RU2771927C1 - Flat steel products with multi-layer protective coating - Google Patents

Flat steel products with multi-layer protective coating Download PDF

Info

Publication number
RU2771927C1
RU2771927C1 RU2021128330A RU2021128330A RU2771927C1 RU 2771927 C1 RU2771927 C1 RU 2771927C1 RU 2021128330 A RU2021128330 A RU 2021128330A RU 2021128330 A RU2021128330 A RU 2021128330A RU 2771927 C1 RU2771927 C1 RU 2771927C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
layer
thickness
coating
protective
zinc
Prior art date
Application number
RU2021128330A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Василий Юрьевич Чернецов
Original Assignee
Василий Юрьевич Чернецов
Filing date
Publication date
Application filed by Василий Юрьевич Чернецов filed Critical Василий Юрьевич Чернецов
Application granted granted Critical
Publication of RU2771927C1 publication Critical patent/RU2771927C1/en

Links

Abstract

FIELD: polymer coatings.
SUBSTANCE: invention relates to protective multifunctional corrosion and chemical resistant polymer coatings on galvanized steel flat products. The flat rolled steel with a multilayer protective coating contains a zinc galvanic layer, made on both sides of the flat rolled product, a passivation layer, made on the surface of the zinc plating layer on both sides of the mentioned rolled product, a primer layer, made on the surface of the passivating layer on both sides of the said rolled product, and a layer a protective polymeric material based on polyvinylidene fluoride, made over a primer layer on the front side of steel flat products. Zinc electroplated layer additionally contains from 2 to 20 wt.% Ni, its thickness is from 4 to 12 mcm on each side. The difference in thickness of each zinc galvanized layer and layers among themselves does not exceed 20%. The passivating layer is made 1-2 mcm thick. The primer layer is made on the basis of polyester or polyurethane resin with a thickness of 5-15 microns. The layer of protective polymer material on the front side is made on the basis of a polymer composition containing from 85 to 90 wt.% polyvinylidene fluoride and has a thickness of 20-35 microns. On the reverse side of the primer layer, a protective layer 5-25 mcm thick is made based on epoxy resin.
EFFECT: expansion of the arsenal of technical means of double-sided protective coatings of steel flat products due to the production of flat steel products with a multilayer protective coating, which makes it possible to obtain high corrosion and chemical resistance along with the implementation of a combination of consumer properties with high values ​​of technical characteristics.
1 cl, 8 ex

Description

Изобретение 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 invention relates to the field of protective coatings on metal, and in particular to protective multifunctional corrosion and chemically 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 currently 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 a zinc coating is a hot method from a zinc melt. 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 machining of the sheet, in particular, profile rolling and bending. However, an alternative method of applying zinc coating is known - electrolytic. Coatings obtained by the electrolytic method are characterized by greater plasticity.

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 both on one side (single-sided coating) and on both sides of flat steel products (double-sided coating). The performance of such coatings depends on the conditions of subsequent operation of the coated product. One-sided coating is used in the case of a priority value of protection or appearance of only one side, for example, when the aggressive environment is only on one side. Such cases often occur in chemical industries. But even in such cases, some kind of protection is usually required on the reverse side of flat products. Therefore, coatings are often made in an asymmetric design in terms of the composition of the front and back sides of flat products. The front side of the coating is called the sides of 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 saves 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, 2006 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 colored coatings due to the pigmentation of the outer polymer layer. The fulfillment of 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 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, on top of a zinc layer, contains a primer layer with additives of corrosion inhibitors, as well as 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, 2006). The disadvantages of this coating are insufficient resistance to ultraviolet radiation (sunlight), mechanical stress, low corrosion resistance in a humid environment, as well as insufficient ductility 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 стали с поверхностным слоем из акрилового полимера, слой цинка которого содержит от 7 до 11 масс. % никеля (Публикация WIPO 2157208, МПК С23С 28/00, 2010 г.). Однако легирование расплава цинка никелем наряду с покрытием из акрилового полимера может приводить к понижению пластичности всего защитного слоя покрытия, что вызывает его растрескивание при механической обработке.Along with the high corrosion resistance of coatings on steel flat products, chemical resistance is also a demanded characteristic, in particular in environments with a shifted hydrogen index and salt 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 known layered coating of galvanized steel with a surface layer of acrylic polymer, the zinc layer which contains from 7 to 11 wt. % nickel (WIPO Publication 2157208, IPC C23C 28/00, 2010). However, alloying the zinc melt with nickel, along with an acrylic polymer coating, can lead to a decrease in the plasticity of the entire protective layer of the coating, which causes it to crack during machining.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому изобретению (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-polinernym-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 essential features to the claimed invention (prototype) is a technical solution, which is a steel sheet coated with zinc on both sides, front and back, followed by passivation, then a primer layer is made over 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 reverse side of the primer layer. The total thickness of the multilayer coating, on the one hand, is usually 35-90 microns -osobennosti-materiala-i-osnovnye-harakteristiki-oblast-primeneniya.html/ (accessed 09/10/2021)). The disadvantages of this technical solution are the insufficiently high chemical resistance of the front side coating in wet 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 low resistance to mechanical abrasion and other mechanical influences, and this type of coating is inferior to polyurethane coatings in UV resistance. Another disadvantage is the very low mechanical and corrosion-resistant characteristics of the reverse side paint layer.

Решаемой задачей (техническим результатом) заявляемого изобретения является расширение арсенала технических средств двусторонних защитных покрытий стального плоского проката за счет осуществления плоского стального проката с многослойным защитным покрытием, 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 invention is the expansion of the arsenal of technical means of double-sided protective coatings of steel flat products due to the implementation of flat steel products with a multilayer protective coating, which makes it possible to obtain high corrosion and chemical resistance along with the implementation of a combination of consumer properties with high values of technical characteristics. Such consumer properties are primarily: thickness of the zinc layer, thickness of the front coating, thickness of the coating on the reverse side, pencil hardness, ductility (flexural strength), resistance to MEK solvent, resistance to ultraviolet radiation (UV), adhesion after drawing , kickback strength, Erickson tensile strength, maximum temperature exposure.

