Сделайте правильный выбор металлического покрытия для правильного применения

Патрик Карран | 2 июня 2016 г.

кАлан Кейн, руководитель группы/химик-исследователь, Chemline, Inc.

Металлы позволяют производить различные продукты, такие как промышленное производственное оборудование, автомобили, самолеты или бытовую электронику. Однако металлы подвержены коррозии и это проблема. Профилактические меры, такие как правильное покрытие, могут задержать или устранить коррозию.

Ежегодные затраты на коррозию во всем мире эквивалентны 3–4% мирового валового внутреннего продукта, или более 3,0 триллиона долларов США. Исторически в некритических отраслях коррозия рассматривалась как проблема ремонта и технического обслуживания. Однако в последнее время профилактические меры значительно снижают затраты на коррозию. Эти меры включают соответствующий выбор материалов, тщательную разработку компонентов и контроль коррозии.

Чугунная труба покрыта полиуретановым покрытием для защиты от воздействия подводного мира. Фото: Чемлайн

Активный контроль коррозии предполагает использование жертвенного материала (часто цинка), который участвует в коррозионных реакциях, а не металлической подложки. Пассивная защита предполагает применение барьерного материала, препятствующего попаданию агрессивных реагентов и воды на поверхность металлической основы. Эти покрытия и пленки также часто обеспечивают дополнительную защиту от ударов, истирания и других механических повреждений.

Учитывая очень широкое использование металлов и широкий спектр их типов, ожидания в отношении производительности значительно различаются, как и приемлемое соотношение затрат и баланса. Различные технологии нанесения покрытий отвечают различным требованиям; Выбор лучшей технологии нанесения покрытия для конкретного применения может оказаться непростой задачей. Вот несколько рекомендаций.

Традиционная технология: эпоксидные смолыСуществует два основных класса технологий нанесения покрытий, признанных своими защитными свойствами: эпоксидные смолы и системы полиуретанового типа, которые включают полиуретаны, полимочевины и гибриды этих двух химических веществ.

Эпоксидные смолы широко используются в качестве антикоррозионных покрытий для металлических изделий, наносимых на заводе, поскольку они обладают превосходной адгезией к металлам и обладают высокой устойчивостью к влаге, химическому воздействию и ударам. Они по-прежнему широко используются в качестве грунтовок (иногда богатых цинком) в многослойных системах, в том числе с различным химическим составом верхнего слоя (акриловые краски для легких условий эксплуатации, эпоксидные смолы, силиконы, полиуретаны и полимочевины для средних и тяжелых условий эксплуатации). . Большинство эпоксидных покрытий, используемых сегодня, представляют собой составы с высоким или 100% содержанием твердых веществ, которые соответствуют строгим экологическим нормам в отношении выбросов летучих органических соединений (ЛОС).

Однако существуют ограничения для эпоксидных покрытий, которые вызвали интерес к альтернативным технологиям борьбы с коррозией. В частности, эпоксидные покрытия не очень гибкие и могут треснуть в условиях, связанных с движением подложки, сильным износом или сильными ударами. Они также плохо работают при низких температурах (становятся хрупкими) и со временем желтеют при наружном применении из-за разрушения под воздействием УФ-излучения.

По этим причинам технологии полиуретановых и производных покрытий все чаще используются в качестве антикоррозийных покрытий для OEM-металлических изделий из-за их большей гибкости в сочетании с высокой адгезией и высокой устойчивостью к влаге, химическому воздействию и ударам.

Химия полиуретанов и полимочевин Изоцианаты используются для синтеза как полиуретановых, так и полимочевинных смол. Полиуретаны получаются при реакции диизоцианатов (или полиизоцианатов) с полиолами, а полимочевины - при реакции с аминами. В гибридных системах изоцианаты реагируют со смесью аминов и полиолов. Для многих полиуретанов (за исключением, например, систем, отверждаемых влагой) требуется катализатор, обеспечивающий быструю реакцию изоцианатных и полиольных компонентов. С другой стороны, изоцианаты быстро реагируют с аминами, поэтому для образования полимочевины катализатор не требуется.