Виды антикоррозийных покрытий для изделий из металла

Антикоррозийное покрытие металла — один из наиболее распространенных способов защиты металлических конструкций или коммуникаций от всевозможных негативных внешних воздействий.

Защита покрытия от коррозии — это создание на поверхности дополнительного слоя, который не допускает непосредственного контакта металла с воздухом, влагой или водой.

Существуют различные виды антикоррозионных покрытий, благодаря которым можно успешно продлить срок эксплуатации металлических приспособлений.

Что такое коррозия металла

Прежде чем выяснить, как покрывать металл от коррозии, следует разобраться, что же такое сама коррозия. Под ней понимается химическая реакция, которая появляется тогда, когда созданы все благоприятные условия для этого.

На поверхности коррозия образуется по следующим причинам:

• если материал длительное время взаимодействовал с влагой;
• если поверхность находится в открытом месте;
• если условия эксплуатации не соблюдались;
• если металл деформировался, а свойства его настолько изменились, что его в будущем использовать будет невозможно.

Из-за внешних факторов металл может менять цвет, текстуру или крошиться.

Назначение антикоррозийных покрытий

То или иное антикоррозийное покрытие имеет такое назначение:

• создает защиту к негативному воздействию влаги;
• противостоит разным видам топлива;
• не допускает реакцию с большим количеством химических составляющих, которые могут повредить защитный слой покрытия;
• создает атмосферостойкость и электроизоляцию.

Защитные материалы способны создать активную и пассивную защиту от коррозии. Под пассивной защитой понимается нанесение слоя лакокрасочной продукции, с помощью которого металл изолируется от влаги. Чаще всего для пассивной защиты металла используются лакокрасочные средства на основе синтетических связующих, а также алкидные краски. Когда требуется качественное и тонкое покрытие, обратите внимание на битумные краски, а если речь идет о применении в агрессивной среде и при высокой температуре, то нужно использовать кремнийорганические эмали.

А активная защита подразумевает использование в красителях химических ингибиторов, которые замедляют окисление металлов и прочие добавки. Такие покрытия продержатся дольше по сравнению с пассивной защитой.

Антикоррозийное покрытие нужно, чтобы коррозия не распространилась по всей поверхности металла.

Приобрести средства для борьбы с коррозией можно в любом строительном магазине, они доступны в плане стоимости. Они быстро вступают в контакт со ржавчиной и поражают ее очаги.

С целью защиты используются специализированные лакокрасочные составы, самые бюджетные — это эмали и краски с химическими добавками.

Краткая теория антикоррозионной защиты

26 Октября 2021 Основными компонентами лакокрасочных материалов (ЛКМ) являются: пленкообразующие, пигменты, наполнители, пластификаторы, растворители, сиккативы и целевые добавки.

Пленкообразующие лакокрасочных материалов – многокомпонентная система, после нанесения которой, на поверхность в результате физико-химических процессов образуется сплошная, прочно сцепленная с основой пленка. Пленкообразующие должны связывать наполнители с пигментами в ЛКМ, быть растворимыми органическими растворителями, обеспечивать хорошую адгезию лакокрасочного покрытия с подложкой, а после высыхания образовывать твердую защитную пленку.

К пленкообразующим веществам относятся: полимеризационные смолы(на основе акрилатов, метакрилатов, хлористого винила и др.), поликонденсационные смолы (алкидные, полиуретановые, эпоксидные, кремнийорганические, формальдегидные), природные смолы (канифоль, битумы, асфальты, копалы), растительные масла, таловое масло, жирные кислоты и эфиры целлюлозы.

Рассмотрим некоторые виды пленкообразователей.

Алкидные смолы

Материалы на основе алкидных смол — однокомпонентные. Наносятся практически на любую поверхность и на любое старое покрытие, эластичны, дёшевы. Отличные декоративные свойства. Недостатки: малая твёрдость, малая стойкость к солнечному ультрафиолету, слабые защитные свойства. Нестойки к химикатам и растворителям. Не наносятся на оцинкованную сталь, бетон, извёстку.

Алкидные смолы среди пленкообразующих веществ занимают почетное первое место не только в отечественной, но и зарубежной лакокрасочной промышленности.

Классифицируются алкидные смолы в зависимости от спирта, который используется для их изготовления. Различают алкидные смолы на основе глицерина (глифталевые), этриола (этрифталевые), пентаэритрита (пентафталевые) и ксилита (ксифталевые).

