Обзоры

Покрытия для защиты от коррозии и пасты для их нанесения

Защитные антикоррозионные покрытия могут быть нанесены на металлические поверхности с помощью паст или суспензий специально подобранных компонентов. Такие пасты применяют наряду с традиционными материалами и технологиями нанесения покрытий и подготовки поверхности. Основными направлениями применения паст являются:

- нанесение покрытий для защиты от коррозии, в том числе защиты сварных швов, мест припиловок, сверлений;

- восстановление изношенных покрытий;

- обработка поверхности с целью удаления продуктов коррозии, повышения адгезии, торможения развития расслаивающей и межкристаллитной коррозии, подготовки под нанесение ЛКП;

Пасты предназначены для работы со всеми основными конструкционными материалами – углеродистыми и легированными сталями, сплавами на основе алюминия, титана, магния. Пасты целесообразно использовать в случае, когда невозможно организовать химическую обработку погружным или обливным способом, например, для крупногабаритных или стационарных изделий. Отдельным преимуществом использования таких паст является отсутствие необходимости в дорогостоящем оборудовании и высококвалифицированном персонале.

Виды и составы паст

Состав пасты зависит от ее назначения и может быть как универсальным, так и подбираться отдельно для каждого случая эксплуатации. В состав пасты может входить несколько компонентов, каждый из которых выполняет свою функцию:

Активный компонент + Комплексообразователь + ПАВ + Ингибитор + Загуститель + Пигмент + Наполнитель

Условно пасты можно подразделить на две укрупненные группы: пасты, предназначенные для удаления продуктов коррозии и пасты для формирования защитных покрытий.

Первые отличаются относительно простым составом и в качестве основного компонента используют кислоту, ортофосфорную, соляную, щавелевую или несколько кислот.

Вторые, по сути, реализуют технологию химической обработки поверхности детали с формированием защитного покрытия. В ВИАМ развивается несколько направлений данной технологии:

- пасты для реализации технологии химического оксидирования в оксидно-фосфатных, оксидно-хроматных, и фосфатно-хроматных растворах. Для получения плотности соответствующей консистенции пасты в состав вводят компонент-загуститель. В состав пасты также вводят ингибиторы коррозии, например в виде фосфатов солей, которые участвуют в сложных физико-химических процессах образования химических оксидных покрытий, протекающих в гетерогенной среде на границе металл-раствор. Фосфаты солей, частично адсорбируясь, увеличивают защитные свойства образующихся химических оксидных покрытий.

- растворы неорганического связующего и твердофазного наполнителя. Неорганические композиционные покрытия наносятся из суспензий, состоящих из растворов неорганического связующего, представляющего собой обычно смесь неорганических полимеров на основе фосфатов и твердофазного наполнителя. Неорганическое связующее должно обладать клеящими свойствами и водостойкостью. В качестве связующего применяют фосфаты трехвалентных металлов – алюмофосфаты и хромфосфаты. Данные соединения образуют при отверждении особые структурированные растворы линейных полифосфатов Me_n₊₂P_nO₃_n₊₁ или кольцевых метафосфатов Me_nP_nO₃_n. Отверждение связующего происходит при изменении pH, температуры раствора или добавлении наполнителей. Наполнитель обеспечивает электрохимическую защиту от коррозии, водостойкость покрытия, отверждение аморфной фазы связующего. Такие покрытия имеют некоторую особенность – после нанесения покрытия требуется удаление верхнего неэлектропроводящего слоя. Защитные свойства такого покрытия проявляются только после операции механического шлифования. Шликерное покрытие на основе алюминия может быть применено для защиты от коррозии деталей из углеродистых сталей, в том числе высокопрочных, эксплуатирующихся при температурах до 460 С. В процессе нанесения композиционного покрытия практически не происходит наводороживания стальной основы, что позволяет применять данное покрытие на высокопрочных сталях без изменения их механических свойств. Дополнительное наполнение покрытия гидрофобными жидкостями, смазками, лаками и т. п. увеличивает его защитную способность.

