Грунтовка на эпоксидных цинконаполненных грунтовках

Эпоксидная грунтовка относится к герметику с непористым покрытием. В первую очередь рекомендуется в качестве первого базового слоя на голую сталь. Эти базовые покрытия или эпоксидные грунтовки также можно наносить поверх стекловолокна, пластика или черного железофосфатного покрытия.

Эпоксидные грунтовки используются для широкого спектра материалов благодаря их сильной адгезии, хорошей механической способности и длительной химической стойкости во влажной среде и среде с высокой влажностью. Способность эпоксидной грунтовки противостоять коррозии зависит от ее толщины; чем толще слой эпоксидной грунтовки, тем лучше защита.

Эту грунтовку также можно использовать на трещинах и вмятинах. Обладает превосходной адгезионной способностью и обеспечивает хорошее качество поверхности. Эпоксидные грунтовки не только обеспечивают превосходную адгезию к металлам, но и служат подходящей основой для дополнительных грунтовочных и финишных покрытий (краски). Эпоксидные грунтовки также обычно используются для покрытия металлических банок и контейнеров, особенно тех, которые используются для хранения кислых пищевых продуктов, таких как помидоры.
Эпоксидная смола состоит из цепочек углерода, связанных с другими элементами, такими как водород, азот или кислород, поэтому ее можно классифицировать как органическое соединение. Эти углеродные цепи возникают посредством ковалентной связи, в которой элементы имеют общую пару электронов.

Термин «эпоксидная смола» является широким и иногда может относиться к функциональной группе эпоксида, состоящей из атомов углерода и кислорода в цепочках. Учитывая тот факт, что функциональные группы являются определяющим фактором для основных характеристик молекулы во время химической реакции, молекулы, содержащие эпоксидную функциональную группу, вступают в химическую реакцию с целью создания жесткого, но гибкого материала.

Corrosionpedia объясняет эпоксидную грунтовку

Эпоксидная грунтовка – это герметик, обеспечивающий хорошее качество поверхности наносимых верхних слоев. Двухкомпонентный эпоксидный грунт содержит фосфат цинка, который действует как пигмент, замедляющий коррозию. Эпоксидные грунтовки можно использовать для гидроизоляции материалов, которые, следовательно, защищают голый металл от окисления. Перед нанесением эпоксидной грунтовки необходима сухая, очень чистая поверхность. Двухкомпонентный эпоксидный грунт необходимо тщательно перемешать перед нанесением.

Термин «эпоксидная смола» относится также к эпоксидным смолам, которые обычно появляются после отверждения, причем термин «отверждение» относится к химическому процессу, при котором материал затвердевает под воздействием воздуха, тепла или химических добавок. Отверждение происходит с помощью катализатора в эпоксидной смоле, который действует как химическая добавка, увеличивающая скорость химической реакции. Результатом является экзотермическая реакция, создающая поперечную связь в полимере. Полученная в результате поперечная связь оказывается ответственной за жесткость и прочность эпоксидных материалов.

Поскольку лакокрасочные материалы в автомобильной и морской промышленности очень важны для сопротивления коррозии (ржавчине), эпоксидные покрытия широко используются в качестве грунтовок для улучшения сцепления с металлической поверхностью. Эпоксидные грунтовки также используются в покрытиях конструкционной стали для получения толстого слоя с нанесением только одного или двух слоев.

Двухкомпонентная эпоксидная грунтовка известна как грунтовка для конструкционной стали. Для этого нужны два компонента, которые химически отверждаются за счет сшивания. Эта двухкомпонентная эпоксидная грунтовка образует пленку, устойчивую к истиранию, химическим веществам и влаге. Он очень подходит для использования на должным образом подготовленной стали и бетоне. Эта грунтовка также рекомендуется для электростанций, морских судов, водоочистных сооружений и внешней поверхности резервуаров. Наполнитель можно наносить непосредственно поверх эпоксидного грунта, а поверх наполнителя наносить больше эпоксидной смолы, чтобы полностью покрыть его эпоксидной смолой.