Алкидные соединения применяются в комплексе с некоторыми другими поликонденсационными, полимеризационными смолами и нитратами целлюлозы. Такие смолы, в зависимости от используемого модифицирующего вещества, подразделяются на: алкидно-меламиновые, алкидно-карбамидные, алкидно-эпоксидные, алкидно-стирольные, уралкидные, алкидно-полиорганосилоксановые и алкидно-акриловые. Они сочетают в себе свойства модифицирующего компонента и алкидной смолы.

Алкидные смолы подразделяются на: разбавляемые водой (водоразбавляемые) и нерастворимые в воде. А также на: разбавляемые органическими растворителями и растворимые в них.

В наше время самое широкое применение нашли водоразбавляемые (водоэмульсионные) лакокрасочные материалы. Они обладают бесспорными преимуществами, по сравнению с красками и лаками на основе органических растворителей, т.к. не вредят человеческому организму, безопасны в пожарном отношении. Водоразбавляемые смолы при взаимодействии с аминоформальдегидными или фенолоформальдегидными водорастворимыми смолами, которые выступают в качестве отверждающих агентов, образуют пленку.

Разбавляемые водой алкидные смолы применяют для изготовления водоэмульсионных эмалей и грунтовок. Глифталевые смолы, разбавленные органическими растворителями, используют в производстве шпатлевок, грунтовок и эмалей для внутренних работ. Пентафталевые – для эмалей и лаков, предназначенных для работы в умеренном климате, под открытым воздухом. Также из высыхающих алкидных смол делают олифы, лаки, эмали, грунтовки, шпатлевки горячей и холодной сушки.

Эпоксидные смолы

Материалы на основе эпоксидных смол (двухупаковочные) считаются лучшими в линейке антикоррозионных материалов. Имеют отличную адгезию к черным металлам, ко многим типам пластиков, стеклу.

Покрытия традиционно отличаются высокими защитными свойствами, твердостью, химической стойкостью, отличной водостойкостью и стойкостью к нефтепродуктам. Материалы данной группы химического отверждения, в следствии чего устойчивы к воздействию растворителей и нефтепродуктов, пленка покрытия не размягчается под действием высоких температур. Из недостатков можно отметить снижение при эксплуатации декоративных свойств — склонность к изменению цвета под воздействием ультрафиолетового излучения (меление, потеря глянца).

Эпоксидные смолы стойки к действию галогенов, некоторых кислот (к сильным кислотам, особенно к кислотам-окислителям, имеют слабую устойчивость), щелочей, обладают высокой адгезией к металлам. Из эпоксидных смол готовят различные виды клея, пластмассы, электроизоляционные лаки, текстолит (стекло- и углепластики),

заливочные компаунды и пластоцементы. Эпоксидная смола в зависимости от марки и производителя, выглядит как прозрачная жидкость желто-оранжевого цвета напоминающая мёд, или как коричневая твердая масса, напоминающая гудрон. Жидкая смола может иметь очень разный цвет — от белого и прозрачного до винно-красного .

Эпоксидные смолы поддаются модификации. Различают химическую и физическую модификацию.

Первая заключается в изменении строения сетки полимера путём добавления соединений, встраивающихся в состав смолы. Как пример — добавление лапроксидов (простых полиэфиров спиртов, содержащих глицидиловые группы, например ангидрида глицерина) в зависимости от функциональности и молекулярной массы придаёт отверждённой смоле эластичность, за счёт увеличения молекулярной массы межузлового фрагмента, но понижает её водостойкость. Добавление галоген- и фосфорорганических соединений придаёт смоле большую негорючесть. Добавление фенолформальдегидных смол позволяет отверждать эпоксидную смолу прямым нагревом без отвердителя, придаёт большую жёсткость, улучшает антифрикционные свойства, но понижает ударную вязкость.

Физическая модификация достигается добавлением в смолу веществ, не вступающих в химическую связь со связующим. Как пример — добавление каучука позволяет увеличить ударную вязкость отверждённой смолы.

Полиуретановые материалы

Полиуретановые эмали (двухупаковочные), в основном, применяются в качестве покрывных (финишных слоев) в системах антикоррозионной защиты. Образуют покрытия с высокой абразивостойкостью, хорошими декоративными свойствами, атмосферо- и влагостойкостью, стойкостью к действию растворителей и различных химических реагентов. Полиуретановые покрытия обладают хорошей адгезией к черным и цветным металлам, дереву, коже, пластмассам, бетону, штукатурке, характеризуются высокими диэлектрическими показателями.

