RU208467U1 - Flat steel products with multilayer protective coating - Google Patents

Flat steel products with multilayer protective coating Download PDF

Info

Publication number
RU208467U1
RU208467U1 RU2021128326U RU2021128326U RU208467U1 RU 208467 U1 RU208467 U1 RU 208467U1 RU 2021128326 U RU2021128326 U RU 2021128326U RU 2021128326 U RU2021128326 U RU 2021128326U RU 208467 U1 RU208467 U1 RU 208467U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
layer
coating
thickness
zinc
protective
Prior art date
Application number
RU2021128326U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Василий Юрьевич Чернецов
Original Assignee
Василий Юрьевич Чернецов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Василий Юрьевич Чернецов filed Critical Василий Юрьевич Чернецов
Priority to RU2021128326U priority Critical patent/RU208467U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU208467U1 publication Critical patent/RU208467U1/en

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D3/00—Electroplating: Baths therefor
    • C25D3/02—Electroplating: Baths therefor from solutions
    • C25D3/22—Electroplating: Baths therefor from solutions of zinc

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к плоскому стальному прокату с многослойным защитным покрытием. Указанный прокат содержит цинковый гальванический слой, выполненный с обеих сторон плоского проката, пассивирующий слой, выполненный по поверхности цинкового гальванического слоя с обеих сторон упомянутого проката, грунтовочный слой, выполненный с обеих сторон указанного проката, и слой защитного полимерного материала на основе поливинилиденфторида, выполненный поверх грунтовочного слоя с лицевой стороны стального плоского проката. Цинковый гальванический слой дополнительно содержит от 2 мас.% до 20 мас.% Ni, толщина слоя составляет от 4 мкм до 12 мкм с каждой стороны, при этом разнотолщинность каждого слоя цинка и слоев между собой не превышает 20%. Пассивирующий слой выполнен толщиной 1-2 мкм, грунтовочный слой выполнен толщиной 5-15 мкм, слой защитного полимерного материала с лицевой стороны выполнен толщиной 20-35 мкм на основе полимерной композиции с содержанием в ней от 85 мас.% до 90 мас.% поливинилиденфторида. Дополнительно с обратной стороны по грунтовочному слою выполнен слой защитного полимерного материала толщиной 10-35 мкм на основе композиции, состоящей из 40-50 мас.% поливинилиденфторида, 30-40 мас.% акрилатов и 10-30 мас.% эпоксидной смолы. Обеспечивается расширение арсенала технических средств защитных покрытий стального проката за счет формирования многослойного защитного покрытия, позволяющего получить высокую коррозионную и химическую стойкость. 7 пр.The utility model relates to flat rolled steel with a multilayer protective coating. Said rolled product contains a zinc electroplated layer made on both sides of the flat rolled product, a passivating layer made on the surface of the zinc electroplated layer on both sides of the said rolled product, a primer layer made on both sides of the said rolled product, and a layer of protective polymeric material based on polyvinylidene fluoride, made over primer layer on the front side of steel flat products. The zinc electroplated layer additionally contains from 2 wt.% to 20 wt.% Ni, the layer thickness is from 4 μm to 12 μm on each side, while the difference in thickness of each zinc layer and the layers between them does not exceed 20%. The passivating layer is made 1-2 µm thick, the primer layer is made 5-15 µm thick, the layer of protective polymeric material on the front side is made 20-35 µm thick based on a polymer composition containing from 85 wt.% to 90 wt.% polyvinylidene fluoride . Additionally, on the reverse side along the primer layer, a layer of protective polymeric material with a thickness of 10-35 μm is made based on a composition consisting of 40-50 wt.% polyvinylidene fluoride, 30-40 wt.% acrylates and 10-30 wt.% epoxy resin. EFFECT: expansion of the arsenal of technical means of protective coatings for rolled steel due to the formation of a multilayer protective coating, which makes it possible to obtain high corrosion and chemical resistance. 7 Ave.

Description

Полезная модель относится к области защитных покрытий на металле, а именно к защитным многофункциональным коррозионно- и химически стойким полимерным покрытиям на оцинкованном стальном плоском прокате с высокими потребительскими свойствами.The utility model relates to the field of protective coatings on metal, namely to protective multifunctional corrosion and chemical resistant polymer coatings on galvanized steel flat products with high consumer properties.

Защитные полимерные покрытия на оцинкованном стальном плоском прокате приобрели в настоящее время широкое распространение в различных областях техники. Особенно широкое применение они нашли в строительстве как обычных, так и специальных сооружений. Важной востребованной характеристикой таких покрытий является коррозионная стойкость изделий с покрытием во влажной воздушной среде, в воде и водных растворах с различным значением водородного показателя. При этом полимерное покрытие осуществляет барьерную защиту, а коррозионную стойкость таких покрытий определяют прежде всего характеристики слоя цинка на стали, преимущественно его толщина. Одним из способов получения цинкового покрытия является горячий способ из расплава цинка. В таких случаях увеличение толщины слоя цинка выше (12-15) мкм приводит к его охрупчиванию, что снижает возможности дальнейшей механической обработки листа, в частности профильной прокатки и изгиба. Однако известен альтернативный способ нанесения цинкового покрытия - электролитический. Покрытия, полученные электролитическим способом, отличаются большей пластичностью.Protective polymer coatings on galvanized steel flat products are now widely used in various fields of technology. They are especially widely used in the construction of both conventional and special structures. An important demanded characteristic of such coatings is the corrosion resistance of coated products in a humid air environment, in water and aqueous solutions with different pH values. In this case, the polymer coating provides barrier protection, and the corrosion resistance of such coatings is determined primarily by the characteristics of the zinc layer on steel, mainly its thickness. One of the ways to obtain zinc coating is the hot process from molten zinc. In such cases, an increase in the thickness of the zinc layer above (12-15) microns leads to its embrittlement, which reduces the possibility of further mechanical processing of the sheet, in particular, profile rolling and bending. However, an alternative method of zinc coating is known - electrolytic. Electrolytic coatings are more plastic.

Полимерные покрытия можно наносить как с одной стороны (одностороннее покрытие), так и с обеих сторон плоского стального проката (двустороннее покрытие). Выполнение таких покрытий зависит от условий последующей эксплуатации изделия с покрытием. Одностороннее покрытие используют в случае приоритетного значения защиты или внешнего вида только одной стороны, например, при агрессивном воздействии среды только с одной стороны. Такие случаи часто бывают на химических производствах. Но и в таких случаях обычно требуется какая-либо защита обратной стороны плоского проката. Поэтому часто покрытия выполняют в ассиметричном исполнении по количеству составу лицевой и обратной стороны плоского проката. Лицевой стороной покрытия называют стороны приоритетного значения, а противоположную сторону - обратной. Поскольку лицевая сторона выполняет особые функции, то для ее исполнения используют более дорогие материалы, позволяющие получить высокие потребительские свойства, что повышает стоимость покрытия. Таким образом выполнение ассиметричных покрытий позволяет экономить финансовые средства.Polymer coatings can be applied on one side (single-sided coating) or on both sides of flat steel products (double-sided coating). The performance of such coatings depends on the conditions of subsequent use of the coated product. A one-sided coating is used in the case of a priority value of protection or appearance of only one side, for example, when an aggressive environment is exposed to only one side. Such cases often occur in chemical industries. But even in such cases, some kind of protection of the reverse side of the flat product is usually required. Therefore, coatings are often made in an asymmetric design according to the number of the composition of the front and back sides of flat products. The front side of the coating is called the sides of the priority value, and the opposite side is called the back. Since the front side performs special functions, more expensive materials are used for its execution, which make it possible to obtain high consumer properties, which increases the cost of the coating. Thus, the implementation of asymmetric coatings allows you to save money.

Большое внимание уделяется поддержанию высоких значений потребительских характеристик и свойств полимерных покрытий, а именно: твердости, пластичности, стойкости к химическим воздействиям, стойкости к воздействию ультрафиолетового излучения, адгезии слоев и всего покрытия, прочности при ударе и изгибе, максимальной температуре воздействия. Важным фактором также является возможность цветного выполнения покрытий за счет пигментации внешнего полимерного слоя. Выполнения указанной выше совокупности свойств и характеристик достигают комплексным подходом к получению покрытия, а именно осуществляют многослойное покрытие, в котором каждый слой играет свою технологическую и/или функциональную роль. За счет такого комплексного подхода реализуют новые функциональные и/или технологические свойства. Примером такого комплексного многослойного защитного органического покрытия на оцинкованной стальной полосе является покрытие для использовании в строительстве, которое поверх слоя цинка содержит грунтовочный слой с добавками ингибиторов коррозии, а также полиэфиримида, а внешний защитный слой выполнен из материала на основе одного из следующих полимеров: пластизоль, полиэстер, полиуретан или полифторуглерод (Публикация WIPO WO/2013/083292, МПК С23С 28/00, 2013 г.). Недостатками такого покрытия являются недостаточная устойчивость к ультрафиолетовому излучению (солнечному свету), механическим воздействиям, низкая коррозионную стойкость во влажной среде, а также недостаточные пластичность и прочность.Much attention is paid to maintaining high values of consumer characteristics and properties of polymer coatings, namely: hardness, plasticity, resistance to chemical attack, resistance to ultraviolet radiation, adhesion of layers and the entire coating, impact and bending strength, maximum exposure temperature. An important factor is also the possibility of color performance of coatings due to the pigmentation of the outer polymer layer. Performing the above set of properties and characteristics is achieved by an integrated approach to obtaining a coating, namely, a multilayer coating is carried out, in which each layer plays its own technological and / or functional role. Due to such an integrated approach, new functional and / or technological properties are realized. An example of such a complex multi-layer protective organic coating on a galvanized steel strip is a coating for use in construction, which contains a primer layer on top of the zinc layer with additives of corrosion inhibitors and polyetherimide, and the outer protective layer is made of a material based on one of the following polymers: plastisol, polyester, polyurethane or polyfluorocarbon (WIPO Publication WO / 2013/083292, IPC C23C 28/00, 2013). The disadvantages of such a coating are insufficient resistance to ultraviolet radiation (sunlight), mechanical stress, low corrosion resistance in a humid environment, as well as insufficient plasticity and strength.

