Грунтовка ГФ-021 — технические характеристики и состав

Перед тем как нанести на поверхность лакокрасочное покрытие, следует обработать её грунтовкой. Благодаря ней, слой лака или краски обретёт высокую прочность и прослужит более длительное время.

Грунтовочные покрытия классифицируются на три типа, в зависимости от их предназначения: для наружных работ, для внутренних работ и универсальные. В свою очередь, каждый тип грунтовки может обеспечить поверхностное покрытие или более глубокое.

К универсальным грунтовкам относится грунтовка ГФ-021, которая производится в соответствии с ГОСТ 25129-82. Её наносят в качестве защитного слоя на различные поверхности, такие как металл, дерево, штукатурка и краска. Стойкость к температурным колебаниям, долговечность, прочность сцепления – всеми этими свойствами обладает грунтовка ГФ-021. Расход материала при грамотном подходе будет минимальным.

Особенности состава грунтовочной смеси

Состав представляет собой суспензию, которая включает следующее компоненты:

• минеральные вещества;
• пигменты;
• сиккатив;
• стабилизирующие вещества;
• лак алкидный.

 

Что касается наполнителя, то, как правило, это твёрдые материалы, такие как диоксид титана. Количество пигментов и минеральных веществ в грунтовке составляет 54-80%. Несмотря на то, что у грунтовки ГФ-021 технические характеристики отличные, в некоторых случаях её приходится разбавлять. Для данной цели используют следующие растворители:

• сольвент нефтяной;
• ксилол;
• нефрас;
• РС-2 и др.

Грунтовка встречается в нескольких цветах – белом, красно-коричневом и сером. Каждая партия состава обладает паспортом качества, а также сертификатами соответствия и гигиены. Смесь поставляется в металлической таре, ёмкость которой зависит от цели использования – бытовая или промышленная. 

Применение грунтовки ГФ-021

Грунтовка ГФ-021 является отличным антикоррозийным материалом, который обладает адгезивным свойством по отношению к древесине, металлу и прочим материалам. Состав подходит как для внутренних, так и для внешних работ. Покрытие отлично переносит температурные и климатические колебания, не поддаётся воздействию смазок, минеральных масел, пресной и солёной воды, а также устойчиво к различным моющим и чистящим средствам.

Одно из важных преимуществ грунтовки заключается в её совместимости практически со всеми лакокрасочными материалами и эмалями, что позволяет широко использовать её при отделочных работах. Смесь может использоваться как грунтовочный слой и в качестве самостоятельного покрытия. Грунтовка после нанесения поддаётся обработке шлифовальными материалами.

Использование и расход грунтовки ГФ-021

Для нанесения грунтовки на поверхность можно взять кисть, валик, краскопульт и др. Если неправильно наносится грунтовка ГФ-021, расход её будет гораздо больше положенного. Поэтому необходимо добиться правильной консистенции, а также подобрать оптимальный способ нанесения грунтовки. 

Поверхность обрабатывается в несколько слоёв. Каждый слой должен хорошо просохнуть, прежде чем наносить последующий. В зависимости от способа нанесения грунтовки, её расход может составлять 60-160 г на квадратный метр для одного слоя. 

Во время работы с грунтовкой рядом нельзя курить и пользоваться огнём. Если выполняется внутренняя отделка – помещение должно систематически проветриваться, до полного высыхания поверхностей. 

Формирования рецептур грунтовок ГФ-021, ФЛ-03К, ВЛ-02, ГФ-0163, ЭП-0199, АК-070

Проблема ассортимента и качества антикоррозионных грунтовок (А КГ) является одной из наиболее серьезных в российской лакокрасочной промышленности. Излишне напоминать, что в результате атмосферной коррозии страна ежегодно теряет миллионы тонн черных и цветных металлов. Тем не менее производство А КГ промышленного и бытового назначения практически прекращено лакокрасочными заводами.

Выпускаемый ассортимент АКТ ограничивается грунтом ГФ-021, в рецептуре которого практически отсутствуют антикоррозионные пигменты. В незначительных количествах выпускают 

ГФ-0163 — по сути, аналог ГФ-021, масляно-фенольный грунт ФЛ-ОЗК, грунты для цветных метталлов ВЛ-02, ВЛ-023, АК-070. Для автомобильной промышленности некоторые заводы производят анафорезные, катафорезные и промежуточные эпоксидные грунтовки. О явно недостаточном для решения проблемы коррозии производстве АКТ можно судить по объемам потребления антикоррозионных пигментов, которые в США составляет более 20 тыс. т, а в России — менее 1 тыс. т.

Очевидно, что рынок современных высококачественных АКТ обеспечен в основном импортными материалами. Одной из причин этого, по нашему мнению, является недостаточная информированность большинства производителей о достижениях отечественной науки и принципах разработки рецептур в зависимости от механизма антикоррозионной защиты.

В отличие от рецептур основного ассортимента Л КМ главным компонентом в составе грунтовок являются неорганические пигменты. В основном АКГ и входящие в их состав неорганические пигменты представлены тремя группами.

Ингибирующие грунты. В их составе антикоррозионные пигменты химически взаимодействует непосредственно или в виде комплексов с пленкообразователем с металлической подложкой, снижая скорость коррозии. Взаимодействие пигмента-ингибитора с поверхностью металла приводит к пассивации последнего, что снижает активность железа. Примером эффективной пассивации является образование оксида алюминия на его поверхности. К сожалению, ржавчина не образует пассивной пленки, а, наоборот, катализирует окисление.