Эпоксидная смола также обеспечивает некоторую структуру, поэтому ее можно использовать исключительно без какой-либо другой грунтовки/поверхности.
Эпоксидная смола может быть разбавлена ​​на 50% и использоваться в качестве герметика перед базовым покрытием.

Исследована деградация эпоксидных покрытий с различными наполнителями в естественных и ускоренных условиях окружающей среды. ZnO-содержащие эпоксидные покрытия демонстрируют более выраженные характеристики УФ-стабилизации, что может увеличить срок службы эпоксидного покрытия по сравнению с другими наполнителями, подвергающимися воздействию тех же условий окружающей среды. Относительно незначительное снижение адгезионной прочности покрытий, содержащих ZnO, указывает на их лучшую механическую целостность и устойчивость к ультрафиолетовому излучению по сравнению с покрытиями, содержащими TiO.₂Fe₂O₃ и графитовые наполнители. Добавление антиоксидантов и фотостабилизаторов в эпоксидные покрытия показывает превосходную стойкость во время испытаний в агрессивном солевом тумане с пренебрежимо малой потерей адгезионной прочности без образования пузырей.

Грунтовка на эпоксидных цинконаполненных грунтовках

Цинксодержащие эпоксидные грунтовки обладают преимуществами быстрого отверждения и независимости от уровня влажности по сравнению с цинксодержащими силикатными грунтовками. Они также обладают превосходной устойчивостью к поверхности.

Грунтовка является наиболее важным слоем покрытия, поскольку она служит основой для верхнего покрытия, необходимого для предотвращения коррозии. Он также обеспечивает последующий слой для захвата и удержания поверхности, что позволяет последующим пленкам покрытия правильно сцепляться. Следовательно, грунтовка содержит связующие вещества, необходимые для сцепления с подложкой и связывания следующего слоя системы покрытия.

Поскольку грунтовка должна заполнять и скрывать дефекты поверхности подложки, она должна быть тщательно подобрана к таким характеристикам поверхности, как пористость. В случае, если участки верхнего слоя впоследствии отслоятся или повредятся, содержание цинка в грунтовке будет продолжать обеспечивать защиту от коррозии в течение ограниченного периода времени.

Основы эпоксидных цинконаполненных грунтовок

Эпоксидные грунтовки с высоким содержанием цинка относятся к семейству покрытий с высоким содержанием цинка, которые наносятся для защиты железных поверхностей от коррозии. Они в первую очередь работают как жертвенные продукты катодной защиты. Поскольку цинк является анодом для стали, эти частицы подвергаются коррозии первыми, защищая железную подложку под грунтовкой от коррозии.

Продукт коррозии представляет собой порошкообразный оксид цинка, который подвергает оставшееся цинковое покрытие дальнейшему окислению, обеспечивая непрерывность защиты. Таким образом, грунтовки на основе цинка обеспечивают катодную защиту стальной поверхности.

Эпоксидные грунтовки с пониженным содержанием цинка содержат около 55% цинка по массе в отвержденной пленке грунтовки, тогда как эпоксидные грунтовки с высоким содержанием цинка содержат от 80 до 85% цинка по массе.

Органические и неорганические грунтовки с высоким содержанием цинка

Эпоксидное грунтовочное покрытие с высоким содержанием цинка является органическим покрытием и обязательно требует верхнего покрытия для долговечной и надежной защиты в тяжелых условиях. Его можно наносить безвоздушным распылением, воздушным распылением, валиком или кистью, а простота нанесения, а также устойчивость поверхности делают его пригодным для обслуживания на месте. Тем не менее, грунтовки с высоким содержанием органического цинка могут растрескиваться при чрезмерном нанесении, что приводит к разрушению покрытия. Отказы часто видны на сварных швах и углах.

