Людина скорила природу, коли навчився обробляти метали. Вироби зі сплавів заліза з різними компонентами перетворили світ до невпізнання. Основним недоліком металевих виробів завжди було властивість окислюватися, особливо у присутності води. Іржа сильно скорочує термін експлуатація будь-якого металу. Багато тисячоліть технології обробки металу розвивалися. Удосконалювалися методики захисту від іржі.
У XXI столітті повсюдне використання металу сильно потіснило полімерні та композитні матеріали. Але навіть у цьому випадку проблема іржі не пішла в минуле.
Що таке іржа
Залізо, що використовується як основний компонент багатьох металевих сплавів, володіє високою хімічною активністю в поєднанні з присутніх вуглецем і солями, розчиненими у воді. Утворюються оксиди заліза покривають метал тонким шаром. Надалі вони вступають в реакцію з киснем і водою, метал повністю руйнується, утворюється іржа.
Крім того, під іржею розуміються гідроксиди, що формуються під впливом діоксиду вуглецю та діоксиду сірки. Останні компоненти майже завжди присутні у воді. На відміну від оксидів вони не покривають щільним шаром основне тіло металу, а формують тонку плівку, що відшаровується від основної маси. Тим самим відкривається дорога для зовнішнього впливу агресивних середовищ.
Поки присутнє залізо в оточенні кисню, води, двоокису вуглецю та діоксиду сірки, процес не зупинити.
Навіщо потрібні фарби
Значну роль у захисті від корозії грають фарби по металу. Хімічний склад підбирається таким чином, щоб вони утворювали на поверхні міцну плівку. За рахунок адгезії речовина проникає в структуру матеріалу і практично стає з ним одним цілим. Зовнішній шар утворює тонку плівку, що не піддається агресивному середовищі. Таким чином, фарба відіграє не стільки роль декоративного покриття, скільки служить захисним механізмом від корозії металу.
Із сказаного видно, що важливими показниками якості фарби по металу є адгезія і стійкість до зовнішніх впливів. Серед яких виділяється:
- Пожежна безпека.
- Хімічна стійкість.
- Не схильність до ультрафіолетового впливу.
- Кількість циклів замерзання-відтавання без втрати своїх властивостей.
- Ударостійкість, включаючи вібростійкість.
У залежності від хімічного складу всі фарби можна розділити на кілька груп.
Епоксидні емалі
Для створення термостійких фарб по металу в якості основи часто використовують епоксидні смоли. Властивість смоли створювати міцну плівку на поверхні дуже високо цінується. Така основа практично не схильна до хімічних впливів, має високі показники пожежної безпеки. За рахунок різних добавок добиваються певної в’язкості, що робить пофарбовану поверхню стійкий до вібрації. Не випадково такі склади отримали широке застосування в автомобілебудуванні.
В якості базового матеріалу можна розглянути грунт-емаль «Эпостат». Основна перевага такої емалі висока швидкість висихання і стійкість до температурних перепадів. Вона майже не піддається впливу нафтовмісних продуктів, солоної та прісної води.
Основними недоліками фарб по металу на основі епоксидних смол є їх висока вартість і складність у застосуванні.
Олійні фарби
Відносно дешевим варіантом захисту від іржі служать фарби по металу на основі оліфи. Основною перевагою такого покриття є висока ступінь захищеності металу від впливу зовнішнього середовища. Воді через такий шар не пробитися. Крім того, виробники випускають широку кольорову гаму таких покриттів. Це властивість робить їх популярними в якості фарб по металу для зовнішніх робіт.
В якості прикладу можна навести якісну торгову марку «Лакра» володіє товарної лінійкою, що відповідає всім вимогам малярних робіт.
Властивість матеріалу утворювати непроникну плівку грає з ним злий жарт. Одночасно з захистом від агресивних середовищ блокується газообмін по масі конструкції. Це призводить до лущення і здуття, що скорочує термін служби покриття і вимагає регулярних малярних ремонтів.
Алкідні покриття
Широке поширення отримали покриття на основі алкіда. Зазвичай розчинником служить уайт-спирт. Висока летючість цієї речовини прискорює процес просихання поверхні. Суміш розчинника, алкіда, пігментів з різними добавками і нейтрального газу дозволила створити новий малярний інструмент – фарбу по металу в балончиках.
Велика різноманітність колірних відтінків і простота застосування таких аерозолів зробили їх привабливими для багатьох робіт. Виходить рівномірне покриття поверхні і глибоке заповнення всіх її пір.
Поверхні, покриті таким чином, дуже довго не втрачають своїх якостей. Ціна при цьому залишається доступною для пересічного споживача. Одним з лідерів на цьому ринку вважається торгова марка “Хамерайт”.
Акрилові порошки
Розвиток нафтохімії дозволило розробляти і виготовляти матеріали з невідомими раніше властивостями. Так народилися фарби по металу на основі полімеру. Завдяки тому, що розчинником служить звичайна вода, що такі матеріали отримали дуже широке застосування. Процес фарбування сильно спростили, а якість робіт збільшилася.
Полімерні порошки дозволили створити нові технології обробки поверхні. Під впливом високої температури порошкова фарба по металу лягає, утворюючи ідеально рівну поверхню, що дуже нагадує емаль. Процес полімеризації дозволяє створювати високодекоративні поверхні при дуже гарній захищеності основної маси металу. Витрата фарбувального складу залишається мінімальним на одиницю поверхні. Основний недолік таких технологій – наявність спеціалізованого обладнання.
Молоткові поверхні
До молотковим фарб по металу відносять не за хімічним складом речовини, а за наявності спеціальних добавок. Сам склад може мати будь-який наповнювач – епоксидний, акриловий чи алкідний. Більш важливо, які застосовуються добавки для додання молоткового ефекту. Найчастіше використовуються – дрібні фракції скла і алюмінієва пудра. Поверхня, покрита таким складом, має дуже цікавими декоративними якостями, що нагадують ручну карбування молотком. Дефекти поверхні, що фарбується при цьому втрачаються.
В якості прикладу можна навести торговельну марку Dali. Такі емалі добре лягають на іржаву поверхню та забезпечують збереження металу до 8 років. Часто на їх основі створюють вогнезахисні склади. Цікавий побічний ефект: поверхні набувають грязевідталкуючи властивість.
Грунт-емаль
Як вже зазначалося, однією з основних характеристик якісної обробки поверхні є адгезія. Коли мова йде про обробку нової поверхні, практично всі фарби володіють хорошими схоплювати властивостями. Інша справа – забарвлення старого металу або об’єктів, що експлуатуються в складних умовах.
В цих умовах прийнято використовувати грунтовки для попередньої обробки поверхні. Такі емалі володіють високою адгезією. На попередньо підготовлену область добре лягає фінішне покриття вже з більш якісними характеристиками по стійкості до зовнішніх впливів.
До основних якостей грунт-емалей відносяться:
- Формування плівки, яка перешкоджає проникненню води і повітря.
- Уповільнення процесу корозії, що досягається за рахунок добавок уповільнюють хімічні процеси.
- Ортофосфорна кислота, що входить до складу емалей, вступає в реакцію з металом і іржею. Утворюється фосфат заліза, який не дає розвиватися подальшого процесу корозії.
- Висока адгезія дозволяє складу проникати навіть у оцинкований шар.
- За рахунок включення в склад металевих мікрочастинок на поверхні утворюється протектор.
- Корисно такі грунтовки застосовувати при високій вологості.
Короткий огляд не дозволяє дати порівняльний аналіз різних видів обробки поверхонь металу. Основна мета наведеної статті – дати поняття про різноманітність захисних фарб для металу.
