Le guide complet des revêtements PVDF
Un aperçu des formules PVDF, des méthodes d’essai et des processus d’application pour les Coil and Extrusion Coatings
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Aujourd’hui, les revêtements métalliques sont offerts dans toutes les couleurs, textures et motifs, et comme les entreprises continuent de créer des solutions innovantes et technologiquement avancées, il n’est pas surprenant que leur succès provienne des revêtements à base de résine PVDF. Quelle que soit la partie du pays où vous vivez ou ce que votre profession est, les chances sont que les revêtements PVDF font partie de votre vie sans même que vous le sachiez. Des granges aux cabanons de rangement, en passant par les arénas et les gratte-ciel, les panneaux métalliques extérieurs dans le monde entier sont revêtus d’un revêtement PVDF. Alors, qu’est-ce que les revêtements PVDF et comment sont-ils devenus un incontournable dans l’industrie?
Que sont les revêtements PVDF?
Difluorure de polyvinylidène (PVDF)
/nom : la résine de polymère fluoré utilisée dans les revêtements d’extérieur pour métal pour la durabilité et la résistance aux intempéries
Initialement lancés sur le marché en 1965, les revêtements à 70 % de difluorure de polyvinylidène (PVDF) sont devenus régulièrement l’un des revêtements de Coil and Extrusion Coatings les plus populaires et respectés sur le marché.
Au cours du dernier demi-siècle, aucun autre produit architectural n’a résisté à l’épreuve du temps de manière plus décisive que les revêtements à base de résine à 70 % de PVDF. Des améliorations technologiques continues ont contribué à la longévité du PVDF, ce qui a entraîné des formules et des pratiques supplémentaires pour les applications ayant des exigences distinctes.
Pour développer ces revêtements PVDF hautes performances, les fabricants ont créé des formulations uniques composées de résines, pigments, solvants et additifs. Largement produits par divers fabricants, les revêtements PVDF portent un assortiment de noms de marque, tels que Fluropon, ce qui rend souvent difficile pour les personnes qui connaissent moins l'industrie de distinguer les fabricants de revêtements et les fabricants de résine. De plus, malgré les revêtements de différents fabricants qui contiennent souvent des résines PVDF similaires, l’application et la performance des systèmes de peinture peuvent varier en raison des formulations exclusives de chaque entreprise.
Deux des marques les plus reconnues de résines PVDF aux États-Unis sont Hylar® par Solvay Solexis et Kynar® par Arkema Inc. Les deux offrent des performances comparables aux normes de l’industrie en matière de vieillissement climatique.
Les principaux fabricants de revêtements continuent de développer des formules uniques qui répondent aux demandes croissantes et aux applications créatives des architectes, des développeurs et des entreprises de construction. Les innovations les plus récentes comprennent des revêtements écoénergétiques, réfléchissants solaires et à changement de couleur, ainsi que des propriétés d’application améliorées et une uniformité de couleur plus fiable.
Avantages de Coil and Extrusion Coatings en PVDF
Les panneaux métalliques revêtus de PVDF sont reconnus dans le monde entier pour revêtir une architecture monumentale. Mais cette réputation de leader de l'industrie ne s'est pas faite du jour au lendemain.
Les peintures en PVDF ont prouvé leur capacité à offrir une rétention de couleur durable et une haute résistance aux intempéries et aux abrasions. Ces deux avantages ont conduit les architectes et les designers du monde entier à choisir des revêtements PVDF pour protéger leur architecture métallique. Ces avantages supplémentaires comprennent notamment :
Excellent lustre et stabilité de la couleur
Les pigments inorganiques se combinent avec des résines de première qualité pour déterminer la couleur, l'éclat, la durabilité et la qualité esthétique d'un revêtement fini. Les pigments sont l'ingrédient clé des revêtements qui permettent de créer toutes les couleurs imaginables pour l'architecture métallique.