Эффективность ингибирующих пигментов в значительной степени определяется их растворимостью в воде. Наилучшей является ограниченная растворимость пигмента, так как при высокой растворимости его антикоррозионная активность будет исчерпана в первые несколько месяцев эксплуатации лакокрасочного покрытия (Пк).

Растворенная часть пигмента реагирует с поверхностью металла, образуя защитные пленки, ингибирующие коррозию. Например, хромсодержащие пигменты формируют на поверхности металла комплексы хроматов железа, пассивирующие поверхность железа и снижающие его электрохимическую активность |1|.

Основные свойства антикоррозионных пигментов, используемых в рецептурах ингибирующих грунтов, приведены в табл. 1 [2]. Кроме перечисленных, находят применение фосфаты и молибдаты цинка и кальция, метаборат бария, хромат и плюмбат кальция, различные модификации фосфата цинка.

Перспективными заменителями традиционных антикоррозионных пигментов являются ионообменные пигменты, действие которых основано на высвобождении из пигмента ингибирующего иона в обмен на коррозионноактивный, например сульфат-ион [2].

Наиболее широкое применение в ингибирующих грунтах, благодаря относительно низкой стоимости и достаточной универсальности, нашли хроматы цинка. Эти пигменты характеризуются относительно высокой растворимостью в воде (1,1 г/л в пересчете на СгО3). Механизм ингибирующего действия заключается в образовании на защищаемой поверхности плотных смешанных слоев оксидов железа и хрома в резульате реакции:

Fe Fe2+ + 2е ; Сг6+ +3е Сг3+

Основным недостатком хромата цинка-калия является его токсичность из-за содержания шестивалентного хрома, а также желтый цвет, лимитирующий его использование в рецептурах ЛКМ раз¬личных цветов.

В России хроматы цинка-калия производят Челябинское ЗАО ПФ «Оксид» и Первоуральский ОАО «Хромпик».

Тетраоксихромат цинка используется в рецептурах различных фосфатирующих грунтов на основе поливинилбутираля (ВЛ-02, ВЛ-023). Одним из компонентов этих грунтов является фосфорная кислота, добавляемая для травления поверхности металла с целью улучшения адге¬зии Пк. Производителями тетраоксихромата цинка в России являются Челябинское ЗАО ПФ «Оксид», АО «Антикоррозионные пигменты» (С.-Петербург), ООО «Новохром»( Новотроицк).

Основной силикохромат свинца эффективен в материалах на основе практически всех пленкообразователей, а также в анафорезных грунтовках. Механизм его антикоррозионного действия состоит в ингибировании хромат-ионами или образовании свинцовых мыл в маслах. Этот пигмент значительно эффективнее свинцового сурика благодаря более низкой плотности, менее интенсивной окраске и наличию хромат-ионов.

Хромат стронция применяется в основном в акриловых грунтах (АК-069, АК-070) для алюминиевых подложек, а также в водоэмульсионных и катафорезных грунтах. Его преимуществом в сравнении с хроматом цинкаболее низкая растворимость в воде, что увеличивает срок ингибирующего действия и, соответственно, службы защитного Пк. Основные недостатки хромата стронция и силикохромата свинца — высокая цена и канцерогенные свойства пигментов.

В наибольшей степени современным требованиям по универсальности применения, экологической чистоте, технологическим свойствам и ингибирующей активности отвечают пигменты различной модификации на основе фосфата цинка.

Механизм ингибирующего действия фосфата цинка заключается в осаждении фосфат-ионов в дефектных точках, образуемых при разрушении защитного слоя γ-Fe2O3

В отличие от других ингибирующих пигментов частицы фосфата цинка имеют форму чешуек, грунтовки на его основе обладают наряду с ингибирующим и барьерным эффектом.

На основе фосфата цинка разработан и выпускается промышленностью широкий ассортимент грунтов и грунт-эмалей, в том числе быстросохнущий (до 4 ч) маслобензостойкий грунт для ремонтной окраски автомобилей, грунт-эмали для наружной окраски железнодорожных цистерн и газгольдеров, грунт для металла и др.

В России производство фосфата цинка организовано на Челябинском ЗАО ПФ «Оксид» и АО «Антикоррозионные пигменты» (С.-Петербург).

Протекторные грунты. Другим распространенным способом защиты металлических конструкций от коррозии является использование так называемых гальванических анодов, представляющих собой металлы или их сплавы с более высокой электрохимической активностью, чем защищаемый металл, находящийся в электрическом контакте с анодом. При этом коррозионному воздействию подвергается анод, который постепенно расходуется.

Разрушающийся анод можно получить на поверхности железа гальваническим нанесением цинка либо цинксодержащего Пк.

В качестве антикоррозионного пигмента в таких Пк используют цинковую пыль или порошок, выпускаемые в Екатеринбурге предприятиями ЗАО НПП «ВМП» и ФГУП «УНИХИМ» и ООО «Матек» (Москва). Цинковая пыль имеет ряд преимуществ перед порошком: содержитболее мелкие частицы, позволяющие получить тонкослойное Пк, более дешевая.

