Боремся со ржавчиной
Ржавчина известна каждому, кто знаком с изделиями из металла. И дело не только в том, что она «съедает» и портит металл, а также в эксплуатационном и эстетическом вреде для стальных и чугунных предметов. Согласно статистике, в Украине и России ежегодные потери металлофонда из-за процессов коррозии составляют 12%, что эквивалентно 30% ежегодно производимого металла!
ЧИСТИМ ПОВЕРХНОСТЬ МЕТАЛЛА
Существует несколько стандартов очистки поверхности металла. Наиболее распространена в Украине подготовка поверхности по старым советским ГОСТам и стандарты шведской ассоциации, в которых различают 6 различных степеней очистки. Каждая из них четко определена с точки зрения трудозатрат, используемого способа и эффективности очистки. Наиболее распространенный из них St-2 — очистка до появления тусклого металлического блеска ручным инструментом с удалением прокатной окалины, отслаивающейся ржавчины с предварительной очисткой от масел, грязи и солей.
В других мировых стандартах выделяют в основном метод и состояние металла после очистки, как, например, в стандарте SSPC: очистка с помощью растворителя; очистка с помощью ручных инструментов; очистка механизированным способом (пескоструйка); высокотемпературная или термическая очистка; очистка до чистого металла; коммерческая очистка АБРАЗИВНАЯ; удаляющая очистка ДРОБЕСТРУЙНАЯ; протравливание ХИМИЧЕСКАЯ.
В конечном счете все способы хороши, если при длительной эксплуатации окрашенного металла не происходит точечной или подпленочной коррозии.
КОНСЕРВИРУЕМ МЕТАЛЛ
Именно этим словом очень точно определена основа самого процесса сохранения различных продуктов — поменьше воздуха. Изолирующие или временно консервирующие покрытия основаны на свойствах различных пленкооб-разователей покрывать тонким слоем металл, тем самым ограничивая доступ кислорода. Не хочется, чтобы сгнил собранный урожай или заржавел за зиму купленный заранее металл или сделанное и пока не востребованное изделие. Вот и грунтуют его различными лакокрасочными материалами (ЛКМ), среди которых — масляные краски, глифталевые или пентафталиевые грунты. Однако, на наш взгляд, наиболее перспективными являются водные грунты, содержащие преобразователи ржавчины.
СВЯЗЫВАЕМ РЖАВЧИНУ
Всем известны преобразователи ржавчины, содержащие спиртовый раствор фосфорной кисоты, которая вступает в реакцию с продуктами коррозии и образует на поверхности металла тонкий изолирующий слой не подверженных окислению соединений. Правда, уверен,
что не многие помнят об удалении остатков непрореагировавшей кислоты или о необходимости ее нейтрализации на поверхности щелочными растворами. ФОСФАТИРОВАНИЕ поверхности перед покраской — один из стандартных способов защиты подложки для создания долговременного покрытия. Однозначно химическое преобразование ржавчины лежит в основе такой защиты. Условно преобразователи ржавины можно разде¬лить на несколько групп: КИСЛОТЫ; АМИНЫ, ФЕНОЛЫ И ИХ ПРОИЗВОДНЫЕ; СОЛИ ПРОСТЫЕ И КОМПЛЕКСНЫЕ; ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ.
В связи с экологическим ограничением использования хроматов и солей, содержащих тяжелые металлы, а также циклических органических растворителей, в Европейских странах выходят на первое место в качестве антикоррозионных ЛКМ — грунты или комбинированные эмали, содержащие более чистые водные системы с высокомолекулярными преобразователями или органорастворимые включающие нетоксичные соли.
HAMMERITE и другие — «прямо на ржавчину»
Появившийся с десяток лет назад в России лакокрасочный брэнд HAMMERITE международного концерна сразил всех производителей, торговцев и потребителей ЛКМ наповал. Уникальная формула «три в одном» сочетания преобразователя, грунта и эмали, несмотря на высокую цену, вызвало большой практический интерес.
Использование в рецептуре в комплексе преобразователем частиц закаленного стекла и технологии деполимеризации покрытия при сушке на воздухе, позволили дать надежные гарантии потребителям. Важным моментом в завоевании рынка ЛКМ данным брэндом стали также высокие декоративные качества материала, большая цветовая гамма, использование «молоткового» эффекта, серебристые и золотистые оттенки краски.
Однако и отечественная наука давно занималась вопросами борьбы против коррозии. В основном для промышленного применения были созданы инги-бирующие составы на базе первичных и вторичных аминов, а также солей хрома и фосфатов. Так, известный судовой грунт ЭП-0199 на основе эпоксидной смолы содержит также в качестве антикоррозийных добавок тетраоксихромат цинка или цинковый крон, который осуществляет как катодную, так и анодную защиту металла. Образующиеся в небольшом количестве водорастворимые хроматы в процессе эксплуатации изделия взаимодействуют с ионами железа с образованием ингибирующих комплексов на подложке металла.