Назначением изобретения является осуществление плоского стального проката с многослойным защитным покрытием. При этом под многослойным покрытием следует понимать 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 invention is the implementation of flat steel products with a multilayer protective coating. In this case, a multilayer coating should be understood as a 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 заявляемом изобретении 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 по поверхности пассивирующего слоя с обеих сторон указанного проката, и слой защитного полимерного материала на основе поливинилденфторида, выполненный поверх грунтовочного слоя с лицевой стороны стального плоского проката. Одновременно цинковый гальванический слой дополнительно содержит от 2 до 20 мас. % Ni, его толщина составляет от 4 до 12 мкм с каждой стороны, при этом разнотолщинность каждого цинкового гальванического слоя и слоев между собой не превышает 20%, пассивирующий слой выполнен толщиной 1-2 мкм, грунтовочный слой выполнен на основе полиэфирной или полиуретановой смолы, толщиной 5-15 мкм, слой защитного полимерного материала с лицевой стороны выполнен на основе полимерной композиции с содержанием в ней от 85 до 90 мас. % поливинилденфторида и имеет толщину 20-35 мкм, с обратной стороны по грунтовочному слою выполнен защитный слой толщиной 5-25 мкм на основе эпоксидной смолы.The specified technical result in the claimed invention is achieved through the implementation of flat steel products with a multilayer protective coating, containing a zinc electroplated layer made on both sides of the flat product, a passivation layer made on the surface of the zinc electroplated layer on both sides of the said product, a primer layer made according to surfaces of the passivating layer on both sides of said rolled products, and a layer of protective polymeric material based on polyvinylidene fluoride, made over the primer layer on the front side of steel flat products. Simultaneously zinc electroplated layer additionally contains from 2 to 20 wt. % Ni, its thickness is from 4 to 12 microns on each side, while the difference in thickness of each zinc electroplated layer and layers between them does not exceed 20%, the passivating layer is made 1-2 microns thick, the primer layer is made on the basis of polyester or polyurethane resin, 5-15 μm thick, the layer of protective polymeric material on the front side is made on the basis of a polymer composition with a content of 85 to 90 wt. % polyvinylidene fluoride and has a thickness of 20-35 microns, on the reverse side of the primer layer, a protective layer with a thickness of 5-25 microns based on epoxy resin is made.

Заявляемое изобретение имеет следующие, общие с ближайшим аналогом существенные признаки:The claimed invention 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.making a zinc galvanic layer on both sides of the flat rolled product, a passivation layer made on the surface of the zinc, a primer layer also made on both sides of the rolled product, and making a layer of protective polymeric material based on polyvinylidene fluoride over the primer layer on the front side of the rolled product.

Отличают заявляемое изобретение от прототипа следующие существенные признаки:The claimed invention is distinguished from the prototype by the following essential features:

- цинковый гальванический слой дополнительно содержит от 2 до 20 мас. % Ni, при этом его толщина составляет от 4 до 12 мкм с каждой стороны,- zinc electroplated layer additionally contains from 2 to 20 wt. % Ni, while its thickness is from 4 to 12 microns on each side,

- при этом разнотолщинность каждого цинкового гальванического слоя и слоев между собой не превышает 20%,- at the same time, the difference in thickness of each zinc galvanic layer and layers between themselves does not exceed 20%,

- пассивирующий слой выполнен толщиной 1-2 мкм,- the passivating layer is made 1-2 microns thick,

- грунтовочный слой выполнен на основе полиэфирной или полиуретановой смолы, толщиной 5-15 мкм,- the primer layer is made on the basis of polyester or polyurethane resin, 5-15 microns thick,

- слой защитного полимерного материала с лицевой стороны выполнен на основе полимерной композиции с содержанием в ней от 85 до 90 мас. % поливинилденфторида и имеет толщину 20-35 мкм,- a layer of protective polymeric material on the front side is made on the basis of a polymer composition containing from 85 to 90 wt. % polyvinylidene fluoride and has a thickness of 20-35 microns,

- с обратной стороны по грунтовочному слою выполнен защитный слой толщиной 5-25 мкм на основе эпоксидной смолы.- on the reverse side of the primer layer, a protective layer 5-25 microns thick based on epoxy resin is made.

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, because each of them is not contained in the totality of the 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 заявляемого изобретения далее приведены пояснения и уточнения, использованных выше понятий и терминов, а также раскрытие признаков изобретения с указанием причинно-следственных связей их осуществления.For an unambiguous and more complete understanding of the description of the claimed invention, the following are explanations and clarifications of the concepts and terms used above, as well as disclosure of the features of the invention, indicating the cause-and-effect relationships of their implementation.

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 of PVDF, while also observing the other above parameters, which contributes to an increase in chemical resistance of the coating in wet, 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 strengths.

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.The basis of the inventive concept of the claimed technical solution is the implementation of a corrosion-resistant protective coating on galvanized flat steel with the possibility of its machining using bending, profiling, stamping operations by increasing the corrosion resistance of the zinc layer, as well as maintaining/increasing the strength, ductility and consumer properties of the entire coatings.

Для осуществления указанного замысла слои покрытия выполняют по обе стороны плоского стального проката в следующем порядке:To implement this plan, the coating layers are performed on both sides of flat steel products 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 equal 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 thickness from the average specified value for this layer should also not exceed 20%. Breaks in the continuity of the layer are not allowed. Violation of the specified characteristics of continuity, uniformity of thickness, different thicknesses of layers leads to the appearance of additional stresses in the area of violations of continuity 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 до 20 масс. %. В таких сплавах никель находится преимущественно в виде интерметаллидов. При добавлении никеля к цинку в количестве менее 2 масс. % 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 масс. % 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 до 20 масс. % 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 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 to 20 wt. %. In such alloys, nickel is predominantly in the form of intermetallic compounds. When nickel is added to zinc in an amount of less than 2 wt. %, the corrosion resistance of the layer differs slightly from the resistance of the nickel-free layer and has no practical significance. When nickel is added to zinc in an amount of more than 20-22 wt. The % alloy layer becomes a cathode and the corrosion protection of steel by the electrochemical mechanism stops, which is undesirable in most cases. However, in the range of nickel content in the alloy in an amount of 2 to 20 wt. %, along with a protective electrochemical mechanism, the corrosion resistance in humid and aqueous environments monotonically increases, as well as the chemical resistance of relatively aggressive, for example, salt media. Along with this, an increase in the amount of Nickel in the alloy above the stated one leads to an increase in hardness and a decrease in ductility. The latter is also undesirable, because reduces the possibility of mechanical processing of rolled products, for example, bending. However, this disadvantage can be controlled by the amount of nickel addition, and can also be compensated for by increasing the strength and, at the same time, the plasticity of other coating layers. The thickness of each of the zinc layers varies from 4 to 12 microns. In the thickness of the electroplated zinc layer less than 4 μm, discontinuities occur in the layer and / or grain boundaries expand, which adversely affects the chemical resistance of the multilayer coating, in addition, such defects can lead to a violation of the continuity of the coating during its mechanical processing. An increase in the thickness of the zinc coating with nickel additives above 12 μm leads to a decrease in its plasticity, which again leads to a violation of the continuity of the coating during its machining.