Пластинчатый пигмент

Барьерный эффект, создаваемый пластинчатыми пигментами

Протекторные грунты, содержащие цинковый по¬рошок, могут быть изготовлены на основе различных пленкообразователей. Основное требование к ним — обеспечение высокой щелочестойкости Пк, так как при расходовании цинкового порошка в процессе коррозионного разрушения образуются комплексы гидроксидов цинка, разрушающие некоторые пленкообразователи, например алкидные или масляные. Первоначально цинкпротекторные грунты выпускали главным образом на основе хлоркаучука, обладающего очень высокой щелочестойкостью. В последние годы наибольшее распространение получили протекторные грунты на основе эпоксидных смол. Типичным представителем таких материалов является грунт ЭП-057, обладающий хорошей адгезией и образующий Пк с высокими антикоррозионными свойствами, механической прочностью и твердостью. Несмотря на такой недостаток эпоксидных двухупаковочных составов, как ограниченная жизнеспособность, другие пленкообразователи для производства протекторных грунтов используются в незначительных объемах.

Известно о разработке и выпуске в промышленных объемах ООО «Матек» (Москва) одноупаковочного протекторного грунта на основе акриловых смол, но описания его свойств весьма противоречивы и носят скорее рекламный характер, чем объективную техническую оценку (см. «Технические характеристики. Руководящий материал фирмы ООО «Матек» на грунт-протектор «Жидкий цинк» АК-100, ГОСТ Р 51693).

За рубежом широкое распространение и ускоренное развитие получило производство неорганических протекторных грунтов, в которых в качестве связующих используют силикаты, пигментов — цинковую пыль, а растворителя — воду. Для ускорения отверждения таких Пк применяют смесь силикатов натрия, калия и лития, а также дибутиламинофосфат.

Одним из перспективных исследований в области протекторных грунтов является изучение возможности использования в их рецептуре наночастиц цинка вместо частиц цинкового порошка. Это позволяет значительно снизить толщину и улучшить механические свойства Пк. Одним из результатов этого исследования явилось получение пленок на основе эпоксидных смол, модифицированных наночастицами цинка, обладающих достаточно высокой электропроводимостью.

Изолирующие грунты. Антикоррозионные свойства этих грунтов обеспечены в основномфизическими характеристиками входящих в их состав пигментов. Частицы этих пигментов имеют форму пластинок или чешуек. Пластинки пигментов, непроницаемые для воды, растворов электролита и кислорода воздуха, создают барьерный эффект, затрудняющий проникновение разрушающих агентов к поверхности металла. Известно [3], что Пк толщиной 15—20 мкм, содержащее 15% алюминиевой пудры, оказывает такое же защитное действие, как непигментированное толщиной 90 мкм. Основные свойства антикоррозионных пигментов, применяемых для изолирующих Пк, приведены в табл. 2 |4].

Изолирующие Пк производятся на основе алюминиевой пудры и стального порошка. Промышленностью выпускается всплывающая алюминиевая пудра, обработанная стеариновой кислотой, и невсплывающая. Всплывающая пудра обладает пониженной смачиваемостью, в результате чего всплывает на поверхность лакокрасочной пленки, образуя непроницаемый поверхностный слой. К сожалению, при этом снижается адгезия Л КМ к последующим слоям, поэтому она используется в основном для однослойных Пк. Алюминиевая пудра легко взаимодействует с водой, выделяя водород, поэтому ЛКМ, содержащие воду, рекомендуется производить двухупаковочными. Кроме барьерного эффекта, алюминиевая пудра отлично защищает от действия светового облучения: пигмент способен отражать 100% УФ-, 80% И К- и 75% излучения в видимой области спектра.

Стальной порошок является хорошей альтернативой алюминиевой пудре при получении Пк, стойких к истиранию.

Все остальные изолирующие пигменты применяют, как правило, в сочетании с ингибирующими. Например, масляная грунтовка, содержащая железную слюдку и хромат цинка, использовалась для защиты конструкций Эйфелевой башни.

Применение слюды в сочетании с фосфатом цинка в качестве наполнителей взамен талька и мела позволяет значительно повысить антикоррозионные свойства Пк.

Некоторым барьерным эффектом обладают и другие пигменты и наполнители. Среди них следует отметить красный оксид железа благодаря доступности, низкой стоимости и высокой укрывистости. Барьерное действие железооксидных пигментов объясняют их достаточно прочной связью с пленкообразователем. Однако это свойство не позволяет считать оксид железа антикоррозионным пигментом. Основным достоинством Пк, его содержащих, является способность скрывать пятна ржавчины, что делает коррозию менее заметной.

При разработке рецептур антикоррозионных Пк особое внимание следует обратить на выбор наполнителей. Так, карбонат кальция (мел) нельзя применять в изолирующих Пк вследствие его высокой реакционной способности, но с успехом можно использовать в ингибирующих Пк, так как он способен нейтрализовать кислоты, находящиеся в промышленной атмосфере, с образованием нейтрального малорастворимого сульфата кальция.

Силикат магния (тальк) благодаря высокой гидрофобности широко применяется в рецептурах антикоррозионных Л КМ. Пластинчатая форма частиц талька снижает водопроницаемость Пк, волокнистая — повышает устойчивость к образованию пузырей при формировании Пк, а также седиментационную устойчивость, что особенноважно при использовании в рецептурах тяжелых пигментов, например оксидов железа.

