Лако-красочные материалы — производство

Основным назначением органических покрытий является защита металлов от коррозии. Защитное действие любого лакокрасочного покры­тия определяется его изолирующей способностью, адгезией к подложке и способностью пассивировать поверхность металла. Эти параметры покры­тия существенно изменяются при введении пигментов.

В большинстве случаев введение пигментов в пленкообразователи приводит к повышению изолирующей способности лакокрасочных покры­тий. Это обусловлено действием ряда следующих причин.

1. Увеличивается длина пути диффундирующих через покрытие моле-, кул агрессивных газов и жидкостей (рис. 3.10), т. е. уменьшается прони­цаемость покрытий. Наиболее существенное влияние на проницаемость оказывает форма частиц пигмента: где РЦ, Р’пл — проницаемость наполненного и ненаполненного пленкообразователя; tnJl — объемная доля пленкообразователя, I — длина частиц пигмента; d — толщина частиц.

Наиболее эффективный барьерный эффект создают пигменты, имеющие чешуйчатую форму частиц (алюминиевая пудра, слюда, железная слюд — ка), которые располагаются в покрытии параллельно поверхности.

2. Происходит связывание коррозионно-активных газов (H2S, 50г, S03, СЬ) и жидкостей за счет физико-химического или химического взаимодействия с пигментами. Такой способностью обладают технический углерод, черни, оксид цинка, диоксид титана, основной карбонат свинца, аэросил, цинковые крона, карбонатные наполнители. Например:

2PbC03-Pb(OH)2 + 2H2S -• 2PbS. Pb(0H)s+2C02-|-2H8O.

3. Замедляется диффузия коррозионно-активных агентов вследствие уплотнения и ориентации пленкообразователя вблизи поверхности пигментных частиц при их взаимодействии с пленкообразователем.

Наиболее значительно адгезионные свой­ства лакокрасочных покрытий изменяются при введении пигментов, обладающих реак­ционной способностью по отношению к плен- кообразователю и подложке. Такой способ­ностью обладают пигменты, содержащие окисляющие и комплексообразующие ионы, образующиеся в покрытии в процессе эк­сплуатации за счет частичной растворимости пигментов в воде.

Пигменты, генерирующие окисляющие ионы (например, крона), окисляют пленко — образователь с образованием в нем новых полярных кислородсодержащих групп:

Рис. 3.10. УмлтДИЪе пути диффузии в пименщрован — ном амрмтм.

R R

-CHsr-C — CH2——— Сг’ + » — CHsr-C —CH2————- н»° >

Н ОСг4+{ОН)

1 * ~СН2-Л-С—СН2

способных образовывать с гидроксилированной поверхностью металла водородные связи, что приводит к возрастанию адгезии покрытий. Ана­логичное действие проявляют пигменты, содержащие сиккативирующие металлы (например, свинцовый сурик), которые катализируют окислитель­ные процессы в ненасыщенных пленкообразователях.

В случае пигментов, обладающих комплексообразующим действием (пигменты, содержащие Cr3 + , Cu2+, Fe3 + ), повышение адгезии обуслов­лено включением функциональных групп пленкообразователя и гидро­ксильных групп металлической подложки во внутреннюю сферу комплекса, т. е. образованием координационных связей между молекулами пленко — образователя и поверхностью металла:

~ сн2— сн—сн2~

[Сг(СООН)(ОН)(Н20)]

Me

Влияние пассивирующих противокоррозионных пигментов на защитные свойства покрытий было рассмотрено в разделе 2.4.