» » Цинкнаполненные краски, лаки, полимеры
10.02.2017

Остановимся подробнее на цинкнаполненных покрытиях ни органической основе — цинкнаполненных (цинкобогащенных) красках, которыми покрывают как стальные оцинкованные, так и неоцинкованные изделия. При этом прежде всего необходимо упомянуть о металлопродукции с торговым названием «Цинкрометалл», разработанной в США фирмой «Даймонд шамрок». Цинкрометалл представляет собой рулонную полосовую сталь с противокоррозионным покрытием, состоящим из двух слоев: нижнего (толщиной 2—3 мкм), который принято называть «дакромет» и верхнего (10—12 мкм), получившего название «цинкромет». Слой дакромета получают путем нанесения на очищенную поверхность стали водной дисперсии, содержащей цинковый порошок, хромовую кислоту, добавки органических веществ. После отверждения при высоких температурах он превращается в нерастворимое покрытие. Затем наносят второй слой — цинкромет, основу которого составляет эпоксидная смола, наполненная большим количеством цинкового порошка. Второй слой также требует отверждения при температуре. Для нанесения обоих слоев применяется очень мелкий цинковый порошок с частицами сферической формы. Обычно толщина сухой пленки покрытия типа дакромет—цинкромет на листовой стали составляет не менее 13 мкм. При этом содержание цинкового порошка в слое цинкромета составляет около 95 %.
Цинкрометалл изготавливают на автоматизированных поточных линиях металлизации. Технологический процесс состоит в следующем: рулонная сталь задается в линию, очищается, покрывается составом типа дакромет, поступает в печь, где происходит отверждение дакромета, затем покрывается составом типа цинкромет, снова поступает в печь, где отверждается цинкромет, охлаждается до комнатной температуры, промасливается и наматывается снова в рулон.
Очень важным этапом в технологическом процессе является операция очистки полосы, которую осуществляют с помощью горячих щелочных растворов до и после механической зачистки стали абразивными щетками, с последующей промывкой водой и сушкой.
Для производства цинкрометалла обычно используют холоднокатаную сталь толщиной 0,25—2,3 мм, шириной до 1,8 м. Покрытие чаще всего наносят с одной стороны, но возможно наносить его и с двух сторон.
Процесс высокопроизводительный (максимальная скорость движения полосы до 2,8 м/с). Производительность линии до 100 т/ч.
Цинкнаполненное покрытие типа дакромет-цинкромет обладает хорошей коррозионной стойкостью во влажной атмосфере, содержащей хлористый натрий. Кроме того, покрытие устойчиво к щелочным растворам и растворам для фосфатирования, различным растворителям (алифатическим, ароматическим и др.), маслам, прокатным смазкам, клеящим веществам. Покрытие электропроводно, имеет хорошее сцепление с краской. Листовая сталь с таким покрытием хорошо штампуется и формуется, сваривается и окрашивается.
Все это обеспечило цинкрометаллу широкое применение в автомобильной промышленности для изготовления различных деталей кузова автомобиля (крыльев, капота, внутренних и наружных дверных панелей, секций крыла, различных частей низа кузова).
По данным в мире насчитывается около 45 агрегатов по производству цинкрометалла (главным образом в США, Японии, странах Западной Европы, Австралии, ЮАР). За период 1972—1982 гг. было произведено около S млн. т цинкрометалла, из них 6,5 млн. т в США, 1,25 млн. т в странах Западной Европы. В 1982 г. в США произведено 760 тыс. т цинкрометалла. В Японии производство цинкрометалла возросло с 3,1 тыс. т в 1976 г. до 207 тыс. т в 1982 г. В конце 1982 г. в Японии были введены в эксплуатацию два агрегата для выпуска цинкрометалла с шириной полосы 1,6 м: один — на заводе фирмы «Син ниппои сэйтэцу», другой—«Ниппон кокап».
Японская фирма «Ниппон стил» производит стальные листы с покрытием под фирменным названием «уэлкот». Уэлкот представляет собой комбинированное покрытие, состоящее из двух слоев: нижнего слоя электролитического цинкового покрытия, толщиной 2,8 мкм и верхнего лакокрасочного (уэлкот), толщиной 10 мкм. По мнению фирмы новая продукция представляет собой улучшенный вариант цинкрометалла, имеет повышенную стойкость против превращения в порошок. Также разработано покрытие «уэл-кот-II», в котором нижним слоем является электролитическое цинкникелевое покрытие, толщиной 2,1 мкм, а толщина верхнего лакокрасочного слоя «уэлкот» составляет 5 мкм.
Из других разновидностей циикрометалла, используемых главным образом в Европе, следует упомянуть «инмо-цинк» (ФРГ) и «цинкрометалл-S». Верхний слой первого представляет собой слой лака, который содержит графит или алюминиевый пигмент, а в цинкрометалл-S добавлен M0S2.
Для окраски горячеоцинкованных стальных конструкций, различных резервуаров, отстойников, трубопроводов применяют краски на основе льняного масла, алкидиой и фенольной смол, содержащие в качестве пигмента цинковую пыль и ее смеси с окисью цинка. Для получения электропроводящих пленок содержание металлического цинкового порошка должно быть 85—90 %.
В качестве пленкообразующего могут быть использованы хлоркаучук, циклокаучук, эпоксиэфирные смолы, а также двухкомпонентные эпоксидные и полиуретановые системы. Такие грунты, не препятствующие сварке, применяют при окраске автомобильных кузовов. Металлическую поверхность очищают, покрывают цинксодержащим грунтом и затем одним или двумя слоями эмали. Самоотверждающиеся краски с цинковой пылью не разрушаются во влажной среде в течение 10 лет, поэтому их применяют для защиты морских гидротехнических сооружений.
Фирма АЭГ-Телефункен разработала материал «металлогал ME III» для противокоррозионной защиты в морской воде стальных изделий и конструкций — резервуаров, трубопроводов, пирсов, судов и др.
Металлогал представляет собой однокомпонентное покрытие на основе тончайшего цинкового порошка. В качестве связующего применен полиуретан. Металлогал можно наносить на изделия разбрызгиванием, накаткой роликом, кистью. При затвердевании металлогал образует плотный, беспористый защитный слой, состоящий на 90—95 % (по массе) из цинковой пыли. Когда металлогал наносят в качестве грунтовки толщина защитной пленки составляет примерно 25 мкм, окончательный защитный слой имеет толщину примерно 75 мкм.
Достоинством металлогала является то, что его высококачественная синтетическая составляющая затвердевает при высокой влажности окружающей среды, не образуя пор. Поэтому это покрытие можно наносить при влажности воздуха от 30 до 98 % (в условиях легкого мороза, моросящего дождя и водяных брызг, тумана).
Полиуретановые покрытия находят широкое применение для нанесения на горячеоцинкованную сталь. При этом разработаны системы покрытий, которые в зависимости от требований обладают или высокими защитными свойствами или имеют хороший декоративный вид. При использовании двухслойной системы, состоящей из цинкнаполненной грунтовки на основе полиуретана и завершающего покрытия, выбранного в соответствии с желаемыми требованиями, можно получить комбинированное покрытие с высокими защитными свойствами и хорошим декоративным видом. Необходимая толщина покрытия составляет 70—120 мкм.