Наряду с высокой коррозионной стойкостью покрытий на стальном плоском прокате востребованной характеристикой является также и химическая стойкость, в частности в средах со смещенным водородным показателем и солевых средах, особенно при повреждении барьерного слоя, что сказывается на снижении его применения, например, в химических производствах. Для повышения коррозионной стойкости покрытия в состав цинкового слоя добавляют никель, который повышает химическую стойкость покрытия. Так известно слоистое покрытие из оцинкованной легированной никелем стали с поверхностным слоем из полиамидного или фторсодержащего полимера, с промежуточным слоем из соединений трехвалентного хрома (Публикация WIPO 1551928, МПК С23С 28/00, 2002 г.). Недостатком указанного покрытия является отсутствие грунтовочного покрытия как такового, использование в качестве грунтовочного покрытия конверсионного слоя на основе соединений трехвалентного хрома и вследствие этого низкая адгезия внешнего, защитного полимерного слоя.Along with the high corrosion resistance of coatings on steel flat rolled products, chemical resistance is also in demand, in particular in environments with a shifted hydrogen index and saline environments, especially when the barrier layer is damaged, which affects the reduction of its use, for example, in chemical industries. To increase the corrosion resistance of the coating, nickel is added to the zinc layer, which increases the chemical resistance of the coating. So it is known a layered coating of galvanized nickel-alloyed steel with a surface layer of polyamide or fluorine-containing polymer, with an intermediate layer of trivalent chromium compounds (WIPO Publication 1551928, IPC C23C 28/00, 2002). The disadvantage of this coating is the absence of a primer coating as such, the use of a conversion layer based on trivalent chromium compounds as a primer coating and, as a result, low adhesion of the outer, protective polymer layer.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявленной полезной модели (прототипом) является техническое решение, представляющее собой стальной лист, покрытый цинком с обоих сторон, с лицевой и обратной, с последующей пассивацией, далее по пассивируемому слою цинка выполнен грунтовочный слой. По грунтовочному слою с лицевой стороны нанесен слой защитного полимерного материала на основе поливинилиденфторида, а с обратной стороны по грунтовочному слою может быть выполнен защитный лакокрасочный или лаковый слой. Общая толщина многослойного покрытия, с одной стороны, обычно составляет 35-90 мкм (Сталь, оцинкованная с полимерным покрытием. / [Электронный ресурс] - URL: https://regionvtormet.ru/okrashivanie/stal-otsinkovannaya-s-polimernym-pokrytiem-osobennosti-materiala-i-osnovnye-harakteristiki-oblast-primeneniya.html/ (дата обращения 10.09.2021)). Недостатками этого технического решения, являются недостаточно высокая химическая стойкость покрытия лицевой стороны во влажных и водных средах, а также в агрессивных средах, например, в солевых растворах, особенно при повреждении внешнего полимерного (барьерного) слоя. При этом указанное покрытие имеет несбалансированные потребительские характеристики за счет невысокой стойкости к механическому истиранию и другим механическим воздействиям, а также этот вид ЛКМ уступает полиуретановым покрытиям в устойчивости к ультрафиолету. Еще одним недостатком являются очень низкие механические и коррозионностойкие характеристики лакокрасочного слоя обратной стороны.The closest in terms of the set of essential features to the claimed utility model (prototype) is a technical solution, which is a steel sheet coated with zinc on both sides, with the front and back, followed by passivation, then a primer layer is made along the passivated zinc layer. A layer of protective polymeric material based on polyvinylidene fluoride is applied on the front side of the primer layer, and a protective paint or varnish layer can be made on the back side along the primer layer. The total thickness of the multilayer coating, on the one hand, is usually 35-90 microns (Steel, galvanized with a polymer coating. / [Electronic resource] - URL: https://regionvtormet.ru/okrashivanie/stal-otsinkovannaya-s-polimernym-pokrytiem -osobennosti-materiala-i-osnovnye-harakteristiki-oblast-primeneniya.html / (date of access 09/10/2021)). The disadvantages of this technical solution are the insufficiently high chemical resistance of the front side coating in humid and aqueous environments, as well as in aggressive environments, for example, in saline solutions, especially if the outer polymer (barrier) layer is damaged. At the same time, this coating has unbalanced consumer characteristics due to its low resistance to mechanical abrasion and other mechanical influences, and this type of paintwork materials is inferior to polyurethane coatings in UV resistance. Another disadvantage is the very low mechanical and corrosion-resistant characteristics of the back side paint layer.

Решаемой задачей (техническим результатом) заявляемой полезной модели является расширение арсенала технических средств защитных покрытий стального плоского проката за счет осуществления комбинированного многослойного защитного покрытия, позволяющего получить высокую коррозионную и химическую стойкость наряду с осуществлением совокупности потребительских свойств с высокими значениями технических характеристик. Такими потребительскими свойствами прежде всего являются: толщина цинкового слоя, толщина лицевого покрытия, толщина покрытия с обратной стороны, твердость по карандашу, пластичность (прочность при изгибе), стойкость к растворителю МЭК, устойчивость к воздействию ультрафиолетового излучения (к ультрафиолету), адгезия после вытяжки, прочность при обратном ударе, прочность при растяжении по Эриксону, максимальное температурное воздействие.The problem to be solved (technical result) of the claimed utility model is to expand the arsenal of technical means of protective coatings for steel flat-rolled products through the implementation of a combined multilayer protective coating, which makes it possible to obtain high corrosion and chemical resistance along with the implementation of a set of consumer properties with high values of technical characteristics. These consumer properties are, first of all, the thickness of the zinc layer, the thickness of the top coating, the thickness of the coating on the back side, the hardness of the pencil, the ductility (bending strength), resistance to the MEK solvent, resistance to ultraviolet radiation (to ultraviolet light), adhesion after drawing. , reverse impact strength, Erickson tensile strength, maximum temperature exposure.

Назначением полезной модели является осуществление комбинированного защитного покрытия стального плоского проката. При этом под комбинированным покрытием следует понимать многослойное покрытие, в котором каждый слой играет свою технологическую и/или функциональную роль, что в конечном итоге позволяет получить покрытие, характеризующееся совокупностью свойств с высокими техническими характеристиками.The purpose of the utility model is to provide a combined protective coating for steel flat products. In this case, a combined coating should be understood as a multilayer coating, in which each layer plays its own technological and / or functional role, which ultimately makes it possible to obtain a coating characterized by a combination of properties with high technical characteristics.

Указанный технический результат в заявляемой полезной модели достигается за счет осуществления плоского стального проката с многослойным защитным покрытием, содержащего цинковый гальванический слой, выполненный с обеих сторон плоского проката, пассивирующий слой, выполненный по поверхности цинкового гальванического слоя с обеих сторон упомянутого проката, грунтовочный слой, выполненный с обеих сторон указанного проката и слой защитного полимерного материала на основе поливинилиденфторида, выполненный поверх грунтовочного слоя с лицевой стороны стального плоского проката.The specified technical result in the claimed utility model is achieved due to the implementation of flat rolled steel with a multilayer protective coating containing a zinc galvanic layer made on both sides of the flat steel, a passivation layer made on the surface of a zinc galvanic layer on both sides of the said rolled steel, a primer layer made on both sides of the specified rolled products and a layer of protective polymeric material based on polyvinylidene fluoride, made over the primer layer from the front side of the steel flat products.

Одновременно цинковый гальванический слой дополнительно содержит от 2 мас.% до 20 мас. % Ni, толщина слоя составляет от 4 мкм до 12 мкм с каждой стороны, при этом разнотолщинность каждого слоя цинка и слоев между собой не превышает 20%, пассивирующий слой выполнен толщиной 1-2 мкм, грунтовочный слой выполнен толщиной (5-15) мкм, слой защитного полимерного материала с лицевой стороны выполнен толщиной 20-35 мкм на основе полимерной композиции с содержанием в ней от 85 мас. % до 90 мас. % поливинилиденфторида, при этом дополнительно с обратной стороны по грунтовочному слою выполнен слой защитного полимерного материала толщиной (10-35) мкм на основе композиции, состоящей из (40-50) мас. % поливинилиденфторида, (30-40) мас. % акрилатов и (10-30) мас. % эпоксидной смолы.Simultaneously, the zinc galvanic layer additionally contains from 2 wt.% To 20 wt. % Ni, the layer thickness is from 4 microns to 12 microns on each side, while the difference in thickness of each zinc layer and layers between each other does not exceed 20%, the passivating layer is made with a thickness of 1-2 microns, the primer layer is made with a thickness of (5-15) microns , the layer of protective polymer material on the front side is made with a thickness of 20-35 μm based on a polymer composition with a content of from 85 wt. % up to 90 wt. % polyvinylidene fluoride, while additionally on the reverse side of the primer layer a layer of protective polymer material with a thickness of (10-35) microns is made based on a composition consisting of (40-50) wt. % polyvinylidene fluoride, (30-40) wt. % acrylates and (10-30) wt. % epoxy resin.

Заявляемая полезная модель имеет следующие, общие с ближайшим аналогом существенные признаки:The claimed utility model has the following essential features in common with the closest analogue:

выполнение цинкового гальванического слоя по обе стороны плоского проката, пассивирующий слой, выполненный по поверхности цинка, грунтовочный слой, также выполненный с обеих сторон проката и выполнение поверх грунтовочного слоя с лицевой стороны проката слоя защитного полимерного материала на основе поливинилиденфторида.execution of a zinc galvanic layer on both sides of flat-rolled products, a passivation layer made over the surface of zinc, a primer layer also made on both sides of the rolled product and a layer of protective polymeric material based on polyvinylidene fluoride on top of the primer layer from the front side of the rolled product.

Отличают заявляемую полезную модель от прототипа следующие существенные признаки:The claimed utility model is distinguished from the prototype by the following essential features:

защитный слой цинка дополнительно содержит от 2 мас. % до 20 мас. % Ni,the protective zinc layer additionally contains from 2 wt. % up to 20 wt. % Ni,

толщина слоя цинка с добавками никеля (цинковый слой) составляет от 4 мкм до 12 мкм с каждой стороны при этом разнотолщинность каждого слоя цинка и слоев между собой не должна превышать 20%,the thickness of the zinc layer with nickel additives (zinc layer) is from 4 microns to 12 microns on each side, while the thickness difference of each zinc layer and the layers among themselves should not exceed 20%,

толщина пассивирующего слоя (1-2) мкм,thickness of the passivating layer (1-2) microns,

толщина грунтовочного слоя (5-15) мкм,primer layer thickness (5-15) microns,

слой защитного полимерного материала с лицевой стороны выполнен толщиной (20-35) мкм на основе полимерной композиции с содержанием в ней от 85 мас. % до 90 мас. % поливинилиденфторида,the layer of protective polymer material on the front side is made with a thickness of (20-35) microns based on a polymer composition containing from 85 wt. % up to 90 wt. % polyvinylidene fluoride,

с обратной стороны по грунтовочному слою выполнен слой на основе композиции, состоящей из (40-50) мас. % поливинилиденфторида, (30-40) мас. % акрилатов и (10-30) мас. % эпоксидной смолы.on the reverse side, along the primer layer, a layer is made based on a composition consisting of (40-50) wt. % polyvinylidene fluoride, (30-40) wt. % acrylates and (10-30) wt. % epoxy resin.

Приведенные существенные признаки являются отличительными от прототипа, т.к. каждый из них не содержится в совокупности существенных признаков прототипа, т.е. не присутствует в перечне признаков, осуществляемых в прототипе, и не является их характеристикой.These essential features are distinctive from the prototype, since each of them is not contained in the set of essential features of the prototype, i.e. is not present in the list of features implemented in the prototype, and is not their characteristic.

Для однозначного и более полного понимания описания заявляемой полезной модели далее приведены пояснения и уточнения, использованных выше понятий и терминов, а также раскрытие признаков полезной модели с указанием причинно-следственных связей их осуществления.For an unambiguous and more complete understanding of the description of the claimed utility model, further explanations and clarifications of the concepts and terms used above, as well as disclosure of the features of the utility model, indicating the cause-and-effect relationships of their implementation, are given.

Заявляемое устройство представляет собой совокупность конструкционных элементов, объединенных единым творческим замыслом и выполненных как единое техническое решение, предназначенное для осуществления многослойного защитного покрытия с содержанием в слое цинка никеля, выполнением внешнего полимерного слоя из ПВДФ при соблюдении также и других указанных выше параметров, что способствует повышению химической стойкости покрытия во влажных, водных и солевых средах, в том числе и при нарушении барьерного слоя. Одновременно за счет композиционного взаимодействия всех слоев покрытие имеет высокие значения прочности, в частности прочности при изгибе и ударе.The claimed device is a set of structural elements, united by a single creative concept and made as a single technical solution, designed to implement a multilayer protective coating containing nickel in the zinc layer, making the outer polymer layer made of PVDF while also observing the other parameters indicated above, which contributes to an increase chemical resistance of the coating in humid, aqueous and saline environments, including when the barrier layer is broken. At the same time, due to the compositional interaction of all layers, the coating has high strength values, in particular, flexural and impact strength.

Основой изобретательского замысла заявляемого технического решения является осуществление коррозионностойкого защитного покрытия на оцинкованном плоском стальном прокате с возможностью его механической обработки с использованием операций изгиба, профилировки, штамповки за счет повышения коррозионной стойкости цинкового слоя, а также при сохранении/повышении прочности, пластичных и потребительских свойств всего покрытия. При этом важным критерием покрытия является его стоимость.The basis of the inventive concept of the proposed technical solution is the implementation of a corrosion-resistant protective coating on galvanized flat steel products with the possibility of machining using bending, profiling, stamping operations by increasing the corrosion resistance of the zinc layer, as well as maintaining / increasing the strength, plastic and consumer properties of all cover. In this case, an important criterion for coverage is its cost.

