Các loại lớp phủ công nghiệp: Tính chất, quy trình và lợi ích của chúng

Lớp phủ công nghiệp là gì?

Lớp phủ công nghiệp là lớp vật liệu đặc biệt được phủ lên bề mặt của một bộ phận để bảo vệ, trang trí và cải thiện/thêm chức năng. Chức năng phổ biến nhất của lớp phủ bề mặt công nghiệp là bảo vệ bộ phận cuối cùng khỏi bị mài mòn, ăn mòn hoặc bức xạ UV.

Các loại lớp phủ công nghiệp này đóng vai trò quan trọng sau khi hoàn thiện trong các ngành sản xuất, xây dựng, ô tô, hàng không vũ trụ và hàng hải.

Các loại sơn công nghiệp

Nhiều quy trình phủ công nghiệp được sử dụng trong lĩnh vực sản xuất linh kiện. Phần này sẽ giới thiệu những quy trình, vật liệu tương thích, lợi ích và hạn chế phổ biến.

Lớp phủ Epoxy

Lớp phủ Epoxy là ứng dụng của lớp phủ epoxy được tạo ra bởi nhựa và chất làm cứng lên một bộ phận. Bộ phận cuối cùng có tính chất cơ học và khả năng chống hóa chất tốt hơn. Lớp phủ Epoxy phổ biến trong các môi trường công nghiệp, thương mại và dân dụng.

Vật liệu được hỗ trợ bởi lớp phủ Epoxy

Epoxy tương thích với kim loại, nhựa, gỗ, gạch, gốm sứ và bê tông. Tuy nhiên, lớp phủ không bám dính vào silicon, vinyl, cao su, giấy dầu và sáp.

Tính chất của lớp phủ Epoxy

• Độ bền cao : Các bộ phận được phủ Epoxy có độ bền tốt hơn do độ cứng và khả năng chống mài mòn được cải thiện.
• Khả năng chống hóa chất : Lớp phủ epoxy có khả năng chống hóa chất tuyệt vời, bao gồm axit, kiềm, dung môi và các sản phẩm dầu mỏ.
• Độ ổn định nhiệt : Các bộ phận được phủ này có độ ổn định nhiệt cao với nhiệt độ hoạt động tối đa từ 71°C đến 300°C, cho phép chúng hoạt động mà không bị suy giảm.
• Khả năng chống ăn mòn cao : Lớp phủ Epoxy không thấm nước, tác nhân gây ra hiện tượng ăn mòn.
• Tính linh hoạt về mặt thẩm mỹ : Quá trình phủ có nhiều màu sắc và lớp hoàn thiện khác nhau, đáp ứng nhiều nhu cầu thẩm mỹ khác nhau.

Lớp phủ Epoxy hoạt động như thế nào?

Sau khi chuẩn bị bề mặt, bao gồm việc làm sạch chất nền để loại bỏ các chất gây ô nhiễm như bụi, dầu và mỡ, hãy trộn nhựa và chất làm cứng theo hướng dẫn của nhà sản xuất. Thoa hỗn hợp lên bề mặt bộ phận bằng cọ hoặc và làm cứng bộ phận được phủ epoxy để làm cứng lớp phủ.

Ứng dụng:

• Lớp phủ khung gầm ô tô, lớp phủ linh kiện động cơ;
• Thân tàu biển, sàn tàu thuyền;
• Cánh máy bay, phần thân máy bay;
• Lớp phủ bảng mạch, cách điện linh kiện điện tử;
• Bên trong và bên ngoài đường ống dẫn dầu và bể chứa.

Lợi ích:

• Bảo vệ lâu dài chống lại sự mài mòn, va đập và trầy xước;
• Khả năng chống chịu tốt với nhiều loại hóa chất;
• Có sẵn nhiều màu sắc và kiểu hoàn thiện khác nhau;
• Tương thích với kim loại, bê tông, nhựa và gỗ.