Интересен для применения в качестве активного наполнителя в антикоррозионных фунтовках сульфат бария (барит, бланфикс). Он нерастворим в кислотах и щелочах, и это позволяет успешно использовать его в ЛКМ для химстойких Пк. Кроме того, барит имеет самую высокую плотность (4,19 г/см3), что делает его применение экономически выгодным при продаже ЛКМ по массе. Избежать снижения седиментационной устойчивости позволяет введение тиксотропных добавок (паста бентона, аэросил и др.).

При выборе пленкообразователя для рецептур АКГ следует учитывать, что большинство антикоррозионных пигментов, особенно ингибирующего типа, реакционноспособны и частично растворимы в воде. Высокая основность пигмента, используемого в ЛКМ на основе пленкообразователей с высоким кислотным числом, может привести к нарастанию вязкости материала при хранении из-за его взаимодействия со свободными карбоксильными группами пленкообразователя. Поэтому кислотное число алкидных смол, применяемых в сочетании с такими пигментами, не должно превышать 20 мг КОН/г. Нельзя также использовать при составлении подобных рецептур канифольные и алкидно-фенольные пленкообразователи. Стабильность таких композиций можно повысить добавлением при диспергировании небольших количеств низкомолекулярных двухосновных кислот (например, яблочной) [5].

Аналогичная проблема возникает при разработке рецептур грунтов на основе алкидномочевинных и алкидномеламинных смол кислотного отверждения. Антикоррозионный пигмент основного характера может нейтрализовать кислоту-катализатор, чем замедлить процесс отверждения. Такие же сложности могут возникать при использовании в качестве пленкообразователей для АКГ карбоксилсодержащих полимеров винильного типа, особенно при применении пигментов с повышенной влажностью.

Введение антикоррозионных пигментов в водно-дисперсионные композиции не представляет сложностей, однако при разработке рецептуры следует учитывать, что любые добавки: пеногасители, коалесценты, диспергирующие агенты — активно влияют на свойства Пк. Поэтому разработка антикоррозионных водно-дисперсионных грунтов, особенно ингибирующего типа, достаточно сложна.

Как отмечалось выше, активность антикоррозионных пигментов ингибирующего типа обеспечивается их оптимальной растворимостью в воде, так как повышенная растворимость способствует образованию пузырей при эксплуатации Пк. Выделяют три основных причины, влияющих на образование пузырей [6]:

• осмос растворенных на границе раздела фаз веществ, проводящих воду в Пк;

• электроосмос, при котором вода попадает в лакокрасочную пленку под действием разности электрических потенциалов, возникающих при образовании коррозионных ячеек;

• попадание продуктов коррозии в дефекты Пк, например поры.

Антикоррозионные пигменты уменьшают или предотвращают образование пузырей, вызываемое последними

двумя причинами, но вследствие своей растворимости могут способствовать образованию пузырей, вызванному первой причиной.

Образование пузырей в связи с осмосом наблюдается при испытании Пк на водостойкость, электроосмотическое — при оценке коррозионной стойкости в камере солевого тумана.

Если Пк не выдерживает испытания на солестойкость, улучшить эксплуатационные свойства позволяет введение ингибирующих или протекторных пигментов. Если обнаруживается низкая водостойкость Пк, как правило, в рецептуре фунта необходимо использовать пигменты и наполнители барьерного типа.

Рассмотренные выше принципы создания рецептур АКГ позволяют, понимая механизм антикоррозионного действия Пк, разработать грунты с различными свойствами в зависимости от условий их эксплуатации. Если Пк обеспечивает антикоррозионные свойства за счет создания непроницаемого барьера при достаточной толщине и высокой сплошности пленки, его антикоррозионные свойства повышаются при введении пигментов и наполнителей барьерного типа..

Если толщина Пк ограничена или пленка достаточно проницаема, больший эффект даст применение ингибирующих пигментов.

Оптимального результата можно достичь при использовании свойств и выборе оптимального соотношения всех трех типов пигментов и активных наполнителей, хотя это и не всегда оправдано по экономическим соображениям.

При разработке рецептур антикоррозионных Пк особое внимание необходимо обращать на объемную концентрацию (ОКП) пигмента или их смеси. Следует помнить, что ОКП смеси пигментов и наполнителей совсем не обязательно соответствует сумме ОКП каждого из них. Превышение ОКП выше критической приводит к значительному ослаблению защитных свойств. Это правило не распространяется на протекторные грунты, где содержание пигмента выше критической ОКП является положительным фактором, обеспечивающим прямой контакт пигмента с защищаемым металлом и наиболее эффективное проведение электрохимического процесса.

