Navody

Zinkování za studena. Obecné informace o materiálech plněných zinkem

Koroze kovu (z latiny Corrosio – eroze) je samovolný proces destrukce kovů v důsledku fyzikálních a chemických vlivů vnějšího prostředí, při kterém kov přechází do oxidovaného stavu a ztrácí své vlastní funkční a technické vlastnosti a vlastnosti.

Jedním z nejúčinnějších způsobů boje proti korozi je ochrana kovu vrstvou zinku. Ochrana proti korozi při zinkování kovu je současně realizována pomocí dvou mechanismů: ochranného a bariérového. V prvním případě je elektrochemická koroze přesměrována z kovu chráněného povrchu na obětovanou anodu, která je kovovým zinkovým plnivem povlaku. Ve druhém kovové zinkové plnivo a jeho korozní produkty vytvářejí pro chráněný povrch další mechanickou bariéru proti korozivním činidlům.

Galvanizace kovu může být provedena různými způsoby. Nejrozšířenějším způsobem v průmyslu je žárové zinkování, při kterém se díl ponoří do lázně roztaveného zinku. Tato metoda umožňuje nanášení zinkového povlaku na různé konstrukce, jejichž hmotnost a rozměry jsou omezeny pouze velikostí lázně. Jiné metody – galvanické a tepelné difúzní zinkování, žárové stříkání atd. – se nejčastěji používají k nanášení zinkového povlaku na spojovací prvky, kování a další díly. Všechny výše uvedené způsoby zinkování mají své výhody a nevýhody, proto by volba technologie ochrany měla zohledňovat specifika metody, požadavky na kvalitu zinkového povlaku, jeho plánovanou životnost a další záležitosti. V případech, kdy je použití těchto metod nemožné nebo velmi obtížné, existuje alternativa – technologie studeného zinkování nebo ochrana kovu nátěrem barvy a laku s obsahem zinkového prášku.

Zinkování kovů za studena

Studené zinkování kovů je způsob ochrany proti korozi, který je rok od roku populárnější v různých průmyslových odvětvích. Tato metoda je založena na použití povlaků bohatých na zinek, které poskytují spolehlivou ochranu proti účinkům korozivních činidel. Studené zinkování je ve srovnání s jinými metodami galvanizace ekonomičtější a ekologičtější způsob ochrany kovu.

V barvách galvanizovaných za studena se jako antikorozní pigment používá kovový zinkový prášek. Mezi kompozice pro zinkování za studena však nepatří materiály, jejichž mechanismus antikorozní ochrany je založen výhradně na využití vlastností fosforečnanu zinečnatého, který je svou chemickou povahou anorganickou solí.

Zinkový prášek

Filmotvorné přípravky pro zinkové barvy a laky

Barvy a laky plněné zinkem mohou být založeny na organických i anorganických filmotvorných látkách. Důležitým kritériem je jejich odolnost vůči alkáliím, protože soli zinku a další sloučeniny, které mají silně alkalickou reakci, mohou během provozu povlaku zničit filmotvorné činidlo. Filmotvorné vrstvy vrchních vrstev nátěrů nanesených na základní nátěry bohaté na zinek musí být rovněž odolné vůči alkáliím.

Nejběžnější organické filmotvorné látky ve směsích pro zinkování za studena jsou epoxidové a polyuretanové, které poskytují nejlepší antikorozní ochranu. Kromě toho se často používá polyvinylchlorid, epoxidový ester a další.

Organicky rozpustné ethylsilikáty a ve vodě rozpustné silikáty alkalických kovů, tzv. „tekutá skla“, se používají jako anorganické filmotvorné látky v materiálech plněných zinkem.

U zinkových barev a laků na bázi organických filmotvorných látek je příspěvek ochranného mechanismu k antikorozní ochraně menší než u anorganických. To se vysvětluje slabším spojením elektrických kontaktů mezi jednotlivými částicemi zinku a nižší elektrickou vodivostí organických filmotvorných činidel.

Současně jsou organické barvy a laky plněné zinkem mnohem méně náladové při aplikaci. Proces jejich vytvrzování je zejména u materiálů na bázi epoxidových filmotvorných látek mnohem jednodušší, a proto je výrobní cyklus pro získání povlaku kratší.

Pro barvy galvanizované za studena na organické filmotvorné látky lze použít tradiční způsoby nanášení, protože jsou méně citlivé na možný vzhled silných vrstev. Ethylsilikátové materiály by měly být nanášeny přednostně v tenkých vrstvách, aby se zabránilo tvorbě poréznosti a praskání povlaku. Směsi pro zinkování za studena na ethylsilikátech schnou velmi rychle, doslova za 1-2 minuty, což neumožňuje kontrolovat tloušťku mokrého nátěrového filmu během procesu lakování. Ani suchost na dotek však nezaručuje, že se povlak vytvořil, takže při nanášení následujících povlaků mohou být vyžadovány speciální kontrolní metody.

