Защитные покрытия из фторполимеров.

Как защитить металлические изделия от воздействия среды, повысить их надежность и продлить срок службы. Любой, даже далекий от техники человек,  без труда ответит на этот вопрос – нанести покрытие. Защитных покрытий существует много и эта область интенсивно развивается. В данной статье речь пойдет только о фторполимерных покрытиях, как об отдельном классе, не касаясь тех защитных и декоративных материалов, куда  фторполимеры зачастую входят в качестве компонентов.

 

Фторполимеры достаточно распространенный материал для покрытий. Банальный пример – бытовые сковороды с антипригарным покрытием (Teflon – торговая марка фторопласта фирмы DuPont, США). Выдающаяся устойчивость к агрессивным средам, теплостойкость, низкий коэффициент трения, высокие антиадгезионные, антипригарные и диэлектрические свойства – далеко не полный список факторов позволяющих данным материалам эффективно применятся в качестве защитных покрытий. Существует три основных типа покрытий из фторполимеров – это суспензии, лаки и порошки для напыления. Выбор покрытия и метода нанесения осуществляется исходя из условий его эксплуатации и, к сожалению,  технических и финансовых возможностей.

Суспензионные покрытия.

Суспензия – это взвесь тонкодисперсного порошка в воде или органической жидкости. В основном суспензии применяют для пропитки различных материалов полимером, изготовления лакотканей, пленок и покрытий. В промышленных масштабах для защиты металлических поверхностей применяются только суспензии фторполимеров с низкой текучестью расплава и не растворимые или плохо растворимые марки, которые затрудни­тельно нанести другими методами (например, фторопласт Ф-4Д, обладающий наилучшей термостойкостью). Покрывать можно любые материалы способные выдержать температуру термической обработки покрытия. Поверхность покрываемого материала предварительно обрабатывается для улучшения адгезии, обезжиривается и в некоторых случаях грунтуется (например, для покрытия из Ф-4Д, предварительно наносится слой материала Ф-4МБ отличающегося более высокими адгезионными свойствами, как к металлу, так и к Ф-4Д). Само покрытие наносится методами окунания, полива или распыления. Полученное покрытие сушат для удаления влаги, а затем сплавляют в печи. К сожалению, однослойное покрытие, полученное таким методом, имеет толщину до 20 мкм, тогда как для эффективной защиты от коррозии необходимо, по крайней мере, 100 мкм, а в отдельных случаях и до 500 мкм. В таких случаях покрытие наносится в несколько слоев (до нескольких десятков слоев). Существуют технологии ускоренного нанесения суспензионных покрытий (до 100 мкм за цикл), которые, к сожалению, имеют те или иные недостатки.

Несколько примеров суспензионных покрытий:

Материал покрытия	Температура эксплуатации, °С	Прочность покрытия, МПа, не менее	Отличительные особенности
Ф-4Д	-250 - +260	24,5	+ исключительная химическая стойкость -  склонность к появлению микротрещин, высокая диффузионная проницаемость.
Ф-40	до +200	19,6	+ высокая химическая стойкость, стойкость к УФ лучам и радиации
Ф-2М	-70 - +150	29,5	+ хорошая химическая стойкость, высокая твердость, срок эксплуатации до 30 лет - высокая стоимость материала
Ф-3	до +90	24,5	+ стойкость к абразивному износу, высокая твердость, низкая диффузионная проницаемость.

Покрытия, получаемые с помощью суспензионного метода, имеют хорошее качество, но к сожалению метод  отличается низкой производительностью.

Порошковые покрытия.

Очень технологичный метод, позволяющий получить однослойное покрытие толщиной от 300 до 600 мкм. Подходит только для  нанесения покрытий  из плавких фторполимеров. Технология нанесения и марочный ассортимент порошковых покрытий очень обширен. Наносить покрытия можно с помощью газопламенного напыления, струйным и электростатическими методами, а также некоторыми другими специальными методами, например вихревым  (нагретую до высокой температуры заготовку помещают в воздушную взвесь порошка полимера). 

Несколько примеров материалов для порошковых покрытий:

Материал покрытия	Температура эксплуатации max, °С	Прочность по­крытия, МПа, не менее	Отличительные особенности
Ф-4МБ-П	150	21,2	Высокая химическая стойкость
Ф-40ДП	150	29,3	Высокая химическая и радиационная стойкость
Ф-3Б	100	32,8	Стойкость к абразивному износу, высокая твердость
Ф-50-П	180	28,7	По свойствам близок фторопласту 4

Метод порошкового напыления отличается наибольшей производительностью.

Лаки и эмали на основе фторполимеров.

Изготавливаются из растворимых фторполимеров. Как правило, используются органические растворители (например, диметилацетамид) и их смеси. В раствор добавляют активные добавки и пигменты. Лаки наносятся на поверхность наливом, окунанием, распылением, валковым методом (на рулонные материалы), в электростатическом поле и другими способами. В результате получают атмосферо-, термо-, морозо- и химически стойкие покрытия, пленки и лакоткани.

Примеры лаков и эмалей на основе фторполимеров:

Наимено­вание	Температура эксплуатации, °С	Прочность покрытия, МПа, не менее	Назначение	Особенности
ЛФ-32ЛН	-190-+150	19,2	Антикоррозионные и химически стойкие покрытия, покрытия с диэлектрическими свойствами	На основе фторопласта Ф-32, малая проницаемость и пористость
ЛФЭ-32ЛНг	-60-+200	28,9	Антикоррозионные  и защитные покрытия	На основе фторопласта Ф-32 и эпоксидной смолы, обладает повышенной адгезией к поверхности
ЛЭИ-42Л	-60-+180	27,8	Антикоррозионные и за­щитные покрытия стойкие к ударным нагрузкам,  вибрации и абразивному износу	На основе фторопласта Ф-42 и изоцианатного олигомера, прекрасная износостойкость, стойкость к электрическому заряду.
Лак Ф-2М и эмаль на его основе	-70-+150	24,1	Антикоррозионные и химически стойкие покрытия	Высокая стойкость к радиации и УФ излучению. Хорошая сопротивляемость абразивному износу.

 

Может быть полезно:

Подробнее о обозначениях полимеров >>>

Фторопласт >>>

Плавкие фторполимеры >>>

Оригинальная статья сайта sealing.su © 2013

Перепечатка без ссылки на источник запрещена.