Таблица 1

Пигмент	Формула	Плотность, г/см 3	Маслоемкость, г/100 г	Цвет	Степень наполнения грунтов, %	ПДК р з.,мм/м 3	Тип пленкообразователя
Сурик свинцовый	рь 3 о 4	8,8	6	Оранжевый	До 60	0,05 (по РЬ)	Масла
Хромат цинка калия	4ZnO•K 2 O 4Сг0 3 •ЗН 2 0	3,5	25	Желтый	До 12	0,02 (по Сг)	Алкидные, эпоксидные, фенольные смолы
Тетраоксихромат цинка	ZnCrO 4 •4Zn(OH) 2	3,6	50	—«—	4 — 8	1,0 (поСг)	Поливинилбутираль, алкидные смолы
Силикохромат свинца основной	3PbO•bSi0 3 PbO•PbCrO 4 SiO 2	4,1	14	Оранжевый	6	0,05 (по РЬ)	Алкидые, эпоксидные  смолы, ПВХ, водоразбавляемые ЛКМ
Хромат стронция	SrCrO 4	3,7	33	Желтый	До З	0,01(по Сг)	Акриловые смолы, водоразбавляемые ЛКМ,
Боросиликат кальция	CaO•B 2 0 3 •Si0 2	2,7	40	Белый	До 15	10,0	Алкидные, фенольные смолы, хлоркаучук
Фосфат цинка	Zn 3 (PO 4 ) 2 •2H 2 O	3,3	25	—«—	3-8	0,5 (no Zn)	Любой

Таблица 2

Пигмент	Формула	Форма частиц	Плотность,  г/см 3	Масло емкость,  г/100 г	Цвет	Степень наполнения грунтов, %	Опасность	Тип пленко образователя
Алюминиевая пудра	AI	Пластинки	2,7	—	Металлический	До 15	Пожароопасна	Хлоркаучук
Стальной порошок	Fe	Чешуйки	7,8	—	—«—	35-40	Безопасен	Алкидые, эпоксид ные   смолы, хло рированные полимеры
Железная слюда	Fe 2 O 3	Пластинки	4,9	11	Серый	До 40	—»—	Любой
Слюда	AI 3 KSiO 3 H 2 0	—»—	2,8	60	Светло-серый	6-8	—»—	Водно-диспер сионные
Каолин	AI 2 Si0 3	—»—	2,3	68	Белый	5-7	—»—	Алкидные, воднодиспер сионные

Производителям, занимающимся освоением и расширением производства антикоррозионных Пк, можно порекомендовать грунт ГФ-0119, обладающий смешанным ингибирующим и барьерным эффектом, протекторный фунт ЭП-057, серию фунтов и грунт-эмалей на основе фосфата цинка. Комплект технической документации на их производство и более конкретные рекомендации по формированию рецептур на базе различных видов пигментов и наполнителей можно получить в ЦНТ «Содружество» (Москва) и других специализированных организациях.

Видео на тему: 

 «Защита от коррозии. Противокоррозионные грунтовки и грунт-эмали ГФ-021, ГФ-0163, ФЛ-03К, ЭФ-065, ЭП-0199, ХВ-0278»

Вместе с этим читают:

Защита от коррозии. Противокоррозионные грунтовки и грунт-эмали ГФ-021, ГФ-0163, ФЛ-03к, ЭФ-065, ЭП-0199, ХВ-0278

    Коррозия металла

Коррозия в переводе с латыни означает «разъедание», это легко объясняет природу данного понятия. Коррозия металла, по своей сути, является самопроизвольным процессом разрушения металлов, вследствие химических и физико-химических взаимодействий с окружающей средой. Причиной этого является отсутствие термодинамической устойчивости металла при воздействии агрессивных веществ, которые находятся в контактирующей с ним среде (влага, промышленные газы, кислоты и щелочи и т.д.). Коррозия, воздействуя на металл, может привести к его полному разрушению. Поэтому предотвращение и борьба с возникающей коррозией является важной задачей. 

Коррозию металла можно классифицировать по следующим признакам: 

• по типу агрессивной среды:  газовая, атмосферная, надземная, 
• подземная, биокоррозия, коррозия в неэлектролитах, под воздействием блуждающих токов;
• по характеру разрушения: сплошная, равномерная, неравномерная, избирательная, местная, язвенная, точечная коррозия, сквозная, коррозия пятнами;
• по механизму протекания процесса: химическая,  электрохимическая 
• химическое сопротивление металла;

Методы защиты от коррозии

Как мы видим, виды коррозии представлены широко, а вот методы защиты от коррозии  не так многочисленны: 

• электрохимический метод – позволяет уменьшить разрушительный процесс на основе закона гальваники; 
• уменьшение агрессивной реакции производственной среды;
  
• защита поверхности металла от неблагоприятного воздействия окружающей среды.

Электрохимическая защита металла от коррозии основана на действии электрического тока, под его постоянным воздействием коррозия прекращается.

Внедрение ингибиторов в агрессивную среду, контактирующую с металлом, позволяет снизить скорость коррозийных процессов.

Химическое сопротивление и защита поверхности относятся к пленочным способам сохранения. Они уже могут применяться как на стадии изготовления металлоизделий, так и в момент эксплуатации.

Антикоррозионное покрытие как способ защиты от коррозии.

 Наиболее популярный способ защиты от коррозии — использование лакокрасочных материалов. Лакокрасочное покрытие создает защитный антикоррозионный слой, который препятствует воздействию агрессивной среды на металлоконструкцию или изделие. 

При правильном подборе ЛКМ и способа нанесения обеспечивается достаточно надежная защита металлических конструкций от коррозии в атмосфере и ряде коррозионных сред (например – окраска речных и морских судов, водонапорных баков, нефтяных танков, промышленных металлоконструкций и мостов и др.) 

Основными достоинствами антикоррозионных покрытий являются: 

• сравнительная дешевизна;
• относительная простота нанесения;
• легкость восстановления разрушенного покрытия;
• сочетаемость с другими способами защиты, например протекторной защитой, фосфатными и оксидными покрытиями;
• возможность получения покрытий различных цветов, обладающих наряду с защитными еще и декоративными свойствами.

Основным недостатком лакокрасочных покрытий при борьбе с коррозией является их сравнительно невысокие механическая прочность, стойкость в водной среде, низкая термостойкость.

Предельная температура эксплуатации покрытия составляет 150 – 200ºС (исключение составляют покрытия на основе кремнийорганических ЛКМ).

Эффективность применения лакокрасочных покрытий целесообразна при условии долговечности эксплуатации не более 10 лет. Если требуется повышение долговечности эксплуатации металлического изделия, то следует применять комбинированные покрытия. Например, оцинковка плюс лакокрасочное покрытие. Такое покрытие позволяет увеличить срок защиты до 30 лет.

Защитное действие лакокрасочного покрытия заключаются в создании на поверхности металлического изделия сплошной пленки, которая препятствует агрессивному воздействию окружающей среды и предохраняет металл от разрушения. В первую очередь это достигается за счет увеличения длины пути коррозионных агентов к металлической подложке – т.е. уменьшения проницаемости лакокрасочного покрытия. 

Существенное влияние на проницаемость пленки покрытия оказывает форма частиц пигмента в ЛКМ. Наибольшим барьерным эффектом обладают прокрытия, содержащие частицы пигмента чешуйчатой формы (слюда, алюминиевая пудра, железная слюдка, некоторые марки микроталька и др.).Эти частицы располагаются в покрытии параллельно подложке, перекрывая ее подобно черепице и затрудняя доступ коррозионных агентов.

Антикоррозионные пигменты для защиты металла

 Кроме пассивной барьерной защиты, снижающей скорость диффузии коррозионных агентов к металлической подложке, ЛКМ могут препятствовать появлению коррозии при помощи входящих в их состав компонентов – антикоррозионных пигментов и ингибиторов коррозии.

Антикоррозионные пигменты по механизму защиты можно подразделить на пигменты – ингибиторы анодного процесса коррозии и ингибиторы катодного процесса.  

Первые предотвращают процесс ионизации металла, выделяя ионы, образующие на анодных участках пассивные пленки, изолирующие поверхность (хроматы и фосфаты металлов, свинцовый сурик, ферриты). 

Вторые – пигменты-ингибиторы катодного процесса – снижают скорость диффузии коррозионных агентов к подложке за счет повышения рН на границе «лакокрасочное покрытие – подложка», в результате чего образуются плотные слои нерастворимых солей, изолирующих катодные участки. К таким пигментам можно отнести пигменты, обладающие основными свойствами – крона, цинковые и свинцовые белила, карбонаты. 

Замедление скорости диффузии коррозионных агентов достигается также за счет уплотнения и ориентации пленкообразователя вблизи поверхности частиц пигмента при их взаимодействии с пленкообразователем. Такой способностью обладают пигменты содержащие окисляющие и комплексообразующие ионы – крона, цинксодержащие пигменты и ряд других. 

Пигменты, обладающие более высокой растворимостью, обеспечивают антикоррозионную защиту в начальный период эксплуатации лакокрасочного покрытия. Малорастворимые пигменты способствуют сохранению антикоррозионных свойств покрытий в ходе его длительной эксплуатации. Поэтому на практике в рецептурах антикоррозионных ЛКМ используют смеси пигментов разной растворимости. 

Кроме того, ряд пигментов могут связывать коррозионно-активные газы и жидкости за счет физико-химического или химического взаимодействия с ними (технический углерод, оксид цинка, диоксид титана, цинковые крона и ряд др.). В состав грунтовки или грунт-эмали может входить ингибитор коррозии – вещество, которое, адсорбируясь на поверхности металла, делает её потенциал положительнее, тем самым замедляя процесс коррозии. Т.е. механизм действия ингибиторов коррозии имеет электрохимическую природу. 

Известно большое количество веществ, которые можно рассматривать в качестве ингибиторов коррозии. Наиболее четко ингибиторное действие выражено у аминов (например – циклогексиламина), соединений, тиолов, мочевины сульфидов, альдегидов и др. ЛКМ для защиты от коррозии 

ЛКМ для защиты от коррозии

Как уже было сказано выше, для защиты от коррозии применяются два типа ЛКМ – грунтовки и грунт-эмали. 