Для осуществления указанного замысла слои покрытия выполняют по обе стороны плоского стального проката в следующем порядке:To implement this concept, the coating layers are made on both sides of the flat rolled steel in the following order:

1. Цинковый слой.1. Zinc layer.

Данный слой получают гальваническим способом. Этот способ по сравнению с другими методами позволяет получать более тонкие слои покрытия с хорошей сплошностью, без разрывов. Важным является выполнение обоих слоев с равной толщиной, различающейся друг от друга не более чем на 20%. Это также справедливо и по отношению к равномерности толщины или разнотолщинности каждого оцинкованного слоя - отклонения в толщинах от среднего заданного значения по данному слою также не должны превышать 20%. Разрывы в сплошности слоя не допустимы. Нарушение указанных характеристик сплошности, равномерности толщины, разнотолщинности слоев приводит к возникновению дополнительных напряжений в области нарушений сплошности и равномерности при изгибе проката и соответственно к растрескиванию или разрушению слоев покрытия.This layer is obtained by electroplating. This method, in comparison with other methods, makes it possible to obtain thinner coating layers with good continuity, without breaks. It is important to make both layers with the same thickness, differing from each other by no more than 20%. This is also true in relation to the uniformity of the thickness or thickness variation of each galvanized layer - deviations in thicknesses from the average specified value for this layer should also not exceed 20%. Discontinuities in the layer continuity are not allowed. Violation of the specified characteristics of continuity, thickness uniformity, layer thickness variation leads to the appearance of additional stresses in the area of discontinuity and uniformity during bending of the rolled product and, accordingly, to cracking or destruction of the coating layers.

Повышения коррозионной стойкости цинкового слоя достигают за счет добавления к цинку никеля в количестве от 2 мас. % до 20 мас. %. В таких сплавах никель находится преимущественно в виде интерметаллидов. При добавлении никеля к цинку в количестве менее 2 мас. % коррозионная стойкость слоя отличается от стойкости слоя без никеля незначительно и практического значения не имеет. При добавлении никеля в цинк в количестве более (20-22) мас. % слой сплава становится катодом и прекращается коррозионная защита стали по электрохимическому механизму, что в большинстве случаев нежелательно. Тем не менее, в области содержания никеля в сплаве в количестве от 2 мас. % до 20 мас. % наряду с защитным электрохимическим механизмом монотонно возрастает коррозионная стойкость во влажных и водных средах, а также химическая стойкость относительно агрессивных, например, солевых сред. Наряду с этим увеличение количества никеля в сплаве выше заявленного приводит к повышению твердости и снижению пластичности. Последнее также нежелательно, т.к. снижает возможности механической обработки проката, например, изгиба. Однако этот недостаток можно контролировать количеством добавления никеля, а также компенсировать повышением прочности и одновременно пластичности других слоев покрытия. Толщина каждого из слоев цинка варьируется от 4 мкм до 12 мкм. По толщине гальванического слоя цинка менее 4 мкм в слое возникают разрывы сплошности и/или расширяются границы зерен, что отрицательно сказывается на химической стойкости многослойного покрытия, кроме того такие дефекты могут приводить к нарушению сплошности покрытия при его механической обработке. Увеличение толщины цинкового покрытия с добавками никеля выше 12 мкм приводит к снижению его пластичности, что опять-таки приводит к нарушению сплошности покрытия при его механической обработке.An increase in the corrosion resistance of the zinc layer is achieved by adding nickel to zinc in an amount of 2 wt. % up to 20 wt. %. In such alloys, nickel is found mainly in the form of intermetallic compounds. When adding nickel to zinc in an amount of less than 2 wt. % The corrosion resistance of the layer differs from the resistance of the nickel-free layer insignificantly and has no practical significance. When adding nickel to zinc in an amount of more than (20-22) wt. %, the alloy layer becomes the cathode and the corrosion protection of steel by the electrochemical mechanism stops, which is undesirable in most cases. Nevertheless, in the range of nickel content in the alloy in an amount of 2 wt. % up to 20 wt. %, along with the protective electrochemical mechanism, the corrosion resistance in humid and aqueous environments monotonously increases, as well as the chemical resistance of relatively aggressive, for example, saline environments. Along with this, an increase in the amount of nickel in the alloy above the declared one leads to an increase in hardness and a decrease in ductility. The latter is also undesirable, since reduces the possibility of machining rolled products, for example, bending. However, this disadvantage can be controlled by the amount of nickel addition, and also compensated by an increase in the strength and at the same time the ductility of other layers of the coating. The thickness of each of the zinc layers varies from 4 microns to 12 microns. Throughout the thickness of the galvanic zinc layer less than 4 microns, discontinuities appear in the layer and / or the grain boundaries expand, which adversely affects the chemical resistance of the multilayer coating, in addition, such defects can lead to a disruption in the continuity of the coating during its mechanical processing. An increase in the thickness of the zinc coating with nickel additives above 12 microns leads to a decrease in its ductility, which again leads to a violation of the continuity of the coating during its mechanical processing.

2. Пассивирующий слой (конверсионное покрытие).2. Passivation layer (conversion coating).

Слой выполняют по поверхности слоя цинка для снижения реакционной способности поверхности цинка во избежание нежелательного взаимодействия с окружающей средой непосредственно перед нанесением полимерного покрытия, а также снижения взаимодействия с компонентами следующего слоя. Пассивирующий слой преимущественно получают обработкой поверхности цинка хроматами с получением оксидно-солевой защитной композиции. Толщина конверсионного слоя составляет (1-2) мкм. При толщине слоя менее 1 мкм отмечается нарушение его сплошности, что приводит, в ряде случаев к снижению адгезии полимерного слоя. Выполнение слоя толщиной более 2 мкм не приводит к улучшению характеристик покрытия.The layer is made over the surface of the zinc layer to reduce the reactivity of the zinc surface in order to avoid unwanted interaction with the environment immediately before the application of the polymer coating, as well as to reduce the interaction with the components of the next layer. The passivation layer is preferably obtained by treating the zinc surface with chromates to obtain an oxide-salt protective composition. The thickness of the conversion layer is (1-2) microns. When the layer thickness is less than 1 micron, a violation of its continuity is noted, which leads, in some cases, to a decrease in the adhesion of the polymer layer. The implementation of a layer with a thickness of more than 2 microns does not lead to an improvement in the characteristics of the coating.

3. Грунтовочный слой.3. Priming layer.

Слой выполняют по пассивирующему оксидному слою. Состав слоя выполнен на основе полиэфирной или полиуретановых смол с добавками модификаторов и отвердителей. В качестве полиэфирной смолы использована терефталевая смола в растворе стирола. Возможно также выполнение слоя на основе композиции полиэфирной и меламиновых смол в различных соотношениях. Во всех случаях материал слоя содержит до 50 мас. % смол, (15-20) мас. % растворителя, (30-35) мас. % пигментов, до (5-8) мас. % отвердителя. Назначение слоя - связывающий, т.е. повышает адгезию наружного слоя полимерного материала к слою на основе цинка. Толщина слоя обычно колеблется в интервале от 5 мкм до 15 мкм. При толщине слоя менее 5 мкм в ряде случаев отмечается нарушение его сплошности, что приводит к снижению адгезии и прочности полимерного слоя. Кроме того, нанесение такого покрытия является технологически затруднительным в условиях непрерывного процесса получения покрытия на рулонном прокате. Выполнение слоя толщиной более 15 мкм может вызывать «вскипание» материала в процессе полимеризации в специальных сушильных печах и при этом не приводит к улучшению характеристик покрытия.The layer is made over a passivating oxide layer. The composition of the layer is made on the basis of polyester or polyurethane resins with the addition of modifiers and hardeners. Terephthalic resin in styrene solution is used as a polyester resin. It is also possible to make a layer based on a composition of polyester and melamine resins in different proportions. In all cases, the layer material contains up to 50 wt. % resins, (15-20) wt. % solvent, (30-35) wt. % pigments, up to (5-8) wt. % of the hardener. The purpose of the layer is connecting, i.e. increases the adhesion of the outer layer of the polymer material to the zinc-based layer. The layer thickness usually ranges from 5 µm to 15 µm. With a layer thickness of less than 5 microns, in some cases, a violation of its continuity is noted, which leads to a decrease in the adhesion and strength of the polymer layer. In addition, the application of such a coating is technologically difficult in a continuous process of obtaining a coating on coils. The implementation of a layer with a thickness of more than 15 microns can cause "boiling" of the material during polymerization in special drying ovens and does not lead to an improvement in the characteristics of the coating.

4. Слой защитного полимерного материала.4. A layer of protective polymer material.

4.1. Защитный слой на лицевой стороне покрытия.4.1. Protective layer on the front side of the cover.

Слой выполнен по грунтовочному слою. Состав слоя выполнен на основе полимерной композиции, включающей поливинилиденфторид (ПВДФ) в количестве (85-90) мас. % и полимерные акриловые смолы в количестве (10-15) мас. %. Под полимерными акриловыми смолами, которые часто называют акрилатами следует понимать полимеры акриловой кислоты или ее производные, например, полимеры метилового эфира метакриловой кислоты или полимеры нитрила акриловой кислоты, а также полиметилметакрилат (ПММА). Слой является внешним и противостоит воздействиям внешней среды, его свойства в значительной степени обуславливают свойства всего покрытия, а именно влагостойкость, атмосферостойкость, химическую коррозионную стойкость, стойкость к воздействию ультрафиолетового излучения, стойкость к изгибу и другие эксплуатационные характеристики. В свою очередь эти свойства следуют из свойств самого ПВДФ, который является основным компонентом слоя. Такими свойствами являются высокая прочность и твердость, наряду с хорошими пластическими свойствами, высокая химическая и радиационная стойкость, стойкость к ультрафиолетовому излучению. Высокие прочностные свойства композиции ПВДФ - акриловые смолы при указанных значениях содержания позволяют получить синергетический эффект прочности покрытия при изгибе и ударе.The layer is made over the primer layer. The composition of the layer is made on the basis of a polymer composition including polyvinylidene fluoride (PVDF) in an amount of (85-90) wt. % and polymeric acrylic resins in the amount of (10-15) wt. %. Polymeric acrylic resins, which are often referred to as acrylates, are to be understood as polymers of acrylic acid or derivatives thereof, for example, polymers of methyl ester of methacrylic acid or polymers of acrylic acid nitrile, as well as polymethyl methacrylate (PMMA). The layer is external and withstands the effects of the external environment, its properties largely determine the properties of the entire coating, namely moisture resistance, weather resistance, chemical corrosion resistance, UV resistance, bending resistance and other performance characteristics. In turn, these properties follow from the properties of PVDF itself, which is the main component of the layer. These properties are high strength and hardness, along with good plastic properties, high chemical and radiation resistance, resistance to ultraviolet radiation. The high strength properties of the PVDF - acrylic resin composition at the indicated content values make it possible to obtain a synergistic effect of the coating strength in bending and impact.

