Влияние концентрации пигмента на защитные свойства грунтовочных покрытий

Дешевый хостинг

Свойства пигментированных пленок, в том числе и защитные, в значительной степени зависят от степени наполнения системы пигментом, которая может быть выражена в весовых или объемных процентах £20].

Объемная концентрация пигментов представляет собой объемную долю пигментов и наполнителя в общем объеме нелетучих компонентов краски. Лакокрасочную пленку принято рассматривать как некоторый объем, заполненный нелетучими компонентами краски, причем пигменты и наполнители в виде отдельных частиц самой разной формы и размера включены в непрерывную фазу связующего. При изменении соотношения пигмента и связующего в сторону увеличения содержания пигмента может быть достигнуто такое состояние, когда частицы пигмента вследствие высокой плотности упаковки будут касаться друг друга. Такое соотношение между пигментом и пленкообразующим, при котором пленкообразующее в системе содержится точно в количестве, необходимом для заполнения пустот между частицами пигмента (при наиболее плотной их упаковке), называется критической объемной концентрацией пигментов. При исследовании зависимости свойств лакокрасочных пленок (па- ропроницаемости, защитных свойств, склонности к образованию пузырей) от объемной концентрации пигментов было установлено, что при критической объемной концентрации пигмента все эти свойства резко изменяются, т. е. эта концентрация является
как бы переходным соотношением, выше и ниже которого наблюдаются существенные изменения свойств пленки и ее внешнего вида.

Оптимальная объемная концентрация пигментов — это та концентрация, при которой покрытие обладает наилучшими свойствами; она, как правило, ниже критической объемной концентрации и зависит от свойств связующих и пигментов.

Для каждого пигмента существует интервал его объемного содержания в покрытии, в пределах которого обеспечивается максимальная стойкость покрытия, а в некоторых случаях и пассивация металла. Особое внимание уделяется концентрации активных пигментов в грунтовочных покрытиях, так как незначительное содержание антикоррозионных пигментов не сможет обеспечить защитные свойства покрытия.

Влияние величин объемной концентрации пигментов на паро- проницаемость глифталевого лака иллюстрирует рис. 8.20. Из приведенных на рисунке данных видно, что проницаемость пленок по мере увеличения объемной концентрации сначала уменьшается до минимального значения, соответствующего критической объемной нагрузке пигмента, а затем быстро возрастает.

Критические объемные концентрации для разных пигментов различны и колеблются в пределах 36—70%. В табл. 8.6 приведены критические объемные концентрации для некоторых пигментов, определенные по влагопроницаемости.

Рис. 8.20. Зависимость паропроиицаемости П от объемной концентрации пигментов С™™:

1 — свинцовый сурик; 2 — цинковый крон; 3 — тетра- оксихромат цинка; 4 — свинцовый крон

Выяснению оптимальной концентрации пигментов с целью повышения защитных свойств пигментированных покрытий посвящен целый ряд работ, авторы которых считают, что оптимальная объемная концентрация пигмента у грунтовочных покрытий находится в пределах 30%. Применительно к хроматсодержащим пигментам этот вопрос рассматривался в работе :[25]. По мнению автора указанной работы, растворимость активных хроматных пигментов можно регулировать объемной концентрацией пигмента; при незначительном содержании ак-

Таблица 8 6 Критические объемные концентрации пигментов (%) в различных лаках

ПигментМасляный лак на льняном маслеАлкидный лакФенольный

лак

Хромат свинца453838
Тетраоксихромат цинка454552
Триоксихромат цинка555048
Свинцовый сурик655868
Оксид цинка5550
Цинковая пыль7070

 

тивного пигмента не наблюдается длительного действия пигмента и не достигается оптимальная степень защиты. Как показали испытания, оптимальная степень защиты от коррозии при применении цинкхромата достигается при 40 об. ч. по отношению к 100 об. ч. общего количества пигмента и наполнителя. По мнению автора указанной работы, срок службы покрытия зависит от содержания активного хроматного пигмента. Если объемная концентрация пигмента ниже 20%, защита от коррозии ставится под сомнение. Минимальные и максимальные защитные свойства покрытий достигаются при концентрациях активного пигмента, лежащих между 20 и 40% (об.) по отношению к общему содержанию пигмента и наполнителя.