2. Пассивирующий слой (конверсионное покрытие).2. Passivating 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 performed on the surface of the zinc layer to reduce the reactivity of the zinc surface in order to avoid undesirable interaction with the environment immediately before applying the polymer coating, as well as to reduce interaction with the components of the next layer. The passivating layer is mainly obtained by treating the surface of zinc with chromates to obtain an oxide-salt protective composition. The thickness of the conversion layer is 1-2 µm. When the layer thickness is less than 1 μm, its continuity is disturbed, 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 масс. % смол, 15-20 масс. % растворителя, 30-35 масс. % пигментов, до 5-8% масс. % 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 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 его полимеризации в специальных сушильных печах и при этом не приводит к улучшению характеристик покрытия.The layer is performed over the 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. As a polyester resin used terephthalic resin in a solution of styrene. It is also possible to make a layer based on a composition of polyester and melamine resins in various 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% of the mass. % hardener. The purpose of the layer is binding, i.e. increases the adhesion of the outer layer of the polymeric material to the zinc-based layer. The layer thickness usually ranges from 5 to 15 µm. With a layer thickness of less than 5 μm, in some cases, there is a violation of its continuity, which leads to a decrease in adhesion and strength of the polymer layer. In addition, the application of such a coating is technologically difficult under the conditions of a continuous process for obtaining a coating on rolled products. The implementation of a layer with a thickness of more than 15 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. 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 масс. % и полимерные акриловые смолы в количестве 10-15 масс. %. 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 on the primer layer. The composition of the layer is based on a polymer composition containing 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 understood to mean polymers of acrylic acid or its derivatives, for example polymers of methacrylic acid methyl ester or polymers of acrylic acid nitrile, as well as polymethyl methacrylate (PMMA). The layer is external and resists 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. Such properties are high strength and hardness, along with good plastic properties, high chemical and radiation resistance, and resistance to ultraviolet radiation. The high strength properties of the composition PVDF - acrylic resins at the specified values of the content allow you to obtain a synergistic effect of the strength of the coating 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 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, which is why it is called the front one. In addition to the main composition, the front polymer layer may contain pigments, modifiers, stabilizers, and other technological additives, depending on the purpose and operating conditions of the polymer layer. The decorative properties of the coating are expressed by a technical characteristic - the degree of gloss. The layer thickness usually ranges from 20 to 35 µm. With a layer thickness of less than 20 microns, the coating resistance to ultraviolet radiation is significantly reduced to RUV3-4, and cases of violation of its performance characteristics are noted, in particular, the strength decreases (according to Erickson to 6-8 mm), as well as solvent resistance to values MEK 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 the material to “boil up” during its polymerization in special drying ovens and, at the same time, does not lead to an improvement in the characteristics of the coating.

4.2. Внешний слой па обратной стороне покрытия.4.2. The outer layer on the reverse side 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, эпоксидной смолы, которую часто называют эмалью обратной стороны (ЭОС). Это делается по той причине, что прокат с полимерным покрытием, часто используется для изготовления сэндвич-панелей и один из слоев, в данном случае слой ЭОС на основе эпоксидных смол призван повысить адгезию к полиуретановому клею, который используют для склейки металла с утеплителем. В качестве утеплителей используют минеральную ват, а также пены с торговыми названиями, например - PIR, PUR, XPS.In many cases, the PVDF-based polymer layer is made only on one front side, on the back side, a layer based on other polymeric materials, for example, epoxy resin, which is often called reverse side enamel (EOS), is made. This is done because polymer-coated rolled products are often used for the manufacture of sandwich panels and one of the layers, in this case the EOS layer based on epoxy resins, is designed to increase adhesion to polyurethane adhesive, which is used to glue metal to insulation. As heaters, mineral wool is used, as well as foams with trade names, for example - PIR, PUR, XPS.

Выполнение слоя защитного полимерного материала на основе ПВДФ только с лицевой стороны покрытия используют и в других 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. Кроме того, выполнение ЭОС на основе эпоксидной смолы значительно удешевляет изделие. Слой ЭОС па обратной стороне выполняют на основе эпоксидной смолы толщиной от 5 до 25 мкм. При выполнении слоя в качестве эпоксидной смолы использовали продукты поликонденсации эпихлоргидрина с дифенилолпропаном в эквимолярном соотношении. В качестве отвердителей эпоксидной смолы использованы диамины, карбоновые кислоты или их ангидриды. В общем случае материал слоя содержит 30-35 масс. % эпоксидной смолы, 15-20 масс. % полиэфирной смолы, 25-35 масс. % пигментов, растворитель 15-20%, до 8-12% масс. % отвердителя. При толщине слоя менее 5 мкм в ряде случаев отмечается нарушение его сплошности, что приводит к снижению коррозионных свойств и прочности этого слоя. Кроме того, нанесение такого покрытия является технологически затруднительным в условиях непрерывного процесса получения покрытия на рулонном прокате. Выполнение слоя толщиной более 25 мкм показывает достаточно хорошие результаты по коррозионной стойкости для обратной стороны изделия.The implementation of a layer of protective polymeric material based on PVDF only on the front side of the coating is also used in other cases where protection from any aggressive impact is predominantly required on one side. Such cases occur, for example, in chemical enterprises. 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. In addition, the implementation of EOS based on epoxy resin significantly reduces the cost of the product. The EOS layer on the reverse side is made on the basis of epoxy resin with a thickness of 5 to 25 microns. When making the layer as an epoxy resin, the products of polycondensation of epichlorohydrin with diphenylolpropane in an equimolar ratio were used. Diamines, carboxylic acids or their anhydrides are used as epoxy resin hardeners. In general, the layer material contains 30-35 wt. % epoxy resin, 15-20 wt. % polyester resin, 25-35 wt. % pigments, solvent 15-20%, up to 8-12% wt. % hardener. With a layer thickness of less than 5 μm, in some cases, there is a violation of its continuity, which leads to a decrease in the corrosion properties and strength of this layer. In addition, the application of such a coating is technologically difficult under the conditions of a continuous process for obtaining a coating on rolled products. The implementation of a layer with a thickness of more than 25 microns shows quite good results in terms of corrosion resistance for the reverse side of the product.