Intégrité du feuil et qualité d’adhérence du revêtement
L’une des caractéristiques principales des revêtements PVDF est leur taux d’érosion, ou le temps au cours duquel un revêtement se dégrade. Les taux d’érosion des revêtements PVDF sont relativement faibles, un facteur essentiel pour leur couleur avancée et leur longévité de conception. La qualité de l’adhésion du revêtement PVDF dépend de la supériorité de l’apprêt qui adhère au substrat. L’apprêt est conçu pour créer un lien solide avec la couche de finition de PVDF, ce qui aide à résister aux contraintes de formation et de vieillissement
Résistance aux ayons UV
Parmi tous les polymères utilisés dans les revêtements actuels, les revêtements PVDF sont les chefs de file en matière de résistance aux rayons UV, offrant un moyen écologique de résister à l’absorption de la chaleur du soleil. Les revêtements PVDF aident non seulement à réduire les coûts de refroidissement énergétique et à maintenir les espaces intérieurs plus confortables, mais le font sans sacrifier la durabilité, les performances ou la beauté.
Gammes de lustre
Les gammes de finis se réfèrent au lustre ou à la brillance d'une peinture. Les revêtements métalliques sont disponibles dans une gamme d'options de brillance idéales pour différentes applications. La plupart des formules PVDF utilisent un niveau de brillance standard.
Résistance à la craie et à la décoloration
Pour assurer une protection contre le farinage et la décoloration, la bonne formulation est cruciale. Les liaisons carbone-fluor sont l'une des liaisons chimiques les plus fortes disponibles. C'est ce mélange d'ingrédients qui confère aux peintures PVDF leur résistance tenace au farinage et à l'érosion, ainsi qu'aux polluants atmosphériques et industriels en suspension dans l'air.
Comme nous pouvons le voir dans la liste ci-dessus, les revêtements en PVDF présentent de nombreux avantages qui en font un choix parfait pour protéger les produits de construction métalliques et donner à l'architecture une finition vibrante qui perdurera dans le temps.
Comment les revêtements PVDF sont fabriqués
Pour obtenir les nombreux avantages des revêtements PVDF en termes de durabilité et d’esthétique, les fabricants créent des formulations uniques, qui comprennent un mélange de résines, de solvants, de pigments et d’additifs.
Résines
Les résines sont le principal composant qui détermine l’apparence, la durabilité et le rendement d’un revêtement et servent de liant qui forme la pellicule de peinture. Les noms de résine courants en dehors des revêtements PVDF sont le fluoroéthylène éther vinylique (FEVE), le polyester modifié au silicone (SMP), le polyester enduit de vinyle (PVC) et le polyester.
Solvants
Des solvants sont utilisés pour diluer la consistance d’un mélange de revêtement afin qu’il soit correctement appliqué. Les solvants s’évaporent régulièrement pendant le processus de durcissement à mesure que le système de résine adhère au substrat.
Pigments
Les pigments ajoutent non seulement la couleur et les caractéristiques visuelles à un revêtement, mais ils influencent également sa durabilité. La qualité des pigments contribue à la capacité d'un revêtement à conserver sa couleur.
Additifs
Les additifs sont utilisés pour le traitement des pigments dans la pellicule, l’écoulement et la douceur, la régulation de la vitesse de durcissement et l’amélioration de la dureté, du lustre, de la résistance aux marques et d’autres caractéristiques de performance du revêtement.
De nombreuses variantions de revêtements à base de résine existent, mais les peintures PVDF utilisent toujours une combinaison des ingrédients ci-dessus en différentes quantités, en fonction de l'utilisation finale du revêtement.
Le rôle des pigments dans les revêtements architecturaux PVDF
Les résines, les solvants et les additifs sont impératifs pour que les revêtements fonctionnent correctement, mais les pigments sont l'ingrédient qui a le plus d'impact sur la couleur et l'esthétique finales.
Les pigments se présentent sous diverses formes : inorganiques (céramique), organiques et nacrées ou métallescentes. Ces trois variations de pigments comprennent la majorité des formulations de revêtement et peuvent déterminer la couleur, l’éclat, la durabilité et la qualité esthétique d'un produit fini.
Pigments organiques
Les pigments organiques fournissent des couleurs éclatantes et vives, mais ils ont une faible résistance à la décoloration et aux intempéries lorsqu'ils sont utilisés seuls. Ces pigments sont à base de carbone, fabriqués à partir de composés pétroliers et sont plus chers que les pigments inorganiques. Bien qu'ils offrent des couleurs dynamiques, les pigments organiques offrent moins de protection contre les éléments et, en raison de leur opacité accrue, permettent à la lumière ultraviolette et à l'oxygène de pénétrer, rompant les liaisons chimiques.
