Есть мнение Антикоррозийные покрытия Грунтовки-модификаторы ржавчины

Грунтовки-модификаторы ржавчины

Лакокрасочные покрытия (Пк) надежно защищают поверхность металла от коррозии при условии нанесения на тщательно подготовленные поверхности. В случае невозможности применения эффективных методов очистки применяют грунтовки преобразователи ржавчины

В таблице приведена оценка долговечности Пк в зависимости от способа подготовки поверхности [3].

В результате коррозионного разрушения металлов образуются окалина и ржавчина.

Окалина продукт газовой коррозии металла возникает в процессе прокатки стали при температуре 500°С и выше. Окалина состоит из оксидов железа, располагающихся на металле следующим образом: внутренний слой оксид железа FeO, промежуточный слой магнетит Fe₂0₄, наружный слой гематит (oc-Fe₂0₃), маггемит (y-Fe₂0₃). Толщина слоя окалины обычно составляет 5 80 мкм. По сравнению с потенциалом металла окалина имеет более положительный потенциал, приблизительно равный потенциалу меди, находящейся в контакте с железом. Поэтому во влажной атмосфере происходит сильное разрушение металла.

Ржавчина состоит из гидрата оксидов железа: y-FeOOH (лепидо-крокит), a-FeOOH (гетит) и в небольшом количестве из p-FeOOH, a также из его безводных оксидов различной степени окисления.

Магнетит отличается от других продуктов коррозии, так как он не приобретает положительного потенциала, поэтому не вызывает электрохимическую коррозию. Кроме того, магнетит имеет более плотную структуру, хорошую адгезию к металлу, негигроскопичен и стабилен (т.е. термодинамически более устойчив, чем другие компоненты ржавчины)

Ржавые поверхности можно окрашивать следующими способами:

При применении пенетриру-ющих грунтовок, пропитывающих ржавчину, повышаются механическая прочность и адгезия оксидов железа к подложке, одновременно снижается проницаемость продуктов коррозии, выполняющих в этом случае роль пигментов.

В качестве пленкообразова-телей, обладающих высокой пропитывающей способностью, используются натуральная олифа, жирные алкидные, силиконоал-кидные, фенольные смолы и др. [5].

Для улучшения проникающей способности указанных материалов в состав грунтовок вводят спирты, способствующие впитыванию воды, адсорбированной продуктами коррозии, а также катионные поверхностно-активные вещества (ПАВ) [5]. Пенетрирующие материалы, как правило, содержат противокоррозионные пигменты и различные добавки, нейтрализующие вредные примеси в ржавчине, та кие, как ионы сульфатов и хлоридов (промышленные загрязнения), образующие с продуктами коррозии легко гидролизующиеся соли.

Стабилизаторы ржавчины превращают продукты коррозии в магнетит. При этом они должны одинаково действовать на ржавчину различного возраста, разрушать пероксидные соеди нения, образующиеся при ржавлении, переводить легкорастворимые сульфаты железа в труднорастворимые соли и образовывать на поверхности металла пассивирующие пленки.

Из преобразователей ржавчины наибольшее распространение получили водно-дисперсионные грунтовки, сочетающие достоинство всех трех способов модификации ржавчины, т.е. они хорошо пропитывают оксиды, стабилизируют их, превращая в соли соответствующих кислот и частично в магнетит.

В качестве преобразователей ржавчины наиболее широко применяют ортофосфорную кислоту [6], так как ее соли обладают хорошим пассивирующим действием, а сама кислота достаточно доступна и недорога. Известны грунтовки-преобразователи, содержащие фосфорную кислоту, разработанные на основе водной дисперсии поливинил-ацетата, например ВД-ВА-0112, ВД-ВА-01 ГИСИ.

При проникновении воды в пленку и под нее первичные фосфаты железа растворяются и образуют раствор электролита, способствующий развитию коррозии. Для предотвращения этого эффекта в грунтовки-преобразователи ржавчины вводят желтую и красную кровяные соли [8]. Ортофосфорная кислота обладает недостаточной смачиваемостью продуктов коррозии, вследствие чего затрудняется проникновение ее в глубину ржавого слоя и преобразование продуктов коррозии. Для устранения этого недостатка в составы-преобразователи вводят ПАВ неионогенного типа, способствующие удалению жировых загрязнений с поверхности, улучшающие проникающую способность грунтовок. Однако при этом ухудшаются защитные свойства Пк.

Для связывания избыточной ортофосфорной кислоты используются полиэлектролитные ла-тексы, например сополимер ДМВА-10Х, с применением которого разработана грунтовка преобразователь ржавчины ФПР-2.

В качестве добавок, предотвращающих вторичную коррозию, представляют интерес вещества, способные образовывать комплексные соединения с участием подложки и продуктов коррозии, например танин экстракт древесины (ива, ель, дуб) и его синтетические аналоги.

С использованием комплексных соединений разработаны водно-дисперсионные грунтовки ВД-КЧ-0184иУникор.

Из числа органорастворимых наиболее широко известна грунтовка ЭП-0199, выпускаемая различными отечественными производителями.

В последние годы нашла применение новая грунтовка ХС-0320 (ТУ 2313-185-05034239 2002), выпускаемая ОАО «НПФ Пигмент». Грунтовка наносится по ржавчине с остатками плотно держащегося слоя толщиной до 100 мкм.

Из широкого ассортимента составов преобразователей ржавчины, которые в настоящее время выпускаются отечественной промышленностью, следует отметить материал Hotex-K (ТУ 21-01-43443334 96), который можно наносить на сварные швы.

Для удаления продуктов коррозии возможно применение состава на основе фосфорилированного полиакрилата, разработанного НПФ «Пигмент» [13].

Обработка поверхности черных металлов или алюминия модифицированным составом обеспечивает высокое адгезионное взаимодействие покрывных слоев ЛКМ к подложке за счет наличия в материале адгезионно-активных функциональных групп. Использование состава, содержащего фосфорилированный полиакрилонитрил, позволило отказаться от применения грунтовки ХС-0115 при окраске алюминиевых цистерн для хранения питьевой воды эмалью ХС-7690 [13].

В табл. 2 приведены свойства наиболее распространенных грунтовок модификаторов ржавчины.