Защитный полимерный слой может быть окрашенным, в таком случае он выполняет еще и декоративную функцию, поэтому его называют лицевым. Помимо основной композиции лицевой полимерный слой может содержать пигменты, модификаторы, стабилизаторы и другие технологические добавки в зависимости от назначения и условий эксплуатации полимерного слоя. Декоративные свойства покрытия выражают технической характеристикой - степенью блеска. Толщина слоя обычно колеблется в интервале от 20 мкм до 35 мкм. При толщине слоя менее 20 мкм значительное снижается стойкость покрытия к ультрафиолетовому излучению до RUV3-4, а также, отмечаются случаи нарушения его эксплуатационных характеристик, в частности, снижается прочность (по Эриксону до (6-8 мм)), а также стойкость к растворителю до значений МЭК менее 100 двойных проходов, что приводит к снижению адгезии и прочности полимерного слоя. Выполнение слоя толщиной более 35 мкм может вызывать «вскипание» материала в процессе его полимеризации в специальных сушильных печах и при этом не приводит к улучшению характеристик покрытия.The protective polymer layer can be colored, in which case it also performs a decorative function, therefore it is called the front layer. In addition to the main composition, the face polymer layer may contain pigments, modifiers, stabilizers and other processing aids, depending on the purpose and operating conditions of the polymer layer. The decorative properties of the coating are expressed by the technical characteristics - the degree of gloss. The layer thickness usually ranges from 20 µm to 35 µm. With a layer thickness of less than 20 microns, the resistance of the coating to ultraviolet radiation is significantly reduced to RUV3-4, and there are also cases of violation of its operational characteristics, in particular, strength decreases (according to Erickson to (6-8 mm)), as well as resistance to solvent to IEC values of less than 100 double passes, which leads to a decrease in adhesion and strength of the polymer layer. The implementation of a layer with a thickness of more than 35 microns can cause "boiling" of the material during its polymerization in special drying ovens and does not lead to an improvement in the characteristics of the coating.

4.2. Внешний слой на обратной стороне покрытия.4.2. Outer layer on the back of the cover.

Во многих случаях полимерный слой на основе ПВДФ выполняют только с одной лицевой стороны, с обратной стороны выполняют слой на основе других полимерных материалов, например, акриловых смол. Выполнение слоя защитного полимерного материала на основе ПВДФ только с лицевой стороны покрытия используют в случаях, когда преимущественно требуется защита от какого-либо агрессивного воздействия с одной стороны. Такие случаи бывают, например, на химических предприятиях. Указанные покрытия также используют в декоративных целях и при воздействии солнечного цвета. Другими словами, такой подход осуществляют в случае приоритетного значения защиты или внешнего вида только одной стороны покрытия плоского проката. Тем не менее, в большинстве случаев имеет значение коррозионная стойкость, а также и другие высокие технические характеристики обратной стороны покрытия. Это часто бывает при использовании защищенного проката в строительных конструкция на открытой местности, где обе поверхности проката подвергаются внешнему атмосферному воздействию. Для снижения стоимости изделия пошли по пути снижения количества ПВДФ в составе внешнего слоя на обратной стороне покрытия. При этом дефицит ПВДФ дополнили полимерами акриловой или метакриловой кислоты, а также добавками эпоксидной смолы в следующем соотношении: из (40-50) мас. % поливинилиденфторида, (30-40) мас. % акрилатов и (10-30) мас. % эпоксидной смолы. В качестве эпоксидной смолы использовали продукты поликонденсации эпихлоргидрина с дифенилолпропаном. В качестве отвердителей эпоксидной смолы использованы диамины, карбоновые кислоты или их ангидриды. В качестве акрилатов использовали полимеры метилового эфира метакриловой кислоты или полимеры нитрила акриловой кислоты, а также полиметилметакрилат (ПММА). Соотношения компонентов подбирали опытным путем. Понижение содержания ПВДФ ниже 40 мас. % приводит к значительному снижению прочности и твердости обратного покрытия, повышение его содержания выше 50 мас. % монотонно увеличивает прочность, но значительно увеличивает стоимость. Увеличение содержания акрилатов в данной композиции выше 40 мас. % незначительно увеличивает прочность и твердость, напротив снижение содержания ниже 30 мас. % резко снижает эти характеристики. Границы содержания эпоксидной смолы определяются в основном содержанием других компонентов. Толщина внешнего слоя покрытия на обратной стороне составляет (10-35) мкм. При толщине слоя менее 10 мкм в ряде случаев отмечается нарушение его сплошности, что приводит к снижению коррозионных свойств и прочности этого слоя. Кроме того, такие покрытия не обеспечивают достаточной механической прочности. Выполнение слоя толщиной более 35 мкм показывает достаточные положительные результаты по коррозионной стойкости для обратной стороны изделия.In many cases, a PVDF-based polymer layer is made on only one front side; on the back side, a layer based on other polymer materials, for example, acrylic resins, is made. The implementation of a layer of protective polymeric material based on PVDF only on the front side of the coating is used in cases where protection from any aggressive action on one side is predominantly required. Such cases occur, for example, in chemical plants. These coatings are also used for decorative purposes and when exposed to sunlight. In other words, this approach is carried out in the case of the priority value of protection or appearance of only one side of the coating of flat products. However, in most cases corrosion resistance is important as well as other high technical characteristics of the back of the coating. This is often the case when using protected steel in a building structure in an open area, where both surfaces of the rolled steel are exposed to external atmospheric influences. To reduce the cost of the product, we followed the path of reducing the amount of PVDF in the outer layer on the back of the coating. In this case, the deficiency of PVDF was supplemented with polymers of acrylic or methacrylic acid, as well as additives of epoxy resin in the following ratio: from (40-50) wt. % polyvinylidene fluoride, (30-40) wt. % acrylates and (10-30) wt. % epoxy resin. The products of polycondensation of epichlorohydrin with diphenylolpropane were used as epoxy resin. Diamines, carboxylic acids or their anhydrides are used as epoxy resin hardeners. The acrylates used were polymers of methacrylic acid methyl ester or acrylic acid nitrile polymers, as well as polymethyl methacrylate (PMMA). The ratio of the components was selected empirically. Lowering the PVDF content below 40 wt. % leads to a significant decrease in the strength and hardness of the back coating, an increase in its content above 50 wt. % monotonously increases durability, but significantly increases cost. The increase in the content of acrylates in this composition above 40 wt. % slightly increases strength and hardness, on the contrary, a decrease in the content below 30 wt. % sharply reduces these characteristics. The limits of the content of epoxy resin are determined mainly by the content of other components. The thickness of the outer coating layer on the reverse side is (10-35) microns. With a layer thickness of less than 10 microns, in some cases, a violation of its continuity is noted, which leads to a decrease in the corrosion properties and strength of this layer. Moreover, such coatings do not provide sufficient mechanical strength. The implementation of a layer with a thickness of more than 35 microns shows sufficient positive results in corrosion resistance for the reverse side of the product.

Поверх полимерного покрытия часто наносят полиэтиленовую пленку толщиной от 30 мкм до 150 мкм. Пленка может наносится холодным способом -холодное каширование, или горячим способом - горячее кэширование. Пленка призвана защитить полимерное покрытие в процессе транспортировки, переработки и монтажа получаемых изделий. Также на полимерное покрытие можно наносить другие пленки и покрытия для дополнительной защиты, например лаки на основе FEVE смол.A polyethylene film with a thickness of 30 microns to 150 microns is often applied over the polymer coating. The film can be applied cold - cold lamination, or hot - hot caching. The film is designed to protect the polymer coating during transportation, processing and installation of the resulting products. Also, other films and coatings can be applied to the polymer coating for additional protection, for example, varnishes based on FEVE resins.

Описанные выше слои можно наносить на плоский стальной прокат разного вида и разными способами. Заявляемое техническое решение в первую очередь предназначено для рулонного стального проката. В этом случае покрытие наносят валковым методом или методом Coil Coating. При этом покрытие наносят в непрерывном технологическом цикле поэтапно слой за слоем. После получения конверсионного покрытия обработкой поверхности цинка раствором хроматов и его высушивания при (50-60)°С, выполняют грунтовочный слой на основе полимерной смолы (полиэфирной или полиуретановых смол). Грунтовочный слой сушат при (220-240)°С. После этого на лицевой стороне выполняют защитный полимерный слой на основе композиции ПВДФ с акриловыми смолами, а на обратной стороне внешний слой обратной стороны с ПВДФ, акрилатами и эпоксидной смолой. Последние слои высушивают при (245-260)°С. Описанная технология в принципе пригодна и для другого стального листового проката, однако при ее осуществлении в периодических циклах. При этом возможны и другие методы нанесения, например, порошковое напыление и ручное нанесение в виде суспензий и эмульсий (покраска). Описанный метод также пригоден для одностороннего нанесения отдельных слоев покрытий. В последнем случае возможно получать ассиметричные составы слоев по обе стороны листа, а также различное количество слоев.The layers described above can be applied to flat steel products of different types and in different ways. The claimed technical solution is primarily intended for rolled steel products. In this case, the coating is applied by roll or Coil Coating. In this case, the coating is applied in a continuous technological cycle, step by step, layer by layer. After obtaining a conversion coating by treating the zinc surface with a chromate solution and drying it at (50-60) ° C, a primer layer is made based on a polymer resin (polyester or polyurethane resins). The primer layer is dried at (220-240) ° C. After that, on the front side, a protective polymer layer is made based on a PVDF composition with acrylic resins, and on the back side, an outer layer of the back side with PVDF, acrylates and epoxy resin. The last layers are dried at (245-260) ° C. The described technology is, in principle, suitable for other steel sheet products, however, when it is carried out in periodic cycles. In this case, other methods of application are also possible, for example, powder spraying and manual application in the form of suspensions and emulsions (painting). The described method is also suitable for one-sided application of separate layers of coatings. In the latter case, it is possible to obtain asymmetric layer compositions on both sides of the sheet, as well as a different number of layers.

Описанный выше защитный слой на лицевой стороне покрытия имеет следующие технические характеристики:The above-described protective layer on the front side of the coating has the following technical characteristics:

толщина цинкового слоя (покрытия) (4-12) мкм;the thickness of the zinc layer (coating) (4-12) microns;

толщина лицевого покрытия на основе поливинилиденфторидной смолы (20-35) мкм;the thickness of the front coating based on polyvinylidene fluoride resin (20-35) microns;

толщина обратной стороны покрытия на основе эпоксидной смолы (10-35) мкм;the thickness of the back side of the coating based on epoxy resin (10-35) microns;

твердость по карандашу (2-3) Н;pencil hardness (2-3) N;

пластичность (прочность при изгибе) (0-1) Т;plasticity (bending strength) (0-1) T;

стойкость к растворителю МЭК не менее 200 двойных проходов;solvent resistance IEC at least 200 double passes;

устойчивость к воздействию ультрафиолета не менее RUV 4;UV resistance not less than RUV 4;

адгезия после вытяжки 0%;adhesion after drawing 0%;

прочность при обратном ударе не менее 15 Дж;reverse impact strength not less than 15 J;

прочность при растяжении по Эриксону не менее 6 мм;tensile strength according to Erickson not less than 6 mm;

максимальное температурное воздействие до (190-200)°С,maximum temperature exposure up to (190-200) ° С,

степень блеска выше не менее 70%.the degree of gloss is higher than at least 70%.

Заявляемая полезная модель является техническим решением, т.к. представляет собой решение задачи достижения заявленного технического результата путем создания изделия, а именно, комбинированного защитного покрытия стального плоского проката, состоящего из послойно нанесенных слоев неорганического и органических материалов, технологически и химически связанных между собой. При этом совокупность существенных признаков данной полезной модели - наличие ряда слоев, их последовательность и состав объединена единым творческим замыслом - созданием комбинированного коррозионностойкого защитного покрытия на оцинкованном плоском стальном прокате с возможностью его механической обработки с использованием операций изгиба, резки, штамповки и профилировки за счет повышения коррозионной стойкости цинкового слоя, а также при сохранении/повышении прочности, пластичных и потребительских свойств всего покрытия.The claimed utility model is a technical solution, since is a solution to the problem of achieving the claimed technical result by creating a product, namely, a combined protective coating of steel flat products, consisting of layer-by-layer applied layers of inorganic and organic materials, technologically and chemically related to each other. At the same time, the set of essential features of this utility model - the presence of a number of layers, their sequence and composition are united by a single creative concept - the creation of a combined corrosion-resistant protective coating on galvanized flat steel products with the possibility of machining it using bending, cutting, stamping and profiling operations by increasing corrosion resistance of the zinc layer, as well as maintaining / increasing the strength, plastic and consumer properties of the entire coating.