Можно вспомнить также такие грунтовочные покрытия, содержащие антикоррозионнные соли, как ГФ-0119 или ФЛ-ОЗК, без которых фактически невозможно было бы осуществлять в СССР экспортные поставки оборудования и металлоизделий.
Особое внимание я хотел бы обратить на антикоррозионные материалы, созданные на базе различных производных лигнинов, получаемых из растительного сырья.
Первые работы по исследованию защитных свойств гидролизованных лигнинов были сделаны академиком Форостяном Ю.Н. еще в 80-е годы. Природные полимеры с большим набором функциональных групп оказались эффективны в процессах замедления и прекращения коррозии металла.
Реакционно-способные компоненты, входящие в состав порошковых преобразователей ржавчины ППР, сделанных на лигниновой основе, взаимодействуют с продуктами окисления железа, создают прочные хелатные комплексы, которые, в свою очередь, покрывают изолирующим слоем подложку. Кроме этих свойств, введение ППР в состав различных ЛКМ улучшает адгезионные и прочностные характеристики покрытия. На основе ППР ранее и в настоящее время производятся антикоррозионные материалы ПФ-132 МР «Феррокор», грунты-преобразователи ржавчины «Фолиокс», химстойкий грунт-эмаль ХВ-0278 «Спецназ» и др.
Перспективность данных материалов обусловлена экологичностью сырьевой базы, эффектами синергизма усиления антикоррозионных свойств пигментов совместно с ППР, а также возможность их применения не только в материалах на базе органорастворимых пленкообразующих, а й в водных грунтах-преобразователях с акриловым или аркил-стирольным связующим.
Нанесение ЛКМ содержащих ППР возможно при остатках ржавчины толщиной до 100 мкм, что обеспечивает хорошую адгезию материалов к поверхности и отличную пассивацию поверхности не только стальных и чугунных изделий, а и оцинкованных материалов. Нами также была показана возможность повышения химстойкости материалов на базе хлорвиниловых связующих при добавлении ППР в качестве добавки к ЛКМ.
Вернемся к одному из самых перспективных направлений в защите металла от коррозии — применению водных грунтов-преобразователей ржавчины. Создание таких материалов и нанесение их на металлическую подложку сдерживает 2 основных фактора — это невысокая адгезия полимеров и активное течение процессов окисления под хорошо проницаемыми пленкообразующими.
Если с первой задачей можно справиться, то для решения второй необходима хорошо подобранная система ингибиторов, пигментов и активных преобразователей ржавчины. Материалы с маркой «Акрокор», созданные как для временной консервационной защиты металла, так и для нанесения на заржавленную поверхность не только черного, но и оцинкованного металла, удовлетворяют высоким требованиям к защите от процессов окисления и подпленочной коррозии.
НЕКОТОРЫЕ ВЫВОДЫ И РАЗМЫШЛЕНИЯ
Таким образом, рассматривая проблему защиты металлических изделий от коррозии, мы могли бы сделать выводы, позволяющие как производителям, так и потребителям ориентироваться в такой непростой, на наш взгляд, проблеме, как борьба со ржавчиной. 90% успеха долговременной защиты материалов от коррозии — это качественная подготовка поверхности. Чем тщательнее будут удалены окалина, следы ржавчины и другие дефекты материала, хорошо обезжирена поверхность от консервационных масел и смазок, тем эффективней будет адгезия ЛКМ на всей поверхности без образования участков доступных для окисления.
В любом случае, использование материалов, содержащих мощные системы для преобразования ржавчины, является вынужденной мерой, когда нет возможности хорошо подготовить поверхность из-за сложности конструкций или недоступности дорогостоящего оборудования для очистки поверхности или средств для проведения таких дорогостоящих работ, которые в сметах по покраске могут занимать до 70% расходуемых средств.
В случае, когда все-таки ржавчина есть, необходимо удалить пластовые отложения и по возможности зачистить поверхность металла минимум до 100 мкм толщины, поскольку большая толщина создает возможность диффузии продуктов коррозии в подпленочном пространстве.
Лучше использовать систему грунт + эмаль, поскольку чудес не бывает и основную нагрузку на контакт с поверхностью берут на себя грунты, а эмали выполняют наряду с изолирующей и декоративную функцию.
Фрмула «3 в одном» хороша для ускорения процесса, а надежней формула «2 + 1» — грунт-преобразователь и качественное финишное покрытие.