С другой стороны, неорганические грунтовки с высоким содержанием цинка имеют то преимущество, что не требуют верхнего покрытия. Обычно в качестве связующего в этом случае используется силикат. Эту грунтовку нельзя наносить на месте, так как необходима идеальная подготовка поверхности путем абразивоструйной обработки поверхности. (Дополнительную информацию по этой теме см. в разделе «Подготовка поверхности для неорганических цинкосиликатных покрытий».)

Существует четыре основных различия между органическими и неорганическими грунтовками с высоким содержанием цинка:

1. Связующее. В органическом варианте используются эпоксидные, бутиловые, уретановые или другие органические смолы, в то время как в неорганических покрытиях с высоким содержанием цинка обычно используется связующее из силиката цинка.
2. Рабочая температура. Неорганический цинк может работать при более высоких рабочих температурах (до 400 градусов Цельсия), в то время как органический или эпоксидный цинк, как известно, работает при более низких температурах (только до 120 градусов Цельсия).
3. Срок службы. Неорганический цинк имеет более длительный срок службы, чем органический цинк. Например, в прибрежной среде неорганический цинк может служить до 15 лет, тогда как срок службы органического цинка составляет 13.5 лет.
4. Устойчивость к истиранию, солнечному свету и растворителям. Также считается, что неорганический цинк более устойчив к этим факторам по сравнению с органическим цинком.

Механизм защиты обогащенных цинком грунтовок

Несмотря на то, что эффективная работа грунтовок с высоким содержанием цинка в первую очередь связана с расходуемой защитой от коррозии, комплексный механизм защиты необходимо понимать в целом.

Первоначально, когда грунтовка с высоким содержанием цинка и верхнее покрытие наносятся на подложку непрерывным слоем, система покрытия действует как барьер для агрессивных сред и может быть по праву названа барьерным покрытием. Покрытие полностью изолирует подложку от окружающей среды.

Только после того, как в покрытии образовался дефект, тем самым частично подвергая подложку воздействию коррозионной среды, богатый цинком грунтовочный слой играет свою роль в обеспечении расходуемой защиты от коррозии, чтобы отсрочить начало электрохимической реакции (коррозии) подложки. Величина обеспечиваемой жертвенной защиты зависит от таких переменных, как чистота используемой цинковой пыли, наличие влаги и электропроводность между подложкой и взаимосвязанными частицами цинка. Таким образом, цинк, используемый в грунтовке, является анодным по отношению к железной подложке, которая действует как катод. Как только частицы цинка превратятся в оксид цинка, жертвенная защита закончится.

В своей статье «Цинковые грунтовки для защиты от коррозии» Дж. Питер заключает, что в целом «неорганические цинковые покрытия могут обеспечить лучшую защиту от коррозии, чем органические цинковые покрытия». Было обнаружено, что защита от коррозии, обеспечиваемая системами покрытий с обогащенными цинком грунтовками, превосходит защиту, обеспечиваемую органическими покрытиями без грунтовок с высоким содержанием цинка.

Области применения

Эпоксидные грунтовки с высоким содержанием цинка широко используются для защиты стальных трубопроводов и элементов конструкций, подвергающихся воздействию агрессивных сред. Эти грунтовки с усовершенствованными составами часто предназначены для сильно коррозионных сред с высокой относительной влажностью, высокой соленостью и агрессивными средами, с которыми сталкиваются морские и прибрежные объекты, такие как береговые электростанции, мосты, нефтеперерабатывающие заводы/платформы и горнодобывающая техника. Их также можно использовать для ремонта поврежденных покрытий из силиката цинка и оцинкованных железных поверхностей. (Дополнительную информацию по этой теме см. в разделе «Гальванизация и ее эффективность в предотвращении коррозии».)

Эпоксидное покрытие с высоким содержанием цинка также может наноситься на сталь, подвергшуюся пескоструйной обработке, для широкого спектра применений в цехах и полевых условиях, включая конструкции мостов и автомагистралей, спортивные стадионы, здания, цеха по производству металлоконструкций, трубопроводы, баржи, корабли и буровые установки. Эпоксидная смола с высоким содержанием цинка обычно используется в инфраструктуре, такой как нефтехимические и химические заводы, электростанции и целлюлозно-бумажные заводы.