Оптимальные свойства грунтовок, содержащих смесь хро- матных пигментов, оксида цинка, железного сурика и талька, достигаются в интервале концентраций 25—30%. Хотя основным назначением грунтовки является прямое воздействие на кинетику электрохимических процессов, протекающих на металле, это не означает, что грунтовка не может играть роль диффузионного барьера. Таким образом, общую защитную способность определяет совокупность диффузионных и пассивирующих свойств.

Для достижения высоких защитных свойств грунтовочных покрытий, по данным работы [25], необходимо обеспечить хорошее смачивание поверхности частиц пигмента связующим. При плохом смачивании активные пигменты гидролизуются быстрее, чем это необходимо для получения ингибирующего эффекта, и, если связующее обладает плохими изолирующими свойствами, продолжительность действия активных пигментов значительно сокращается. Большинство связующих, которые применяются в настоящее время для защиты от коррозии, как, например, алкидные или феноломасляные смолы, обладает хорошей смачиваемостью. Если же смачивание между пигментом и связующим недостаточно, применяют поверхностно-активные вещества (ПАВ). Последние вводят также для улучшения процесса диспергирования пигментов в связующем. При оптимальном гранулометрическом составе это также положительно сказывается на проницаемости грунтовочных покрытий.

Пигментированные лакокрасочные материалы представляют собой дисперсии, в которых дисперсная фаза (пигмент или наполнитель) распределена в полимерной дисперсионной среде (раствор, расплав, покрытие). В связи с этим решающее значение для свойств таких материалов имеют процессы взаимодействия на высокоразвитой границе раздела: пигмент —полимерное связующее. Они в первую очередь и определяют степень распределения пигмента в связующем, т. е. его дисперсность в краске, что сказывается не только на процессе изготовления материалов, но и на свойствах красок и комплексе физико-механических свойств покрытий.

Как известно, ПАВ, образуя ориентированный адсорбционный слой на поверхности частиц, лиофилизует ее, сближая с молекулярной природой полимерного связующего. Это способствует стабилизации пигмента в связующем и его лучшему распределению, облегчает процессы диспергирования. В лакокрасочных системах на поверхности пигмента происходит конкурентное взаимодействие модификатора и других компонентов, главным образом полимера. Поэтому эффективность применяемых ПАВ зависит от свойств внутренней части адсорбционного ориентированного слоя, образованного полярными группами модификатора, и внешней части, т. е. от молекулярной природы углеводородных радикалов. Внутренний слой обеспечивает прочность связи с поверхностью частиц и предотвращает вытеснение ПАВ полимером, а наружная часть адсорбционного слоя —молекулярное сродство модифицированной поверхности к полимеру. В соответствии с этим эффективными модификаторами пигментов и наполнителей являются хемосорбирующиеся на них ПАВ, прочно связанные с поверхностью пигментных частиц. Установлено, что хемосорбция осуществляется при взаимодействии: а) анионоактивных ПАВ (длинноцепочечные жирные кислоты) с наполнителями основной природы (соли и оксиды основных металлов — MgO, СаС03 и др.); б) катионоактивных ПАВ (алифатические амины, четвертичные аммониевые основания) с наполнителями кислой природы, основной составной частью которых является SiCV, в) ПАВ указанных видов с наполнителями, обладающими амфотерными свойствами (ТЮ2, Ре2Оз); г) солей жирных кислот с наполнителями любой природы.

Эффективным природным поверхностно-активным веществом является лецитин представляющий собой эфир глицеридов жирных кислот и фосфатидов

Наличие в молекуле фосфатидов гидроксильных групп разного характера, остатка фосфорной кислоты, сложноэфирных и аминных групп, а также двойных связей жирных кислот обусловливает способность лецитина к адсорбции различными полярными группами на разных активных центрах поверхности пигментов. Лецитин в растворах образует мицеллы, содержащие не менее 55             75 молекул. Лецитин является прекрасным смачивателем и стабилизато

ром. Он вводится в грунтовки в количестве 0,5—2% от массы пигментов при приготовлении замесов лакокрасочных паст [69].