Hạn chế

• Yêu cầu chuẩn bị bề mặt cẩn thận, làm tăng chi phí sản xuất và thời gian;
• Dễ bị ảnh hưởng bởi tia UV, có thể gây ra sự phân hủy;
• Tạo ra khí độc;
• Lớp phủ không có tính đàn hồi nên nếu bộ phận đó bị nứt, nó có thể ảnh hưởng đến lớp phủ.

Lớp phủ Polyurethane:

Lớp phủ polyurethane hình thành sau khi phản ứng giữa polyol hoặc polyamine và isocyanate với lớp phủ bề mặt chắc chắn, bền, linh hoạt, chống hóa chất và chống mài mòn. Độ linh hoạt của chúng đảm bảo chúng giãn nở để phù hợp với sự giãn nở của chất nền. Tuy nhiên, chúng không hấp thụ tác động, hạn chế việc sử dụng chúng trong các lĩnh vực ô tô, sàn và hàng hải.

Vật liệu được hỗ trợ bởi lớp phủ Polyurethane

Polyurethane khô nhanh và thích hợp để sử dụng trên gỗ, kim loại hoặc bề mặt sơn.

Tính chất

• Độ bền cao: Lớp phủ polyurethane có độ bền vượt trội nhờ độ cứng, tính linh hoạt, khả năng chống mài mòn và khả năng chống hóa chất.
• Tính linh hoạt : Lớp phủ có thể giãn nở và co lại dọc theo bề mặt mà không bị nứt hoặc bong tróc.
• Khả năng chống hóa chất : Lớp phủ polyurethane có khả năng chống lại các hóa chất như axit, kiềm, dung môi và dầu rất tốt.
• Khả năng chống tia UV : Không giống như lớp phủ epoxy, lớp phủ polyurethane không bị phân hủy khi tiếp xúc với tia UV.
• Tính thẩm mỹ: Lớp phủ có nhiều màu sắc và lớp hoàn thiện khác nhau.

Lớp phủ Polyurethane hoạt động như thế nào?

Lớp phủ polyurethane bao gồm việc làm sạch bề mặt chi tiết và phủ lớp sơn lót để cải thiện độ bám dính. Trộn hai thành phần (polyol hoặc polyamine và isocyanate), phủ hỗn hợp polyurethane lên chi tiết bằng cọ, con lăn hoặc thiết bị phun, và quá trình đóng rắn sẽ tạo ra chi tiết được phủ polyurethane.

Ứng dụng:

• Hàng không vũ trụ : Cung cấp vật liệu cách nhiệt cho tàu vũ trụ và hành khách, cửa sổ và lớp phủ đèn bên ngoài;
• Ô tô : Đệm ghế, cản, cửa và cánh gió;
• Xây dựng : Sàn, giá đỡ bằng thép và bê tông, các đặc điểm kiến ​​trúc hoàn thiện;
• Quân sự : Lớp phủ và bảo vệ bên ngoài cho máy bay, tàu hải quân và thiết bị bảo vệ cá nhân cho binh lính.

Lợi ích

• Bảo vệ lâu dài chống lại sự mài mòn, va đập và các yếu tố môi trường;
• Nó có thể giãn nở và co lại dọc theo chất nền để ngăn ngừa nứt và bong tróc;
• Khả năng chống hóa chất và tia UV tuyệt vời;
• Có nhiều màu sắc và kiểu hoàn thiện.

Hạn chế

• Lớp bề mặt chuyển sang màu vàng theo thời gian;
• Không hấp thụ lực tác động.

Lớp phủ Polysiloxane

Lớp phủ polysiloxane là lớp phủ bảo vệ tiên tiến bao gồm các liên kết silicon-oxy, chịu trách nhiệm rất lớn cho độ bền, độ ổn định UV và tính linh hoạt đặc biệt của chúng. Đây là một loại polymer bền, không thấm nước được tạo thành từ các loại polymer tạo thành các lớp màng liên tiếp chặt chẽ, giúp nó có khả năng chống chịu cao với các yếu tố môi trường.

Vật liệu được hỗ trợ bởi lớp phủ Polysiloxane

Lớp phủ polysiloxane tương thích với thép, nhôm, kim loại mạ kẽm, bê tông, nhựa, thủy tinh, gỗ, gốm sứ và vật liệu composite.

Tính chất:

• Độ bền : Lớp phủ polysiloxane mang lại khả năng bảo vệ lâu dài chống lại hư hỏng vật lý và hao mòn do môi trường.
• Khả năng chống tia UV : Quá trình phủ có khả năng chống lại bức xạ UV.
  Tính linh hoạt : Giống như lớp phủ polyurethane, nó giãn nở để bắt chước chuyển động của chất nền mà không bị nứt hoặc bong tróc.
• Khả năng chống hóa chất : Lớp phủ có khả năng chống lại các hóa chất như dung môi, axit và kiềm.
• Tính ổn định nhiệt : Quá trình phủ có thể hoạt động ở nhiệt độ cao, khoảng 300 °C mà không bị phân hủy.

Lớp phủ Polysiloxane hoạt động như thế nào?

Làm sạch bộ phận và phủ lớp sơn lót để tăng độ bám dính của bộ phận. Sau đó, trộn chất nền và chất đóng rắn theo hướng dẫn của nhà sản xuất và phủ lớp phủ Polysiloxane đã trộn bằng cọ, con lăn hoặc thiết bị phun. Làm cứng bề mặt vừa phủ trong một khoảng thời gian nhất định.

Ứng dụng

• Thân tàu biển;
• Bảo vệ các giàn khoan và đường ống ngoài khơi trong ngành dầu khí;
• Phủ cầu và cầu vượt;
• Tấm ốp thân xe ô tô;
• Cánh tua bin gió;
• Bồn chứa và thiết bị xử lý hóa chất.

Lợi ích

• Bảo vệ lâu dài chống lại các tác hại vật lý và môi trường;
• Chúng hoạt động tốt trong điều kiện khắc nghiệt, bao gồm bức xạ UV, độ ẩm và tiếp xúc với hóa chất;
• Chúng rất linh hoạt;
• Độ ổn định trong phạm vi nhiệt độ rộng;
• Nhiều công thức thân thiện với môi trường với lượng khí thải VOC thấp.

Hạn chế

• Nó có thể trở nên giòn;
• Thông thường đắt hơn polyurethane.

Lớp phủ giàu kẽm

Lớp phủ giàu kẽm là lớp các hạt kẽm được phủ lên một bộ phận, tạo nên lớp nền có khả năng chống ăn mòn và giá trị thẩm mỹ tốt. Lớp kẽm là vật liệu hy sinh có tác dụng vì nó phản ứng mạnh hơn lớp nền. Do đó, nó hấp thụ phân tử oxy có thể ăn mòn lớp nền ngay cả khi bị trầy xước.

Vật liệu được hỗ trợ bởi lớp phủ kẽm

Lớp phủ kẽm tương thích với các kim loại như thép, sắt và nhôm và chủ yếu được sử dụng để bảo vệ chúng khỏi bị ăn mòn.

Tính chất

• Độ bền : Lớp phủ kẽm mang lại khả năng bảo vệ lâu dài chống lại sự ăn mòn và hư hỏng vật lý.
• Khả năng chống ăn mòn : Kẽm đóng vai trò là anot hy sinh, ăn mòn thay cho kim loại cơ bản.
• Độ bám dính : Cung cấp độ bám dính tuyệt vời cho nhiều loại kim loại cơ bản.
• Độ dẫn điện : Duy trì độ dẫn điện tốt.
• Độ ổn định nhiệt : Kẽm tráng có thể chịu được nhiệt độ lên tới khoảng 200°C mà không bị suy giảm đáng kể.

Lớp phủ kẽm hoạt động như thế nào?

Làm sạch bề mặt để loại bỏ chất gây ô nhiễm và xử lý trước bề mặt bằng cách tẩy, tẩy dầu mỡ hoặc phun mài mòn để tăng độ bám dính. Sau đó, sử dụng mạ kẽm nhúng nóng, mạ điện hoặc phun để phủ kẽm lên bề mặt. Để phần mạ kẽm nguội và kiểm tra độ đồng đều và độ phủ.

