Материалы для подготовки поверхности под лакокрасочные покрытия

Все виды покрытий, предназначенных для зашиты металлических поверхностей от коррозии, подразделяют на металлические и неметаллические.

Неметаллические покрытия (или покрытия полимерными материалами), как правило, имеют большую толщину, чем металлические (80—120 мкм), и используются, так же как и металлические, в качестве антикоррозионной защиты и для придания деталям требуемых декоративных свойств. Кроме того, полимерные покрытия позволяют существенно уменьшить колебание металлических деталей (это особенно важно для кузовных элементов), что позволяет уменьшить их усталостное разрушение.

Для обеспечения долговечности полимерных покрытий к ним предъявляются очень высокие требования по адгезионной прочности (не меньшие, чем при склеивании). Кроме этого, к полимерному покрытию предъявляются высокие требования по укрывистости (укрывистость — это свойства лакокрасочного материала при нанесении его тонким слоем делать невидимым цвет закрашиваемой поверхности.). Укрывистость выражают в граммах на квадратный метр, т. е. вес краски в граммах, приходящийся на 1 м² окрашиваемой поверхности, и чем меньше этот показатель, тем лучше краска и меньше ее расход.

Лакокрасочные покрытия должны отвечать следующим основным требованиям: прочно удерживаться на поверхности; обладать необходимой прочностью, твердостью и эластичностью; обладать стойкостью против длительного воздействия эксплуатационных факторов (солнечные лучи, вода, нефтепродукты и др.); не вызывать коррозию окрашиваемых поверхностей; быть недорогими и долговечными. Поскольку сложно подобрать материал, который отвечал бы всем указанным требованиям, покрытия делают многослойными, где каждый слой выполняет свои функции.

Основными элементами многослойного лакокрасочного покрытия являются: слой грунта, слой шпатлевки и несколько слоев краски. Количество каждого из слоев зависит от назначения детали и качества окрашиваемой поверхности. Все слои наносятся в определенной последовательности и имеют свои технологические особенности.

Основное назначение грунтовки — обеспечить высокое сцепление лакокрасочного покрытия с поверхностью. Толщина слоя грунта, как правило, составляет 15—20 мкм. При нанесении грунтовки следует помнить, что все неровности и прочие дефекты загрунтованной поверхности должны полностью сохранится.

По своему назначению грунтовки подразделяют на пять групп: пассивирующие; фосфатирующие; протекторные; изолирующие; преобразователи ржавчины.

В состав пассивирующих грунтовок входят хроматы и фосфаты, что усиливает антикоррозионные свойства грунтовок. Именно этот тип грунтовок используется для грунтования деталей из стали, алюминиевых и магниевых сплавов, а также для кузовов.

В состав фосфатирующих грунтов входит фосфорная кислота, хроматы и поливинилбу-тираль. При нанесении таких грунтовок на металлической поверхности образуется фосфатная пленка, обладающая хорошими антикоррозионными свойствами. Как правило, фосфатирующие грунты состоят из двух компонентов: пленкообразующей основы и кислотного разбавителя. Компоненты грунта смешивают перед употреблением в заданном количестве (чаще всего 4:1), выдерживают 30 мин и наносят на поверхность. Фосфатирующие грунтовки относятся к быстросохнущим материалам и используются для грунтования поверхностей деталей из черных и цветных металлов.

В состав протекторных грунтовок входит мелкодисперсный цинковый порошок, что обеспечивает хорошую катодную защиту. Особенно эффективно использовать эти материалы, если детали эксплуатируются в морской воде.

К группе изолирующих (иногда говорят "инертных") грунтовок относятся все грунтовочные материалы, содержащие в своем составе железный сурик и цинковые белила. Это одни из наиболее старых, дешевых, но очень эффективных материалов, позволяющих защитить поверхность металла от воздействия воды.

Грунтовки, получившие название "преобразователи ржавчины", содержат в своем составе фосфорную кислоту, которая вступает с продуктами коррозии в химическую реакцию и образует в итоге такого взаимодействия достаточно прочный подслой, на который, без предварительной промывки, наносят лакокрасочное покрытие. Эти материалы широко используются при ремонте автомобилей.

