Як вибрати ЛФМ для різних кліматичних зон

Промислове обладнання, металоконструкції та сільськогосподарська техніка експлуатуються під відкритим небом роками, а іноді й десятиліттями. За цей час на них впливають мороз, спека, дощі, вітер, пил і сонячне випромінювання. Кожен із цих факторів по-своєму руйнує захисний шар, тому підбирати фарбу «на око» не варто — потрібен обґрунтований підхід.

Клімат України неоднорідний: степовий південь із спекотним і сонячним літом, вологий захід із частими дощами та туманами, континентальний центр із різкими сезонними коливаннями температури та схід із холодними сніжними зимами. Для кожної з цих зон підходить своя система захисного покриття.

Промислові лакофарбові матеріали розробляються з урахуванням конкретних умов експлуатації, і від того, наскільки точно підібрано покриття під кліматичну зону, залежить, скільки років прослужить конструкція без ремонту та перефарбування. Розберемо, які бувають види лакофарбових матеріалів, чим вони відрізняються та як вибрати оптимальний варіант для різних погодних умов на території України та сусідніх регіонів.

Види ЛФМ та їхня класифікація

Перш ніж перейти до кліматичних особливостей, розберемося, які промислові покриття існують на ринку та за якими ознаками їх розрізняють. Класифікація ЛФМ ґрунтується на кількох ознаках одночасно: складі плівкоутворюючої речовини, кількості компонентів та призначенні.

За цими ознаками ЛФМ поділяють на:

• однокомпонентні та двокомпонентні — за способом затвердіння;
• алкідні, поліуретанові, акрил-поліуретанові та епоксидні — за хімічною основою сполучного;
• ґрунтувальні, проміжні та фінішні — залежно від їхнього місця в системі покриття.

Що входить до асортименту

Промисловий ринок пропонує такі групи ЛФМ:

• ґрунти  — утворюють адгезійний шар між металом і наступними шарами;
• ґрунт-емалі — поєднують функції ґрунту та фінішного покриття;
• емалі  — фінішний шар, який наноситься поверх ґрунту;
• декоративні емалі — емалі з текстурним ефектом, наприклад «апельсинова шкірка» або «діамантова крихта»;
• лаки  — прозорий завершальний шар, що підсилює блиск і захист.

До речі! Характеристики та призначення лакофарбових матеріалів безпосередньо залежать від хімічної основи: алкідні, поліуретанові, акрил-поліуретанові та епоксидні суміші по-різному поводяться за однакових погодних умов.

Функціональна роль кожного продукту визначається не лише типом поверхні — метал, дерево, оцинкована сталь, — а й умовами, в яких об’єкт експлуатуватиметься. Застосування лакофарбових матеріалів для сільськогосподарської техніки вимагає підвищеної стійкості до абразивного зносу та вібрації, тоді як для металоконструкцій будівель важливішою є атмосферостійкість.

Як позначаються лакофарбові матеріали? Зазвичай виробники використовують буквено-цифровий код: літери вказують на тип сполучного та призначення, а цифри — на конкретну рецептуру. Лакофарбові суміші з одним і тим самим буквеним індексом зазвичай належать до однієї технологічної лінійки, що спрощує підбір сумісних ґрунтів та емалей.

Де застосовують лакофарбові матеріали такого типу? Найчастіше — на об’єктах, де звичайна побутова фарба не витримує навантажень: мости, естакади, склади, сільськогосподарська техніка, комерційний транспорт, верстати та промислове обладнання.

Основні властивості ЛФМ для зовнішніх умов

Характеристики лакофарбових матеріалів, що використовуються на вулиці, повинні враховувати одразу кілька факторів одночасно, а не лише захист від іржі.

Які характеристики ЛФМ є важливими для зовнішнього застосування? Насамперед:

• адгезія до металу;
• еластичність плівки;
• стійкість до ультрафіолету;
• вологостійкість;
• хімічна стійкість до реагентів та палива;
• стійкість до зносу внаслідок стирання.

Зверніть увагу! Лакофарбові матеріали слід підбирати з урахуванням не лише погодних факторів, а й механічних навантажень — вібрації техніки, ударів, тертя вантажу об борт кузова.

Властивості лакофарбових покриттів значною мірою визначаються складом плівкоутворюючої речовини. Склад лаків та емалей на поліуретановій основі забезпечує вищу еластичність та стійкість до УФ-випромінювання порівняно з алкідними аналогами, а епоксидні ґрунти мають переваги в плані хімічної стійкості та адгезії.