ГФ-017                                    Глифталевый лак, мел- Хромат свинца, мумия

(ОСТ 6-10-428—79)         аминоформальдегидная

смола


 

 

Мумия, хромат свинца, тальк

Тетраоксихромат цинка, фосфат хрома, хромат кальция, микротальк, красный железооксидный пигмент

ГФ-0163

(ОСТ 6-10-409—77) ГФ-0119

(ГОСТ 23343—78)

Глифталевый лак

То же


 

 

ГФ-021

(ТУ 6-10-1642—77)

»                                         Красный железооксидный

пигмент, цинковые белила, микротальк, кальцит

Пентафталевый лак, ин- Сурик железный, цинко- ден-кумароновый лак                   вые белила, тальк

Красный железооксидный пигмент, триоксихромат цинка, микротальк Триоксихромат цинка
Мумия, хромат цинка гидроксихромат свинца, тальк
ПФ-0142

(ТУ 6-10-1698—78)

Пентафталевый лак Красный железооксидный пигмент, тетраоксихромат цинка, фосфат хрома, микротальк

Алкидно-стирольный лак Красный железооксидный пигмент, тетраоксихромат цинка, фосфат хрома, фосфат цинка, хромат кальция, микротальк

МС-0141

(ТУ 6-10-1568—76)

ГФ-089 черная                        Глифталевый лак, мел- Триоксихромат цинка,

(ТУ 6-10-883—78)                   аминоформальдегидная технический углерод,

смола                                      микротальк

ПФ-033 водоразбавляе- Водоразбавляемый пен- Диоксид титана, техниче- мая черная                                                гафталевын лак, мочеви- ский углерод, бентонит

(ТУ 6-10-1031—75)                иоформальдегидная смо

ла, малеинизированное льняное масло

В-МЛ-0143 водоразбав- Водоразбавляемый гли- Хромат стронция, техни- ляемая (ГОСТ                                               фталевый лак, водораз- ческий углерод, микро-

24595—81)                              бавляемая фенолоформ- барит, микротальк

альдегидная смола

ГФ-031, ГФ-032 (ТУ 6-10-698—79)
ГФ-073                                  Глифталевый лак

(ОСТ 6-10-425—78)

ГФ-0114                                 То же

(ТУ 6-10-1267—77)

ПФ-020

(ГОСТ 18186—79)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

18—22 °С (не более Пассивирующая 24 ч)
Температура (время
отверждения)Тип грунтовкиНазначение

125 °С (25—30 мин) Пассивирующая

 

100—110°С (не более                     »

35 мин)

100—110°С (не более                    »

35 мин), 18—22°С (не более 24 ч)

18—22 °С (не более 24 ч) Изолирующая
105 °С (не более 25 мин)
Для грунтования бандеризо- ванных кузовов легковых автомобилей и кабин грузовых автомобилей

Для грунтования поверхностей черных металлов Для грунтования металлических и деревянных поверхностей под покрытия различными эмалями, а также для временной защиты от коррозии и в однослойном покрытии при межоперационном хранении Для грунтования металлических и деревянных поверхностей под покрытия различными эмалями

Для грунтования металлических (чугуна и углеродистых сталей) и деревянных поверхностей

Для грунтования кузовов автомашин

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ГФ-031 — при 100 СС *

(не менее 2,5 ч);

ГФ-032 — при 70 °С (не менее 1,5 ч)

18—22 °С       (не более *

24 ч); 120 °С (не более 10 мин)

170 “С (не более 20 мин) Изолирующая

180 °С (не более 30 мин) Пассивирующая

80 °С (не более 4 ч)                          *

18—22 °С (неболее
4 ч); 100°С (неболее
30 мин)
18—22 °С (неболее
4 ч); 100 °С (неболее
20 мин)

 

Для защиты от коррозии внутренних поверхностей сварных швов, получаемых при точечной сварке дуралюминовых обшивок и деталей Для грунтования деталей из стали, алюминиевых и магниевых сплавов

Для окраски карданных валов и других деталей автомобилей

Для грунтования бандеризо- ванных кузовов легковых автомобилей и кабин грузовых автомобилей методом окунания

Для окраски и грунтования металлических деталей автомобилей методами струйного об- лива, окунания, пневматического распыления

Для грунтования поверхностей черных металлов

Для грунтования поверхностей черных металлов, а также для защиты металлов при межоперационном хранении


Алкидно-стирольный лак Сурик железный, цинковые белила, тальк

МС-067

<ТУ 6-10-789—79)

ЭП-076

(ТУ 6-10-755—74)

ЭП-09Т красная (ТУ 6-10-1155—76)
ЭП-09Т желтая (ТУ 6 10-1155—76)

Эпоксидная и полиамид- Диоксид титана, хромат ная смолы           стронция, тальк