Поверх полимерного покрытия часто наносят полиэтиленовую пленку толщиной от 30 до 150 мкм. Пленка может наносится холодным способом - холодное кэширование, 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.On top of the polymer coating is often applied a polyethylene film with a thickness of 30 to 150 microns. The film can be applied cold - cold caching, or hot - hot caching. The film is designed to protect the polymer coating during transportation, processing and installation of the resulting products. Other films and coatings can also be applied to the polymer coating for additional protection, such as 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 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. 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 various types and in various ways. The claimed technical solution is primarily intended for rolled steel. In this case, the coating is applied by the roller method or by the Coil Coating method. In this case, the coating is applied in a continuous technological cycle in stages, layer by layer. After obtaining a conversion coating by treating the surface of zinc with a solution of chromates and drying it at 50-60°C, a primer layer based on polyester or polyurethane resins is made. On the reverse side of the primer layer, a layer of EOS based on epoxy resin is applied. The primer layer and EOS are dried simultaneously or sequentially at 220-240°C. After that, a protective polymer layer based on a composition of PVDF with acrylic resins is performed, the latter is 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. However, other application methods are also possible, such as powder coating and manual application in the form of suspensions and emulsions (painting). The described method is also suitable for single-sided application of individual coating layers. In the latter case, it is possible to obtain asymmetric compositions of layers 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 protective layer described above on the front side of the coating has the following technical characteristics:

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

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

- толщина обратной стороны покрытия на основе эпоксидной смолы 5-25 мкм;- thickness of the reverse side of the coating based on epoxy resin 5-25 microns;

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

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

- стойкость к растворителю МЭК не менее 200 двойных проходов;- resistance to IEC solvent not less than 200 double passes;

- устойчивость к воздействию ультрафиолета не менее RUV 4;- resistance to ultraviolet radiation not less than RUV 4;

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

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

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

- максимальное температурное воздействие до 190-200°С,- maximum temperature effect up to 190-200°С,

- степень блеска выше не менее 70%.- the degree of gloss is higher than not less than 70%.

Заявляемое изобретение является техническим решением, т.к. представляет собой решение задачи достижения заявленного технического результата путем создания изделия, а именно, плоского стального проката с многослойным защитным покрытием, состоящего из послойно нанесенных слоев неорганического и органических материалов, технологически и химически связанных между собой. При этом совокупность существенных признаков данного изобретения - состав и последовательность слоев объединена единым творческим замыслом - созданием плоского стального проката с многослойным защитным покрытием 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 invention is a technical solution, because is a solution to the problem of achieving the claimed technical result by creating a product, namely, flat steel with a multilayer protective coating, consisting of layer-by-layer applied layers of inorganic and organic materials, technologically and chemically interconnected. At the same time, the set of essential features of this invention - the composition and sequence of layers - is united by a single creative idea - the creation of flat steel products with a multi-layer protective coating on galvanized flat steel products with the possibility of machining using bending, cutting, stamping and profiling operations by increasing corrosion resistance zinc layer, as well as maintaining / increasing the strength, plasticity and consumer properties of the entire coating.

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 изобретения используют устройства, детали и материалы, выпускаемые промышленностью и находящиеся в открытой продаже. Методами осуществления изобретения 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 currently widespread and can be performed at industrial enterprises with a continuous and periodic production cycle. In the implementation of the invention, devices, parts and materials produced by the industry and are on the open market are used. Methods for carrying out the invention can be rolling, electroplating, roller, manual and other methods of coating, as well as heating, calcining, drying. By means of implementation, 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 изобретения, а именно, расширение арсенала технических средств защитных покрытий стального плоского проката за счет осуществления плоского стального проката с многослойным защитным покрытием, 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 многослойным покрытием следует понимать 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 that are distinctive from the prototype, including their characteristics, ensures the implementation of the purpose of the invention, namely, the expansion of the arsenal of technical means of protective coatings for steel flat products due to the implementation of flat steel products with a multilayer protective coating, which makes it possible to obtain a high corrosion and chemical resistance along with the implementation of a combination of consumer properties with high values of technical characteristics. Such consumer properties are primarily: thickness of the zinc layer, thickness of the front coating, thickness of the back coating, pencil hardness, ductility (flexural strength), resistance to MEK solvent, resistance to ultraviolet radiation (UV), adhesion after drawing, strength kickback, Erickson tensile strength, maximum temperature exposure. Under the corrosion and chemical resistance, here, first of all, it is necessary to understand the resistance of the coating in wet and aqueous environments, as well as in saline environments. A multilayer coating should be understood as a 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 заявляемого изобретения, 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, заявляемое изобретение не известно из уровня техники.Thus, it is shown that the set of essential features of the claimed invention, which makes it possible to achieve the claimed technical result, differs from the set of essential features of analogues, a 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 claimed technical result is not known. In other words, the claimed invention is not known from the prior art.

В ходе изучения уровня техники многослойных защитных покрытий стального плоского проката не выявлены технические решения, существенные признаки которых по отдельности или в какой-либо совокупности совпадают с отличительными существенными признаками заявляемого изобретения и позволяют достичь заявляемого технического результата. Таким образом, подтверждено отсутствие известности влияния отличительных существенных признаков заявляемого изобретения на заявленный технический результат в данном случае на реализацию назначения изобретения.In the course of studying the state of the art of multilayer protective coatings of steel flat products, no technical solutions were identified, the essential features of which, individually or in any combination, coincide with the distinctive essential features of the claimed invention and allow the claimed technical result to be achieved. Thus, the lack of knowledge of the influence of the distinctive essential features of the claimed invention on the claimed technical result in this case on the implementation of the purpose of the invention is confirmed.