Характеристики эпоксидных смол с высоким содержанием цинка

По сравнению с силикатами с высоким содержанием цинка основные преимущества эпоксидных смол с высоким содержанием цинка включают:

• Способность к быстрому отверждению, независимо от влажности окружающей среды. простота.
• Возможность увеличения толщины пленки без риска растрескивания грязи.
• Пригодность для использования стандартного безвоздушного распыления без необходимости в специальном распылительном оборудовании, необходимом для силикатов с высоким содержанием цинка.
• Более высокая устойчивость к различным состояниям поверхности и менее строгие требования к качеству поверхности подложки. Например, поверхности, недоступные для абразивоструйной очистки, можно защитить эпоксидным грунтом с высоким содержанием цинка.

Проблемы, с которыми сталкиваются эпоксидные грунтовки с высоким содержанием цинка

Эти грунтовки имеют следующие недостатки:

• При воздействии агрессивной морской среды обогащенные цинком эпоксидные грунтовки образуют нерастворимые продукты коррозии, которые необходимо удалить перед нанесением на поверхность следующего слоя. (Дополнительную информацию по этой теме см. в разделе «Особые меры предосторожности для морских покрытий, наносимых выше ватерлинии».)
• Когда сталь покрывается эпоксидной грунтовкой с высоким содержанием цинка, это отрицательно сказывается на свариваемости, поскольку в процессе сварки выделяются пары оксида цинка, а также другие соли цинка. Вот почему грунтовки с высоким содержанием цинка нельзя использовать в качестве межоперационного грунта.
• По сравнению с силикатными грунтовками с высоким содержанием цинка эпоксидные смолы с высоким содержанием цинка имеют более низкую стойкость к истиранию, химическую стойкость и термостойкость.
• Ползучесть и вздутие ржавчины.

Причины разрушения покрытия

Эпоксидные грунтовки с высоким содержанием цинка иногда могут не защитить поверхность из-за:

• Плохое качество состава грунтовки из-за высокого содержания наполнителя и, следовательно, более низкого содержания смолы.
• Использование меньшей толщины пленки (менее 50 микрон).
• Использование морского песка, содержащего хлориды, для абразивоструйной обработки, что отрицательно влияет на чистоту основания и часто оставляет после себя хлоридный остаток.
• Недостаточная шероховатость поверхности, что приводит к плохой адгезии грунтовки.

Усовершенствованные составы покрытий

Производители покрытий разработали инновационные рецептуры для конкретных эксплуатационных требований, таких как добавление низкотемпературных отвердителей для температур ниже пяти градусов Цельсия (41 градус по Фаренгейту). Однако низкотемпературные отвердители, добавленные к покрытию, могут увеличить содержание летучих органических соединений (ЛОС).

В одном исследовании, в котором изучались характеристики грунтовок, обогащенных неорганическим цинком, по сравнению с обогащенными органическим цинком грунтовками и технологией активированного цинка, описывается эффективность запатентованного продукта на основе технологии активированного цинка, который синергетически сочетает в себе механизмы ингибитора, барьера и катодной жертвенной защиты. Было обнаружено, что в традиционных эпоксидных смолах с высоким содержанием цинка только около трети цинковой пыли активно используется для обеспечения протекторной катодной защиты подложки. Новая технология улучшает использование цинковой пыли для защиты поверхности.

Кроме того, исследование показало, что новый продукт на основе эпоксидной смолы с активированным цинком обладает превосходной устойчивостью к ржавчине по сравнению с обычными эпоксидными грунтовками с высоким содержанием цинка, а его характеристики не уступают силикатным грунтам с высоким содержанием цинка. Кроме того, было обнаружено, что новый продукт с обогащенной цинком технологией превосходит обогащенные цинком силикатные и обычные эпоксидные цинковые грунтовки в отношении ударопрочности и гибкости.

