Введение. Характеристики и свойства
Все железосодержащие конструкции по мере их эксплуатации подвергаются процессу коррозии.
Для защиты металлоконструкций от коррозии, применяют Zn-наполненную грунтовку по металлу. С помощью этого материала образуется сплошной слой, благодаря которому воздействие агрессивной среды на металлическую подложку исключено. По этой причине сталь не подвергается коррозии.
В зависимости от химического состава грунтовочных материалов их виды, свойства и предназначение для разнообразных видов металла могут принципиально различаться [1]. Существуют цинксодержащие и цинконаполненные грунты по металлу. В цинксодержащих ЛКМ содержание цинка варьирует в пределах от 60 до 80%; в цинконаполненных грунтах – от 90 до 96% по массе.
Принцип действия цинконаполненных грунтовок
Металлический цинк чаще всего вводится в виде мелкодисперсной пудры [1]. После нанесения он распределяется равномерным тонким слоем по поверхности. В соответствии со сложившимся в науке мнением выделяют две основные стадии противокоррозионной защиты металлов цинконаполненными протекторными грунтовками: катодную (электрохимическую) и барьерную.
Цинк – электрохимически более активный металл, чем железо, поэтому, образуя микрогальванические пары с атомами железа, металлический цинк выступает в роли анода, а защищаемые ими атомы железа – в роли катода. В результате последние в присутствии цинка не окисляются.
Описанный выше окислительно-восстановительный процесс с химической точки зрения может быть представлен в виде следующих полуреакций:
Zno -2ē → Zn2+
Стальная подложка подложка, в свою очередь, пассивируется за счет катодной реакции:
2H2O + O2 + 4ē → 4OH-.
Ионы цинка связываются гидроксильными ионами в труднорастворимый амфотерный гидроксид цинка. Zn(OH)2 также как и основные соли цинка концентрируются на стальной поверхности, защищая ее от последующего коррозионного разрушения [2].
Катодная осуществляется за счет высокого содержания в цинконаполненной грунтовке мелкодисперсного цинка. При повреждении покрытия, либо при воздействии на него агрессивной среды начинают работать гальванопары «железо-цинк», в которых цинк подвергается приоритетному растворению с образованием продуктов окисления [3].
Разновидности цинконаполненных грунтовок
Цинксодержащую грунтовку выбирают с учетом типа обрабатываемой поверхности и последующих условий эксплуатации. Допускается нанесение цинконаполненных грунтовок на черные или цветные металлы. Различают следующие типы Zn-наполненных грунтовок: фосфатирующие, пассивирующие, изолирующие, ингибирующие, протекторные.
Наибольшее применение нашли протекторные грунтовки, которые создавались специально для обработки ржавых поверхностей, и имеют в своем составе сплав магния с цинком и мелкодисперсными частицами свинца. Вследствие содержания частиц цинка, после нанесения на поверхность металла, невидимое обычным глазом покрытие защищает от царапин металлические основания.
Читать подробнее
