Краски для металла: как прогнать «рыжую крысу»?

Коррозия — рыжая крыса,
Грызет металлический лом…

В. Шефнер

Если спросить любого, какой материал в наибольшей степени повлиял на человеческую цивилизацию, то наверняка ответом будет — металл. Не зря некоторые основные этапы истории человечества носят соответствующие названия — железный век, бронзовый… Люди знают и ценят его удивительные качества с незапамятных времен и, к сожалению, так же долго пытаются бороться с его злейшим врагом — коррозией. Она, в общих чертах, представляет собой необратимый процесс превращения прочного, красивого, блестящего металла в оксиды и соли, которые и по внешнему виду, и по конструкционным свойствам катастрофически на него не похожи. Самая яркая иллюстрация этого факта, пожалуй, — ржавчина, или рыхлый слой гидратированных (содержащих воду) оксидов и солей железа, образующийся на поверхности незащищенного чугуна или стали под воздействием воды и кислорода воздуха. Чуть более оптимистичный вариант — патина, покрывающая медь или цинк. Она намного плотнее ржавчины и имеет более привлекательный внешний вид. Со временем слой патины преграждает доступ воды и кислорода к поверхности металла, и коррозия прекращается, не успев вызвать серьезной потери его потребительских свойств.

Коррозию может провоцировать не только присутствие воды и кислорода. Иногда взаимодействие двух различных металлов также вызывает необъяснимое, на первый взгляд, разрушение одного из них. Однако мы поведем речь только об атмосферной коррозии, вызванной воздействием веществ, содержащихся в составе атмосферы.

КАК ЖЕ ЗАЩИТИТЬ МЕТАЛЛ ОТ КОРРОЗИИ?
Если коррозия вызвана контактом металла с недружелюбной внешней средой, то самый простой и логичный выход — изолировать поверхность, нанеся на нее лакокрасочное покрытие (ЛКП). По некоторым данным (*Примечание: А. П. Гулидов, Н. Ю. Тимофеева. Защита металлоконструкций от атмосферной коррозии //Новости теплоснабжения. 2003. № 9.) на ЛКП приходится около 39% средств, истраченных во всем мире на противокоррозионную защиту металлов — эта цифра в два раза превышает затраты на разработку и производство коррозионностойких материалов.

К основным достоинствам лакокрасочных покрытий относят: универсальность — возможность применения для защиты любых конструкций, независимо от их размера и расположения; простоту нанесения и возможность механизации этого процесса; простоту ремонта и восстановления покрытия; малый расход материала на единицу площади и низкую стоимость по сравнению с другими видами защитных покрытий.

В зависимости от состава лакокрасочные покрытия могут выполнять функции барьера, пассиватора или протектора.

Барьерная защита заключается в механической изоляции поверхности металла. Ее эффективность зависит от степени сцепления краски с защищаемой поверхностью, степени непроницаемости (пористости), химической и трещиностойкости покрытий — ведь даже незначительный дефект покрытия сразу же становится мишенью для коррозии!

Пассивацию обеспечивает химическое взаимодействие металла и компонентов покрытия. Для этого в состав лакокрасочного средства вводят ингибиторы коррозии и антикоррозионные пигменты.

Протекторная защита достигается добавлением в материал покрытия порошков, имеющих более низкий электродный потенциал, нежели защищаемый материал. Для железа, например, протекторами будут цинк, алюминий или магний. Со временем под действием агрессивной среды происходит постепенное растворение порошка добавки, а основной материал при этом коррозии не подвергается. Иными словами, протекторы выполняют роль «жертвенного анода».

Для эффективной защиты металлических поверхностей проводят три операции:

— преобразование ржавчины (в случае, если обрабатываемая поверхность уже подвержена коррозии);

— нанесение специального антикоррозионного грунта;

— окрашивание эмалью, придающей приятный внешний вид покрытию и защищающей его нижележащие слои.

Преобразователи ржавчины, как следует из их названия, способны превращать продукты коррозии железа в другие вещества, формирующие более плотные слои и препятствующие дальнейшему распространению очагов коррозии. Чаще всего в состав таких средств вводится ортофосфорная кислота или ее производные. В результате взаимодействия с ними рыжая, рыхлая ржавчина переходит в плотный, нерастворимый в воде серо-черный фосфат железа. Для тех же целей применяют и некоторые органические кислоты, действующие более мягко. После того как преобразователь ржавчины полностью прореагирует с поверхностью, излишки средства обязательно убирают, так как они могут помешать полимеризации конечного декоративного покрытия. Вообще, вокруг преобразователей ржавчины идет множество ожесточенных споров — некоторые специалисты считают, что их применение неоправданно, а образовавшуюся ржавчину нужно тщательно удалять механическим путем. Есть мнение, что неполное преобразование ржавчины может вызвать дальнейшее распространение коррозии уже под слоем краски, а также отслоение и разрушение покрытия.

Антикоррозионный грунт, равно как и финишная краска или эмаль, часто содержит в своем составе жидкие ингибиторы коррозии или порошкообразные антикоррозионные пигменты.

Механизм действия этих веществ может быть самым различным. Они могут сорбироваться на поверхности металла, «не подпуская» к ней молекулы окислителей, или содействовать нейтрализации опасных частиц, их переводу в неактивную форму.

Коррозионные процессы протекают лишь при определенном уровне кислотности, а ингибиторы способны корректировать его, не давая процессу начаться. Более того, грунт улучшает адгезию последующих слоев покрытия к основанию, повышает надежность и долговечность красочного слоя. Иногда их разделяют на два вида: для обычных и для проблемных оснований.

К первым относятся поверхности литых, кованых и катаных изделий — они имеют достаточную шероховатость для хорошего сцепления с ней грунта. Ко вторым — алюминий, медь, дюралюминий, оцинкованное железо, нержавеющая сталь, сцепление с гладкой поверхностью которых затруднено.

Большинство современных лакокрасочных антикоррозионных средств совмещают в себе все три функции. Это значительно упрощает работу и экономит время, позволяя заменить три трудоемкие операции всего лишь одной.

Автор: Полина Барбашова

Полный вариант статьи с обзором рынка красок для металла читайте в журнале «Всё для стройки и ремонта» серии «Потребитель» №19’2008/2009

Июнь 2009 г.