Окремої уваги заслуговує ступінь висихання ЛФМ — від нього залежить, через який час можна наносити наступний шар і коли конструкція готова до експлуатації. Однокомпонентні алкідні матеріали зазвичай висихають швидше, тоді як двокомпонентні поліуретанові та епоксидні суміші потребують більше часу на полімеризацію, зате служать довше.

Характеристика лакофарбових матеріалів також включає такі параметри, як товщина сухої плівки (DFT) та кількість шарів. Від цих значень безпосередньо залежить тип лакофарбового покриття та кінцевий ступінь блиску.

Система ЛФП зазвичай включає:

• ґрунт  — основа та антикорозійний бар’єр;
• емаль або ґрунт-емаль — фінішне покриття та колір;
• лак  — за бажанням, для додаткового блиску та зносостійкості.

Вимоги до ЛФП визначаються виходячи з категорії корозійної активності середовища — від C1 (закриті опалювані приміщення) до C5 (морська та промислова атмосфера з високою агресивністю). Умови експлуатації ЛФМ — це відправна точка при підборі системи. Умови експлуатації лакофарбових покриттів варто чесно зіставити з реальністю ще до покупки: де саме і скільки років має прослужити конструкція.

Характеристики лаків і фарб для промислових об’єктів зазвичай вказуються в технічній документації виробника — паспорті безпеки та технічному описі продукту.

Погодні фактори та захисне покриття

Як клімат впливає на лакофарбове покриття? Ультрафіолет руйнує сполучну речовину та спричиняє вицвітання й втрату кольору. Волога провокує утворення бульбашок і корозію під плівкою. Морози роблять покриття більш крихким, а різкі перепади температури створюють внутрішні напруження, через які плівка тріскається. Пил та абразивні частинки поступово стирають верхній шар, а солоне морське повітря прискорює електрохімічну корозію металу.

На покриття одночасно впливають:

• сонячне випромінювання та нагрівання поверхні;
• волога, дощ і туман;
• мінусові температури та заморозки;
• різкі перепади температури між днем і ніччю, влітку та взимку;
• пил, пісок та абразивні частинки;
• сіль та протиожеледні реагенти.

Атмосферостійкість лакофарбових покриттів — це здатність витримувати сукупність цих факторів без втрати захисних і декоративних властивостей. Саме кліматична стійкість лакофарбових покриттів визначає, чи прослужить конструкція заявлені виробником 7–15 років, чи потребуватиме ремонту вже через кілька сезонів.

Захист металу від атмосферної корозії базується на принципі бар’єру: чим щільніша й еластичніша плівка, тим менше шансів у вологи та кисню дістатися до металу. Вибір ЛФМ відповідно до кліматичних умов — це, по суті, підбір системи покриття під конкретну комбінацію температури, вологості, сонячної активності та механічних навантажень регіону експлуатації.

Нижче наведено рішення, які підходять для основних кліматичних зон — від спекотного півдня до морозної зими та вологого морського узбережжя.

Південь та регіони з високим рівнем сонячної активності

Зупинимося на регіонах із теплим або навіть спекотним кліматом.

Яке покриття краще підходить для спекотного та сонячного клімату

На півдні України, у степовій зоні, де літо тривале, а сонячна активність висока, покриття щодня піддається інтенсивному ультрафіолетовому випромінюванню та нагрівається на сонці до високих температур. ЛФМ для спекотного клімату повинні насамперед протистояти саме цим двом факторам.

Яку фарбу вибрати для сухого та спекотного клімату? Практика показує таке:

• поліуретанові та акрил-поліуретанові емалі менш схильні до подрібнення;
• світлі та відбиваючі відтінки зменшують нагрівання поверхні;
• багатошарова система з термостійким ґрунтом краще витримує нагрівання, ніж один тонкий шар фарби.

Ознаки того, що покриття не витримує сонячного навантаження:

• крейдування— білий наліт на поверхні при протиранні рукою;
• помітне вицвітання кольору за один сезон;
• розм’якшення плівки під впливом спеки та поява вм’ятин від легкого натискання.

Яка фарба не вигоряє на сонці? Тут важливою є не ціна, а хімічна основа сполучного. Алкідні емалі з часом втрачають яскравість швидше, а УФ-стійка фарба для зовнішніх робіт на поліуретановій основі зберігає насиченість кольору значно довше завдяки більш стабільній молекулярній структурі плівки.

Покриття для регіонів із високою сонячною активністю повинні зберігати еластичність навіть під час нагрівання металевої поверхні влітку — інакше плівка почне розм’якшуватися та втрачати механічну міцність саме в той момент, коли конструкція активно експлуатується.