Ứng dụng

• Thân tàu và thiết bị hàng hải;
• Cầu, cầu vượt và kết cấu thép;
• Tấm thân xe và gầm xe ô tô;
• Tháp truyền tải và các thành phần của tua bin gió.

Lợi ích

• Cung cấp khả năng bảo vệ bền vững chống lại sự ăn mòn;
• Có hiệu quả trong nhiều điều kiện khắc nghiệt, bao gồm độ ẩm và tiếp xúc với hóa chất;
• Thường tiết kiệm hơn các lớp phủ bảo vệ khác, ví dụ như lớp phủ epoxy;
• Phương pháp ứng dụng đã được thiết lập rõ ràng và đơn giản.

Hạn chế

• Ít hiệu quả hơn ở nhiệt độ rất cao trên 200 °C;
• Cần phải bảo trì và sửa chữa định kỳ trong môi trường khắc nghiệt;
• Nó có thể trở nên xỉn màu theo thời gian.

Lớp phủ gốm

Lớp phủ gốm là một giải pháp vĩnh viễn hoặc bán vĩnh viễn liên quan đến việc áp dụng dung dịch polyme lên bề mặt của một bộ phận. Lớp phủ hòa trộn với bề mặt và tạo ra một lớp bảo vệ kỵ nước.

Điều này phổ biến trong ngành công nghiệp ô tô, đặc biệt là trong sơn. Liên kết hóa học và tạo ra lớp mới giúp lớp sơn nguyên bản của xe không bị ảnh hưởng.

Vật liệu được hỗ trợ bởi lớp phủ gốm

Lớp phủ gốm tương thích với nhiều vật liệu khác nhau, bao gồm kim loại (thép, nhôm, titan), nhựa, thủy tinh, vật liệu tổng hợp, v.v.

Tính chất của lớp phủ gốm

• Các bộ phận phủ gốm có thể chịu được nhiệt độ cao, thường vượt quá 1000°C;
• Lớp phủ có khả năng chống lại các hóa chất như dung môi, axit và kiềm;
• Lớp phủ gốm cung cấp một lớp bảo vệ cứng có khả năng chống trầy xước và mài mòn;
• Chúng bảo vệ vật liệu khỏi quá trình oxy hóa và ăn mòn.

Lớp phủ gốm hoạt động như thế nào?

Lớp phủ gốm được áp dụng thông qua phun nhiệt, bao gồm sử dụng plasma nhiệt độ cao hoặc ngọn lửa để làm tan chảy bột gốm, phun gốm nóng chảy lên chất nền và để nguội. Các phương pháp khác bao gồm phủ nhúng và quay, bao gồm nhúng hoặc quay chất nền trong bùn gốm. Sau đó, bộ phận được sấy khô và thiêu kết.

Ứng dụng

• Bảo vệ máy móc và dụng cụ khỏi bị mài mòn và nhiệt độ cao;
• Phủ lớp phủ cho tua bin khí và nồi hơi;
• Cách điện cho các linh kiện điện tử và bảng mạch;
• Phủ lớp cấy ghép và thiết bị y tế;
• Thiết bị và dụng cụ chế biến thực phẩm;

Lợi ích

• Có hiệu quả trong điều kiện nhiệt độ cực cao;
• Chống lại nhiều loại hóa chất, tăng độ bền;
• Có bề mặt cứng, chống trầy xước;
• Bảo vệ vật liệu khỏi quá trình oxy hóa và ăn mòn;
• Giảm ma sát, nâng cao hiệu quả của các bộ phận chuyển động.

Hạn chế

• Nó đắt hơn các loại sơn phủ khác;
• Cần có thiết bị chuyên dụng và chuyên môn để áp dụng đúng cách;
• Nó có thể giòn và nứt trong một số điều kiện nhất định;
• Cần chuẩn bị bề mặt kỹ lưỡng để có độ bám dính tối ưu;
• Thường thì cần phải dùng loại dày hơn, chỉ phù hợp với một số ứng dụng nhất định.