Методы нанесения цинконаполненных эпоксидных грунтовок

Перед грунтовкой поверхности должны быть очищены, высушены, очищены от загрязнений и мусора и подвергнуты абразивоструйной очистке. Поверхностные дефекты должны быть отмечены и устранены. Масло или жир должны быть надлежащим образом удалены с помощью очистки растворителем. Абразивоструйную очистку следует проводить тщательно. Поверхностные дефекты, обнаруженные в процессе струйной очистки, должны быть отшлифованы, заполнены или обработаны соответствующим образом.

Грунтовка в двух емкостях должна быть смешана в соответствии с инструкциями производителя покрытия; и должно быть получено однородное содержание. После того, как единица была замешана, она должна быть использована в пределах указанного срока жизнеспособности.

Покрытие можно наносить валиком, кистью, безвоздушным или воздушным распылением. При безвоздушном распылении давление жидкости на наконечнике распылителя должно поддерживаться в соответствии со спецификациями производителя покрытия. Типичный диапазон наконечника для безвоздушного распыления находится в диапазоне приблизительно от 0.4 до 0.5 мм. В случае нанесения кистью следует соблюдать рекомендуемую толщину пленки (типичные значения на один слой составляют от 50 до 75 микрон). Нанесение кистью и валиком обычно подходит только для небольших участков. Выбранная толщина пленки должна соответствовать профилю поверхности. (Подробнее по этой теме см.: 5 дефектов покрытия, которых можно избежать, соблюдая спецификации покрытия.)

При нанесении покрытия кистью или валиком может потребоваться нанесение нескольких слоев для достижения заданной общей толщины сухой пленки системы, обычно не менее 40 микрон.

Если пленку необходимо отверждать при температуре ниже 5 градусов Цельсия (41 градус по Фаренгейту), следует выбирать продукт с низкотемпературным отвердителем. Для максимальной производительности температура окружающей среды при отверждении обычно должна быть выше 10 градусов Цельсия (50 градусов по Фаренгейту). При планировании нанесения верхнего покрытия необходимо учитывать время между нанесением грунтовки и последующим покрытием для заданной температуры окружающей среды. (Типичный интервал для нанесения следующего слоя составляет четыре часа при 5 градусах Цельсия.)

Заключение

В то время как использование обогащенных цинком грунтовок является эффективным способом обеспечения антикоррозионной защиты, эпоксидные грунтовки, обогащенные цинком, более широко используются в качестве ремонтных грунтовок.

Основным преимуществом этих грунтовок является их способность образовывать пленку большей толщины без риска растрескивания грязи.

Для нанесения грунтовки можно использовать обычное оборудование для безвоздушного распыления. Он устойчив к поверхности; но его нельзя использовать в качестве межоперационного грунта из-за плохой свариваемости.

Эпоксидные продукты с высоким содержанием активированного цинка, разработанные с использованием запатентованных технологий, обладают хорошей стойкостью к ползучей ржавчине, сравнимой с неорганическими силикатными грунтовками с высоким содержанием цинка.

Когда использовать эпоксидную грунтовку в проекте

В прошлом самопротравливающая грунтовка использовалась для нанесения на голый металл автомобиля. Металл требует небольшой подготовительной работы для его нанесения, грунтовка быстро вспыхивает/высыхает, и она поставляется в аэрозольных баллончиках 1K для небольших работ. Однако за последние 5-10 лет вы, вероятно, стали слышать больше людей, говорящих об эпоксидных грунтовках и их использовании в отличие от самопротравливающих грунтовок.

Но зачем использовать эпоксидную грунтовку? И вообще, что это? Этот непористый герметик с высокой адгезией имеет ряд преимуществ при использовании для определенных материалов и ситуаций. Тем не менее, вы должны быть осторожны с тем, к чему вы применяете его, чтобы получить все его преимущества. Мы решили дать вам некоторое представление о том, где и когда эпоксидная грунтовка работает лучше всего.