Поліуретанові емалі виробництва Dnipro Industrial Coating проходять випробування саме на довготривалу стійкість до ультрафіолету, оскільки значна частина продукції постачається для техніки, яка працює під відкритим небом протягом усього теплого сезону.

Морозні регіони та континентальний клімат

У цих регіонах до покриттів висуваються особливі вимоги.

Морозостійкість та стійкість до перепадів

ЛФМ для холодного клімату повинні зберігати еластичність плівки навіть при мінусових температурах — якщо покриття стає крихким, воно тріскається від найменшої вібрації чи удару, і у тріщини одразу потрапляє волога.

Яка фарба витримує мороз і спеку одночасно? Це головне питання для регіонів із континентальним кліматом, де літо може бути спекотним, а зима — морозною, з перепадом до 40–50 °C протягом року. Морозостійкі ЛФМ для зовнішніх робіт зазвичай виготовляються на поліуретановій або акрил-поліуретановій основі — такі матеріали зберігають еластичність у широкому діапазоні температур.

Додаткові ризики, пов’язані з холодним кліматом:

• реагенти та сіль, якими обробляють дороги взимку;
• конденсат на металі під час різкого потепління;
• крига, яка механічно пошкоджує верхній шар фарби.

Важливо! Морозостійкість стосується вже висохлого покриття, а не процесу нанесення: наносити фарбу при мінусових температурах не рекомендується — для полімеризації більшості сумішей потрібна плюсова температура повітря та поверхні.

Для комерційного транспорту та металоконструкцій, які взимку контактують із протиожеледними реагентами, зазвичай рекомендують епоксидну ґрунт в поєднанні з поліуретановою емаллю — така комбінація краще протистоїть хімічно агресивному середовищу.

ЛФМ для вологого та морського клімату

Західні та центральні регіони України, а також прибережні зони стикаються з підвищеною вологістю, частими опадами та туманами. 

Вологість, дощі та тумани

Як вибрати покриття для вологого та дощового клімату? Ключовий параметр — здатність плівки не пропускати вологу до металу навіть під час тривалого контакту з водою.

Вологостійкі ЛФМ для зовнішніх робіт зазвичай включають:

• епоксидний  ґрунт з високою адгезією та низькою паропроникністю;
• поліуретанову або акрил-поліуретанову емаль як фінішний шар;
• за потреби — захисний лак із додатковим бар’єрним ефектом.

ЛФМ для вологого клімату повинні зберігати стабільну адгезію навіть під час циклів намокання та висихання — інакше через рік-два під покриттям з’являються пухирі та локальні вогнища корозії.

Окрема тема — ЛФМ для морського клімату, наприклад, для техніки та споруд в Одесі та інших портових містах. Солоний туман і підвищена електропровідність вологого повітря прискорюють корозію у кілька разів порівняно зі звичайною атмосферою.

Для прибережних та портових об’єктів зазвичай застосовують:

• епоксидний ґрунт у два шари — загальна товщина близько 180 мкм;
• поліуретанову ґрунт-емаль або емаль — ще близько 60 мкм зверху.

Таке поєднання і є багатошаровою системою покриття для суворих кліматичних умов: сумарна товщина сягає 240 мкм, що значно перевищує норму для звичайної атмосфери. Термін служби покриття в морському кліматі при правильно підібраній системі все одно сягає 10 років, тоді як одношарові побутові рішення в таких умовах служать у рази менше.

ЛФМ для умов пилу, вітру та перепадів температур

ЛФМ для зовнішніх конструкцій в умовах пилу та вітру зазнають постійного абразивного впливу: дрібні частинки буквально шліфують поверхню під час сильного вітру, поступово стоншуючи захисний шар. Для таких об’єктів важлива не лише твердість плівки, а й її стійкість до точкових відколів.

Пил, вітер та абразивні навантаження

Фарба для сільськогосподарської техніки в умовах пилу та вологи — це окрема категорія вимог, адже комбайни, трактори та причіпна техніка працюють у полі за будь-якої погоди: пил, дощ, вібрація від двигуна та руху по нерівній поверхні діють одночасно.

Для сільськогосподарської техніки важливими є такі властивості покриття:

• стійкість до зносу внаслідок абразивного тертя;
• еластичність під час постійної вібрації;
• стійкість до палива, мастил та добрив;
• швидке відновлення після локальних пошкоджень за допомогою фарби з ремонтного набору.

Різкі перепади температури

Як вибрати покриття для умов частих перепадів температури? Це одна з найпоширеніших проблем для споруд у регіонах з континентальним кліматом, де різниця між денною та нічною температурою, а також між сезонами, може перевищувати 50 °C.

