CC BY
86
ДОЛГОВЕЧНОСТЬ ЛАКОКРАСОЧНЫХ ПОКРЫТИЙ НА ОСНОВЕ РАЗЛИЧНЫХ ГРУНТОВ И ЭМАЛИ ПФ-133
Медведев Михаил Сергеевич к.т.н., доцент кафедры Агроинженерия Ачинский филиал Красноярского государственного аграрного университета
Россия, город Ачинск
Аннотация: Обозначив основные проблемы, связанных с применением лакокрасочного материала в качестве защитного покрытия от ржавчины, определил наиболее важные свойства лакокрасочных покрытий. После проведения эксперимента определили на основе какого грунта лакокрасочное покрытие является наиболее долговечным.
Ключевые слова: лакокрасочное покрытие, грунт, коррозия, долговечность.
Лакокрасочное покрытие в зависимости от химического состава и физико-механических свойств играет роль диффузионного барьера, пассиватора или протектора. Антикоррозионные свойства характеризуются паро - водопроницаемостью лакокрасочных покрытий[1].
При соприкосновении покрытия с водой и растворами электролитов происходит проникновение жидкости через поры пленки (диффузия), а также адсорбция влаги активными центрами пленкообразующего (набухание).
Набухание покрытия происходит в результате осмотического давления в пленке. Конечное содержание влаги в покрытии является функцией упругости паров раствора: чем концентрированнее раствор, тем меньше поглощение воды. Адсорбция воды покрытием прекращается, когда осмотическое давление в покрытии становится равным осмотическому давлению раствора.
Проникновение влаги ускоряется, если в пленке или под ней находятся водорастворимые вещества. Поэтому набухаемость покрытия возрастает даже при частичной растворимости пигмента или при наличии в нем остатков неотмытых электролитов. Набухание пленки вызывает увеличение объема, а наличие солей - вспучивание покрытия, что приводит к нарастанию внутренних напряжений в нем и последующему отслаиванию от подложки.
Итак, важным свойством лакокрасочных покрытий является их устойчивость к воздействию электролитов, называемая антикоррозионным свойством.
Кроме электролитов на покрытие воздействуют и другие факторы:
- действие тепла (термическая деструкция и испарение летучих компонентов;
-действие света (фотохимическая деструкция);
- действие окислителей, например, кислорода воздуха (окислительная деструкция);
- перепад температур (усталость покрытия) и др[2].
Можно заметить, что все эти факторы являются слагаемыми атмосферного воздействия. Отсюда следует, что вторым важным свойством лакокрасочных покрытий является их атмосфероустойчивость.
На основании вышесказанного можно отметить, что долговечность лакокрасочных покрытий характеризуется их антикоррозионной способностью и атмосфероустойчивостью, объединенных под общим названием - защитные свойства.
Важными критериями долговечности полимерных являются величины внутренних напряжении, возникающих при формировании и старении покрытий, а также адгезия покрытия к металлу.
Фосфатирующие грунты приводят к несколько своеобразному поведению металла при проникновении к его поверхности коррозирующей
среды. С одной стороны, наличие фосфатной пленки на поверхности металла облагораживает его электродный потенциал, что затормаживает скорость анодной реакции ионизации металла; с другой - вследствие пористости фосфатных пленок при попадании влаги между металлом в порах и слоем фосфатов образуется коррозионная пара. В результате металл корродирует в виде язв и питтингов, что зачастую опаснее равномерной коррозии.
В программу исследования включены испытания антикоррозионных свойств, ускоренные лабораторные испытания атмосфероустойчивости и производственная проверка технологических свойств грунта -«преобразователя ржавчины» при применении его в комплексе с эмалевым покрытием.
Пентафталевая эмаль ПФ-133 представляет собой суспензию двуокиси титана и других пигментов и наполнителей в пентафталевом лаке. Она предназначена для окраски тракторов и сельскохозяйственных машин. Комплексные покрытия эмалями ПФ-133 (в два слоя по загрунтованной поверхности) по техническим условиям должны в умеренно-континентальном климате сохранять защитные свойства не менее 2...3 лет. Это и обусловило выбор эмали ПФ-133 в качестве материала для создания покровных слоев, исследуемых комплексных покрытий. Перед нанесением эмаль разбавлялась до рабочей вязкости ксилолом.