Lớp phủ kim loại

Tương tự như lớp phủ kẽm, lớp phủ kim loại liên quan đến việc bảo vệ một bộ phận bằng một lớp các hạt kim loại như nhôm, niken, crom, v.v. Mỗi hạt kim loại có chức năng riêng. Ví dụ, lớp phủ crom có ​​thể bảo vệ các bộ phận khỏi bị ăn mòn, trong khi nhôm cải thiện khả năng chống ăn mòn và tính thẩm mỹ.

Vật liệu được hỗ trợ bởi lớp phủ kim loại

Lớp phủ kim loại tương thích với nhiều loại kim loại khác nhau bao gồm thép, nhôm và titan.

Tính chất

• Chống ăn mòn : Bảo vệ vật liệu bên dưới khỏi quá trình oxy hóa và hư hỏng do hóa chất.
• Độ bám dính : Lớp phủ kim loại chất lượng cao liên kết chặt chẽ với chất nền, đảm bảo độ bền.
• Độ dẫn điện : Lớp phủ kim loại thường cải thiện độ dẫn điện cho các linh kiện điện tử.
• Độ cứng : Tăng độ cứng bề mặt, cải thiện khả năng chống mài mòn.
• Tính dẻo : Một số lớp phủ kim loại vẫn duy trì được tính dẻo, ngăn ngừa nứt trong quá trình biến dạng.

Lớp phủ kim loại hoạt động như thế nào?

Sau khi vệ sinh bề mặt chi tiết để loại bỏ các chất gây ô nhiễm có thể làm giảm chất lượng của chi tiết cuối cùng, hãy phủ lớp phủ kim loại bằng phương pháp phun nhiệt hoặc mạ điện. Phun nhiệt bao gồm việc làm tan chảy bột kim loại, phun kim loại nóng chảy lên bề mặt và để nguội.

Mặt khác, mạ điện liên quan đến việc nhúng chất nền vào dung dịch chứa các ion kim loại. Khi dòng điện chạy qua dung dịch, các ion kim loại sẽ lắng đọng trên chất nền.

Ứng dụng

• Tuabin khí và nồi hơi phủ lớp trong ngành sản xuất điện;
• Phủ lớp phủ cho các thiết bị và dụng cụ y tế để cải thiện khả năng tương thích sinh học và chống ăn mòn.

Lợi ích

• Khả năng chống ăn mòn tuyệt vời;
• Tuổi thọ cao;
• Cải thiện khả năng phản xạ.

Hạn chế

• Lớp phủ này không phù hợp với mọi loại bề mặt;
• Nó đòi hỏi phải bảo trì rất nhiều, điều này có thể làm tăng chi phí sản xuất;
• Nó không có khả năng bảo vệ tốt khỏi các vết nước.

Những điều cần cân nhắc khi lựa chọn sơn phủ công nghiệp là gì?

Việc lựa chọn lớp phủ công nghiệp lý tưởng phụ thuộc vào việc hiểu quy trình phủ và một số yếu tố có thể ảnh hưởng đến việc sử dụng. Phần này sẽ giới thiệu một số yếu tố có thể hỗ trợ trong việc lựa chọn quy trình phủ tốt nhất cho dự án của bạn.

Loại chất nền

Mỗi quy trình phủ được nêu ở trên đều có một chất nền cụ thể tương thích với nó. Ví dụ, lớp phủ kim loại chủ yếu tương thích với kim loại, trong khi epoxy tương thích với kim loại, gỗ và bê tông.

Nhu cầu của chất nền cũng có thể ảnh hưởng đến việc lựa chọn lớp phủ. Lớp phủ polyurethane là phương pháp phổ biến để chống ăn mòn với khả năng bảo vệ tia UV cho kim loại, gỗ và nhựa.

Điều kiện môi trường

Môi trường sử dụng cũng có thể quyết định quá trình phủ. Hãy xem xét thời tiết, nhiệt độ, tia UV và hóa chất. Chọn kỹ thuật phủ sẽ cung cấp các thuộc tính cần thiết.

Ví dụ, lớp phủ polysiloxane là lựa chọn tốt hơn lớp phủ epoxy khi bạn muốn tìm một bộ phận có khả năng chống ăn mòn và chống tia UV.