Следует также обратить внимание, что использование всей заявленной совокупности существенных признаков, в том числе совокупности отличительных признаков, для получения заявленного технического результата не следует явным образом для специалистов из уровня техники, т.к. не является объединением, изменением или совместным использованием сведений, содержащихся в уровне техники, и/или общих знаний специалиста. Другими словами получение плоского стального проката с многослойным защитным покрытием на стальном плоском прокате с высокой коррозионной и химической стойкостью, а также с осуществлением при этом совокупности указанных выше потребительских свойств с высокими значениями их технических характеристик за счет комбинационного решения - легирования цинка никелем в заявленном соотношении и выполнение внешнего полимерного слоя на основе поливинилиденфторидной смолы в заявленном составе и соотношении ингредиентов, а также при выполнении условий равномерности и разнотолщинности цинкового слоя не известно из уровня техники и не очевидно для специалиста. При этом в качестве достижения высоких значений технических характеристик потребительских свойств следует принимать значения следующих характеристик:It should also be noted that the use of the entire claimed set of essential features, including the set of distinctive features, to obtain the claimed technical result does not follow explicitly for specialists from the prior art, because is not a combination, modification or sharing of the information contained in the prior art, and / or the general knowledge of a specialist. In other words, obtaining flat steel products with a multilayer protective coating on steel flat products with high corrosion and chemical resistance, as well as with the implementation of the combination of the above consumer properties with high values of their technical characteristics due to a combination solution - alloying zinc with nickel in the stated ratio and the implementation of the outer polymer layer based on polyvinylidene fluoride resin in the claimed composition and ratio of ingredients, as well as under the conditions of uniformity and thickness variation of the zinc layer, is not known from the prior art and is not obvious to a specialist. At the same time, in order to achieve high values of technical characteristics of consumer properties, the values of the following characteristics should be taken:

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. Значения этих характеристик были приведены выше при раскрытии признаков изобретения. Под коррозионной и химической стойкостью здесь прежде всего следует понимать стойкостью покрытия во влажных и водных средах, а также в солевых средах.zinc layer thickness, topcoat thickness, backcoat thickness, pencil hardness, ductility (bending strength), MEK solvent resistance, UV (UV) resistance, draw adhesion, kickback strength, tensile strength according to Erickson, the maximum temperature effect. The values of these characteristics have been given above in the disclosure of the features of the invention. Under corrosion and chemical resistance here, first of all, it is necessary to understand the resistance of the coating in wet and aqueous environments, as well as in saline environments.

Заявляемое изобретение осуществляют следующим образом.The claimed invention is carried out as follows.

Согласно изобретению, защитное покрытие стального плоского проката является 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 до 20 масс. % Ni. Слой выполняют путем гальваностегии. Он также является плоским и выполнен по обе стороны плоского проката, толщина слоя составляет от 4 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 масс. % и полимерные акриловые смолы в количестве 10-15 масс. %. По грунтовочному слою обратной стороны выполнен внешний полимерный слой покрытия или ЭОС на основе эпоксидной смолы толщиной от 5 до 25 мкм. Поверх полимерных слоев для дополнительной защиты можно выполнить защитный слой, например, алкидного лака.According to the invention, the protective coating of steel flat products is multi-layer and is made on both sides of the flat products. The coating is made in layers. The first layer, made on flat rolled products, is a zinc-based layer with additives from 2 to 20 wt. % Ni. The layer is performed by electroplating. It is also flat and is made on both sides of the flat products, the thickness of the layer is from 4 to 12 microns on each side. In this case, the difference in thickness between 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 active zinc from interacting with the surrounding atmosphere and organic substances of the primer layer. Then, a primer layer with a thickness of 5-15 μm is applied over the passivated layer, consisting of a composition based on polyester and/or polyurethane resins. On the primer layer of the front side, an outer polymeric layer of a protective coating is made based on a composition containing polyvinylidene fluoride (PVDF) in an amount of 85-90 wt. % and polymeric acrylic resins in the amount of 10-15 wt. %. On the primer layer of the reverse side, an outer polymeric coating layer or EOS based on epoxy resin with a thickness of 5 to 25 microns is made. On top of the polymer layers for additional protection, you can make a protective layer, for example, alkyd varnish.

Все слои покрытия выполняют последовательно преимущественно валковым методом для рулонного проката и ручным, электростатическим методами, а также распылением для листового и другого проката.All coating layers are performed sequentially mainly by the roller method for rolled products and by manual, electrostatic methods, as well as by spraying for sheet and other 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 obtaining the conversion coating by treating the zinc surface with a solution of chromates and drying it at 50-60°C. perform a primer layer based on polyester or polyurethane resins. On the reverse side, a layer of EOS based on epoxy resin is applied over the primer layer. The primer layer and EOS are dried simultaneously or sequentially at 220-240°C. After that, a protective polymer layer based on a composition of PVDF 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.Coating Examples.

Для подтверждения осуществления заявленного технического решения были выполнены ряд испытаний изделия, результаты которых приведены в ниже приведенных примерах.To confirm the implementation of the claimed technical solution, a series of product tests were performed, the results of which are given in the examples below.

Во всех примерах общими условиями получения покрытия были следующие:In all examples, the general conditions for obtaining coverage 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 cn;

- 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/dm2, concentration of zinc sulfate 120 g/l, nickel sulfate 150 g/l;

- поверхности цинка были пассивированы 15 масс. % раствором бихромата натрия, при рН=1,8 с последующей сушкой при 50-толщина конверсионного слоя 1-2 мкм;- zinc surfaces were passivated 15 wt. % solution of sodium dichromate, 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 масс. % полиуретановой смолы и 4 масс. % 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 was applied by the roller method, consisting of a polyester resin with additives of 20 wt. % polyurethane resin and 4 wt. % methyl ethyl ketone peroxide, terephthalic resin was used as a polyester resin, the solvent was 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 масс. % ПВДФ с добавками полиметилметакрилата (ПММА), закрепление слоя осуществляли в сушильной печи при температуре 245-250°С;- a layer of protective polymeric material made on the basis of a composition containing 85-90 wt. % PVDF with additions of polymethyl methacrylate (PMMA), the fixing of the layer was carried out 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 ТЮг в количестве 8 масс. % и микротальк (Al2O3 в количестве 2 масс. %, SiO2 в количестве 2,5 масс. %, MgO, Fe2O3, СаО в количестве 0,05-0,15 масс. % каждый), растворитель бутилдигликольацетат;- a layer of protective polymeric material made on the basis of the PVDF-PMMA composition additionally contains powder fillers TiOg in the 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), solvent butyl diglycol acetate;

- слой на основе эпоксидной смолы или ЭОС выполнен продуктами поликонденсации эпихлоргидрина с дифенилолпропаном, в качестве отвердителей использованы карбоновые кислоты, покрытие отверждают при температуре 230-235°С.- a layer based on epoxy resin or EOS is made by the products of polycondensation of epichlorohydrin with diphenylolpropane, carboxylic acids are used as hardeners, the coating is cured at a temperature of 230-235°C.