Pigments inorganiques
Les pigments inorganiques sont largement utilisés car leurs couleurs sont plus stables à la lumière et à la chaleur, et ils ne déteignent pas. Les pigments inorganiques sont fabriqués à partir de composés minéraux et sont moins chers que les pigments organiques. Bien qu'ils puissent durer de nombreuses années, la plupart des revêtements composés principalement de pigments inorganiques offrent moins de couleurs vives et se composent principalement de tons de terre. Historiquement, des pigments inorganiques brillants existaient, mais ils contenaient du plomb et du cadmium, qui sont rarement utilisés aujourd'hui en raison des problèmes de toxicité.
Pigments nacrés ou métallescents
Les pigments nacrés ou métallescents sont principalement composés de minuscules flocons d'aluminium, de mica naturel ou de matériau synthétique de type mica. Ces pigments ajoutent de la profondeur et de l'éclat à une finition, et peuvent même changer de couleur en fonction de l'éclairage et de l'angle que prend le spectateur pour regarder le revêtement.
De nombreuses innovations et couleurs de revêtements sont créées grâce à la modification de ces pigments et d'ingrédients de revêtements supplémentaires. Par exemple, les revêtements réfléchissants solaires (SR) contiennent des pigments réfléchissant le soleil, offrant une durabilité qui résiste à l’absorption de chaleur, sans sacrifier les performances ou la couleur. À la lumière de ces progrès, plusieurs catégories d'innovation permettent aux revêtements PVDF de se démarquer dans le processus de fabrication.
Le processus de test rigoureux derrière la peinture PVDF pour métal
Pour s'assurer que ces formulations de revêtement répondent aux attentes, les scientifiques doivent avant tout mettre l’accent sur la performance.
C'est pourquoi le site d'essai de Sherwin-Williams à Fort Meyers est si important pour le développement de nouvelles formulations de revêtements.
Connu sous le nom de « clôture d'essai » par les employés, ce site offre la possibilité de mesurer les effets des intempéries sur chaque couleur et formulation de revêtement au fil du temps. Les panneaux métalliques recouverts sont placés sur des racks ouverts inclinés orientés vers le soleil, généralement à un angle de 45 degrés face au sud pour une exposition maximale à la lumière UV.
Les conditions environnementales incluent les rayons ultraviolets, l'humidité, le brouillard salin, la corrosion ou plus, le site offre une tempête parfaite pour tester la performance de la longévité du revêtement et diverses formulations de pigments.
Tests accélérés
En plus des tests dans le monde réel avec la clôture de tests, les formules de revêtements sont soumises à des tests accélérés en laboratoire. Avec cette méthode, des enceintes et des instruments environnementaux spéciaux sont utilisés pour accélérer le processus de vieillissement causé par les intempéries et mesurer ses effets dans des conditions extrêmes
Processus de revêtement PVDF pour bobine et extrusion
Les revêtements à base de résine PVDF sont disponibles sous forme d’enduction et d’extrusion. Chaque type a des utilisations spécifiques pour les produits de construction métalliques architecturaux.
Le processus de revêtement par enduction en PVDF commence par un produit de construction architecturale à feuille plate, revêtu par enduction ou prépeint, qui est ensuite moulé en une forme spécifique qui comprend des panneaux muraux ou de toiture ainsi que des gouttières.
Contrairement au processus par enduction, qui est appliqué sur le métal avant d’être façonné en un produit de construction architectural, le processus d’extrusion d’aluminium crée la forme du métal avant d’appliquer un fini.
La forme de l’emporte-pièce détermine la forme de l’extrusion et, à l’aide d’une boîte en aluminium avec une presse hydraulique puissante, les extrudeuses peuvent produire presque toutes les formes possibles. Les exemples les plus courants d’aluminium extrudé sont les produits de fenêtrage, qui comprennent le mur-rideau, l’encadrement de fenêtre, les devantures de magasin et les systèmes d’entrée.
Étude de cas : Les revêtements PVDF recouvrent le pavillon de couleurs et le protègent
Les revêtements en PVDF sont utilisés sur une grande variété de structures, des écoles élémentaires aux maisons résidentielles, et même sur The Pavilion, un stade de basketball de 96,5 millions de dollars à Ole Miss.