Среди грунтовок следует упомянуть следующие наиболее популярные марки: 

• Грунтовка ГФ-021 – алкидная грунтовка красно-коричневого цвета. Одна из самых недорогих и, как следствие, не самых лучших противокоррозионных грунтовок. Входящий в ее состав красный железоокисный пигмент – довольно слабый противокоррозионный компонент, поэтому защита от коррозии достигается только лишь за счет барьерного эффекта, т.е. удлинения пути и снижения скорости движения агрессивных агентов (влаги, промышленных газов) к металлической подложке. Аналогичными свойствами обладает и грунтовка ГФ-0163. 
• Грунтовка ФЛ-03К – грунтовка коричневого цвета на основе фенол-формальдегидной смолы. Содержит в своем составе противокоррозионные пигменты, поэтому наряду с барьерной защитой ингибирует катодный процесс коррозии. В связи с этим она является более предпочтительной в плане защиты от коррозии по сравнению с ГФ-021. К тому же, время высыхания грунтовки ФЛ-03К в три раза ниже. 
• Грунтовка ЭФ-065 красно-коричневая – эпокси-эфирная грунтовка, в рецептуру которой также входят противокоррозионные пигменты. Используется с судостроении и судоремонте, для окраски тепло- и электровозов, пассажирского и грузового подвижного состава и др. Время высыхания грунтовки ЭФ-065 – не более 5 часов. 
• Грунтовка ЭП-0199 и другие эпоксидные грунтовки. Это двухупаковочные системы, состоящие из основы и отвердителя, смешиваемых перед нанесением. Эти грунтовки обладают временем высыхания 24 часа и гарантируют надежную защиту от коррозии как за счет входящих в их состав противокоррозионных пигментов, так и благодаря типу пленкообразователя – эпоксидным смолам, обеспечивающим образование прочной, твердой пленки, стойкой к действию различных агрессивных сред и обладающей высокой адгезией к металлической поверхности. Срок службы эпоксидных покрытий может доходить до десяти лет. 
• Грунт-эмаль ХВ-0278 – быстросохнущая противокоррозионная грунт-эмаль различных цветов на основе поливинилхлоридной хлорированной смолы, применяемая для окраски как по чистым, так и по прокорродировавшим металлическим поверхностям. В ней реализуются сразу три защитных механизма от коррозии: барьерный, защита посредством противокоррозионных пигментов и ингибиторов коррозии. При нанесении в два слоя сочетает в себе свойства противокоррорзионной грунтовки и эмали. 
• Алкидно-уретановые грунт-эмали (АУ-1-201, АУ-1417, АУ-1356, АУ-1522, «Металл-Протект», «Ярфаст» и многие другие). Аналогично грунт-эмали ХВ-0278 использует все три механизма защиты от коррозии (барьерный, пигменты и ингибитор коррозии). При этом покрытие на его основе – гладкое, ровное, полуглянцевое и обладает повышенной прочностью и атмосферостойкостью. Время высыхания алкидно-уретановых грунт-эмалей составляет от 1 до 4 часов. 
• Полиуретановые грунтовки и грунт-эмали – УР-0442, УР-0173 (цинкнаполненная), УР-1-202, имеющие время высыхания 5 – 6 часов, обладающие отличной адгезией и повышенной стойкостью к агрессивным средам.
• Отдельную группу представляют антикоррозионные ЛКМ на основе кремнийорганических соединений – эмали КО-174, КО-198, ОС-11-07, ОС-12-03, ОС-82-03 и другие. Как правило, все они обладают малым временем высыхания, покрытия на их основе – твердые, атмосферостойкие, с хорошей адгезией. 

Особенностью кремнийорганических ЛКМ является практически полная их несовместимость с другими лакокрасочными материалами (в том числе и старыми покрытиями, перекрываемыми поверх).

Видео на тему: 
««Защита от коррозии. Противокоррозионные грунтовки и грунт-эмали» «

Вместе с этим читают: 

Грунтовки и грунт-эмали по ржавчине для наружных работ по металлу.

Грунтовка и эмаль серии «Антикор» — надежная защита от коррозии.

Защита металла от коррозии.

Совместимость грунтовки ГФ-021 с эмалями (ГФ, ПФ, ЭП, МС, МЛ, АУ).

Межгосударственный стандарт ГОСТ 25129-82 «Грунтовка ГФ-021….

Действующий

Дата введения 1 января 1983 г.

Настоящий стандарт распространяется на грунтовку ГФ-021, представляющую собой суспензию пигментов и наполнителей в алкидном лаке с добавлением растворителей, сиккатива и стабилизирующих веществ.

Грунтовка предназначается для грунтования металлических и деревянных поверхностей под покрытия различными эмалями.

Пленка грунтовки устойчива к изменению температуры от минус 45 до 60°С.

Стандарт не распространяется на грунтовку для сельхозтехники.

(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).

1.1. Грунтовка ГФ-021 должна изготовляться в соответствии с требованиями настоящего стандарта по рецептуре и технологическому регламенту, утвержденным в установленном порядке.

1.2. Грунтовку ГФ-021 наносят на поверхность методом пневматического и безвоздушного распыления, распылением в электрополе, струйным обливом, окунанием, кистью.

1.3. Перед применением грунтовку разбавляют до рабочей вязкости сольвентом (ГОСТ 10214 или ГОСТ 1928), ксилолом (ГОСТ 9949 или ГОСТ 9410), или смесью одного из указанных растворителей с уайт-спиритом (нефрас-СЧ-155/200) по ГОСТ 3134 в соотношении по массе 1:1. Для окраски изделий распылением в электрополе грунтовку разбавляют разбавителем РЭ-4В (ГОСТ 18187).

(Измененная редакция, Изм. N 1).

1.4. Грунтовка должна соответствовать требованиям и нормам, указанным в табл. 1.

