Грунтование

Грунтованием условно называют операцию нанесения грунтовки, т. е. получения слоя лакокрасочного покрытия, непосредственно контактирующего с субстратом. Цель грунтования — улучшить сцепляемость основного покрытия с субстратом и придать ему дополнительную антикоррозионную защиту. В соответствии с этим к грунтовочным материалам предъявляются следующие основные требования:

  • высокая адгезия к металлу;
  • хорошее сцепление с вышележащими слоями;
  • высокие противокоррозионные свойства.

Частными требованиями являются: реактивность (способность взаимодействовать с подложкой), возможность шлифования, отличие по цвету от последующих слоев покрытия и др. Толщина и укрывистость грунтовочных слоев не лимитируются. Обычно стараются получать покрытия толщиной не более 20 мкм, однако допустимы и более тонкие слои (порядка 1,0–0,1 мкм), получаемые, например, при полимеризации из газовой фазы или посредством нанотехнологии.

Для получения грунтовочных покрытий применяют грунтовки преимущественно на основе олигомерных нленкообразователей; в состав грунтовок непременно вводят противокоррозионные пигменты или другие ингибиторы коррозии. Наибольшее применение получили грунтовки алкидные, масляно-формальдегидные, эпоксидные, полиуретановые, полиакрилатные, на эпоксиэфирах, ацеталях поливинилового спирта. Особенно возрос интерес к водоразбавляемым и воднодисперсионным грунтовочным составам.

Грунтовки могут быть жидкими и порошковыми, водными и неводными. По характеру пигментов грунтовки делят на пассивирующие — с пигментами, тормозящими анодную реакцию, ингибирующие — с пигментами, замедляющими катодную реакцию, и, реже, изолирующие с инертными пигментами. По способности взаимо-действовать с оксидами металлов различают грунтовки обычные (нереактивные) и грунтовки-преобразователи ржавчины (реактивные). Обычные грунтовки наносят на предварительно подготовленную (освобожденную от ржавчины и окалины, обезжиренную и в ряде случаев фосфатированную или оксидированную) поверхность металлов. Предпочтительны способы нанесения и отверждения, при которых достигаются хорошее смачивание и затекание материала в поры металла и его высокая степень взаимодействия с поверхностью.

Отечественными предприятиями выпускается большой ассортимент грунтовок различных марок. С экологической точки зрения наибольший интерес представляют водные грунтовочные составы, ассортимент которых быстро расширяется. При изготовлении покрытия грунтовку выбирают с учетом природы покрываемого металла и материала верхнего покрытия. Например, при окрашивании легких металлов и сплавов применяют грунтовки, содержащие цинковый или стронциевый крон или их смеси с фосфатом цинка (ФЛ-ОЗЖ, АК-070 и др.), при окрашивании черных металлов — оксид цинка, фосфат цинка и другие противокоррозионные пигменты (ГФ-021, ФЛ-ОЗК, МС-067, В-КЧ-0207 и т. д.). Грунтовки на основе сополимеров винилхлорида (ХС-010, ХС-059, ХС-068 и др.) используют преимущественно под химически стойкие перхлорвиниловые покрытия, равно как эпоксидные (ЭП-057, ЭП-076) — под коррозионностойкие эпоксидные. Воднодисперсионные грунтовки (Уникор, Уретал Праймекс и др.) допускают последующее нанесение на них как водных, так и органорастворимых материалов. Некоторые из грунтовок содержат преобразователи ржавчины, что при небольшом количестве последней допускает окрашивание.

Особую группу материалов представляют фосфатирующие грунтовки (ВЛ-02, ВЛ-023 — двухупаковочные, ВЛ-05 — одноупаковочная). Вследствие наличия в их составе наряду с пленкообразователем (поливинилбутиралем) хромсодержащего пигмента и фосфорной кислоты при их применении не требуется фосфатирования металла. Исключительно большой интерес приобрели так называемые протекторные грунтовки — жидкие цинкнаполненные материалы. Их получают путем смешения пленкообразователей (эпоксидных, этилсиликатных, полиуретановых, полистирольных, эпоксиэфирных, жидкого стекла) с порошком цинка. Содержание цинка в пленке должно быть не менее 90% масс. Получаемые покрытия электропроводны. Протекторная (катодная) защита черных металлов этими грунтовками обусловлена тем, что электродный потенциал цинка (-760 мВ) ниже, чем железа (-400 мВ). При наличии электролита он выполняет роль анода, растворяясь при эксплуатации покрытия и предохраняя металл, служащий катодом, от разрушения:

анодная реакция
Zn — 2е~ -Zn1

катодная реакция
2Н,0 + 02 + 4е~ — 40Н.

Большинство грунтовок наносят на поверхность способами распыления, окунания, валковым; водоразбавляемые грунтовки катодного и анодного нанесения — преимущественно электроосаждением.