерных покрытий
В первую очередь, полимерные покрытия обладают очень высокой адгезией, так как они не просто покрывают поверхность, а связываются с металлом на молекулярном уровне. Вторым важным свойством является устойчивость к деформации, благодаря которой покрытие не осыпается и не повреждается при механическом воздействии.
Помимо этого, полимерные покрытия выдерживают длительное воздействие воды, ультрафиолетового излучения, высоких температур, агрессивных веществ, щелочей, растворителей и других химикатов. Все это существенно расширяет область применения изделий с полимерными покрытиями.
Среди других неоспоримых преимуществ полимерных покрытий можно назвать термостойкость, высокую прочность, непроницаемость, электроизоляционные свойства, экологичность. Полимеры имеют эстетичный внешний вид и большое количество расцветок.
Главный минус полимерных покрытий – высокая стоимость. Она обусловлена тем, что для нанесения требуется немалое количества материала и специальное оборудование.
Однако обработка производится на весь срок службы деталей, избавляет от необходимости подкрашивания или обновления слоя, поэтому полимерное покрытие очень быстро окупается.
К минусам полимерных покрытий относится также сложность их удаления с поверхности. Это обусловлено высокой стойкостью полимеров к воздействию химикатов и механическому воздействию, так что просто стереть покрытие не получится, удалить его можно только при помощи специального инструмента.
Нанесение
При нанесении полимерных покрытий главную роль играет оборудование, особенно краскопульт. Особенность данного приспособления в том, что помимо распыления, он заряжает порошок материала электричеством. Бак краскопульта имеет положительный заряд, в то время как окрашиваемая деталь заряжена отрицательно. Благодаря этому обеспечивается возникновение магнитной индукции при контакте краски с поверхностью изделия. По принципу действия она похожа на магнитную индукцию, возникающую в дуговой сварке при замыкании электрода.
Весь процесс нанесения разделен на этапы, качество выполнения которых напрямую зависит от мастерства и аккуратности маляра. При малейших отклонениях от технологии можно полностью испортить изделия, а также свести к нулю рабочие характеристики полимерного покрытия.
Первый этап – подготовка поверхности. Ее нужно очистить от всех возможных загрязнений, окислов, а затем обезжирить. После этого участки детали, которые не нужно окрашивать, закрываются.
Второй этап – нанесение, которое включает в себя грунтование, окрашивание и лакирование. Он происходит в специальной закрытой камере, изолированной от проникновения пыли и других частиц. Одно из главных требований к этой камере – хорошее освещение. Оно нужно для того, чтобы мастер мог с любого ракурса рассмотреть поверхность детали и нанести покрытие. Для этого окрашиваемую деталь подвешивают на специальных крюках, после чего на нее подают отрицательный заряд. После такой подготовки приступают к нанесению. Данный процесс занимает достаточно много времени, а само покрытие нужно нанести за один раз одним слоем, так как в противном случае оно будет неравномерным.
Третий этап – полимеризация. Изделие медленно прогревается в специальной камере, где максимальная температура составляет +200 °C. Данный процесс занимает около 1 часа. Температура и время отверждения зависят от слоя, например, для полимеризации грунта требуются невысокие температуры и меньше времени, чем для лака.
Важным фактором правильной полимеризации является скорость, с которой внутри печи происходит нагрев. Это обусловлено тем, что при нагреве краска начинает растекаться по детали, проникая во все труднодоступные места, поэтому нужно, чтобы данный процесс протекал медленно и равномерно.
Четвертый этап – охлаждение. Для этого в печи необходимо постепенно снизить температуру до +100 °C. Такой процесс не требует применения специальных технологий, так как печь остывает самостоятельно. Если отойти от технологии и резко охладить камеру до +100 °C, то на поверхностях могут возникнуть трещины. Запрещается также открывать печь, так как резкий перепад температуры вызовет растрескивание покрытия.
После того, как изделие остыло его извлекают из печи и помещают в камеру покраски для нанесения следующего слоя покрытия. Последний слой можно не наносить, так как он играет декоративную роль и придает краске дополнительный блеск и глубину. Для обеспечения надежной защиты поверхности достаточно 2 слоя покрытия.