Фарба для умов різких перепадів температур повинна розширюватися та стискатися разом із металом без втрати адгезії. Еластична фарба для зовнішніх робіт при перепадах температур — як правило, поліуретанова або акрил-поліуретанова, оскільки такі плівки мають вище відносне подовження порівняно з жорсткими алкідними аналогами.

Еластичність покриття при перепадах температур безпосередньо пов’язана з терміном експлуатації: чим частіше плівка розширюється та стискається без руйнування структури, тим довше вона захищає метал від корозії та механічних пошкоджень.

Як вибрати систему покриття: практичний алгоритм

Як вибрати лакофарбові матеріали, якщо об’єкт експлуатується одночасно в кількох складних умовах — наприклад, сільгосптехніка працює і під палючим сонцем, і під дощем, і на запиленій ґрунтовій дорозі? У цьому допоможе покроковий алгоритм.

Підбір захисного покриття з урахуванням умов експлуатації зазвичай включає такі етапи:

• визначити матеріал основи  — чорний метал, оцинкована сталь, алюміній, дерево;
• оцінити категорію корозійної активності середовища — від мінімальної до морської та промислової атмосфери;
• розрахувати необхідний термін експлуатації — 7, 10 або більше років;
• вибрати кількість шарів — один, два або три, залежно від суворості умов;
• врахувати механічні навантаження — вібрацію, абразивний знос, удари.

Як вибрати антикорозійну систему покриття з урахуванням кліматичних умов? Для регіонів із помірною агресивністю середовища достатньо однокомпонентної алкідної ґрунт-емалі в один-два шари. Для більш суворих умов — портові міста, об’єкти з високою вологістю — потрібна система з епоксидного ґрунту та поліуретанової емалі вищої категорії C4.

Ґрунт-емаль для зовнішнього металу в складних кліматичних умовах має одночасно поєднувати хорошу адгезію, еластичність та стійкість до УФ-випромінювання. Саме тому однокомпонентні алкідні варіанти частіше застосовують там, де умови експлуатації не є надто агресивними, а двокомпонентні поліуретанові системи — там, де клімат не прощає помилок.

Під час вивчення технічної документації на ЛФМ варто перевірити:

• рекомендований діапазон температур нанесення та експлуатації;
• товщину шару (DFT) та витрату матеріалу на квадратний метр;
• час міжшарового висихання та повного затвердіння;
• заявлений термін експлуатації в конкретній категорії агресивності середовища.

Як вибрати атмосферостійке покриття для конкретного об’єкта? Ознайомтеся з технічною документацією виробника — там вказано рекомендовану товщину шару, діапазон робочих температур і заявлений термін служби. ЛФМ для зовнішнього застосування в різних кліматичних умовах завжди повинні відповідати не тільки температурі регіону, але й рівню вологості, сонячній активності та характеру механічних навантажень конкретного об’єкта.

Скільки служить покриття та на що слід звернути увагу під час купівлі

Скільки служить лакофарбове покриття на вулиці? Це залежить від кліматичної зони, якості підготовки поверхні та правильності підбору системи. За умови дотримання технології нанесення промислові покриття служать від 7 до 15 років — за умови, що матеріал спочатку відповідав умовам експлуатації об’єкта.

Що слід враховувати при виборі ЛФМ для тривалої зовнішньої експлуатації? Коротко підсумуємо головне:

• кліматичну зону та переважаючі погодні фактори;
• категорію корозійної активності середовища;
• матеріал основи та спосіб підготовки поверхні;
• необхідну кількість шарів та загальну товщину покриття;
• сумісність ґрунту та фінішної емалі в рамках однієї системи.

Переваги закупівлі безпосередньо у заводу:

• актуальна технічна документація та сертифікати якості;
• консультація технолога щодо конкретного об’єкта та кліматичної зони;
• ціна без націнки посередників при замовленні від однієї партії.

Купувати лакофарбові матеріали у виробника, а не у посередника, — розумне рішення: так простіше отримати актуальну документацію, підтверджені сертифікати якості та консультацію технолога. Компанія Dnipro Industrial Coating надає повний пакет документів на кожну позицію каталогу та допомагає підібрати систему покриття з урахуванням кліматичних особливостей регіону експлуатації.

Правильно підібране покриття знижує витрати на ремонт техніки та конструкцій протягом усього терміну експлуатації, а не лише у перший сезон після фарбування. Чим точніше ЛФМ відповідає кліматичним умовам та навантаженням конкретного об’єкта, тим менше коштів і часу знадобиться на обслуговування у найближчі роки.

Такий підхід позбавляє підприємство від позапланових простоїв та повторного фарбування раніше розрахункового терміну.