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 rolled products with different contents of ingredients in the coating layers and different thicknesses of the coating layers were obtained. 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, 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 medium at pH=3. The resistance was evaluated by the presence of corrosion and the condition of the coating in the region of a cross-shaped notch 110×110 mm on samples 150×70 mm in size. Atmospheric pressure, temperature 25°C. A cruciform incision 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 масс. %). 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 масс. % полиуретановой смолы и 4 масс. % перекиси метилэтилкетона. По грунтовочному слою выполняют защитный полимерный слой с обеих сторон листа. Защитный полимерный слой выполнен на основе композиции: 85 масс. % ПВДФ с добавлением 15 масс. % 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 product, a zinc layer 4 μm thick was made with nickel additives 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 polyester resin with additives of 20 wt. % polyurethane resin and 4 wt. % methyl ethyl ketone peroxide. A protective polymer layer is made along 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 µm. Thus, in this example, a double-sided symmetrical coating with outer layers based on PVDF was used. This coating is the base 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;- strength under reverse impact 20 J;

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

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

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

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 масс. % 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 масс. % полиуретановой смолы и 5 масс. % перекиси метилэтилкетона. По грунтовочному слою выполняют защитный полимерный слой с обеих сторон листа. Защитный полимерный слой выполнен на основе композиции: 90 масс. % ПВДФ с добавлением 10 масс. % полиметилметакрилата, толщина слоя 35 мкм. И в данном случае осуществленоOn rolled steel according to the method similar to that specified in example 1, on both sides of the rolled zinc layer was made 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 15 µm thick is made on top of it. The layer is made on the basis of polyester resin with additives of 30 wt. % polyurethane resin and 5 wt. % methyl ethyl ketone peroxide. A protective polymer layer is made along 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 µm. And in this case carried out

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;- strength under reverse impact 20 J;

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

- коррозионная/химическая стойкость в камере солевого тумана в нейтральной среде - при испытаниях в течение 1500 часов 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 and delamination was noted in the notched area,

- коррозионная/химическая стойкость в камере солевого тумана в кислой среде - при испытаниях в течение 24 часов 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 notched area.

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 масс. % полиуретановой смолы и 4 масс. % 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 масс. % полиметилметакрилата, толщина слоя 28 мкм.On rolled steel according to the method similar to that specified in example 1, on both sides of the rolled zinc layer was made 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 10 µm thick is made on top of it. The layer is made on the basis of polyester resin with additives of 25 wt. % polyurethane resin and 4 wt. % methyl ethyl ketone peroxide. A protective polymer layer is made along 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 µm.

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;- strength under reverse impact 20 J;

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

- коррозионная/химическая стойкость в камере солевого тумана в нейтральной среде - при испытаниях в течение 1500 часов 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 and delamination was noted in the notched area,

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

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 масс. % 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 масс. % полиуретановой смолы и 4 масс. %) 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 масс. % полиметилметакрилата, толщина слоя 28 мкм.On rolled steel according to the method similar to that specified in example 1, on both sides of the rolled zinc layer was made with additives of 10 wt. % nickel. The layer thickness was 8 μm. At the same time, the uniformity of the thickness of each layer and the difference in thickness between the layers 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 10 µm thick is made on top of it. The layer is made on the basis of polyester resin with additives of 25 wt. % polyurethane resin and 4 wt. %) methyl ethyl ketone peroxide. A protective polymer layer is made along 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 µm.

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;- strength at reverse impact 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 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 масс. % полиуретановой смолы и 4 масс. % перекиси метилэтилкетона. По грунтовочному слою с лицевой стороны листа выполняют защитный полимерный слой. Этот защитный полимерный слой выполнен на основе композиции: 87 масс. % ПВДФ с добавлением 13 масс. % полиметилметакрилата, толщина слоя 28 мкм. С обратной стороны выполняют слой на основе эпоксидной смолы или ЭОС, состоящий из продуктов поликонденсации эпихлоргидрина с дифенилолпропаном с добавками 5 масс. % карбоновых кислот. Толщина этого слоя составляла 15 мкм.On rolled steel according to the method similar to that specified in example 1, on both sides of the rolled zinc layer was made 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 10 µm thick is made on top of it. The layer is made on the basis of polyester resin with additives of 25 wt. % polyurethane resin and 4 wt. % methyl ethyl ketone peroxide. A protective polymer layer is made along the primer layer on the front side of the sheet. This protective polymer layer is based on the composition: 87 wt. % PVDF with the addition of 13 wt. % polymethyl methacrylate, layer thickness 28 µm. On the reverse side, a layer based on epoxy resin or EOS is made, consisting of the products of polycondensation of epichlorohydrin with diphenylolpropane with the addition of 5 wt. % carboxylic acids. The thickness of this layer was 15 μm.

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

- твердость по карандашу лицевого слоя 2 Н;- pencil hardness of the front layer 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 18 Дж;- strength at reverse impact 18 J;

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

- коррозионная/химическая стойкость в камере солевого тумана в нейтральной среде - при испытаниях в течение 1500 часов не отмечено какой-либо коррозии и отслоений в области надреза ни с лицевой, ни с обратной стороны,- corrosion / chemical resistance in a salt spray chamber in a neutral environment - when tested for 1500 hours, no corrosion and delamination were noted in the notch area, either from the front or from the back,

- коррозионная/химическая стойкость в камере солевого тумана в кислой среде - при испытаниях в течение 24 часов на лицевой стороне отмечены признаки коррозии в области надреза без отслоений покрытия, а на обратной стороне помимо коррозии отмечено также отслоение по надрезу без распространения по площади покрытия.- corrosion/chemical resistance in a salt spray chamber in an acidic environment - when tested for 24 hours, the front side showed signs of corrosion in the notch area without peeling of the coating, and on the reverse side, in addition to corrosion, there was also peeling along the notch without spreading over the coating area.