Полиуретановые эмали используют (несмотря на высокую стоимость) для создания декоративных антикоррозионных покрытий с длительным периодом эксплуатации – окраски железнодорожных вагонов и самолетов, объектов городского транспорта. Для отделки мебели, лакирования полов применяют полиуретановые лаки.

Выпускается широкий ассортимент полиуретановых лаков, эмалей, грунтовок для различных отраслей промышленности, для транспорта, строительства, быта. Образование полиуретановых покрытий происходит при взаимодействии гидроксилсодержащих насыщенных полиэфиров и изоцианатов на холоде , при нагревании, под действием влаги воздуха, в присутствии катализаторов и без них.

Поскольку изоцианаты отличаются высокой химической активностью при взаимодействии с полиэфирами (даже на холоду), их вводят в лакокрасочный материал перед применением. Если же использовать блокированные изоцианаты (форполимеры изоцианатов с полиолами), то они (ЛКМ) однокомпонентны.

Лакокрасочные материалы на основе полиуретановых пленкообразователей подразделяются:

— на двухкомпонентные, отверждаемые на холоде и при нагревании;

— на однокомпонентные, отверждаемые при нагревании;

— на однокомпонентные, отверждаемые под действием влаги воздуха.

Двухкомпонентные полиуретановые лакокрасочные материалы состоят из полуфабрикатного лака или эмали (основа) и изоцианата (отвердитель).

Гибридные материалы

Такие материалы имеют сложный состав и состоят из нескольких типов связующих. При разработке данных материалов были учтены пожелания и требования крупных подрядных организаций, осуществляющих ремонтное окрашивание мостовых металлоконструкций. Материалы являются однокомпонентными и быстросохнущими.

Срок эксплуатации покрытий на основе гибридных материалов составляет как правило не менее 15 лет.

Отверждение покрытий

Лакокрасочные материалы можно разделить на три класса в зависимости от способа отверждения связующего:

— физическое высыхание – происходит формирование пленки покрытия, благодаря только испарению растворителя или воды из краски (акриловые, хлоркаучуковыевые, битумные);

— окислительное отверждение — происходит в результате реакции с кислородом воздуха, после высыхания растворителя (олифа, алкиды (глифталевые (ГФ) и пентафталевые (ПФ));

— химическое высыхание (отверждение). Материалы этого типа состоят из двух компонентов. При смешении этих компонентов, начинается необратимая химическая реакция. При высыхании растворителя реакция продолжается и образуется твердая плёнка. (Эпоксидные грунты и эмали, полиуретановые эмали, цинксиликатные грунты).Т

Принципы защиты поверхности грунтовками

Пассивная защита — изолирование стальной поверхности. Большинство отечественных грунтов (в т.ч. ГФ-021) только изолируют стальную поверхность от контакта с водой, кислородом воздуха и химическими веществами. Эффективность пассивной изоляции зависит от способности краски создавать плотный слой и от толщины этого слоя. Изоляция может быть улучшена добавлением барьерных пигментов. Это пигменты на основе пластинчатого алюминия или железноокисной слюдки (слюда обработанная окисью железа). Благодаря плоскому строению частичек, напоминающих рыбью чешую, такие пигменты усиливают покрытие и делают его более устойчивым к проникновению воды.

Активная защита с помощью грунтовок, содержащих активные антикоррозионные пигменты, которые препятствуют коррозии или замедляют её, например, фосфат цинка.

Известно о применяемых раннее хроматов цинка и свинца, однако сегодня ограничено применение этих пигментов, ввиду их высокой токсичности и опасности для окружающей среды.

Каталитическая защита стальной поверхности (протекторная защита, катодная защита). Осуществляется только на дробеструенной поверхности. Создание каталитической защиты возможно при наличии металлического порошка цинка в грунтовках (более 80%). Механизм защиты обусловлен электрохимическими взаимодействиями цинка и стальной поверхности, которая выступает катодом.

В этом случае стальная поверхность будет защищена, даже если последующие слои краски будут иметь повреждения или станут пористыми.

Каталитическая защита эффективна при оптимальном содержании цинка в грунтовках.

