Александр Гальченко, к.х.н., главный специалист по полимерным материалам
ЗАО "Гельветика-Т"

В наше прогрессивное время важнейшим залогом успеха и процветания любого бизнеса является быстрая реакция на появление инновационных технологий и использование новейших материалов. Это касается и таких областей как строительство, реклама и оформительская деятельность.

Одними из наиболее современных материалов, появившихся на российском рынке в последние годы и уже широко используемыми в рекламном производстве, являются композитные алюминий-полиэтиленовые сэндвич-панели.

Композит такой структуры и состава впервые появился на мировом рынке около тридцати лет назад. За многие годы этот материал претерпел ряд качественных изменений, и сегодня его последние модификации успешно применяются в России для облицовки, оформления интерьеров и в производстве рекламных конструкций. Возможность видоизменения формы листа в сочетании с его жесткостью и устойчивостью к механическим повреждениям - наиболее важное свойство, позволяющее создавать нестандартные архитектурные композиции.

Структура этих панелей не зависимо от марки и производителя практически одинакова - два предварительно окрашенных листа жесткого алюминия (толщиной 0,3-0,5 мм) соединены между собой прослойкой из полиэтилена. Общая толщина панели варьируется от 2 до 6 мм. Основные отличия материалов заключаются в толщине алюминия, качестве поверхности, цветовой гамме, стойкости краски.

В России в настоящее время широко известны следующие зарубежные марки этого материала:

Краски на основе поливинилиденфторида (ПВДФ) позволяют получать стойкую к атмосферным воздействиям матовую поверхность со степенью глянца 33 - 35% . Краски на полиэфирной основе менее стойкие по сравнению с ПВДФ. Более подробно об этом будет рассказано ниже.

В последнее время все большую популярность завоевывают новые композитные сэндвич-панели REYNOBOND R (США - Франция), недавно появившиеся на российском рынке рекламных и строительных материалов.

Особенности технологии изготовления алюминиевого композита REYNOBOND R определяют уникальные технические и эксплуатационные характеристики, отличающие его от других подобных материалов.

На первой стадии производства проводится окрашивание алюминия (повышенной жесткости), подающегося из рулона () на технологическую линию длиной 550 метров и более. Алюминиевая полоса стандартной ширины (1000, 1200, 1250, 1500 или 1575 мм) постепенно раскручивается и последовательно попадает в системы многоступенчатой химической обработки, промывки, сушки и нанесения полимерных составов.

В завершении подготовительных операций материал вновь подвергается сушке. По мере прохождения алюминиевой ленты по окрашивающей линии процессы нанесения красителя и сушка могут проводиться два или три раза в зависимости от будущего назначения материала REYNOBOND R. На завершающем этапе окрашенный и высушенный алюминий поступает в высокотемпературную печь, где происходит прочное спекание полимерной составляющей окрашивающего раствора с поверхностью металла. Затем окрашенный алюминий опять сворачивается в рулоны. Благодаря такой технологии окрашивания поверхностный слой в последствии практически не отслаивается - этим обеспечивается долговечность покрытия. Еще одними его важными свойствами являются высокая эластичность и атмосферостойкость (в том числе - к УФ-излучению), что достигается введением в состав окрашивающего вещества специальных полимерных связующих и стабилизаторов УФ-излучения. Высокая эластичность поверхностного слоя исключает его растрескивание на сгибах в ходе дальнейшей производственной обработки алюминия.

Следующая технологическая стадия - соединение в единый композит полиэтилена и двух внешних слоев окрашенного алюминия. Полиэтиленовая полоса необходимой толщины и ширины непрерывно подается из экструдера в начало линии, с двух сторон из рулонов разматывается и подается окрашенная алюминиевая лента соответствующей ширины. Специфической особенностью производства материала REYNOBOND R является то, что между полиэтиленом и алюминием вводится специальная пленка для обеспечения прочной и надежной связи между составляющими композита. Как известно, полиэтилен, обладая низкой поверхностной энергией, проявляет очень слабую адгезию к материалам практически всех химических групп, в особенности к металлам. Использование специальной связующей пленки, состав и технология изготовления которой является запатентованным <эноу-хау> фирмы-производителя, позволяет повысить прочность сцепления полиэтилена с алюминием до такой высокой степени, что расслоение полученного композита практически невозможно, что и гарантирует механическую прочность и необходимые эксплуатационные качества REYNOBOND R.

Пятислойный композит (алюминий-пленка-полиэтилен-пленка-алюминий) поступает в систему горячих валов, где поверхность полиэтилена и пленка расплавляются, и горячий алюминий прикатывается под давлением к расплавленной поверхности полиэтилена. Промежуточная пленка компенсирует недостаточные адгезионные качества полиэтилена и обеспечивает прочное сцепление слоев между собой. Далее происходит охлаждение полученного композитного материала, нанесение защитной транспортировочной пленки (с одной или с двух сторон) и резка по заданным размерам. Полученные листы упаковываются в короба из ДСП по 300 - 800 кг.