По своим антикоррозионным свойствам грунтовки должны быть по качеству выше (или, по крайней мере, не ниже), чем краски. С помощью грунтовки нельзя выправить все имеющиеся на поверхности дефекты. Для этих целей используется шпатлевка, основное назначение которой — выравнивание дефектов. Если дефекты имеют глубину более 20 мкм, то наносят несколько слоев шпатлевки. Для очень крупных дефектов используют так называемый местный шпатлевочный слой. После его полного высыхания наносится общий слой шпатлевки, который позволяет выровнять микродефекты по всей окрашиваемой поверхности. 
По химической природе основного компонента шпатлевки подразделяют на: 
эпоксидные (ЭП); 
нитроцеллюлозные (НЦ); 
пентафталевые (ПФ); 
глифталевые (ГФ); 
алкидно-стирольные (МС) и др.

Наибольшую прочность сцепления с самыми разными материатами (стать, алюминиевые сплавы, дерево, стекло и др.) имеют шпатлевки на основе эпоксидной смолы. Глубина заделки с помощью этих шпатлевок может составлять 15 мм. Шпатлевки НЦ, ПФ и МС служат для заделки мелких дефектов на загрунтованных поверхностях, а также используются для устранения дефектов по выявительному слою эмали.

Химическая природа грунтовки и шпатлевки должна совпадать, например, на грунт ГФ-020 наносят шпатлевку ГФ-0075. Это позволяет обеспечить качественное и долговечное покрытие. Исключение составляют только шпатлевки на основе эпоксидной смолы, которая может наноситься на различные грунты и при этом не будет ухудшать качество многослойного покрытия. Шпатлевки также подразделяют по разг рам дефектов, для заделки которых они мо быть использованы: микродефекты (слой малой толщины, более 100 мкм; число слоев шпатлевки не более 5); макродефекты (слой большой толщин но не более 1,5 мм; число слоев до 10).

Надо учитывать, что шпатлевки, особенно в толстых слоях, снижают прочность лакокр сочного покрытия.

Технология нанесения лакокрасочного покрытия, кроме операций по нанесению грунтовки и шпатлевки, включает в себя: шлифование, нанесение выявительного слоя, выправку, повторное шлифование и несколько слоев краски.

Шлифование является одним из очень тр доемких процессов и его продолжительное составляет 70 и более процентов от общей длительности нанесения покрытия. Детали, имеющие защитные металлические покрытия, не рекомендуется ни шлифовать, ни полировать, поскольку частицы полировочного материала впоследствии станут очагами коррозии. Нитроэмали (НЦ) по своим антикоррозионным свойствам уступают пентафталевы (ПФ) и глифталевым (ГФ).

Толщина лакокрасочных покрытий отечественных кузовов составляет 80—120 мкм. С одной стороны, толщина лакокрасочного покрытия не должна быть слишком мала (менее 80 мкм), поскольку качество защиты н в последнею очередь определяется имен» толщиной защитного слоя. А с другой стороны, избыточно большой слой покрытия отличают низкие адгезионные свойства, что приводит к его растрескиванию.

После 5—8 лет эксплуатации ухудшается качество лакокрасочного покрытия, и для обеспечения высокой долговечности изделий целесообразно проводить их повторную окраску. Количественно оценку защитных свойств лакокрасочных покрытий можно выполнить только в лабораторных условиях. В камеру с солевым туманом помещают либо образцы, либо даже окрашенные кузова и определяют время начала коррозии. Эти показатели нормируются, но не для лакокрасочных матеря; лов, а только для грунтовок.

Марка                      Время до начала коррозии 
                          грунтовки в камере солевого тумана, 
ГФ-089..................................95 
ФЛ-093 .............................. 150 
В-МЛ-0143..........................150 
В-КЧ-0207 ......................... 180 
КЧ-190.................................95

Как видно из приведенных данных, наилучшими антикоррозионными свойствам обладает катафорезная грунтовка типа В-КЧ