L’Université du Mississippi, fondée en 1848, a choisi la nouvelle aréna pour être utilisé comme installation polyvalente pour des événements comme les matchs de basketball masculin et féminin, les cérémonies de remise des diplômes, les spectacles et d’autres occasions universitaires.
Les travaux sur l’installation ont commencé par une cérémonie d’inauguration en juillet 2014 et se sont ouverts en grande pompe lors d’une célébration d’un week-end, du 7 au 10 janvier 2016. L’installation a été conçue par AECOM Technology, une firme d’architecture et d’ingénierie basée à Kansas City, Missouri. BL Harbert International, situé à Birmingham, en Alabama, était l’entrepreneur général ayant de l’expérience dans la construction de plusieurs autres arénas de la SEC.
L’installation se compose d’une charpente en acier de trois étages supportant des fermes en acier. De l’extérieur, il affiche une empreinte élégante malgré son échelle, qui est renforcée par une façade d’entrée incurvée et à colonnades qui fait écho au toit incurvé caractéristique du pavillon. Le toit est revêtu de panneaux métalliques fabriqués par ACI Building Systems LLC et recouvert de couleur Terra Cotta de Fluropon Sherwin-Williams, une riche teinte de terre.
Choisi parmi une vaste liste de couleurs, le revêtement Fluropon de Sherwin-Williams à 70 % de PVDF, de couleur Terra Cotta, est un produit haut de gamme et haute performance qui offre certaines des caractéristiques de durabilité et d’esthétique les plus avancées. Les architectes et les propriétaires de bâtiments similaires peuvent avoir confiance que le revêtement Fluropon utilisé sur le toit du Pavilion offrira :
Intégrité de la pellicule et qualité d’adhérence
Résistance au farinage et à la décoloration
Résistant aux UV
Le Fluropon de Sherwin Williams est un exemple de la formulation moderne de revêtement PVDF, offrant des propriétés de durabilité exceptionnelles. Dans l’exemple du Pavilion, combiné aux panneaux ACI, son toit frappant subsistera une beauté lustrée pour les années à venir.
Au-delà des revêtements PVDF
Les revêtements PVDF ont consolidé leur réputation comme revêtements leader de l'industrie pour l'architecture métallique en raison de leur excellente rétention de la couleur et de leur durabilité.
Mais le PVDF ne représente qu'un seul type de revêtement à base de résine. D'autres types incluent le SMP, le FEVE, le PVC et le polyester. Ces variétés possèdent des qualités qui les rendent idéales pour une utilisation dans des situations spécifiques.
SMP (polyester modifié au silicone) :
Les revêtements SMP sont parfaits pour les environnements difficiles tels que les applications industrielles ou agricoles où la couleur est tout de même importante, mais où la résistance aux abrasions est encore plus primordiale.
Polyester :
Les revêtements en polyester offrent une bonne résistance aux intempéries et à la corrosion. Ils sont généralement utilisés pour un usage général, les appareils ménagers à l’intérieur, les climatiseurs résidentiels, les moulures, les gouttières et les remises.
FEVE (fluoroéthylène éther vinylique) :
Les revêtements FEVE sont plus chers, mais offrent une brillance plus élevée que le PVDF. Ils possèdent les mêmes avantages que les revêtements architecturaux PVDF ainsi qu'une protection supplémentaire contre les intempéries.
PVC (polychlorure de vinyle) :
Les revêtements en PVC sont une option rentable pour la finition des gouttières et du dessous des façades ou des toits.
La clé d'une finition réussie est de sélectionner la formule de revêtement appropriée pour l'application. Fiez-vous à l'expertise des fabricants pour vous guider vers le meilleur choix pour le projet en cours.
Des ingrédients exclusifs aux tests fiables, le développement des revêtements architecturaux PVDF est très important. Grâce aux améliorations continues et aux finitions avancées fournies par les revêtements PVDF, les architectures métalliques monumentales partout dans le monde demeure éclatantes et durables pour des années à venir.
Explorez ce qui est possible pour votre prochaine conception architecturale métallique en demandant un échantillon de couleur.
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