Наименование показателя	Норма	Метод испытания
1. Цвет пленки грунтовки	Красно-коричневый, оттенок не нормируется	По п. 4.3
2. Внешний вид пленки	После высыхания пленка должна быть ровной, однородной, матовой или полуглянцевой	По п. 4.3
3. Условная вязкость при по вискозиметру ВЗ-4, с, не менее	45	По ГОСТ 8420
4. Степень разбавления грунтовки растворителем, %, не более	20	По п. 4.4
5. Массовая доля нелетучих веществ, %	54 — 60	По ГОСТ 17537, разд. 1 и п. 4.5 настоящего стандарта
6. Степень перетира, мкм, не более	40	По ГОСТ 6589
7. Время высыхания до степени 3, не более при , мин	35	По ГОСТ 19007
, ч	24
8. Твердость пленки по маятниковому прибору М-3, условные единицы, не менее	0,35	По ГОСТ 5233
9. Эластичность пленки при изгибе, мм, не более	1	По ГОСТ 6806
10. Прочность пленки при ударе на приборе типа У-1, см, не менее	50	По ГОСТ 4765
11. Адгезия пленки, баллы, не более	1	По ГОСТ 15140, разд. 2
12. Стойкость пленки к статическому воздействию 3%-ного раствора хлористого натрия, ч, не менее	24	По ГОСТ 9.403, разд. 2 и п. 4.7 настоящего стандарта
13. Способность пленки шлифоваться	Пленка при шлифовании должна образовывать ровную поверхность и не засаливать шкурку	По п. 4.8
14. Стойкость пленки к действию нитроэмали	Не должно быть отслаивания, сморщивания, растрескивания пленки нитроэмали, нанесенной на грунтовку	По п. 4.9
15. Стойкость пленки к статическому воздействию минерального масла при , ч, не менее	48	По ГОСТ 9.403, разд. 2 и п. 4.10 настоящего стандарта
16. Расслаивание, мл, не более	5	По п. 4.11

Примечание. Допускается образование легкоразмешиваемого осадка при хранении, а также увеличение степени разбавления грунтовки, если после тщательного размешивания и разбавления грунтовка отвечает требованиям настоящего стандарта.

(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).

2.1. Грунтовка ГФ-021 является легковоспламеняющимся и токсичным материалом, что обусловлено свойствами растворителей, входящих в состав грунтовки (табл. 2).

Пары растворителей, входящие в состав грунтовки, оказывают раздражающее действие на слизистые оболочки глаз, дыхательных путей и кожные покровы.

Наименование компонента	Предельно допустимая концентрация в воздухе рабочей зоны производственных помещений,	Температура, °С		Концентрационные пределы воспламенения, % (по объему)	Класс опасности
		вспышки	самовоспламенения
Ксилол	50	Не ниже 24	Не выше 450	1,0 — 6,0	3
Сольвент	50	22 — 36	464 — 535	1,02	4
Уайт-спирит (нефрас-СЧ-155/200)	100	33	270	1,4 — 6,0	4

(Измененная редакция, Изм. N 1).

2.2. При производстве, применении, испытании грунтовки должны соблюдаться требования пожарной безопасности и промышленной санитарии по ГОСТ 12.3.005. 2.3. Все работы, связанные с изготовлением, применением и испытанием грунтовки, должны производиться в цехах, снабженных приточно-вытяжной вентиляцией и противопожарными средствами в соответствии с ГОСТ 12.3.005. 2.4. Меры предосторожности: герметизация производственного оборудования, обеспечение работников средствами индивидуальной защиты, отвечающими требованиям ГОСТ 12.4.011.

2.5. Покрытие грунтовкой после высыхания не оказывает вредного воздействия на организм человека.

(Введен дополнительно, Изм. N 1).

3.2. Показатели 8, 10, 12, 13, 15 табл. 1 изготовитель определяет периодически в каждой двадцатой партии.

3.1, 3.2. (Измененная редакция, Изм. N 1).

4.2. Подготовка к испытанию

Пластинки для нанесения грунтовки подготовляют по ГОСТ 8832, разд. 3.

Твердость пленки определяют на стекле для фотографических пластинок 9 х 12 — 1,2 по ТУ 6-43-0205133-03.

Эластичность пленки при изгибе определяют на пластинках из черной жести по НТД, размером 20 х 150 мм, толщиной 0,25 — 0,28 мм.

Остальные показатели определяют на пластинках из стали марок 08 кп и 08 пс по ГОСТ 16523, размером 70 х 150 мм, толщиной 0,8 — 0,9 мм.

Условную вязкость, степень разбавления, массовую долю нелетучих веществ и степень перетира определяют в неразбавленной грунтовке.

При определении остальных показателей грунтовку тщательно перемешивают, разбавляют до вязкости 22 — 24 с по вискозиметру типа ВЗ-4 с диаметром сопла мм при сольвентом или ксилолом, фильтруют через сито с сеткой N 01-05 (ГОСТ 6613) и наносят краскораспылителем на подготовленные пластинки.

При определении стойкости пленки к статическому воздействию 3%-ного раствора хлористого натрия и минерального масла грунтовку наносят в два слоя с обеих сторон пластинки.

Сушка каждого слоя при — в течение 35 мин.

При определении остальных показателей грунтовку наносят в один слой.

Сушка однослойной пленки при — в течение 35 мин.

Толщина однослойной высушенной пленки должна быть 15-20 мкм, двухслойной — 30 — 40 мкм.