Заявляемая полезная модель представляет собой устройство, состоящее из ряда конструкционных частей - слоев, сочлененных между собой операциями склеивания и химического взаимодействия. Каждый слой представляет собой материал определенного состава и имеет свое функциональное назначение, а все вместе они образуют конструктивное и функциональное единство.The claimed utility model is a device consisting of a number of structural parts - layers, joined together by the operations of gluing and chemical interaction. Each layer is a material of a certain composition and has its own functional purpose, and all together they form a constructive and functional unity.

Данное техническое решение является промышленно применимым в области защитных покрытий на металле, а именно в области защитных полимерных покрытий на оцинкованном стальном плоском прокате. Осуществление аналогичных покрытий указанными выше методами в настоящее время широко распространено и может быть выполнено на промышленных предприятиях при непрерывном и периодическом производственном цикле. При осуществлении полезной модели используют устройства, детали и материалы, выпускаемые промышленностью и находящиеся в открытой продаже. Методами осуществления полезной модели могут быть прокатка, гальваническое нанесение покрытий, валковый, ручной и другие методы нанесения покрытий, а также нагревание, прокаливание, сушка. Средствами осуществления электролитические ванны, смесители для составов, установки, устройства и приспособления плакирования, камеры нагревания/сушки.This technical solution is industrially applicable in the field of protective coatings on metal, namely in the field of protective polymer coatings on galvanized steel flat products. The implementation of similar coatings by the above methods is now widespread and can be carried out at industrial enterprises with a continuous and periodic production cycle. In the implementation of the utility model, devices, parts and materials produced by the industry and available on the open market are used. Methods for the implementation of the utility model can be rolling, electroplating, roller, manual and other methods of coating, as well as heating, calcining, drying. The means of implementation are electrolytic baths, mixers for compositions, installations, devices and devices for cladding, heating / drying chambers.

Приведенное выше описание показывает, что осуществление отличительных от прототипа существенных признаков, в том числе их характеристик, обеспечивает реализацию назначения полезной модели, а именно, расширение арсенала технических средств защитных покрытий стального плоского проката за счет осуществления комбинированного защитного покрытия стального плоского проката, позволяющего получить высокую коррозионную и химическую стойкость наряду с осуществлением совокупности потребительских свойств с высокими значениями технических характеристик. Такими потребительскими свойствами прежде всего являются: толщина цинкового слоя, толщина лицевого покрытия, толщина обратного покрытия, твердость по карандашу, пластичность (прочность при изгибе), стойкость к растворителю МЭК, устойчивость к воздействию ультрафиолетового излучения (к ультрафиолету), адгезия после вытяжки, прочность при обратном ударе, прочность при растяжении по Эриксону, максимальное температурное воздействие. Под коррозионной и химической стойкостью здесь, прежде всего, следует понимать стойкостью покрытия во влажных и водных средах, а также в солевых средах. Под комбинированным покрытием следует понимать многослойное покрытие, в котором каждый слой играет свою технологическую и/или функциональную роль, что в конечном итоге позволяет получить покрытие, характеризующееся совокупностью свойств с высокими техническими характеристиками.The above description shows that the implementation of essential features distinguishing from the prototype, including their characteristics, ensures the implementation of the purpose of the utility model, namely, the expansion of the arsenal of technical means of protective coatings for steel flat-rolled products due to the implementation of a combined protective coating of steel flat-rolled products, which makes it possible to obtain high corrosion and chemical resistance along with the implementation of a set of consumer properties with high values of technical characteristics. These consumer properties are, first of all, the thickness of the zinc layer, the thickness of the top coating, the thickness of the back coating, pencil hardness, ductility (bending strength), resistance to MEK solvent, resistance to ultraviolet radiation (UV), adhesion after drawing, strength in reverse impact, Erickson tensile strength, maximum temperature exposure. Corrosion and chemical resistance here, first of all, should be understood as the resistance of the coating in humid and aqueous environments, as well as in saline environments. A combined coating should be understood as a multilayer coating in which each layer plays its own technological and / or functional role, which ultimately makes it possible to obtain a coating characterized by a combination of properties with high technical characteristics.

Таким образом, показано, что совокупность существенных признаков заявляемой полезной модели, позволяющая достичь заявленного технического результата, отличается от совокупности существенных признаков аналогов, прототипа, а также и других известных источников данных, т.е. не известно применение данной совокупности существенных признаков с реализацией заявленного назначения или с получением заявленного технического результата. Другими словами, заявляемая полезная модель не известна из уровня техники.Thus, it is shown that the set of essential features of the claimed utility model, which makes it possible to achieve the claimed technical result, differs from the set of essential features of analogues, prototype, as well as other known data sources, i.e. the application of this set of essential features with the implementation of the declared purpose or with the receipt of the declared technical result is not known. In other words, the claimed utility model is not known from the prior art.

Заявляемую полезную модель осуществляют следующим образом.The claimed utility model is carried out as follows.

Согласно заявляемому техническому решению, защитное покрытие стального плоского проката является комбинированным, многослойным и выполнено по обе стороны плоского проката. Покрытие выполнено послойно. Первым слоем, выполненным по плоскому прокату, является слой на основе цинка с добавками от 2 мас. % до 20 мас. % Ni. Слой выполняют путем гальваностегии. Он также является плоским и выполнен по обе стороны плоского проката, толщина слоя составляет от 4 мкм до 12 мкм с каждой стороны. При этом разнотолщинность слоев между собой не должна различаться более чем на 20%. Далее поверхности цинкового слоя пассивируют путем обработки пассиваторами, преимущественно, хроматами. За счет этого на поверхности цинкового слоя получают тонкий оксидно-солевой слой, который препятствует взаимодействию активного цинка с окружающей атмосферой и органическими веществами грунтовочного слоя. Затем по пассивируемому слою выполняют нанесение грунтовочного слоя толщиной (5-15) мкм, состоящего из композиции на основе на основе полиэфирной и/или полиуретановых смол. По грунтовочному слою лицевой стороны выполнен внешний полимерный слой защитного покрытия на основе композиции, включающей поливинилиденфторид (ПВДФ) в количестве (85-90) мас. % и полимерные акриловые смолы в количестве (10-15) мас. %. По грунтовочному слою обратной стороны выполнен внешний полимерный слой покрытия толщиной (10-35) мкм. Состав слоя: (40-50) мас. % поливинилиденфторида, (30-40) мас. % акрилатов и (10-30) мас. % эпоксидной смолы. В качестве эпоксидной смолы использовали продукты поликонденсации эпихлоргидрина с дифенилолпропаном. В качестве отвердителей эпоксидной смолы использованы диамины, карбоновые кислоты или их ангидриды. В качестве акрилатов использовали полимеры метилового эфира метакриловой кислоты или полимеры нитрила акриловой кислоты, а также полиметилметакрилат (ПММА).According to the claimed technical solution, the protective coating of steel flat-rolled products is combined, multilayer and is made on both sides of the flat-rolled products. The coating is made in layers. The first layer, made on flat products, is a zinc-based layer with additives from 2 wt. % up to 20 wt. % Ni. The layer is made by electroplating. It is also flat and is made on both sides of the flat products, the layer thickness is from 4 µm to 12 µm on each side. In this case, the difference in thickness of the layers should not differ by more than 20%. Further, the surfaces of the zinc layer are passivated by treatment with passivators, mainly chromates. Due to this, a thin oxide-salt layer is obtained on the surface of the zinc layer, which prevents the interaction of active zinc with the surrounding atmosphere and organic substances of the primer layer. Then, on the passivated layer, a primer layer (5-15) microns thick is applied, consisting of a composition based on polyester and / or polyurethane resins. An outer polymer layer of a protective coating based on a composition comprising polyvinylidene fluoride (PVDF) in an amount of (85-90) wt. Is made on the primer layer of the front side. % and polymeric acrylic resins in the amount of (10-15) wt. %. An outer polymer coating layer with a thickness of (10-35) microns is made along the primer layer of the reverse side. Layer composition: (40-50) wt. % polyvinylidene fluoride, (30-40) wt. % acrylates and (10-30) wt. % epoxy resin. The products of polycondensation of epichlorohydrin with diphenylolpropane were used as epoxy resin. Diamines, carboxylic acids or their anhydrides are used as epoxy resin hardeners. The acrylates used were polymers of methacrylic acid methyl ester or acrylic acid nitrile polymers, as well as polymethyl methacrylate (PMMA).

Поверх полимерных слоев для дополнительной защиты может быть выполнен защитный слой, например, алкидного лака.For additional protection, a protective layer, for example, of an alkyd varnish, can be made over the polymer layers.

Все слои покрытия выполняют последовательно преимущественно валковым методом для рулонного проката и ручным, электростатическим методами, а также распылением для листового и другого проката.All layers of the coating are performed sequentially, mainly by the roll method for rolled coils and by manual, electrostatic methods, as well as by spraying for sheet and other rolled products.

Покрытие наносят в непрерывном технологическом цикле поэтапно слой за слоем. После получения конверсионного покрытия обработкой поверхности цинка раствором хроматов и его высушивания при (50-60)°С, выполняют грунтовочный слой на основе полиэфирной или полиуретановых смол. С обратной стороны по грунтовочному слою наносят слой ЭОС на основе эпоксидной смолы. Грунтовочный слой и ЭОС сушат одновременно или последовательно при (220-240)°С. После этого выполняют защитный полимерный слой на основе композиции ПВДФ с акриловыми смолами, последний высушивают при (245-260)°С.The coating is applied in a continuous technological cycle in stages, layer by layer. After receiving the conversion coating by treating the zinc surface with a chromate solution and drying it at (50-60) ° C, a primer layer is made based on polyester or polyurethane resins. On the reverse side, a layer of EOS based on epoxy resin is applied along the primer layer. The primer layer and the EOS are dried simultaneously or sequentially at (220-240) ° C. After that, a protective polymer layer based on a PVDF composition with acrylic resins is performed, the latter is dried at (245-260) ° C.

Описанная технология в принципе пригодна и для другого стального листового проката, однако при ее осуществлении в периодических циклах.The described technology is, in principle, suitable for other steel sheet products, however, when it is carried out in periodic cycles.

Примеры осуществления покрытия.Examples of the implementation of the coating.