Комбинированная защита осуществляется посредством комбинации цинксодержащих грунтовок с промежуточными эпоксидными слоями с чешуйчатыми пигментами и отделочными (финишными) полиуретановыми эмалями.

Подготовка поверхности

Предварительная обработка поверхности является наиболее важной частью системы защитных покрытий, влияющих на срок защитного действия грунтов. Возможно нанесение грунтовок (не содержащих цинк) по механически или вручную очищенной стали, однако, чем выше степень очистки поверхности, тем выше срок и действие антикоррозионной защиты покрытий.

• Произвести обмыв поверхности чистой водой.
• Произвести обезжиривание растворителем или щёлочемыльным раствором, удалить нефтепродукты, масла, смазочные материалы.
• Шлифовкой удалить брызги сварки и скруглить острые кромки и углы радиусом 2мм.
• Произвести дробеструйную очистку поверхности для удаления окалины, ржавчины, получения необходимой шероховатости (этот параметр зависит от типа выбранного абразива), что дополнительно активирует поверхность и увеличивает адгезию лакокрасочного покрытия. Следует отметить, что после дробеструйной обработки расход материала выше, чем по гладкому металлу на 30-60%.
• Обеспылить поверхность с помощью обдува или с применением промышленного пылесоса.

Общие требования при проведении окрасочных работ

1. Температура металлической поверхности должна быть на 3 градуса выше точки росы.
2. Влажность воздуха должна быть не выше 85%.
3. Окраску производить при температуре не ниже +5 градусов, если в техническом описании на материал специально не оговорен нижний температурный предел использования краски.
4. Для эпоксидных материалов существуют отвердители для высоких температур, замедляющих высыхание; и для низких температур, увеличивающих скорость отверждения. Полиуретановые эмали могут иметь соответствующие растворители – «медленный» и «быстрый».
5. Быстрое высыхание лакокрасочного материала, а также сушка при низких температурах могут стать причиной дефекта покрытия – шагреневая (негладкая) поверхность, вследствии недостаточного растекания краски перед высыханием.

Приготовление рабочего раствора двухкомпонентных материалов

1. Вскрыть тару с лакокрасочными материалами, предварительно тщательно протерев крышку тары от пыли и грязи для устранения опасности загрязнения компонентов.
2. Основу материала (компонент А) тщательно перемешать до однородного состояния при помощи механической мешалки (допускается применение чистых деревянных весел).
3. Добавить отвердитель (компонент В) в емкость с компонентом А, тщательно перемешать мешалкой.
4. При необходимости, добавить разбавитель, тщательно перемешать.
5. После смешивания материал необходимо использовать в пределах указанной жизнеспособности.

Примечание. Для приготовления рабочих растворов в меньшем количестве, чем смешение полных упаковок, необходимо пользоваться объёмными мерными кружками или весами, ориентируясь на объёмные и массовые соотношения.

Системы защитных покрытий

Защитное покрытие создаётся путём предварительной обработки поверхности и нанесением двух — трёх и более слоёв грунтовок и эмалей в составе системы защитного покрытия. Разные слои в системе покрытий выполняют различные функции, дополняющие друг друга.

Чем больше суммарная толщина покрытия, тем выше его защитные свойства.

Назначение грунтовок

1. Смачивают поверхность, улучшают адгезию к поверхности последующих слоев.
2. За счет наличия активных пигментов предотвращают появление коррозии под финишными покрытиями и в местах повреждения верхних слоёв.
3. Создают необходимую шероховатость поверхности для сцепления с последующим слоем.
4. Специальные временные грунты (шоп-праймеры) наносятся тонким слоем (15 мкм) и защищают отпескоструенную (дробеструенную) поверхность во время транспортировки или хранения до нанесения защитных покрытий.

Назначение промежуточных слоёв

1. Получение необходимой толщины системы покрытий с минимальным количеством слоев. Имеют отличную адгезию как к грунтовкам, так и к отделочным (финишным) покрытиям.
2. В основном, выпускаются на основе эпоксидного связующего и включают в себя барьерные пигменты (например, железноокисную слюдку).
3. В составе комплексных систем покрытия способствуют защите поверхности от воздействия влаги, кислорода и химических веществ.

