Человек покорил природу, когда научился обрабатывать металлы. Изделия из сплавов железа с различными компонентами преобразовали мир до неузнаваемости. Основным недостатком металлических изделий всегда было свойство окисляться, особенно в присутствии воды. Ржавчина сильно сокращает срок эксплуатация любого металла. Многие тысячелетия технологии обработки металла развивались. Совершенствовались методики защиты от ржавчины.
В XXI веке повсеместное использование металла сильно потеснило полимерные и композитные материалы. Но даже в этом случае проблема ржавчины не ушла в прошлое.
Что такое ржавчина
Железо, используемое как основной компонент многих металлических сплавов, обладает высокой химической активностью в сочетании с присутствующим углеродом и солями, растворенными в воде. Образующиеся оксиды железа покрывают металл тонким слоем. В дальнейшем они вступают в реакцию с кислородом и водой, металл полностью разрушается, образуется ржавчина.
Кроме того, под ржавчиной понимаются гидроксиды, формирующиеся под воздействием диоксида углерода или диоксида серы. Последние компоненты почти всегда присутствуют в воде. В отличие от оксидов они не покрывают плотным слоем основное тело металла, а формируют тонкую пленку, отслаивающуюся от основной массы. Тем самым открывается дорога для внешнего воздействия агрессивных сред.
Пока присутствует железо в окружении кислорода, воды, двуокиси углерода и диоксида серы, процесс не остановить.
Зачем нужны краски
Значительную роль в защите от коррозии играют краски по металлу. Химический состав подбирается таким образом, чтобы они образовывали на поверхности устойчивую пленку. За счет адгезии вещество проникает в структуру материала и практически становится с ним одним целым. Внешний слой образует тонкую пленку, не подверженную агрессивной среде. Таким образом, краска играет не столько роль декоративного покрытия, сколько служит защитным механизмом от коррозии металла.
Из сказанного видно, что важными показателями качества краски по металлу являются адгезия и устойчивость к внешним воздействиям. Среди которых выделяется:
- Пожаробезопасность.
- Химическая устойчивость.
- Не подверженность ультрафиолетовому воздействию.
- Количество циклов замерзания-оттаивания без потери своих свойств.
- Ударопрочность, включая виброустойчивость.
В зависимости от химического состава все краски можно разделить на несколько групп.
Эпоксидные эмали
Для создания термостойких красок по металлу в качестве основы часто используют эпоксидные смолы. Свойство смолы создавать прочную пленку на поверхности очень высоко ценится. Такая основа практически не подвержена химическим воздействиям, имеет высокие показатели по пожаробезопасности. За счет различных добавок добиваются определенной вязкости, что делает окрашенную поверхность устойчивую к вибрации. Не случайно такие составы получили широкое применение в автомобилестроении.
В качестве базового материала можно рассмотреть грунт-эмаль «Эпостат». Основное преимущество такой эмали высокая скорость высыхания и стойкость к температурным перепадам. Она почти не подвергается воздействию нефтесодержащих продуктов, соленой и пресной воды.
Основными недостатками красок по металлу на основе эпоксидных смол являются их высокая стоимость и сложность в применении.
Масляные краски
Относительно дешевым вариантом защиты от ржавчины служат краски по металлу на основе олифы. Основным преимуществом такого покрытия является высокая степень защищенности металла от воздействия внешней среды. Воде через такой слой не пробиться. Кроме того, производители выпускают широкую цветовую гамму таких покрытий. Это свойство их делает популярными в качестве красок по металлу для наружных работ.
В качестве примера можно привести качественную торговую марку «Лакра» обладающую товарной линейкой, соответствующей всем требованиям малярных работ.
Свойство материала образовывать непроницаемую пленку играет с ним плохую шутку. Одновременно с защитой от агрессивных сред блокируется газообмен по массе конструкции. Это приводит к шелушению и вздутию, что сокращает срок службы покрытия и требует регулярных малярных ремонтов.
Алкидные покрытия
Широкое распространение получили покрытия на основе алкида. Обычно растворителем служит уайт-спирт. Высокая летучесть этого вещества ускоряет процесс просыхания поверхности. Смесь растворителя, алкида, пигментов с различными добавками и нейтрального газа позволила создать новый малярный инструмент – краску по металлу в баллончиках.
Большое разнообразие цветовых оттенков и простота применения таких аэрозолей сделали их привлекательными для многих работ. Получается равномерное покрытие поверхности и глубокое заполнение всех ее пор.
Поверхности, покрытые таким образом, очень долго не теряют своих качеств. Цена при этом остается доступной для рядового потребителя. Одним из лидеров на этом рынке считается торговая марка "Хамерайт".
Акриловые порошки
Развитие нефтехимии позволило разрабатывать и производить материалы с неизвестными ранее свойствами. Так родились краски по металлу на основе полимера. Благодаря тому, что растворителем служит обычная вода, такие материалы получили очень широкое применение. Процесс окрашивания сильно упростился, а качество работ увеличилось.
Полимерные порошки позволили создать новые технологии обработки поверхности. Под воздействием высокой температуры порошковая краска по металлу ложится, образуя идеально ровную поверхность, очень напоминающую эмаль. Процесс полимеризации позволяет создавать высокодекоративные поверхности при очень хорошей защищенности основной массы металла. Расход красящего состава остается минимальным на единицу поверхности. Основной недостаток таких технологий – наличие специализированного оборудования.
Молотковые поверхности
К молотковым краскам по металлу относят не по химическому составу вещества, а по наличию специальных добавок. Сам состав может иметь любой наполнитель – эпоксидный, акриловый или алкидный. Более важно, какие применяются добавки для придания молоткового эффекта. Чаще всего используются – мелкие фракции стекла и алюминиевая пудра. Поверхность, покрытая таким составом, обладает очень интересными декоративными качествами, напоминающими ручную чеканку молотком. Дефекты окрашиваемой поверхности при этом теряются.
В качестве примера можно привести торговую марку Dali. Такие эмали хорошо ложатся на ржавую поверхность и обеспечивают сохранность металла до 8 лет. Часто на их основе создают огнезащитные составы. Интересный побочный эффект: поверхности приобретают грязеотталкивающее свойство.
Грунт-эмаль
Как уже отмечалось, одной из основных характеристик качественной обработки поверхности является адгезия. Когда речь идет об обработке новой поверхности, практически все краски обладают хорошими схватывающими свойствами. Другое дело - окраска старого металла или объектов, эксплуатирующихся в сложных условиях.
В этих условиях принято использовать грунтовки для предварительной обработки поверхности. Такие эмали обладают высокой адгезией. На предварительно подготовленную область хорошо ложится финишное покрытие уже с более качественными характеристиками по устойчивости к внешним воздействиям.
К основным качествам грунт-эмалей относятся:
- Формирование пленки, препятствующей проникновению воды и воздуха.
- Замедление процесса коррозии, что достигается за счет добавок замедляющих химические процессы.
- Ортофосфорная кислота, входящая в состав эмалей, вступает в реакцию с металлом и ржавчиной. Образуется фосфат железа, который не дает развиваться дальнейшему процессу коррозии.
- Высокая адгезия позволяет составу проникать даже в оцинкованный слой.
- За счет включения в состав металлических микрочастиц на поверхности образуется протектор.
- Полезно такие грунтовки применять при высокой влажности.
Краткий обзор не позволяет дать сравнительный анализ различным видам обработки поверхностей металла. Основная цель приведенной статьи - дать понятие о разнообразии защитных красок для металла.