Для подтверждения осуществления заявленного технического решения были выполнены ряд испытаний изделия, результаты которых приведены в ниже приведенных примерах. Во всех примерах общими условиями получения покрытия были следующие:To confirm the implementation of the claimed technical solution, a number of product tests were performed, the results of which are shown in the examples below. In all examples, the general conditions for obtaining a coating were as follows:

покрытие наносили на предварительно обезжиренный и очищенный плоский рулонный прокат толщиной 0,5 мм и шириной 1250 мм, марка стали 08 сп;the coating was applied to previously degreased and cleaned flat rolled products with a thickness of 0.5 mm and a width of 1250 mm, steel grade 08 SP;

по обеим ее сторонам методом гальваностегии был нанесен слой цинка, легированного никелем, ванна сернокислая, температура 55°С, плотность тока 90 А/дм2, концентрация сернокислого цинка 120 г/л, сернокислого никеля 150 г/л;on both sides of it, a layer of zinc alloyed with nickel was applied by electroplating, a sulfate bath, temperature 55 ° C, current density 90 A / dm 2 , concentration of zinc sulfate 120 g / l, nickel sulfate 150 g / l;

поверхности цинка были пассивированы 15 мас. % раствором бихромата натрия, при рН=1,8 с последующей сушкой при 50-толщина конверсионного слоя (1-2) мкм;zinc surfaces were passivated with 15 wt. % sodium bichromate solution, at pH = 1.8, followed by drying at 50-thickness of the conversion layer (1-2) microns;

на конверсионный слой, в свою очередь, валковым методом наносили грунтовочный слой, состоящий из полиэфирной смолы с добавками 20 мас. % полиуретановой смолы и 4 мас. % перекиси метилэтилкетона, в качестве полиэфирной смолы использована терефталевая смола, растворитель стирол, закрепление слоя осуществляли в сушильной печи при температуре (230-235)°С;on the conversion layer, in turn, a primer layer consisting of a polyester resin with additives of 20 wt. % polyurethane resin and 4 wt. % methyl ethyl ketone peroxide, as a polyester resin used terephthalic resin, a solvent styrene, the layer was fixed in a drying oven at a temperature of (230-235) ° C;

на грунтовочный слой с лицевой стороны валковым методом наносили слой защитного полимерного материала, выполненного на основе композиции, содержащей (85-90) мас. % ПВДФ с добавками полиметилметакрилата (ПММА), закрепление слоя осуществляли в сушильной печи при температуре (245-250)°С;a layer of protective polymer material based on a composition containing (85-90) wt. % PVDF with additives of polymethyl methacrylate (PMMA), the layer was fixed in a drying oven at a temperature of (245-250) ° C;

после каждого прокаливания покрытия в сушильной печи его охлаждают водой при температуре (30-50)°С и затем удаляют следы воды посредством обдува горячим воздухом;after each calcination of the coating in a drying oven, it is cooled with water at a temperature of (30-50) ° C and then traces of water are removed by blowing hot air;

слой защитного полимерного материала выполненного на основе композиции ПВДФ-ПММА дополнительно содержит порошковые наполнители ТiO2 в количестве 8 мас. % и микротальк (Аl2O3 в количестве 2 мас. %, SiO2 в количестве 2,5 мас. %, MgO, Fe2O3, СаО в количестве (0,05 -0,15) мас. % каждый), растворитель бутилдигликольацетат;the layer of protective polymeric material made on the basis of the PVDF-PMMA composition additionally contains powder fillers TiO 2 in an amount of 8 wt. % and microtalc (Al 2 O 3 in the amount of 2 wt.%, SiO 2 in the amount of 2.5 wt.%, MgO, Fe 2 O 3 , CaO in the amount of (0.05 -0.15) wt.% each) , the solvent is butyldiglycol acetate;

внешний полимерный слой обратной стороны имеет состав: (40-50) мас. % поливинилиденфторида, (30-40) мас. % акрилатов и (10-30) мас. % эпоксидной смолы, в качестве эпоксидной смолы использовали продукты поликонденсации эпихлоргидрина с дифенилолпропаном, в качестве отвердителей эпоксидной смолы использованы диамины, карбоновые кислоты или их ангидриды, в качестве акрилатов использовали полимеры метилового эфира метакриловой кислоты или полимеры нитрила акриловой кислоты, дополнительно слой содержал микротальк, растворитель бутилдигликольацетат.the outer polymer layer of the reverse side has a composition: (40-50) wt. % polyvinylidene fluoride, (30-40) wt. % acrylates and (10-30) wt. % epoxy resin, polycondensation products of epichlorohydrin with diphenylolpropane were used as epoxy resin, diamines, carboxylic acids or their anhydrides were used as epoxy resin hardeners, methacrylic acid methyl ester polymers or acrylic acid nitrile polymers were used as acrylates, the layer additionally contained microtalc butyldiglycol acetate.

Описанным выше способом были получены образцы рулонного проката с различным содержанием ингредиентов в слоях покрытия и различной толщиной слоев покрытия. Полученные образцы были использованы для определения механических, прочностных, химических и потребительских характеристик покрытия. Характеристики определяли по стандартным методикам, в частности по ГОСТ 34180-2017, ГОСТ 52146-2003, ГОСТ 9.401-91. Для оценки коррозионной и химической стойкости использовали испытания образцов в камере соляного тумана КСТ-0,4-0,15 с нейтральной атмосферой водного раствора содержащего 50 г/л ± 5 г/л NaCl в нейтральной атмосфере и в кислой среде при рН=3. Стойкость оценивали по наличию коррозии и состоянию покрытия в районе крестообразного надреза 110×110 мм на образцах размером 150×70 мм. Давление атмосферное, температура 25°С. Крестообразный надрез покрытия выполняли с обеих сторон образцов.By the method described above, samples of coiled products were obtained with different contents of ingredients in the coating layers and different thicknesses of the coating layers. The obtained samples were used to determine the mechanical, strength, chemical and consumer characteristics of the coating. The characteristics were determined according to standard methods, in particular, according to GOST 34180-2017, GOST 52146-2003, GOST 9.401-91. To assess the corrosion and chemical resistance, the samples were tested in a KST-0.4-0.15 salt fog chamber with a neutral atmosphere of an aqueous solution containing 50 g / l ± 5 g / l NaCl in a neutral atmosphere and in an acidic environment at pH = 3. Resistance was assessed by the presence of corrosion and the state of the coating in the area of the cross-shaped notch 110 × 110 mm on specimens 150 × 70 mm in size. Atmospheric pressure, temperature 25 ° С. A cruciform notch of the coating was made on both sides of the samples.

Пример 1.Example 1.

На рулонном стальном прокате, полученном по вышеуказанному способу, по обе стороны проката был выполнен цинковый слой толщиной 4 мкм с добавками никеля в количестве 2 мас. %. При этом равномерность толщины каждого слоя и разнотолщинность слоев между собой не превышала 20%. После пассивации цинкового слоя поверх него выполняют грунтовочный слой толщиной 5 мкм. Слой выполняют на основе полиэфирной смолы с добавками 20 мас. % полиуретановой смолы и 4 мас. % перекиси метилэтилкетона. По грунтовочному слою выполняют защитный полимерный слой с обеих сторон листа. Защитный полимерный слой выполнен на основе композиции: 85 мас. % ПВДФ с добавлением 15 мас. % полиметилметакрилата, толщина слоя 20 мкм. Таким образом, в данном примере использовано двустороннее симметричное покрытие с внешними слоями на основе ПВДФ. Данное покрытие является базовым для сравнения со свойствами других покрытий с изменяемыми параметрами.On rolled steel products obtained by the above method, on both sides of the rolled products, a zinc layer with a thickness of 4 μm was made with nickel additions in an amount of 2 wt. %. In this case, the uniformity of the thickness of each layer and the difference in thickness between the layers did not exceed 20%. After passivation of the zinc layer, a primer layer 5 µm thick is made on top of it. The layer is made on the basis of a polyester resin with additives of 20 wt. % polyurethane resin and 4 wt. % methyl ethyl ketone peroxide. A protective polymer layer is made over the primer layer on both sides of the sheet. The protective polymer layer is made on the basis of the composition: 85 wt. % PVDF with the addition of 15 wt. % polymethyl methacrylate, layer thickness 20 microns. Thus, in this example, a double-sided symmetrical coating with outer layers based on PVDF is used. This coating is a baseline for comparison with the properties of other coatings with variable parameters.

Полученное покрытие имело следующие характеристики:The resulting coating had the following characteristics:

твердость по карандашу 2 Н;pencil hardness 2 N;

пластичность 1Т;plasticity 1T;

стойкость к растворителю МЭК 200 двойных проходов;solvent resistance IEC 200 double passes;

адгезия после вытяжки 0%;adhesion after drawing 0%;

прочность при обратном ударе 20 Дж;reverse impact strength 20 J;

прочность при растяжении по Эриксону 7 мм;tensile strength according to Erickson 7 mm;

коррозионная/химическая стойкость в камере солевого тумана в нейтральной среде - при испытаниях в течение 1500 ч следы красной коррозии в области надрезаcorrosion / chemical resistance in a salt spray chamber in a neutral environment - when tested for 1500 h, traces of red corrosion in the notch area

коррозионная/химическая стойкость в камере солевого тумана в кислой среде - при испытаниях в течение 24 ч наличие красной коррозии в области надреза.Corrosion / chemical resistance in a salt spray chamber in an acidic environment - when tested for 24 hours, the presence of red corrosion in the area of the notch.

Пример 2.Example 2.

На рулонном стальном прокате по способу, аналогично указанному в примере 1, по обе стороны проката был выполнен цинковый слой с добавками 20 мас. % никеля. Толщина слоя составила 12 мкм. При этом равномерность толщины каждого слоя и разнотолщинность слоев между собой не превышала 20%. После пассивации цинкового слоя поверх него выполняют грунтовочный слой толщиной 15 мкм. Слой выполняют на основе полиэфирной смолы с добавками 30 мас. % полиуретановой смолы и 5 мас. % перекиси метилэтилкетона. По грунтовочному слою выполняют защитный полимерный слой с обеих сторон листа. Защитный полимерный слой выполнен на основе композиции: 90 мас. % ПВДФ с добавлением 10 мас. % полиметилметакрилата, толщина слоя 35 мкм.On coiled rolled steel according to a method similar to that specified in example 1, on both sides of the rolled steel was made a zinc layer with additives of 20 wt. % nickel. The layer thickness was 12 µm. In this case, the uniformity of the thickness of each layer and the difference in thickness between the layers did not exceed 20%. After passivation of the zinc layer, a primer layer with a thickness of 15 microns is made on top of it. The layer is made on the basis of a polyester resin with additives of 30 wt. % polyurethane resin and 5 wt. % methyl ethyl ketone peroxide. A protective polymer layer is made over the primer layer on both sides of the sheet. The protective polymer layer is made on the basis of the composition: 90 wt. % PVDF with the addition of 10 wt. % polymethyl methacrylate, layer thickness 35 microns.

Полученное покрытие имело следующие характеристики:The resulting coating had the following characteristics:

твердость по карандашу 3 Н;pencil hardness 3 N;

пластичность 0 Т;plasticity 0 T;

стойкость к растворителю МЭК 280 двойных проходов;solvent resistance IEC 280 double passes;

адгезия после вытяжки 0%;adhesion after drawing 0%;

прочность при обратном ударе 20 Дж;reverse impact strength 20 J;

прочность при растяжении по Эриксону 8 мм;tensile strength according to Erickson 8 mm;

коррозионная/химическая стойкость в камере солевого тумана в нейтральной среде - при испытаниях в течение 1500 ч не отмечено какой-либо коррозии и отслоений в области надреза,corrosion / chemical resistance in a salt spray chamber in a neutral environment - when tested for 1500 hours, no corrosion or delamination was noted in the notch area,

коррозионная/химическая стойкость в камере солевого тумана в кислой среде - при испытаниях в течение 24 ч не отмечено коррозии и отслоений в области надреза.Corrosion / chemical resistance in a salt spray chamber in an acidic environment - when tested for 24 hours, no corrosion or delamination was noted in the area of the notch.

Пример 3.Example 3.

На рулонном стальном прокате по способу, аналогично указанному в примере 1, по обе стороны проката был выполнен цинковый слой с добавками 10 масс. % никеля. Толщина слоя составила 8 мкм. При этом равномерность толщины каждого слоя и разнотолщинность слоев между собой не превышала 20%. После пассивации цинкового слоя поверх него выполняют грунтовочный слой толщиной 10 мкм. Слой выполняют на основе полиэфирной смолы с добавками 25 мас. % полиуретановой смолы и 4 мас. % перекиси метилэтилкетона. По грунтовочному слою выполняют защитный полимерный слой с обеих сторон листа. Защитный полимерный слой выполнен на основе композиции: 87 масс. % ПВДФ с добавлением 13 мас. % полиметилметакрилата, толщина слоя 28 мкм.On coiled rolled steel according to a method similar to that specified in example 1, on both sides of the rolled steel was made a zinc layer with additives of 10 mass. % nickel. The layer thickness was 8 µm. In this case, the uniformity of the thickness of each layer and the difference in thickness between the layers did not exceed 20%. After passivation of the zinc layer, a primer layer with a thickness of 10 microns is made on top of it. The layer is made on the basis of a polyester resin with additives of 25 wt. % polyurethane resin and 4 wt. % methyl ethyl ketone peroxide. A protective polymer layer is made over the primer layer on both sides of the sheet. The protective polymer layer is made on the basis of the composition: 87 mass. % PVDF with the addition of 13 wt. % polymethyl methacrylate, layer thickness 28 microns.