Пример 6.Example 6

На рулонном стальном прокате было выполнено защитное покрытие аналогично указанному в примере 5. Все характеристики за исключением толщины слоя на основе эпоксидной смолы на обратной стороне покрытия соответствовали значениям, указанным в примере 5. Толщина слоя на основе эпоксидной смолы составляла 5 мкм.A protective coating was applied to the rolled steel as in example 5. All characteristics except for the thickness of the epoxy layer on the reverse side of the coating corresponded to the values indicated in example 5. The thickness of the epoxy layer was 5 μm.

Полученное покрытие на лицевой стороне имело следующие характеристики:The resulting coating on the front side had the following characteristics:

- твердость по карандашу лицевого слоя 2 Н;- pencil hardness of the front layer 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 17 Дж;- strength at reverse impact 17 J;

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

- коррозионная/химическая стойкость в камере солевого тумана в нейтральной среде - при испытаниях в течение 1500 часов не отмечено какой-либо коррозии и отслоений в области надреза ни с лицевой, ни с обратной стороны,- corrosion / chemical resistance in a salt spray chamber in a neutral environment - when tested for 1500 hours, no corrosion and delamination were noted in the notch area, either from the front or from the back,

- коррозионная/химическая стойкость в камере солевого тумана в кислой среде - при испытаниях в течение 24 часов на лицевой стороне отмечены признаки коррозии в области надреза без отслоений покрытия, а на обратной стороне помимо коррозии отмечено также отслоение по надрезу без распространения по площади покрытия на 4-5 мм.- corrosion/chemical resistance in a salt spray chamber in an acidic environment - when tested for 24 hours, the front side shows signs of corrosion in the notch area without delamination of the coating, and on the reverse side, in addition to corrosion, there is also delamination along the notch without spreading over the coating area by 4 -5 mm.

Пример 7.Example 7

На рулонном стальном прокате было выполнено защитное покрытие аналогично указанному в примере 5. Все характеристики за исключением толщины слоя на основе эпоксидной смолы на обратной стороне покрытия соответствовали значениям, указанным в примере 5. Толщина слоя на основе эпоксидной смолы составляла 25 мкм.A protective coating was applied to the steel coils as described in Example 5. All characteristics except for the thickness of the epoxy layer on the reverse side of the coating corresponded to the values indicated in Example 5. The thickness of the epoxy layer was 25 µm.

Полученное покрытие на лицевой стороне имело следующие характеристики:The resulting coating on the front side had the following characteristics:

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

- пластичность 1 Т;- plasticity 1 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;- strength under reverse impact 20 J;

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

- коррозионная/химическая стойкость в камере солевого тумана в нейтральной среде - при испытаниях в течение 1500 часов не отмечено какой-либо коррозии и отслоений в области надреза ни с лицевой, ни с обратной стороны,- corrosion / chemical resistance in a salt spray chamber in a neutral environment - when tested for 1500 hours, no corrosion and delamination were noted in the notch area, either from the front or from the back,

- коррозионная/химическая стойкость в камере солевого тумана в кислой среде - при испытаниях в течение 24 часов на лицевой стороне отмечены признаки коррозии в области надреза без отслоений покрытия, а на обратной стороне помимо коррозии отмечено также отслоение по надрезу без распространения по площади покрытия на 2-3 мм.- corrosion/chemical resistance in a salt spray chamber in an acidic environment - when tested for 24 hours, the front side shows signs of corrosion in the notch area without delamination of the coating, and on the reverse side, in addition to corrosion, there is also delamination along the notch without spreading over the coating area by 2 -3 mm.

Пример 8.Example 8

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 масс. % полиуретановой смолы и 4 масс. % 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 масс. % полиметилметакрилата, толщина слоя 28 мкм.On rolled steel according to the method similar to that specified in example 1, on both sides of the rolled zinc was made without nickel additives. 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 10 µm thick is made on top of it. The layer is made on the basis of polyester resin with additives of 25 wt. % polyurethane resin and 4 wt. % methyl ethyl ketone peroxide. A protective polymer layer is made along 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 µm.

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;- strength under reverse impact 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 часов 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 spray chamber in a neutral environment - when tested for 1500 hours, red corrosion and delamination in the notch area was noted, going under the coating and delamination of the coating 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 часов отмечены признаки коррозии в области надреза с отслоениями покрытия вдоль крестообразного надреза до 25 мм.- corrosion/chemical resistance in a salt spray chamber in an acidic environment - when tested for 24 hours, signs of corrosion were noted in the notch area with peeling of the coating along the cruciform notch up to 25 mm.

Приведенные в примерах данные убедительно показывают высокие прочностные, коррозионностойкие и потребительские свойства заявляемого плоского стального проката с многослойным защитным покрытием 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 защитного 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 the high strength, corrosion-resistant and consumer properties of the inventive flat steel products with a multilayer protective coating on the front side. These properties provide the physicochemical and technological properties of each of the layers, as well as their combination. These are strength and ductility characteristics: Erickson's flexural and tensile strength, which allows the machining operations of the coated sheet by bending and profiling. The coating also has high values of characteristics that provide consumer qualities: pencil hardness, solvent resistance, adhesion after drawing, impact strength up to 20 J. These high values, together with the data on corrosion / chemical resistance given in the examples, generally characterize the claimed protective coating on flat galvanized steel as a coating with increased chemical resistance in humid, aqueous and saline environments, in particular, when the outer polymer layer is damaged. The coating also has high mechanical strength, which makes it possible to machine rolled steel with the inventive coating using bending and stretching operations. The high characteristics of the front side of the protective coating complement the rather good technical and consumer characteristics of the reverse side coating. Thus, the properties of the coating on both sides make it possible to speak of obtaining a protective coating with high consumer characteristics for use in conditions of one-sided aggressive mechanical and chemical impact.