Эпоксидная и меламино- Сурик железный, гриок- формальдегидная смолы сихромат цинка, цинковые белила, тальк

Эпоксидная и меламино- Триоксихромат цинка, формальдегидная смолы цинковые белила, тальк

ЭФ-083

(ГОСТ 20468—80)

Эпоксиэфир
ЭФ-0121

(ТУ 6-10-1499—75)

Протекторная ЭП-057 (ТУ 6-10-1117—75)
Эпоксидная смола лиамидом
Хромат бария, цинковые белила, титановые белила, микробарит, микротальк

Красный железооксид- ный пигмент, триоксихромат цинка, цинковые белила, микротальк с по- Цинковая пыль

Красный железооксидный пигмент, триоксихромат цинка, микробарит
УРФ-0110

(ТУ 6-10-1531—75)

Уралкидная смола

Грунт-шпатлевка ЭП-0010 Эпоксидная смола с по- Красный железооксидный (ГОСТ 10277—76) лиамином              пигмент, тальк

ВАУ-0150 водоразбавляемая

(ТУ 6-10-1599—77)

ФЛ-ОЗК

(ГОСТ 9109—81)

ФЛ-ОЗЖ (ГОСТ 9109—81)

ФЛ-086

(ГОСТ 16302—79)

То же »                                    Диоксид титана, силико-

хромат свинца, красный железооксидный пигмент, технический углерод, микротальк

Феиолоформальдегидная Сурик железный, тетрасмола с добавкой расти- оксихромат цинка, цин- тельных масел    ковые белила, тальк

То же                                       Тетраоксихромат цинка,

хромат кальция, цинковые белила, тальк

»                                         Триоксихромат цинка,

цинковые белила, тальк


Температура (время
отверждения)Тип грунтовкиНазначение

 

18—22 °С        (не более

1 ч)

Для грунтования стальных, строительных конструкций
18—22 °С (не 60 мин)более ИзолирующаяДля защиты от коррозии очищенных от окалины и ржавчины стальных листов и профилей
18—22 °С (ие 6 ч)болееПассивирующаяДля окраски деталей из магниевых и титановых сплавов и сталей, эксплуатирующихся в разных климатических условиях
150 °С (не более 1ч)»Для защиты изделий из черных металлов, эксплуатирующихся в условиях тропического климата
150 °С (не более 1ч)»Для защиты изделий из цветных металлов, эксплуатирующихся в условиях тропического климата
22 °С (не более 24 ч)ИзолирующаяВ качестве грунтовки-шпатлевки для металлических изделий в условиях тропического климата
150 °С (не более 20мин)ПассивирующаяДля защиты фосфатированной поверхности кузова и деталей автомобилей

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

18—22 °С        (не более Протекторная

24 ч)

18—22 °С        (не более Пассивирующая

24 ч)

180—200 °С (не более » 30 мин)

110°С (не более 35 мин)                  »

110°С (не более 35 мин)                  » 80 °С (не более 2 ч)

Для защиты от коррозии стальных крупногабаритных конструкций, эксплуатируемых в атмосферных условиях при повышенной влажности Для грунтования дефектных мест предварительно зашкуренной и обезжиренной металлической поверхности при ремонте

Для грунтования методом электроосаждения профилированных деталей из черных металлов

Для грунтования поверхностей

черных металлов

Для защиты деталей из цветных металлов

Для защиты деталей из алюминиевых сплавов и стали


ПленкообразующееПигментная часть
■/

 

ХС-059                                  Сополимер винилхлорида Красный железооксид-

(ГОСТ 23494—79)                 с винилацетатом                  ный пигмент, тетраокси-

хромат цинка, цинковые белила, микротальк

Красный железооксидный пигмент

ХС-068                                  То же

(ТУ 6-10-820—75)

ВЛ-02

(ГОСТ 12707—77)

ВЛ-023

(ГОСТ 12707—77) ВЛ-05

(ТУ 6-10-1450—79) АК-070

(ОСТ 6-10-401—76) АК-069

(ОСТ 6-10-401—76)

Раствор поливинилбути- Тетраоксихромат цинка раля

Раствор попивинилбути- Тетраоксихромат цинка раля

Раствор поливинилбути- Тетраоксихромат цинка, раля    фосфат   хрома

Смола БМК-5                       Хромат    стронция

Смола АС                              Хромат    цинка

More from my site

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: