Что влияет на долговечность лакокрасочных покрытий?

В статье рассматривается вопросы долговечности лакокрасочного покрытия. Какие факторы являются основными при определении долговечности покрытия?

• влияние подготовки поверхности
• влияние методов окрашивания
• влияние условий нанесения ЛКМ
• влияние режима отверждения
• влияние грунтовочного слоя
• влияние толщины ЛКП на долговечность покрытия

Технологические процессы получения лакокрасочных покрытий разнообразны. Это связано с функциональным назначением окрашиваемого изделия, условиями его эксплуатации, характером окрашиваемой поверхности, применяемыми методами окрашивания и формирования покрытия.

Процесс получения лакокрасочного покрытия заключается в выполнении следующих обязательных стадий:

• подготовка поверхности перед окрашиванием;
• нанесение ЛКМ на окрашиваемую поверхность;
• отверждение ЛКМ;

Каждая из стадий оказывает влияние на качество получаемого лакокрасочного покрытий и его долговечность. Немаловажное значение в обеспечении защитного действия лакокрасочного покрытия при прочих равных условиях имеет природа применяемого грунтовочного слоя как фактора обеспечения хорошей адгезии комплексного лакокрасочного покрытия и общая толщина покрытия. В связи с этим при разработке конкретных технологических процессов окрашивания для получения долговечного покрытий выжен оптимальный выбор каждой стадии процесса окрашивания, грунтовочного слоя и толщины покрытия. Рассмотрим влияние указанных факторов на долговечность лакокрасочных покрытий в отдельности.

Влияние подготовки поверхности перед окрашивание на долговечность покрытия

Подготовка поверхности перед окрашиванием играет важную роль в обеспечении долговечности всего лакокрасочного покрытия. Многолетний опыт применения покрытий в различных отраслях промышленности показывает, что их долговечность на 65-75% определяется качеством подготовки поверхности перед окрашиваем. Недостаточная подготовка поверхности металла перед окрашиванием вызывает ряд нежелательных последствий:

• ухудшение сцепления покрытия с основой (адгезия);
• равитие под покрытием коррозионных процессов;
• образование в покрытии пузырьков;
• растрескивание и расслоение покрытия;
• ухудшение декоративных свойст покрытия;

Все это приводит к ухудшению защитных свойств покрытия.

Между долговечностью покрытия и степенью очистки поверхности существует четко проявляющаяся зависимость.

В случае применения механических способов подготовки поверхности ориентировочные коэффициенты повышения сроков службы системы ПК в зависимости от подготовки поверхности можно представить следующим образом:

• окрашивание по по ржавой или неподготовленной поверхности — 1,0;

• очистка ручным способом — 2,0-1,5;

• абразивная очистка — 3,5-4,0.

В качестве примера можно провести данные по долговечности комплексного покрытия на основе хлорвинилового пленкообразователя толщиной 120 мкм в зависимости от способа подготовки поверхности перед окрашиванием, представленные в таблице. Данные получены при проведении испытаний покрытий эмалью ХВ-16 (4 слоя) по грунтовке ФЛ-03К (2 слоя) на атмоссферной измерительной станции в Хотьково.

В таблице показаны так же данные по влиянию способа подготовки поверхности на долговечность системы покрытий грунтовкой ГФ-017  и эмалью МЛ-12 красной толщиной 80 мкм в условиях умеренного климата.

Способ подготовки поверхности	Долговечность, лет
	Эмаль ХВ-16	Эмаль МЛ-12
Ручная очистка	3	—
Механическая очистка	4	—
Травление	6	—
Пескоструйная очистка	8	—
Обезжиривание	—	3
Пескоструйная очистка	—	7
Фосфатирование без активатора	—	10
Фосфатирование с активатором	—	12

Влияние способов подготовки поверхности на защитные свойства покрытия объясняетмя тем, что в случае применения механической и тем более пескоструйной очистки повышается адгезия покрытия к поверхности металла.

Влияние способов подготовки поверхности на защитные свойства покрытия объясняетмя тем, что в случае применения механической и тем более пескоструйной очистки повышается адгезия покрытия к поверхности металла.В случае применения фосфатных слоев наряду с повышением адгезионной прочности покрытия наблюдается сохранение ее стабильности в процессе эксплуатации. Имеющийся на поверхности металла фосфатный слой препятствует распространению подпленочной коррозии при воздействии агрессивных факторов. При этом фосфатирование с автиватором способствует образованию на поверхности металла малопористого кристаллического слоя, что также повышает физико-механические показатели покрытия.

Таким образом, по степени увеличения защитных свойств комплексных лакокрасочных покрытий способы подготовки поверхности располагаются в следующий ряд:

• обезжиривание;
• ручная очистка;
• механическая очистка;
• пескоструйная очистка;
• фосфатирование;
• фосфатирование с активатором.

