Цинконаполненные антикоррозионные грунтовки
Разработка и производство ЛКМ для долговременной антикоррозионной защиты металлических изделий – одно из приоритетных направлений развития лакокрасочной промышленности. В этой связи особая роль отводится грунтовкам, которые, являясь составной частью систем покрытий для защиты металла от коррозии, находятся в непосредственном контакте с защищаемой поверхностью и должны обеспечивать хорошие адгезионные и защитные свойства первичных грунтовочных слоев, а так же стабильность эксплуатационных характеристик и долговечность комплексных лакокрасочных покрытий в целом.
Среди большого разнообразия антикоррозионных грунтовок важное место занимают материалы, содержащие в качестве пигментов металлические порошки (цинк, алюминий, свинец и др.). Такие грунтовки называют протекторными. Наиболее широкое практическое применение из них получили цинконаполненные составы.
В настоящее время они становятся все более распространенными и являются успешной альтернативой другим не менее распространенным способам антикоррозионной защиты металла с помощью цинка - горячему и термодифуфузионному цинкованию, термическому напылению, электрорлитическому осаждению.
Механизм протекторной защиты металлической поверхности основан на том, что электрохимический потенциал цинка ниже, чем железа. Это приводит к тому, что при проникновении влаги в покрытие образуется микрогальванические пары, в которых цинк является анодом, а защищаемый металл – катодом. При этом коррозионному воздействию подвергается только анод, который постепенно расходуется: Zn – 2e- - Zn 2+, а металлическая подложка в свою очередь пассивируется за счет ее подщелачивания:
2H 2 O + О 2 + 4 е- - 4 OH-. Ионы цинка взаимодействуют с гидроксильными ионами, которые образуются на катоде, а так же с другими окружающими анионами. Образующиеся при этом соединения накапливаются на поверхности стального катода, предохраняя его от коррозии.
Выделяют две основные стадии противокоррозионной защиты металлов цинксодержащими протекторными грунтовками – катодную (электрохимическую) и барьерную. Вначале при появлении на поверхности покрытия дефекта под действием агрессивной среды или условий эксплуатации в реакцию вступает цинк, который, действуя по протекторному (катодному) механизму, предотвращает коррозию стали и «залечивает» повреждения. Анодное растворение цинка протекает до тех пор, пока образующиеся при этом труднорастворимые продукты коррозии не заполнят поры покрытия, уплотнят его и прекратят доступ агрессивной среды к металлической подложке.
Этот процесс начинается с поверхности покрытия и затем проникает на определенную его глубину. В таком состоянии цинконаполненный покрытия выступают уже в роли пассивного предохраняющего слоя, обеспечивающего только барьерную защиту от проникновения к металлу воды, воздуха и других коррозионно-активных реагентов. Однако это не исключает повторного проявления местного протекторного защитного действия в случае локальных повреждений покрытия и доступа электролита к более глубоко расположенным частицами цинка. Как правило, в тонких покрытиях (до 10-20 мкм) цинк играет в основном роль протектора, однако срок службы такого покрытия ограничен продолжительностью растворения металла.
Важным условием протекторной защиты является электрический контакт цинкового покрытия со стальной поверхностью, а также электропроводимость самого цинконаполненного покрытия. Это достигается, прежде всего, за счет высокой степени наполнения пленки металлическим пигментом (от 80% по массе), при котором связующее не образует сплошных оболочек вокруг отдельных частиц цинкового порошка (цинковой пыли). Кроме того, особое внимание необходимо уделять подготовке металлической поверхности перед нанесением на нее протекторной грунтовки. В производственной практике, связанной с операциями окрашивания изделий ЛКМ этого типа, качество поверхности и технология ее подготовки устанавливаются строго определенными требованиями ГОСТ 9.402 и ISO 8501-1.
В ассортименте компании «Снежинские Краски» представлены грунтовки с повышенным содержанием цинка – это «СК-ЦИНК» - на полуретановой основе и «СК-ЭПОКСИД-Ц» - на эпоксидной основе.
При защите стальных изделий, эксплуатирующихся в неагрессивных средах (незагрязненная атмосфера, светлые нефтепродукты и т.п.), цинконаполненные грунтовки используют как самостоятельное покрытие. Однако в коррозионно-агрессивных средах на грунтовку с учетом высокой химической активности цинка требуется наносить верхнее защитное покрытие на эпоксидной или уретановой основе. Это намного увеличивает срок эксплуатации протекторных грунтовок и комплексного защитного покрытия в целом, придает поверхности заданные декоративные свойства.
Цинконаполненные грунтовки «СК-ЦИНК» и «СК-ЭПОКСИД-Ц» с их защитными свойствами применяют в системах покрытий с толщиной от 140 до 280 мкм, в атмосфере с широким диапазоном коррозионной активности от С3 до С5М.
Прогнозируемая долговечность комплексного покрытия составляет не менее 15-20 лет. Отметим также, комплексные системы лакокрасочных покрытий «Снежинские Краски», содержащие цинконаполненные компоненты, включены в нормативные документы СТО ЦНИИС и СибНИИстроя, которые определяют выбор материалов для антикоррозионной защиты различных металлических поверхностей в ряде отраслей (промышленном и гражданском строительстве, а так же в транспортном и дорожном строительстве). Помимо этого системы включены в реестр ведущих нефтедобывающих компаний страны ПАО «Транснефть», ПАО « «НК «Роснефть».
При окрашивании металлоконструкций комплексными системами покрытий, в которые входят цинконаполненные грунтовки, им гарантирована надежная защита от любых коррозионных разрушений.