Эпоксидный грунт Eastwood 2K AeroSpray черный

1. Над голым, чистым металлом – Эпоксидные грунтовки превосходно герметизируют голый металл и не позволяют влаге или коррозии проникать внутрь. Эпоксидный грунт фактически изолирует металл от кислорода, не оставляя возможности образования ржавчины или коррозии на поверхности, как некоторые дешевые грунтовки типа аэрозольной бомбы. В комплект входит грунтовка для протравливания, эпоксидная грунтовка — это почти единственная грунтовка для голого металла, в которой вы можете оставить автомобиль снаружи без быстрого образования ржавчины под грунтовкой! Двухкомпонентные эпоксидные грунтовки делают еще один шаг вперед, добавляя фосфат цинка, что увеличивает его антикоррозионные свойства. Проще говоря, эпоксидная смола является лучшей грунтовкой для голого металла, что делает ее превосходной для недавно изготовленных металлических деталей или тех, которые были полностью зачищены.

2. Смешанные поверхности – Для некоторых грунтовок и покрытий требуется, чтобы вся поверхность была однородной и из одного материала. Эпоксидные грунтовки обладают отличными адгезионными свойствами и прилипают к голому металлу, краскам, грунтовкам и шпатлевкам. Это означает, что вы можете нанести эпоксидный грунт на область, которая была отшлифована до голого металла, отремонтирована с помощью наполнителя для кузова, а затем покрыта оригинальной краской. Мы рекомендуем как можно лучше растушевать эти области перед нанесением эпоксидных грунтовок, поскольку они не обладают свойствами заполнения/сложения, как грунтовки с высокой структурой, и не скроют дефекты. В качестве альтернативы, вы можете нанести на эпоксидную смолу наполнитель или грунтовку, чтобы заполнить любые мелкие дефекты и выровнять перед покраской.

3. Укладка покрытий – Поскольку эпоксидные грунтовки прилипают механически, они схватятся практически со всем, что имеет хорошую текстуру поверхности. По этой причине он хорошо подходит для укладки, если вам нужно исправить область, которую вы не получили идеально ровной, и вам нужно немного больше наполнителя. Просто отшлифуйте наждачной бумагой, нанесите наполнитель, отшлифуйте и растушуйте края. Затем вы можете нанести больше эпоксидной грунтовки сверху и повторить по мере необходимости. Чего нельзя сказать о многих праймерах!

4. Используйте его для окончательной заделки. Классный трюк, которым мы занимаемся последние несколько лет, заключается в использовании нашей эпоксидной грунтовки в качестве окончательного герметика перед нанесением основного слоя. Просто уменьшите его на 50 процентов и нанесите слой или два, чтобы запечатать всю вашу работу и получить красивую поверхность, на которую можно нанести базовый слой поверх. Грунтовка обладает отличной адгезией к большинству верхних покрытий и помогает предотвратить отслаивание или отслоение краски. Это большое спокойствие для долговечной покраски.

5. Используйте его для защиты долгосрочного проекта — Не у всех из нас есть огромные цеха с климат-контролем, в которых наши проектные автомобили могут стоять, пока их не покрасят. Это означает, что вам, возможно, придется выносить проект на улицу на ночь или пока вы выполняете техническое обслуживание ежедневного привода. Может быть, у вас есть сырой магазин, в котором металл мгновенно ржавеет при изменении температуры? Мне нравится использовать эпоксидную грунтовку, чтобы запечатать мою работу в конце дня. Таким образом, если я не смогу вернуться к нему сразу же, я не вернусь к ржавой поверхности! Держите под рукой несколько аэрозолей эпоксидной грунтовки 2K AeroSpray™ для герметизации небольших участков. Они сэкономят ваше время по сравнению с тем, чтобы доставать пистолет-распылитель, смешивать грунтовку, а затем снова все вычищать!