Стандартный ассортимент композитного листового материал REYNOBOND R:

Цвет поверхности: <эметаллик>, стандартные <эархитектурные> цвета, любые цвета стандартных палитр RAL, NCS, PANTONE.

Глянец поверхности - от 25 до 85%. Рабочий температурный диапазон -50 - + 80°С.

Качество окрашенной поверхности в основном определяется составом используемых растворов на полимерной основе. При использовании красок на основе полиэфиров CW 100 (POLYESTER STD) максимальное значение глянца поверхности не превышает 20%. К тому же в этом случае наблюдается падение некоторых показателей, определяющих изменение качества поверхности с течением времени. Так, например, показатель цветности (?Е) через 5 лет изменяется на 6 единиц (все данные - результаты испытаний во Флориде, США), потеря глянца может достигать 70%, а мутнение - 25%. Такие краски не используются при производстве стандарных композитных листов REYNOBOND R.

Краски на основе поливинилиденфторида (ПВДФ), как уже указывалось ранее, более стойкие по сравнению с полиэфирными, однако, и здесь есть некоторые особенности. Качество окрашивания во многом зависит от процентного содержания ПВДФ в окрашивающем растворе. До недавнего времени многие фирмы-производители использовали краски с содержанием ПВДФ 50% по отношению к другим компонентам, в том числе на основе полиэфиров (стандартная маркировка - PVdF 50/50 KYNAR 500R). Такие краски устойчивее полиэфирных, но все же они не в достаточной степени удовлетворяют современным требованиям - через 5 лет показатель цветности изменяется на 5 единиц, потеря глянца составляет - 30%, мутнение - 15%.

Краски (СW 300), используемые для двуслойного нанесения на алюминиевую поверхность композитных материалов REYNOBOND R, содержат не менее 70% ПВДФ (стандартная марка PVdF 70/30 KYNAR 500R), за счет чего стойкость покрытия значительно повышается. Трехслойное окрашивание маркируется - CW 300-XL.

Фирма ALCOA запатентовала окрашивающие материалы повышенной устойчивости к атмосферным воздействиям - , в состав которых входит высокомолекулярный связующий компонент с неорганическим наполнителем, что позволяет длительное время эксплуатировать композит в уличных условиях без разрушения поверхностного покрытия. Окрашенные такими составами алюминиевые поверхности не теряют яркости цвета, глянца и не меняют структуру с течением длительного времени (гарантии фирмы ALCOA имеют силу 10 лет). Двойной слой покраски составом по толщине не превышает 35 микрон, глянец поверхности достигает 85 %. Стойкость окрашивания в этом случае можно проиллюстрировать следующими показателями: через 5 лет цвет меняется всего на 2 единицы, потеря глянца составляет 8%, а мутнение - 1%.

Главная особенность композитных панелей REYNOBOND R заключается в очень высокой степени межслойной адгезии, обусловленной технологическими приемами изготовления. Это придает панелям уникальные физико-механические и эксплуатационные качества - идеальную поверхность, отсутствие внутренних напряжений, высокую жесткость и упругость (в 3,4 раза выше, чем у стали и в 1,6 раза выше, чем у алюминия). Значение такой важной величины как прочность на растяжение составляет >260 МПа, при этом модуль упругости равен 70 000 МПа.

В нижеследующей таблице приведены основные характеристики REYNOBOND R, которые необходимы для расчетов прочности, звукоизоляции и теплостойкости различных конструкций.

Величина температурного сопротивления является обратной по отношению к коэффициенту теплопередачи (Вт/м?К) и приводится для рассчетов суммарного теплового сопротивления конструкций (значения теплового сопротивления алгебраически складываются друг с другом). При этом коэффициент теплопроводности составляет 0,29 Вт/м.К. Облицовки из REYNOBOND R в достаточной степени гасят вибрации и шум. К тому же эти панели уменьшают электромагнитное излучение более чем на 80 единиц. При использовании листов REYNOBOND R в конструкциях вентилируемых фасадов задачи наружной облицовки сводятся к экранированию утеплителя от осадков, защиты от ветра и солнечной радиации.

При монтаже композитных панелей необходимо учитывать коэффициент линейного температурного расширения, равный 2,4.10^-5К^-1 (0,024 мм/м · °С). Это значение в 3 раза меньше, чем у полимерных материалов, что необходимо учитывать при их совместном использовании.

Композитные панели REYNOBOND R обладают исключительно высокой огнестойкостью. По СНИП 21.01.97 (Россия) этот материал относится к группе горючести Г1 (РФ), CSTB (Test NFP 92-501) M1 (Франция), DIN 4102 - B2 (Германия), BS 476 Part 6 (Index 0), Part 7 (Class 1) (Англия), VKF 4.2 (Швейцария). В дополнение к композитам стандартной линейки, компания ALCOA ARCHITECTURAL PRODUCTS выпускает панели пониженной горючести, которые в качестве внутреннего слоя содержат специальный огнестойкий наполнитель (REYNOBOND FR - Fire Retardens). Эти панели имеют самые высокие показатели огнестойкости, в частности, по тесту DIN 4102 (Германия) - B 1, что предполагает их использование в самых разных областях строительной и рекламной индустрии.