Bobine d'acier prélaqué : substrat, revêtements et propriétés

Bobines d'acier pré-peintes, également connues sous le nom de bobines d'acier pré-revêtu, bobines d'acier revêtues de couleur ou bobines PPGI (fer galvanisé pré-peint), ont été recouverts d'un apprêt et de peinture avant d'être coupés, façonnés ou transformés en produits finaux.

Ce procédé garantit une application uniforme de la peinture, contribuant aux propriétés esthétiques et fonctionnelles du matériau.

Les bobines sont généralement fabriquées en acier galvanisé ou Galvalume, qui fournit une base résistante à la rouille, et la peinture pré-appliquée ajoute une couche supplémentaire de protection contre les facteurs environnementaux.

Structure sectionnelle en acier prépeint

Pour bien comprendre la connaissance des bobines d'acier pré-peintes, vous devez d'abord apprendre son structure en coupe.

La structure sectionnelle en acier prépeint du bas vers le haut se compose généralement des couches suivantes :

• Métal de base (substrat) : Le métal de base est généralement de l’acier galvanisé ou de l’acier galvalume. L'acier galvanisé a un revêtement de zinc pour résister à la corrosion, tandis que l'acier galvalume a un revêtement à base d'aluminium, de zinc et de silicium.

• Couche de prétraitement : Avant d'appliquer l'apprêt et la peinture, l'acier est nettoyé et traité avec une solution de prétraitement. Cette couche assure une bonne adhérence du primaire et de la peinture et améliore également la résistance à la corrosion du matériau.

• Revêtement d'apprêt : L'apprêt est appliqué sur le métal de base traité pour améliorer encore la résistance à la corrosion et garantir que la couche de finition adhère correctement. La couche d'apprêt fournit également une surface uniforme pour la couche de finition.

• Couche de finition (couche de finition) : La couche de finition est la couche visible et apporte couleur et attrait esthétique. Il ajoute également une protection supplémentaire contre les éléments. La couche de finition peut être choisie pour des propriétés spécifiques, telles que la résistance aux UV, la flexibilité et la dureté, en fonction de l'application.

• Couche de support (couche arrière) : Sur l’envers de l’acier, une couche de support est appliquée. Cette couche est généralement une couche d'apprêt plus fine ou une couche de support spécifique qui protège l'acier et peut améliorer l'adhérence des adhésifs si l'acier doit être laminé ou collé à d'autres matériaux.

• Film protecteur (facultatif) : Certains produits en acier prépeint peuvent avoir un film protecteur amovible appliqué pour protéger la surface finie pendant le transport et l'installation.

Les matériaux spécifiques et l'épaisseur de chaque couche peuvent varier en fonction des spécifications du fabricant, de l'utilisation prévue du produit et des considérations environnementales.

Le système de peinture utilisé pour la couche de finition peut être un polyester, un polyester modifié au silicone (SMP), du fluorure de polyvinylidène (PVDF) ou d'autres types en fonction des exigences de durabilité, de rétention de couleur et de résistance au farinage.

Le substrat de la bobine d'acier pré-peint

Le substrat d'une bobine d'acier pré-peint fait référence au métal de base sur lequel la peinture et d'autres revêtements sont appliqués pendant le processus de revêtement en bobine.

Le choix du substrat est critique car il doit posséder les propriétés mécaniques et la résistance à la corrosion nécessaires pour l’utilisation finale prévue.

Les substrats les plus couramment utilisés pour les bobines d’acier pré-peints sont :

• Acier galvanisé à chaud (GI) : Ce substrat est en acier recouvert d'une fine couche de zinc pour offrir une résistance à la corrosion. Le revêtement de zinc est appliqué par un procédé à chaud, où l'acier est immergé dans un bain de zinc en fusion. La couche de zinc protège l'acier en agissant comme une barrière contre les éléments corrosifs et en offrant une protection sacrificielle là où le revêtement est endommagé.

• Acier Galvalume (GL) : Le Galvalume est un revêtement composé d'une combinaison d'aluminium, de zinc et d'une trace de silicium, appliqué sur l'acier. La présence d'aluminium dans le revêtement offre une excellente protection contre la corrosion, notamment dans les environnements les plus extrêmes, et le zinc offre une protection supplémentaire par action galvanique.

• Acier électro-galvanisé (EG) : Ce type d'acier est galvanisé à l'aide d'un procédé électrochimique, qui fournit un revêtement de zinc d'épaisseur uniforme et de finition lisse. L'acier électrozingué est couramment utilisé là où des applications précises et esthétiques sont nécessaires.