Полученное покрытие имело следующие характеристики:The resulting coating had the following characteristics:

твердость по карандашу 2 Н;pencil hardness 2 N;

пластичность 0 Т;plasticity 0 T;

стойкость к растворителю МЭК 250 двойных проходов;solvent resistance IEC 250 double passes;

адгезия после вытяжки 0%;adhesion after drawing 0%;

прочность при обратном ударе 20 Дж;reverse impact strength 20 J;

прочность при растяжении по Эриксону не менее 7 мм;tensile strength according to Erickson not less than 7 mm;

коррозионная/химическая стойкость в камере солевого тумана в нейтральной среде - при испытаниях в течение 1500 ч не отмечено какой-либо коррозии и отслоений в области надреза,corrosion / chemical resistance in a salt spray chamber in a neutral environment - when tested for 1500 hours, no corrosion or delamination was noted in the notch area,

коррозионная/химическая стойкость в камере солевого тумана в кислой среде - при испытаниях в течение 24 ч отмечены признаки коррозии в области надреза без отслоений покрытия.Corrosion / chemical resistance in a salt spray chamber in an acidic environment - when tested for 24 hours, there were signs of corrosion in the notch area without coating delamination.

Пример 4.Example 4.

На рулонном стальном прокате по способу, аналогично указанному в примере 1, по обе стороны проката был выполнен цинковый слой с добавками 10 мас. % никеля. Толщина слоя составила 8 мкм. При этом равномерность толщины каждого слоя и разнотолщинность слоев между собой в ряде мест покрытия составляла (25-30)% за счет специально выполненных дефектов с обратной стороны цинкового покрытия. После пассивации цинкового слоя поверх него выполняют грунтовочный слой толщиной 10 мкм. Слой выполняют на основе полиэфирной смолы с добавками 25 мас. % полиуретановой смолы и 4 мас. % перекиси метилэтилкетона. По грунтовочному слою выполняют защитный полимерный слой с обеих сторон листа. Защитный полимерный слой выполнен на основе композиции: 87 мас. % ПВДФ с добавлением 13 мас. % полиметилметакрилата, толщина слоя 28 мкм.On coiled rolled steel according to a method similar to that specified in example 1, on both sides of the rolled steel was made a zinc layer with additives of 10 wt. % nickel. The layer thickness was 8 µm. In this case, the uniformity of the thickness of each layer and the difference in thickness of the layers among themselves in a number of places of the coating was (25-30)% due to specially made defects on the reverse side of the zinc coating. After passivation of the zinc layer, a primer layer with a thickness of 10 microns is made on top of it. The layer is made on the basis of a polyester resin with additives of 25 wt. % polyurethane resin and 4 wt. % methyl ethyl ketone peroxide. A protective polymer layer is made over the primer layer on both sides of the sheet. The protective polymer layer is made on the basis of the composition: 87 wt. % PVDF with the addition of 13 wt. % polymethyl methacrylate, layer thickness 28 microns.

Полученное покрытие имело следующие характеристики:The resulting coating had the following characteristics:

твердость по карандашу 2 Н;pencil hardness 2 N;

пластичность 1 Т;plasticity 1 T;

стойкость к растворителю МЭК 190-200 двойных проходов;solvent resistance IEC 190-200 double passes;

адгезия после вытяжки 0%;adhesion after drawing 0%;

прочность при обратном ударе 18 Дж;reverse impact strength 18 J;

прочность при растяжении по Эриксону 6 мм;tensile strength according to Erickson 6 mm;

Пример 5.Example 5.

На рулонном стальном прокате по способу, аналогично указанному в примере 1, по обе стороны проката был выполнен цинковый слой с добавками 10 мас. % никеля. Толщина слоя составила 8 мкм. При этом равномерность толщины каждого слоя и разнотолщинность слоев между собой не превышала 20%. После пассивации цинкового слоя поверх него выполняют грунтовочный слой толщиной 10 мкм. Слой выполняют на основе полиэфирной смолы с добавками 25 мас. % полиуретановой смолы и 4 мас. % перекиси метилэтилкетона. По грунтовочному слою с лицевой стороны листа выполняют защитный полимерный слой. Этот защитный полимерный слой выполнен на основе композиции: 87 мас. % ПВДФ с добавлением 13 мас. % полиметилметакрилата, толщина слоя 28 мкм. С обратной стороны выполняют слой следующего состава: 40 мас. % поливинилиденфторида, 30 мас. % акрилатов и 30 мас. % эпоксидной смолы. Толщина этого слоя составляла 10 мкм.On coiled rolled steel according to a method similar to that specified in example 1, on both sides of the rolled steel was made a zinc layer with additives of 10 wt. % nickel. The layer thickness was 8 µm. In this case, the uniformity of the thickness of each layer and the difference in thickness between the layers did not exceed 20%. After passivation of the zinc layer, a primer layer with a thickness of 10 microns is made on top of it. The layer is made on the basis of a polyester resin with additives of 25 wt. % polyurethane resin and 4 wt. % methyl ethyl ketone peroxide. A protective polymer layer is made on the primer layer on the front side of the sheet. This protective polymer layer is made on the basis of a composition: 87 wt. % PVDF with the addition of 13 wt. % polymethyl methacrylate, layer thickness 28 microns. On the reverse side, a layer of the following composition is performed: 40 wt. % polyvinylidene fluoride, 30 wt. % acrylates and 30 wt. % epoxy resin. The thickness of this layer was 10 µm.

Полученное покрытие имело следующие характеристики:The resulting coating had the following characteristics:

твердость по карандашу лицевого слоя 2 Н;pencil hardness of the face layer 2 N;

пластичность лицевого слоя 0 Т;plasticity of the face layer 0 T;

пластичность обратного слоя 0 Т;plasticity of the back layer 0 T;

стойкость к растворителю лицевого слоя МЭК 250 двойных проходов;solvent resistance of the face layer IEC 250 double passes;

стойкость к растворителю обратного слоя МЭК 170 двойных проходов;solvent resistance of the back layer IEC 170 double passes;

адгезия лицевого слоя после вытяжки 0%;adhesion of the face layer after drawing 0%;

прочность лицевого слоя при обратном ударе 20 Дж;the strength of the face layer at reverse impact is 20 J;

прочность обратного слоя при обратном ударе 15 Дж;the strength of the back layer at reverse impact is 15 J;

прочность при растяжении по Эриксону не менее 8 мм;tensile strength according to Erickson not less than 8 mm;

коррозионная/химическая стойкость в камере солевого тумана в нейтральной среде - при испытаниях в течение 1500 ч не отмечено какой-либо коррозии и отслоений в области надреза с лицевой стороны, на обратной стороне следы красной коррозии,corrosion / chemical resistance in a salt spray chamber in a neutral environment - when tested for 1500 hours, no corrosion and delamination was noted in the notch area on the front side, traces of red corrosion on the back side,

коррозионная/химическая стойкость в камере солевого тумана в кислой среде - при испытаниях в течение 24 ч на лицевой стороне отмечены признаки коррозии в области надреза без отслоений покрытия, а на обратной стороне помимо коррозии отмечено также отслоение по надрезу с распространением по площади покрытия до (3-4) мм.corrosion / chemical resistance in a salt fog chamber in an acidic environment - during tests for 24 hours on the front side there were signs of corrosion in the notch area without coating delamination, and on the back side, in addition to corrosion, there was also a notch delamination with propagation over the coating area up to (3 -4) mm.

Пример 6.Example 6.

На рулонном стальном прокате было выполнено комбинированное защитное покрытие аналогично указанному в примере 5. Все характеристики за исключением толщины и состава слоя на обратной стороне покрытия соответствовали значениям, указанным в примере 5. Состав слоя: 50 мас. % поливинилиденфторида, 40 масс. % акрилатов и 10 мас. % эпоксидной смолы. Толщина слоя составляла 35 мкм.A combined protective coating was made on rolled steel products similar to that indicated in example 5. All characteristics, except for the thickness and composition of the layer on the reverse side of the coating, corresponded to the values indicated in example 5. Layer composition: 50 wt. % polyvinylidene fluoride, 40 wt. % acrylates and 10 wt. % epoxy resin. The layer thickness was 35 µm.

Полученное покрытие имело следующие характеристики:The resulting coating had the following characteristics:

твердость по карандашу лицевого слоя 2 Н;pencil hardness of the face layer 2 N;

пластичность лицевого слоя 0 Т;plasticity of the face layer 0 T;

пластичность обратного слоя 0 Т;plasticity of the back layer 0 T;

стойкость к растворителю лицевого слоя МЭК 250 двойных проходов;solvent resistance of the face layer IEC 250 double passes;

стойкость к растворителю обратного слоя МЭК 190 двойных проходов;solvent resistance of the back layer IEC 190 double passes;

адгезия лицевого слоя после вытяжки 0%;adhesion of the face layer after drawing 0%;

прочность лицевого слоя при обратном ударе 18 Дж;the strength of the face layer at reverse impact is 18 J;

прочность обратного слоя при обратном ударе 17 Дж;the strength of the back layer at reverse impact is 17 J;

прочность при растяжении по Эриксону не менее 8 мм;tensile strength according to Erickson not less than 8 mm;

коррозионная/химическая стойкость в камере солевого тумана в нейтральной среде - при испытаниях в течение 1500 ч не отмечено какой-либо коррозии и отслоений в области надреза с лицевой стороны, на обратной стороне отсутствие следов коррозии; corrosion / chemical resistance in a salt spray chamber in a neutral environment - when tested for 1500 hours, no corrosion or delamination was noted in the area of the notch on the front side, on the back side there were no traces of corrosion;

коррозионная/химическая стойкость в камере солевого тумана в кислой среде - при испытаниях в течение 24 ч на лицевой стороне отмечены признаки коррозии в области надреза без отслоений покрытия, а на обратной стороне помимо коррозии отмечено также отслоение по надрезу с распространением по площади покрытия до 1 -2 мм.corrosion / chemical resistance in a salt fog chamber in an acidic environment - during tests for 24 hours on the front side there were signs of corrosion in the notch area without coating delamination, and on the back side, in addition to corrosion, there was also a notch delamination with spreading over the coverage area up to 1 - 2 mm.

Пример 7.Example 7.

На рулонном стальном прокате по способу, аналогично указанному в примере 1, по обе стороны проката был выполнен цинковый без добавок никеля. Толщина слоя составила 8 мкм. Равномерность толщины каждого слоя и разнотолщинность слоев между собой не превышала 20%. После пассивации цинкового слоя поверх него выполняют грунтовочный слой толщиной 10 мкм. Слой выполняют на основе полиэфирной смолы с добавками 25 мас. % полиуретановой смолы и 4 мас. % перекиси метилэтилкетона. По грунтовочному слою выполняют защитный полимерный слой с обеих сторон листа. Защитный полимерный слой выполнен на основе композиции: 87 мас. % ПВДФ с добавлением 13 мас. % полиметилметакрилата, толщина слоя 28 мкм.On coiled rolled steel according to a method similar to that indicated in example 1, on both sides of the rolled steel, zinc was made without nickel additions. The layer thickness was 8 µm. The uniformity of the thickness of each layer and the difference in thickness between the layers did not exceed 20%. After passivation of the zinc layer, a primer layer with a thickness of 10 μm is made on top of it. The layer is made on the basis of a polyester resin with additives of 25 wt. % polyurethane resin and 4 wt. % methyl ethyl ketone peroxide. A protective polymer layer is made over the primer layer on both sides of the sheet. The protective polymer layer is made on the basis of the composition: 87 wt. % PVDF with the addition of 13 wt. % polymethyl methacrylate, layer thickness 28 microns.