Назначение отделочного (финишного) покрытия

1. Получение необходимого цвета покрытия и отличные декоративные свойства.
2. Защищает нижележащих слои грунтовок и промежуточных покрытий от воздействия окружающей среды.
3. Глянцевая и гладкая поверхность облегчает очистку и предотвращает накопление загрязнений (грязеустойчивость).

Преимущества

Все они достаточно просты в применении и нанесении, работа не требует специальной подготовки. С помощью данных составов можно быстро и качественно обработать металлические конструкции сложного дизайна и больших габаритов.

А еще покрытие имеет ряд бонусов. Они не только недорогие, но также обладают такими плюсами:

• покрытие может быть любого цвета, достаточно лишь подобрать ту или иную палитру;
• составы имеют высокие характеристики защиты;
• если покрытие в процессе эксплуатации повредится, то их можно будет легко восстановить.

Большинство средств для борьбы с коррозией в основном применяются для длительной изоляции присутствующих в конструкции элементов из металла. Этот способ обработки может успешно сочетаться с декоративной отделкой. Внешняя эстетика в конечном результате бывает немаловажной. Тем более, если работы будут выполнены небрежно, то есть вероятность, что через время коррозия вновь проявится и будет более опасной.

Виды покрытий и правила их выбора

Металлоконструкции следует надежно защищать от механических и химических повреждений. С помощью антикоррозийной защиты можно сохранить изначальный вид материала. Также можно продлить срок эксплуатации конструкции до 60 лет. Защитный слой наносится равномерно и устойчивым к высоким температурным воздействиям и сколам.

Тот или иной вид антикоррозийной зашиты нужно выбирать, в зависимости от особенностей самой конструкции:

• цинкование — подходящий вариант для мелких элементов и изделий, но для ремонтных работ оно не подойдет;
• азотирование — преимущественно используется с целью зашиты цистерн. Нитритный слой хорошо противостоит воды, маслу или бензину, но способен разрушиться вследствие воздействия кислот или солей.

Кроме таких антикоррозийных покрытий на отечественном рынке популярностью пользуются следующие:

• алитирование (используется сплав железа и алюминия) — используется для покрытия литейного оборудования, труб или листового металла;
• хромирование (состоит из 60 процентов феррохрома) — защищает детали промышленного оборудования, трубы в теплообменных сетях и автозапчасти;
• диффузионное циинкование (сплав алюминия и цинка) — в этом случае защитный слой наносят в специальных роторных печах, потом он пассируется и становится более устойчивым к коррозии.

Самый простой и бюджетный метод создания антикоррозийной защиты металла — это покрытие их специальными красками вроде «Нержалюкса» или «Сереброла»

Металлические изделия можно обрабатывать посредством пластмасс, в частности, нейлона либо фторпласта.

Однако какой бы вы ни выбрали метод защиты, важно обрабатываемую поверхность правильно подготовить, очистить или обезжирить. Это и есть залогом того, что покрытие будет нанесено равномерно, а срок службы значительно увеличится.

Антикоррозионные покрытия для металла

Антикоррозионные покрытия для защиты металла являются одним из важнейших направлений производственной деятельности Компании КрасКо. Мы предлагаем Вашему вниманию целую серию антикоррозионных покрытий, специально предназначенных для защиты металла.

Нержамет

— краска по ржавчине, антикоррозионная эмаль «три в одном». Эмаль предназначается для окраски как чистых, так и ржавых металлических поверхностей, ржавого металла. Краска наносится прямо на ржавчину.

Цикроль-AL

— краска по алюминию, высокоадгезионная эмаль для цветных металлов. Краска применяется для защитно-декоративной окраски поверхностей из алюминия, цинка, меди, титана, латуни, дюраля, свинца.

Акваметаллик — водная краска по металлу, акриловое покрытие.

Быстромет

— быстросохнущая краска по металлу.

Полимерон — уретановая эмаль, износостойкая антикоррозионная спецэмаль.

Цикроль

— краска для крыш, кровельная краска для оцинковки.

Сереброл — водостойкая краска по металлу, серебристо-белое покрытие.

Нержапласт

— жидкий пластик декоративная эмаль с эффектом пластика.

Молотекс — молотковая краска декоративная с молотковым эффектом.

Нержамет-аэрозоль

— краска аэрозольная в баллончиках.

Фосфогрунт — фосфатирующий состав для чёрного и цветных металлов.

Фосфомет

— преобразователь ржавчины, фосфатирующий модификатор.