Types de revêtements

Il existe plusieurs types de peintures et de revêtements utilisés pour les bobines d'acier prépeints, chacun avec son propre ensemble de propriétés et d'applications :

• Polyester (PE) : Les revêtements en polyester sont le type le plus courant pour les bobines d’acier prépeint. Ils offrent une bonne adhérence, une bonne rétention de la couleur et une bonne flexibilité. Ils conviennent à un usage général et sont rentables, ce qui en fait un choix populaire pour les bâtiments, les toitures et les panneaux muraux.

• Polyester modifié au silicone (SMP) : Les revêtements SMP contiennent une résine de silicone ajoutée au revêtement polyester, qui offre une meilleure résistance aux UV et maintient la couleur et la brillance plus longtemps que le polyester standard. Ils sont utilisés pour des applications qui nécessitent une plus grande durabilité et une exposition à des conditions météorologiques difficiles.

• Fluorure de polyvinylidène (PVDF) : Les revêtements PVDF sont des revêtements hautes performances qui offrent une excellente résistance à la décoloration, au farinage et à la dégradation chimique. Ils sont très durables et sont utilisés dans des applications nécessitant une protection durable, telles que les bâtiments commerciaux et résidentiels et les projets architecturaux.

• Époxy: Les revêtements époxy sont connus pour leur adhérence supérieure et leur résistance à la corrosion. Ils sont généralement utilisés comme couche d’apprêt sous d’autres types de revêtements pour améliorer la protection globale de la bobine d’acier.

Lors de la sélection d'un type de peinture pour les bobines d'acier prépeintes, il est important de prendre en compte les conditions environnementales auxquelles le matériau sera exposé, les qualités esthétiques souhaitées et la longévité requise pour l'application.

Le choix du revêtement aura un impact direct sur les performances et la durée de vie du produit fini.

Vous trouverez ci-dessous un tableau comparant certaines de leurs propriétés clés et applications typiques :

Durée de vie des bobines d'acier prépeint

Les peintures offrent une protection supplémentaire à l'acier à revêtement métallique en agissant comme une barrière contre l'humidité, l'oxygène et d'autres agents induisant la corrosion, et en contenant des agents inhibiteurs de corrosion spécifiques. 

Les facteurs affectant la durée de vie des bobines d'acier prépeints comprennent l'épaisseur de la peinture, le type de peinture, le type de prétraitement, l'épaisseur des couches d'apprêt et l'environnement d'application. 

La durée de vie d'une couche de peinture peut être mesurée par différents critères, tels qu'une décoloration notable, une perte d'adhérence ou la corrosion de l'acier. Des facteurs tels que la stabilité aux UV et la résistance aux produits chimiques environnementaux sont cruciaux. 

Les défaillances dues à la corrosion entraînent des pertes de métal importantes et le maintien de l’intégrité de la peinture est crucial. Par exemple, un système de peinture de haute qualité peut prolonger la durée de vie d'un revêtement galvanisé G90 sur un toit de 15 à 25 ans à 40 à 50 ans ou plus dans un environnement modérément corrosif.

De plus, repeindre dès les premiers signes de corrosion peut prolonger de 10 à 15 ans la durée de vie du toit.

Source: https://www.galvinfo.com/wp-content/uploads/sites/8/2017/05/GalvInfoNote-4-1.pdf

Spécification

Utilisations

Voici quelques applications courantes des bobines d’acier pré-peint :

Industrie de construction:

   – Panneaux de toiture et muraux pour bâtiments commerciaux, industriels et résidentiels.

   – Portes et volets de garage.

   – Panneaux isolés pour bâtiments économes en énergie.

   – Systèmes de gouttières et descentes pluviales.

   – Systèmes de plafond et cloisons intérieures.

Appareils ménagers:

   – Réfrigérateurs, laveuses et sécheuses.

   – Unités de climatisation.

   – Fours à micro-ondes et autres petits appareils électroménagers.

   - Chauffe-eau.

Propriétés des bobines d'acier pré-peintes

Les bobines d'acier pré-peintes sont conçues pour offrir une résistance améliorée à la corrosion grâce à une combinaison de couches protectrices et de traitements chimiques. Les principes qui contribuent à la résistance à la corrosion des bobines d’acier pré-peint comprennent :

• Barrière de protection : Les couches de peinture sur l'acier pré-peint agissent comme une barrière, protégeant le métal sous-jacent des éléments environnementaux tels que l'eau, l'oxygène et les contaminants qui peuvent provoquer la corrosion. En empêchant ces éléments d’atteindre la surface métallique, le revêtement de peinture réduit considérablement les risques de rouille et de corrosion.

• Adhérence: Une bonne adhérence de la peinture à la surface métallique est essentielle pour la résistance à la corrosion. Une bonne adhérence empêche l'humidité et les substances corrosives de pénétrer dans le revêtement et d'atteindre le substrat en acier. Le processus de prétraitement, qui comprend généralement le nettoyage et l'application d'un revêtement de conversion tel que du phosphate ou du chromate, améliore l'adhérence des couches de peinture.