Влияние методов окрашивания на долговечность лакокрасочного покрытия

Метод окрашивания и условия нанесения существенно влияют на долговечность лакокрасочного покрытия. Определение долговечности лакокрасочного покрытия на основе эмали ПФ-115, полученного разными методами при эксплуатации в атмосферных условиях показало следующее. Более высокая устойчивость декоративных и защитных свойств наблюдается у покрытий, нанесенных методом электростатического распыления. Затем, по убыванию долговечности покрытия следуют: пневматическое распыление безвоздушное распыление, струйный облив, окунание. Разница в сроках службы покрытия при переходе от одного метода окрашивания к другому может составлять 15-25%.

Влияние условий нанесения ЛКМ на долговечность покрытия

Условия нанесения ЛКМ (влажность и температура окружающего воздуха) влияют на качество и долговечность лакокрасочных покрытий. При несоблюдении температурно-влажностных параметров процесса окрашивания на поверхности сформированного покрытия появляются различные дефекты (шагрень, проколы), которые приводят не только к ухудшению внешнего вида покрытия, но и значительно снижают его долговечность. Температурно-влажностные параметры окрашивания регламентируются ГОСТ 9.105 «Покрытия лакокрасочные. Классификация и основные параметры методов окрашивания». Согласно указанному стандарту, температура воздуха при окрашивании должна быть не менее 15 и не более 30°C, относительная влажность — не выше 80%. Тем не менее, часто возникает вопрос о возможности окрашивания при другой влажности и температуре. Стандартом допускаются другие значения указанных параметров при достижении требуемого качества лакокрасочного покрытия.

Влияние режима отверждения на защитные и физико-механические свойства лакокрасочного покрытия

Режим отверждения также влияет на защитные и физико-механические свойства лакокрасочных покрытий. Покрытия, сформированные в результате горячей сушки, более устойчивы к воздействию климатических факторов и агрессивных сред. Это объясняется тем, что при формировании покрытия при повышенных тепературах образуется более плотная сшивка покрытия. Физико-механические свойства неоднозначно зависят от применяемой температуры сушки ЛКМ. Часто при горячей сушке наблюдается охрупчивание покрытия, что приводит к снижению их прочностных свойств.

Влияние грунтовочного слоя на защитное действие лакокрасочных покрытий

Природа грунтовочного слоя определяет защитное действие лакокрасочных покрытий. Грунтовочный слой обеспечивает прочную адгезионную связь покрытия с металлом, изоляцию его от проникновения коррозионно-активных реагентов, пассивацию металла.

Механизм действия грунтовок разнообразен, В соответствии с механизмом защитного действия грунтовки, долговечность комплексного покрытия различна в одних и тех же условиях эксплуатации. По механизму защитного действия грунтовки подразделяют на:

• изолируюшие (ГФ-020, ГФ-021);
• фосфатирующие (ВЛ-02, ВЛ-08);
• пасивирующие (ГФ-017, ФЛ-03К, ГФ-0119);
• пртекторные (ЭП-057);
• модификаторы ржавчины (ЭП-0199, ЭП-0180);

Пасивирующие грунтовки имеют лучшие защитные свойства по сравнению с изолирующими грунтовками, так как наряду с барьерной защитой металлической поверхности облдают и ингибирующим действием.

Исследовано влияние грунтовок различной природы на долговечность покрытия эмалью ХВ-774 при воздействии уксусной кислоты. Полученные экспериментальные данные приведены в таблице. В данном случае влияние природы грунтовочных слоев на долговечность комплексного покрытия связано с развитием подпленочных коррозионных процессов и характером его подавления грунтовочным слоем.

Влияние грунтовочного слоя на долговечность покрытий эмалью ХВ-774 (6 слоев) при воздействии 60% уксусной кислоты

Грунтовка	Скорость подпленочной коррозии, мм/год	Индукционный период, ч	Эффективный коэффициент диффузии, Д*10-10, см2·с-1
ХС-068	0,701	112,2	0,59
ФЛ-03К	0,894	78,8	0,85
ХВ-050	5,43	66,6	0,99
ХС-059	7,88	57,6	1,16

Влияние толщины лакокрасочного покрытия на договечность покрытия

Толщина лакокрасочных покрытий, обеспечивающих противокоррозионную защиту, должна быть достаточно большой. Толщина покрытия влияет на скорость проникновения агрессивных агентов к поверхности металла. Поэтому, для условий эксплуатации с различными параметрами агрессивности толщина покртия устанавливается в соответствии со степенью агрессивности среды:

Агрессивная среда	Рекомендуемая толщина покрытия, мкм
Сельская атмосфера	120
Промышленная атмосфера	150
Моская атмосфера	200
Химическая атмосфера	300

Вместе с тем существует мнение, что не всегда наращивание тощины покрытия приводит к повышению его противокоррозионных свойств. При значительной толщине покрытия могут возникать внутренние напряжения, приводящие к расслаиванию. Толщина покрытий должна гарантировать отсутствие капиллярной проницаемости, т.е. быть несколько больше критической толщины покрытия. Для различных условий эксплуатации превышение толщины покрытия сверх критической колеблется в 1,5-5 раз. В идеальном случае этот коэффициент подбирается опытным путем.