Таким образом, описанные примеры осуществления 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 изобретения.Thus, the described examples of the implementation of a double-sided protective coating of steel flat products and the data given in them convincingly prove the implementation of the stated purpose and thus the achievement of a technical result when implementing the totality of all the claimed essential features of the invention.

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

Приведенное выше описание заявляемого изобретения, раскрытие его сущности и примеры позволяют также сделать вывод о реализации назначения изобретения: «Плоский стальной прокат с многослойным защитным покрытием».The above description of the claimed invention, the disclosure of its essence and examples also allow us to conclude that the purpose of the invention is realizing: "Flat steel with a multilayer protective coating."

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 по поверхности пассивирующего слоя с обеих сторон указанного проката, и слой защитного полимерного материала на основе поливинилденфторида, выполненный поверх грунтовочного слоя с лицевой стороны стального плоского проката, отличающийся тем, что цинковый гальванический слой дополнительно содержит от 2 до 20 мас. % Ni, его толщина составляет от 4 до 12 мкм с каждой стороны, при этом разнотолщинность каждого цинкового гальванического слоя и слоев между собой не превышает 20%, пассивирующий слой выполнен толщиной 1-2 мкм, грунтовочный слой выполнен на основе полиэфирной или полиуретановой смолы толщиной 5-15 мкм, слой защитного полимерного материала с лицевой стороны выполнен на основе полимерной композиции с содержанием в ней от 85 до 90 мас. % поливинилденфторида и имеет толщину 20-35 мкм, с обратной стороны по грунтовочному слою выполнен защитный слой толщиной 5-25 мкм на основе эпоксидной смолы.Flat rolled steel with a multilayer protective coating, containing a zinc galvanic layer made on both sides of the flat rolled product, a passivation layer made on the surface of the zinc plating layer on both sides of the said rolled product, a primer layer made on the surface of the passivating layer on both sides of the said rolled product, and a layer of protective polymeric material based on polyvinylidene fluoride, made over the primer layer on the front side of steel flat products, characterized in that the zinc plating layer additionally contains from 2 to 20 wt. % Ni, its thickness is from 4 to 12 microns on each side, while the difference in thickness of each zinc electroplated layer and layers between them does not exceed 20%, the passivating layer is made with a thickness of 1-2 microns, the primer layer is made on the basis of polyester or polyurethane resin with a thickness 5-15 microns, the layer of protective polymeric material on the front side is made on the basis of a polymer composition with a content of 85 to 90 wt. % polyvinylidene fluoride and has a thickness of 20-35 microns, on the reverse side of the primer layer, a protective layer with a thickness of 5-25 microns based on epoxy resin is made.
RU2021128330A 2021-09-28 Flat steel products with multi-layer protective coating RU2771927C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2771927C1 true RU2771927C1 (en) 2022-05-13

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2747892B1 (en) * 1977-10-26 1979-03-15 Basf Farben & Fasern Coating compound
RU29531U1 (en) * 2003-02-27 2003-05-20 Закрытое акционерное общество "Патентные услуги" Polymer Coated Sheet Metal Processing Line
ZA200205289B (en) * 1999-12-17 2003-07-28 Chemetall Gmbh Method for producing coated metal surfaces and the use of said metal surfaces.
RU2677557C1 (en) * 2015-03-31 2019-01-17 Арселормиттал Panel for vehicle comprising coated steel sheet reinforced in places
RU2727391C1 (en) * 2020-02-03 2020-07-21 Публичное Акционерное Общество "Новолипецкий металлургический комбинат" Method of producing corrosion-resistant painted rolled steel with zinc-aluminum-magnesium coating

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2747892B1 (en) * 1977-10-26 1979-03-15 Basf Farben & Fasern Coating compound
ZA200205289B (en) * 1999-12-17 2003-07-28 Chemetall Gmbh Method for producing coated metal surfaces and the use of said metal surfaces.
RU29531U1 (en) * 2003-02-27 2003-05-20 Закрытое акционерное общество "Патентные услуги" Polymer Coated Sheet Metal Processing Line
RU2677557C1 (en) * 2015-03-31 2019-01-17 Арселормиттал Panel for vehicle comprising coated steel sheet reinforced in places
RU2727391C1 (en) * 2020-02-03 2020-07-21 Публичное Акционерное Общество "Новолипецкий металлургический комбинат" Method of producing corrosion-resistant painted rolled steel with zinc-aluminum-magnesium coating

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
JP6014005B2 (en) Black painted metal plate
JP4850971B2 (en) Surface-treated metal plate
JP2009299145A (en) Metal (hydro)oxide coated metallic material
JP5380033B2 (en) Painted metal material with excellent corrosion resistance and paint adhesion
RU2771927C1 (en) Flat steel products with multi-layer protective coating
CN101680095A (en) Non-chromium containing black multi-layer coatings
RU2773199C1 (en) Multilayer double-sided protective coating of steel flat products
RU208467U1 (en) Flat steel products with multilayer protective coating
JP4873974B2 (en) Pre-coated metal plate and manufacturing method thereof
JP2001192852A (en) Metallic surface treating composition
JP5433950B2 (en) Metal paint
JPH11140665A (en) Coated steel sheet excellent in edge face corrosion resistance and its production
KR100492845B1 (en) Melt Aluminium Plated Steel Sheet with High Corrosion-Resistant Coatings and Method of Producing Same
JP7169409B1 (en) Hexavalent chromium-free aqueous surface treatment liquid, surface treated metal and surface treatment method
JP2001247980A (en) Hexavalent chromium-free precoated steel sheet excellent in corrosion resistance
JP5309648B2 (en) Painted metal parts
JP4280658B2 (en) Clear painted stainless steel sheet with excellent coating adhesion
JP2011038138A (en) Painted metal material and housing made by using the same
Yamashita et al. Development of new 55% Al-Zn alloy coated steel sheets with excellent corrosion resistance and formability,“SUPER GENIUS” and “GALFLEX-COLOR”
KR20150112516A (en) Primer for color steel sheet and method of manufacturing color steel sheet using the same
KR940014904A (en) Manufacturing method of coated steel sheet with excellent paint adhesion, processability and corrosion resistance
CN112281148A (en) Metal surface treating agent
JP2001129475A (en) Multilayer-coated steel plate
JPH07124521A (en) Resin coated steel plate for coating exterior building material