• Inhibition chimique : Certains revêtements de prétraitement contiennent des inhibiteurs de corrosion qui empêchent activement la corrosion par des réactions chimiques. Ces inhibiteurs peuvent neutraliser les substances corrosives ou passiver la surface métallique, la rendant moins réactive et moins sujette à la corrosion.

• La protection cathodique: Dans certains cas, la couche de primaire ou de prétraitement peut contenir des éléments sacrificiels comme le zinc (sous forme de phosphate de zinc ou de revêtements galvanisés). Ces éléments sont plus réactifs que l'acier et se corrodent préférentiellement, protégeant l'acier par action sacrificielle. C'est ce qu'on appelle la protection cathodique.

• Protection de bord: Les bords des bobines d'acier sont particulièrement vulnérables à la corrosion car ils peuvent avoir un revêtement plus mince et sont plus exposés à l'environnement. Une attention particulière est accordée pendant le processus de revêtement pour garantir que les bords sont correctement recouverts. Dans certains cas, des scellants de bord supplémentaires peuvent être appliqués pour une protection améliorée.

• Résistance aux UV: La lumière ultraviolette (UV) peut dégrader certains revêtements au fil du temps, entraînant une réduction de la résistance à la corrosion. La couche de finition sur l'acier pré-peint comprend souvent des produits chimiques résistants aux UV qui protègent les couches sous-jacentes de la dégradation induite par les UV, préservant ainsi l'intégrité du revêtement protecteur.

En incorporant ces principes, les bobines d'acier pré-peintes sont en mesure d'offrir une durabilité et une efficacité durables dans les environnements soumis à la corrosion.

Processus de bobine d'acier pré-peinte

La fabrication de bobines et de tôles en acier prélaqué commence par la livraison du substrat sous forme de bobine directement depuis les laminoirs. Il y a trois sections impliquées dans la ligne de revêtement de bobine : entrée, traitement et sortie.

Chaque étape garantit que les produits métalliques prélaqués finis sont durables, performants et esthétiquement attrayants. Les machines de la chaîne de production travaillent simultanément pour peindre 2,000 4,000 à 4 XNUMX pieds carrés de bandes métalliques en XNUMX minutes.

Voici les étapes de la ligne de revêtement :

Étape 1 : Nettoyer la bande métallique

Le nettoyage de l'huile, de la saleté et des impuretés de la bobine laminée à froid implique un brossage, un bain alcalin, un bain-marie ou un brossage.

Étape 2 : Application du zinc et de l'alliage

L'application de l'aluminium et du zinc dépend de l'application et des exigences du client. Certains produits sont composés à 100 % de zinc, tandis que d'autres contiennent un alliage de magnésium.

Étape 3 : Traitement de la surface

Cette étape est essentielle pour s'assurer que la peinture et l'apprêt adhèrent bien à la bande métallique. En raison de certaines restrictions chimiques, la surface est traitée avec des produits chimiques, tels que l'oxydation alcaline, selon le fournisseur et le pays d'origine.

Étape 4 : Rinçage et séchage du métal

Le rinçage de la bande métallique permet de s'assurer qu'elle ne contient aucun résidu chimique avant d'appliquer l'apprêt. Le séchage du métal est indispensable pour s'assurer que les couches suivantes adhèrent bien.

Étape 5 : Application de l'apprêt

Une couche d'apprêt peut être sur une ou les deux faces de la bande métallique. L'application d'apprêt accélère l'adhérence de la couche de peinture finie.

Étape 6 : Durcissement et refroidissement de la bande

Le durcissement prend 15 à 16 secondes. Cette méthode permet à l'apprêt de durcir, de sécher et d'atteindre la température souhaitée avant d'appliquer le revêtement suivant.

Étape 7 : revêtement avant et arrière

Cette étape est la dernière étape de peinture, au cours de laquelle des systèmes de peinture à deux couches sont appliqués.

Étape 8 : Séchage, durcissement et refroidissement

Le produit subit cette étape pour s'assurer que le produit en acier est prêt pour le rembobinage, le relaminage et l'expédition aux utilisateurs finaux.

Étape 9 : Emballage

Image montrant un schéma de ligne de revêtement de bobine.

Source: https://www.coilcoating.org/process

Pour aller plus loin

Les bobines d'acier pré-peintes offrent durabilité et longévité, garantissant que les structures bénéficient de leur résilience face aux facteurs environnementaux.

Leur polyvalence esthétique permet une large gamme d’options de couleurs, tandis que l’application uniforme améliore l’attrait visuel global.

Le processus de production est efficace, ce qui entraîne des économies de temps et d'argent pour les fabricants et les utilisateurs finaux.