Окраска образцов для изучения изменения внутренних напряжений в покрытиях в процессе атмосферного старения производилась кистью, во всех остальных случаях - с помощью краскопульта. После формирования толщины каждого слоя, покрытие измерялась толщиномером EASY-CHECK FN и определялась, как среднее арифметическое из девяти повторений.
Окрашенные образцы, изолировались с торцов воском и погружались в 3%-ный водный раствор хлористого натрия. Каждый образец содержался в отдельной ячейке ванны во избежание их взаимного влияния.
Критерием оценки антикоррозионных свойств покрытия принята удельная потеря металла вследствие коррозии. Удельная потеря металла определялась гравиметрическим методом, описанным во второй главе через каждые 15 суток испытания.
Начальный момент появления коррозии определялся по вспучиванию покрытия.
Ввиду того, что срок службы эмалей ПФ-133 определен для условий умеренно-континентального климата, было целесообразно при испытаниях исследуемых комплексных покрытии имитировать именно его. Это позволяло определить коэффициент ускорения испытаний и с достаточной достоверностью установить долговечность покрытий.
Испытания производились непрерывно в течение 45 суток с одночасовыми остановками, для проведения обслуживания термостата ТГУ-01-200 и соответствующих измерений через каждые 5 суток.
Наихудшими антикоррозионными свойствами обладают комплексные покрытия на основе грунта ГФ-020. Такое покрытие по чистой поверхности металла начинает вспучиваться уже на 7 сутки пребывания в растворе хлористого натрия. Количество ржавчины под этими покрытиями через 45 суток испытаний составляло 0,1485 г/дм2, а с покрытиями по ржавчине на 30 сутки теряли в весе до 0,1724 г/дм2. Это объясняется низкой сцепляемостью грунта ГФ-020 с защищаемым от коррозии металлом.
Фосфатирующий грунт ВЛ-023, нанесенный на образцы в комплексе с двумя слоями пентафталевой эмали ПФ-133 по техническим условиям, защищают металл значительно лучше других грунтов. Так, коррозия стали марки 08кп через 45 суток испытаний, составляла: для грунта ВЛ-023-0,382 г/дм2. Защитные свойства этих грунтов снижаются в два раза, если их
наносить по ржавой поверхности. Поэтому предусматривается окраска этими грунтами только очищенных металлических изделий.
Высокие антикоррозионные свойства покрытий по чистому металлу, состоящих из фосфатирующего грунта и эмали можно объяснить следующим:
1. Хорошей адгезией грунта к металлу.
2. Хорошей адгезией лакокрасочных материалов к фосфатирующему грунту.
3. Пассивирующим действием фосфатирующего грунта на металл благодаря наличию в его составе соответствующих солей (тетра-оксихромата цинка, цинкового крона).
Комплексные покрытия, состоящие из грунта - «преобразователя ржавчины» и эмали ПФ-133 достаточно надежно защищают металлы от коррозии. Причем антикоррозионные свойства повышаются, если их наносить на заржавленную поверхность(0,426 г/дм2, это наилучший результат). Такой эффект обусловлен тем, что при преобразовании ржавчины образуется пигмент (берлинская лазурь), который повышает плотность покрытия.
Проведенные испытания позволяют сделать вывод что наиболее долговечными являются покрытия на основе грунта «преобразователя ржавчины».
Список литературы:
1. Меднов, Е.А. Диагностика и прогнозирование показателей коррозионной стойкости несущих металлических конструкций [текст] / Е.А. Меднов. - М.: ВИНИТИ, 2007. - 152 с.
2. Кузнецова, О.П. Противокоррозионная грунтовка на основе водной дисперсии акрилового сополимера [текст] / О.П. Кузнецова, А.В. Вахнин, Е.В. Анантьева, С.Н. Степин, А.П. Светлаков // Лакокрасочные материалы и их применение. - 2005.№7-8. С 16-20.