Klasifikace barev a laků s vysokým obsahem zinku

Ruská GOST 34667.5-2021 a mezinárodní normy ISO 12944 definují základní nátěry bohaté na zinek [Zn(R)] jako základní nátěry, které tvoří povlaky obsahující zinkový prášek jako pigment v množství 80 % hmotnostních nebo více ve vysušeném nátěru.

Také tradičně zinkem plněné materiály jsou klasifikovány podle standardu SSPC-Paint 20 (Specifikace nátěru č. 20. Nátěr bohatý na zinek. Typ I Anorganický a Typ II – Organický).

V souladu s touto normou typ I a jeho podtypy A, B a C zahrnují materiály na bázi anorganických filmotvorných látek v závislosti na jejich chemické povaze a typ II zahrnuje materiály na bázi organických filmotvorných látek.

Množství práškového kovového zinku v materiálu barvy a laku se odhaduje podle jeho hmotnostního obsahu v suchém filmu. Podle tohoto ukazatele jsou podle SSPC-Paint 20 kompozice rozděleny do tří úrovní:

Úroveň 1 – 85 % hmotnostních. a další;

Úroveň 2 – 77-85 % hmotnostních;

Úroveň 3 – 65-77 % hmotnostních.

Materiály s obsahem zinkového prášku v suchém filmu nižším než 65 % hmotnosti. nejsou považovány za plněné zinkem.

Moderní normy vyžadují, aby výrobci barev a laků deklarovali množství zinku v nátěru a chemickou povahu filmotvorného činidla v materiálech plněných zinkem. K tomuto účelu se používají buď klasifikační zkratky stanovené SSPC-Paint 20, nebo číselné a verbální formulace.

Úroveň ochranné ochrany v nátěrech bohatých na zinek

Pro dosažení požadované úrovně ochranné ochrany v nátěrech bohatých na zinek musí být množství zinku v nich dostatečně vysoké, aby zajistilo stabilní kontakt mezi částicemi zinkového prášku a ocelovým podkladem. Čím vyšší je tedy obsah zinkového prášku v povlaku, tím vyšší antikorozní vlastnosti se od něj očekávají. Materiál se však stává dražší a těžší z hlediska měrné hmotnosti, což se odráží v ceně hotového nátěru.

Směsi pro zinkování za studena na bázi relativně slabých termoplastických nebo anorganických filmotvorných látek náchylných k poréznosti a mikropraskání, které se nanášejí v tenkých vrstvách, zpravidla obsahují velké množství zinkového prášku.

Filmotvorné barvy a laky s vysokými antikorozními vlastnostmi, nanášené v relativně silných vrstvách, jako je epoxid nebo polyuretan, jsou účinné s nižším obsahem kovového zinku. Zejména pokud má použitý zinkový prášek optimální disperzi a tvar částic.

Aplikace materiálů plněných zinkem

Pro použití směsí pro zinkování za studena vyžaduje lakovaný povrch kvalitní přípravu povrchu – na úroveň čistoty Sa 2 ½ podle ISO 8501-1 nebo úroveň 2 podle GOST 9.402 s požadovaným profilem drsnosti. Čistota připraveného povrchu a jeho drsnost jsou důležitou součástí pro zajištění dlouhé životnosti těchto nátěrů.

Materiály plněné zinkem se stejně jako jiné barvy nanášejí na povrch pomocí bezvzduchového nebo pneumatického nanášecího zařízení, štětcem nebo válečkem.

Bezvzduchové nanášení barvy

Pro základní nátěr kovových povrchů se nejčastěji používá studené zinkování. Materiály plněné zinkem se navíc používají k nátěrům nových struktur nebo poškozených povrchů, které vyžadují opravu.

Pro zachování vzhledu konstrukce po celou dobu životnosti jsou zinkové nátěry lakovány dalšími vrstvami krycích emailů. Ale u drobných oprav se to obvykle nedělá. Materiály plněné zinkem se také používají k opravám poškozených kovových povlaků s antikorozní vrstvou získanou žárovým zinkováním.

Aplikace materiálů plněných zinkem v průmyslu

Nátěry plněné zinkem jsou vysoce odolné vůči agresivnímu prostředí, jako je mořská voda, kyseliny, zásady a další chemická činidla. Mají také dobrou přilnavost ke kovovým povrchům, což zajišťuje spolehlivou přilnavost povlaku ke kovu.

Kromě toho mají povlaky plněné zinkem vysokou odolnost proti oděru a mechanickým nárazům. Mají také dobrou elasticitu, která jim umožňuje zachovat si své vlastnosti při změně teploty a vlhkosti prostředí.

Proto jsou nátěrové systémy s materiály bohatými na zinek široce žádané v mnoha průmyslových odvětvích. Používají se k ochraně konstrukcí mořských a pobřežních hydraulických staveb (plošiny, kotviště pro těžbu ropy na moři), mostů a dalších objektů určených pro dlouhodobý provoz.

Zinkem plněné materiály VMP

Řadu zinkem plněných materiálů pro zinkování za studena vyvíjí a vyrábí VMP již od počátku 90. let. Vysoce disperzní zinkový prášek používaný v těchto kompozicích se vyrábí pouze v závodě VMP metodou v plynné fázi, známou také jako „metoda odpařování-kondenzace“.