Полученное покрытие имело следующие характеристики:The resulting coating had the following characteristics:

твердость по карандашу 2 Н;pencil hardness 2 N;

пластичность 1 Т;plasticity 1 T;

стойкость к растворителю МЭК 240 двойных проходов;solvent resistance IEC 240 double passes;

адгезия после вытяжки 0%;adhesion after drawing 0%;

прочность при обратном ударе 20 Дж;reverse impact strength 20 J;

прочность при растяжении по Эриксону 7 мм;tensile strength according to Erickson 7 mm;

коррозионная/химическая стойкость в камере солевого тумана в нейтральной среде - при испытаниях в течение 1500 ч отмечена красная коррозии и отслоений в области надреза, уходящая под покрытие и отслоение покрытия по площади вдоль надреза до 40 мм,corrosion / chemical resistance in a salt fog chamber in a neutral environment - when tested for 1500 hours, red corrosion and delamination in the notch area was noted, extending under the coating and coating delamination along the area along the notch up to 40 mm,

коррозионная/химическая стойкость в камере солевого тумана в кислой среде - при испытаниях в течение 24 ч отмечены признаки коррозии в области надреза с отслоениями покрытия вдоль крестообразного надреза до 25 мм.corrosion / chemical resistance in a salt fog chamber in an acidic environment - during tests for 24 hours, signs of corrosion were noted in the notch area with coating delamination along a cruciform notch up to 25 mm.

Приведенные в примерах данные убедительно показывают высокие прочностные, коррозионностойкие и потребительские свойства заявляемого комбинированного защитного покрытия стального плоского проката с лицевой стороны. Эти свойства обеспечивают физико-химические и технологические свойства каждого из слоев, а также их совокупность. Это характеристики прочности и пластичности: прочность при изгибе и растяжении по Эриксону, что позволяет осуществлять операции механической переработки листа с покрытием путем изгиба и профилирования. Также покрытие имеет высокие значения характеристик, обеспечивающих потребительские качества: твердость по карандашу, стойкость к растворителю, адгезия после вытяжки, прочность при обратном ударе до 20 Дж. Эти высокие значения совместно с приведенными в примерах данными по коррозионной/химической стойкости в целом характеризуют заявляемое защитное покрытие на плоском стальном оцинкованном прокате как покрытие с повышенной химической стойкостью во влажных, водных средах, а также солевых средах, в частности, при повреждении внешнего полимерного слоя. Покрытие также имеет высокую механическую прочность, что обеспечивает возможность механической обработки стального проката с заявляемым покрытием с использованием операций изгиба и растяжения. Высокие характеристики лицевой стороны комбинированного покрытия дополняют достаточно хорошие технические и потребительские характеристики покрытия обратной стороны. Таким образом свойства покрытия с обеих сторон позволяют говорить о получении защитного покрытия с высокими потребительскими характеристиками для использования в условиях одностороннего агрессивного механического и химического воздействия.The data given in the examples convincingly show high strength, corrosion-resistant and consumer properties of the claimed combined protective coating of steel flat-rolled products from the front side. These properties provide the physicochemical and technological properties of each of the layers, as well as their combination. These are the characteristics of strength and ductility: bending and tensile strength according to Erickson, which allows the operation of mechanical processing of a coated sheet by bending and profiling. Also, the coating has high values of characteristics that provide consumer qualities: pencil hardness, solvent resistance, adhesion after drawing, strength in reverse impact up to 20 J. These high values, together with the data on corrosion / chemical resistance given in the examples, characterize the claimed protective coating on flat steel galvanized steel as a coating with increased chemical resistance in humid, aqueous media, as well as saline media, in particular, when the outer polymer layer is damaged. The coating also has high mechanical strength, which makes it possible to machine the rolled steel with the claimed coating using bending and stretching operations. The high characteristics of the front side of the combined coating complement the rather good technical and consumer characteristics of the back side coating. Thus, the properties of the coating on both sides allow us to speak about obtaining a protective coating with high consumer characteristics for use in conditions of one-sided aggressive mechanical and chemical action.

Таким образом, описанные примеры осуществления комбинированного двустороннего защитного покрытия стального плоского проката и приведенные в них данные убедительно доказывают реализацию заявленного назначения и достижения таким образом технического результата при осуществлении совокупности всех заявленных существенных признаков полезной модели.Thus, the described examples of the implementation of the combined double-sided protective coating of steel flat products and the data presented in them convincingly prove the implementation of the declared purpose and thus achieve the technical result when implementing the totality of all the declared essential features of the utility model.

Приведенные примеры не следует рассматривать как ограничивающие объем полезной модели. Напротив, возможны также варианты, модификации и эквиваленты описанного примера в пределах объема прав, изложенных в формуле полезной модели.The examples given should not be considered as limiting the scope of the utility model. On the contrary, variants, modifications and equivalents of the described example are also possible within the scope of the rights set forth in the claims of the utility model.

Приведенное выше описание заявляемой полезной модели, раскрытие его сущности и примеры позволяют также сделать вывод о реализации назначения полезной модели: «Комбинированное двустороннее защитное покрытие стального плоского проката». The above description of the claimed utility model, disclosure of its essence and examples also allow us to conclude that the purpose of the utility model is realized: "Combined double-sided protective coating of steel flat products."

Claims (1)

Плоский стальной прокат с многослойным защитным покрытием, содержащий цинковый гальванический слой, выполненный с обеих сторон плоского проката, пассивирующий слой, выполненный по поверхности цинкового гальванического слоя с обеих сторон упомянутого проката, грунтовочный слой, выполненный с обеих сторон указанного проката, и слой защитного полимерного материала на основе поливинилиденфторида, выполненный поверх грунтовочного слоя с лицевой стороны стального плоского проката, отличающийся тем, что цинковый гальванический слой дополнительно содержит от 2 мас.% до 20 мас.% Ni, толщина слоя составляет от 4 мкм до 12 мкм с каждой стороны, при этом разнотолщинность каждого слоя цинка и слоев между собой не превышает 20%, пассивирующий слой выполнен толщиной 1-2 мкм, грунтовочный слой выполнен толщиной 5-15 мкм, слой защитного полимерного материала с лицевой стороны выполнен толщиной 20-35 мкм на основе полимерной композиции с содержанием в ней от 85 мас.% до 90 мас.% поливинилиденфторида, при этом дополнительно с обратной стороны по грунтовочному слою выполнен слой защитного полимерного материала толщиной 10-35 мкм на основе композиции, состоящей из 40-50 мас.% поливинилиденфторида, 30-40 мас.% акрилатов и 10-30 мас.% эпоксидной смолы.Flat-rolled steel with a multilayer protective coating, containing a zinc galvanic layer made on both sides of flat-rolled products, a passivation layer made over the surface of a zinc galvanic layer on both sides of said rolled products, a primer layer made on both sides of said rolled products, and a layer of protective polymer material based on polyvinylidene fluoride, made on top of the primer layer on the front side of steel flat products, characterized in that the zinc galvanic layer additionally contains from 2 wt.% to 20 wt.% Ni, the layer thickness is from 4 microns to 12 microns on each side, with the difference in thickness of each zinc layer and layers between each other does not exceed 20%, the passivating layer is made with a thickness of 1-2 microns, the primer layer is made with a thickness of 5-15 microns, the layer of protective polymer material on the front side is made with a thickness of 20-35 microns based on a polymer composition with content in it from 85 wt.% to 90 wt.% polyvinylidene fluoride, pr and this additionally, on the reverse side of the primer layer, a layer of protective polymeric material with a thickness of 10-35 microns is made based on a composition consisting of 40-50 wt.% polyvinylidene fluoride, 30-40 wt.% acrylates and 10-30 wt.% epoxy resin.
RU2021128326U 2021-09-28 2021-09-28 Flat steel products with multilayer protective coating RU208467U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021128326U RU208467U1 (en) 2021-09-28 2021-09-28 Flat steel products with multilayer protective coating

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021128326U RU208467U1 (en) 2021-09-28 2021-09-28 Flat steel products with multilayer protective coating

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU208467U1 true RU208467U1 (en) 2021-12-21

Family

ID=80039600

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021128326U RU208467U1 (en) 2021-09-28 2021-09-28 Flat steel products with multilayer protective coating

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU208467U1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2410325A1 (en) * 1973-03-09 1974-09-12 Mecano Bundy Gmbh PROCEDURE FOR APPLYING PROTECTIVE COATS TO METAL OBJECTS
US5393611A (en) * 1991-11-21 1995-02-28 Ewald Dorken Ag Dip-coating method for protecting chromatized or passivated zinc coatings on steel or the like
RU97659U1 (en) * 2010-04-26 2010-09-20 Общество с ограниченной ответственностью "АвтоГал-М" NET FENCE PANEL
RU2402627C2 (en) * 2006-04-07 2010-10-27 Ниппон Стил Корпорейшн Procedure for submerged hot galvanising of steel sheet possessing excellent processability, chipping and slipperiness

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2410325A1 (en) * 1973-03-09 1974-09-12 Mecano Bundy Gmbh PROCEDURE FOR APPLYING PROTECTIVE COATS TO METAL OBJECTS
US5393611A (en) * 1991-11-21 1995-02-28 Ewald Dorken Ag Dip-coating method for protecting chromatized or passivated zinc coatings on steel or the like
RU2402627C2 (en) * 2006-04-07 2010-10-27 Ниппон Стил Корпорейшн Procedure for submerged hot galvanising of steel sheet possessing excellent processability, chipping and slipperiness
RU97659U1 (en) * 2010-04-26 2010-09-20 Общество с ограниченной ответственностью "АвтоГал-М" NET FENCE PANEL

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
https://regionvtormet.ru/okrashivanie/stal-otsinkovannaya-s-polimernym-pokrytiem-osobennosti-materiala-i-osnovnye-harakteristiki-oblast-primeneniya.html/, 18.12.2019. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100567176B1 (en) Composition for metal surface treatment and surface treated metallic material
JPS6033192B2 (en) Composite coated steel sheet with excellent corrosion resistance, paint adhesion, and paint corrosion resistance
JP4344222B2 (en) Chemical conversion metal plate
WO2010032702A1 (en) Aqueous solution for blackening chemical conversion treatment of zinc or zinc alloy surface and method for forming blackened antirust coating film using the aqueous solution for the treatment
EP1859930A1 (en) Surface-treated metallic material
JP2009299145A (en) Metal (hydro)oxide coated metallic material
JP5380033B2 (en) Painted metal material with excellent corrosion resistance and paint adhesion
RU208467U1 (en) Flat steel products with multilayer protective coating
RU2771927C1 (en) Flat steel products with multi-layer protective coating
JP4226770B2 (en) Metal surface treatment composition
RU2773199C1 (en) Multilayer double-sided protective coating of steel flat products
JP2001214283A (en) Surface treated galvanized steel sheet
JP2005068511A (en) Precoated steel sheet
JP5433950B2 (en) Metal paint
JP4449126B2 (en) Metal surface treatment composition
JP7169409B1 (en) Hexavalent chromium-free aqueous surface treatment liquid, surface treated metal and surface treatment method
JP5309648B2 (en) Painted metal parts
JP4864670B2 (en) Surface-treated metal plate and method for producing surface-treated metal plate
JP2011038138A (en) Painted metal material and housing made by using the same
JP6772943B2 (en) Painted steel plate
JP2004358801A (en) Coated steel panel
JPH0129874B2 (en)
JP2007262488A (en) Metal oxide (hydroxide) coated wire
JPH0153110B2 (en)
JPH0456798A (en) Production of chromated galvanized steel sheet excellent in resistance to corrosion and fingerprinting, coating suitability and surface color tone