Химия и технология лакокрасочных покрытий

ХЕМООСАЖДЕНИЕ

Хемоосаждение - относительно новый способ нанесения лако­красочных материалов, при котором осаждение (отложение) пленко­образующего вещества на поверхности изделий осуществляется без применения электрического тока. Этот способ получил название Хе­моосаждение или Автофоретическое осаждение. Он основан на при­стенной коагуляции водных дисперсий (латексов) пленкообразую­щих веществ, стабилизированных ионогенными ПАВ, путем созда­ния градиента концентрации электролита на границе поверхность - среда. Принцип осаждения виден из рис. 7.37.

Если в водную дисперсию полимера, например в бутадиенсти - рольный латекс, ввести кислоту, не нарушая при этом стабильности латекса, а затем в эту среду поместить металлическое (стальное) из­делие, то кислота будет взаимодействовать с металлом, вызывая его растворение и создавая высокую концентрацию гидратированных ионов вокруг поверхности. Образующиеся ионы вызовут разруше­ние адсорбционно-гидратных слоев на частицах латекса, контакти­рующих с поверхностью, что приведет к отложению полимера на изделии.

Еще легче этот процесс идет на фосфатированной поверхности металлов вследствие более легкой растворимости фосфатов по срав­нению с оксидами в кислых средах. Коагулирующими ионами в этом случае служат преимущественно катионы, входящие в состав фос­фатных слоев. Хемоосаждение следует рассматривать как коагуляци­онный процесс, определяемый скоростями встречной диффузии ио­нов водорода и ионов-коагулянтов, агрегативной устойчивостью ла­тексной системы, а также скоростью движения частиц латекса под влиянием градиента концентраций электролита.

Для получения покрытий этим способом используют латексы разных пленкообразователей. Электролитами служат неорганиче­ские и органические кислоты: фтороводородная, фосфорная, винная и др. Скорость растворения металла и стабильность дисперсий регу­лируют введением окислителей, ПАВ, а также применением разных способов подготовки поверхности металла. Хорошие результаты по­лучены при нанесении непигментированных и пигментированных бутадиенстирольных латексов (марки СКС-65ГП, БС-65, БСК-6 и др.) на предварительно фосфатированные поверхности (крупнокристал­лический фосфат массой не менее 4 г/м2). При нанесении латекса на такую поверхность фосфатный слой растворяется не более чем на 25 %; его защитные функции в большой сте­пени сохраняются.

Количество образующегося осадка (геля) зависит от продолжительности осаждения, pH среды (рис. 7.38), содержания полимера в ком­позиции, качества ее стабилизации и скоро­сти перемешивания, типа электролита и дру­гих факторов и составляет от нескольких де­сятков до сотен граммов на квадратный метр;

Рис. 7.38. Зависимость массы осадка в от продол­жительности хемоосаждения т композиции на основе латекса БСК-60 при разных значениях pH
Влажность осадков обычно более 50 %. При их высушивании обра­зуются ровные по толщине бездефектные однородные покрытия.

Разработана специальная грунтовка (ВД-КЧ-0178) и некоторые виды красок, предназначенные для получения покрытий хемоосаж­дением. Их наносят на предварительно обезжиренную (составы КМ-2 или КМ-3) и фосфатированную (составы КФ-1 или КФ-3) по­верхность стали при следующих режимах:

Испытания показали, что по противокоррозионным свойствам хемоосажденные грунтовочные покрытия не уступают покрытиям, получаемым способом электроосаждения. Такие покрытия могут быть использованы под различные эмали - алкидные, меламиноалкидные, эфироцеллюлозные.

Способ хемоосаждения перспективен. Главные его достоинства - равномерность и полная сплошность покрытий, отсутствие затрат электроэнергии и возможность получения покрытий на изделиях любой сложности.