- полимерные составы для защиты от коррозии. Это более сложные системы на основе смолы, отвердителя, ингибирующих пигментов, наполнителей и других функциональных компонентов. Примером является полимерная система, состоящая из разветвленного модифицированного эпоксидного олигомера, бутадиенакрилонитрильного карбоксилатного эластомера, отверждаемая кремнийорганическим амином. На основе данной системы разработаны полимерные составы ВИАМ. Характерным преимуществом применения таких покрытий является высокая эластичность, топливо- и влагостойкость. Составы могу применяться для защиты от контактной коррозии, элементов из ПКМ и сплавов разнородных металлов.

Основные марки паст, производимые ВИАМ

Паста	Назначение	Сплав	Система
Удаление продуктов коррозии
ВИП-А ТУ 1-595-7-554-2007	Удаление продуктов коррозии, торможение развития расслаивающей и межкристаллитной коррозии, подготовка под нанесение ЛКП	Алюминиевые сплавы	Смесь водного раствора фосфорной кислоты, комплексообразователя, загустителя, ингибитора
ВПТ-1 (ВПТ-1И) ТУ 1-595-7-438-2007	Удаление продуктов коррозии, подготовка под нанесение ЛКП	Нержавеющие стали	Смесь водного раствора фосфорной кислоты комплексообразователя, ПАВ, загустителя, ингибитора
ВПРГ-1 ТУ 1-595-7-1273-2011	Удаление продуктов коррозии (до 2 мм), подготовка поверхности	Углеродистые стали	Смесь водного раствора фосфорной кислоты, цинкового комплексообразователя, загустителя
ВПС-К ТУ 1-595-7-936-2006	Удаление продуктов коррозии с оцинкованной и кадмированной стали, подготовка поверхности	Углеродистые стали	Смесь водного раствора соляной кислоты, комплексообразователя, ПАВ, загустителя, загустителя, ингибитора
Нанесение защитных покрытий
ВПО-А ТУ 1-595-7-553-2007	Оксидирующая. Восстановление химического защитного покрытия	Алюминиевые сплавы, сталь, титановый сплав	Активатор, комплексообразователь, ПАВ, загуститель, ингибитор
ВПЗ-А ТУ 1-595-7-1266-2011	Восстановление защитного покрытия	Алюминиевые сплавы	Активатор, пассиватор, загуститель, ингибитор
Шликер ТУ 1-595-7-1303-2012	Защитное покрытие	Легированные стали	Суспензия алюминиевого порошка в алюмхромфосфатном связующем (водный раствор фосфатов алюминия и хрома, ингибитора)
ВПФ-Т ТУ 1-595-7-949-2006	Повышение адгезии	Титановый сплав	Смесь растворимых в воде солей, активатора, загустителя
ВП-1 ТУ 6-10-11-ВИАМ-93-87	Защитное покрытие	Сталь	Суспензия минеральных пигментов и наполнителей в растворе эпоксикремнийорганической смолы
ВЗП-1 ТУ1-595-15-1439-2014	Защитное покрытие	Сталь	Суспензия минеральных пигментов и наполнителей в растворе эпоксикремнийорганической смолы

Пасты нашли широкое применение в авиастроении и ременте. Данные пасты также можно использовать для объектов строительства, транспорта, городской архитектуры и монументальных сооружений.

Источники информации:

Е.Н. Каблов, А. А. Никифоров, С. А. Демин, Д. В. Чесноков, С. С. Виноградов. Перспективные покрытия для защиты от коррозии углеродистых сталей // Сталь. №6. 2016. 70-81

В.А. Кузнецова, Л.В. Семенова, Г.Г. Шаповалов, Д.В. Чесноков. Полимерные составы для защиты от контактной коррозии // Авиационные материалы и технологии. №4 (49). 2017. 70-76

С.А. Каримова, Т.И. Тарараева, Т.Г. Павловская, Л.А. Золотарева. Технология химического оксидирования алюминиевых сплавов с повышенными защитными свойствами // Технология легких сплавов. № 4. 2006. 181-182.

А.А. Никифоров, С.С. Виноградов, С.А. Каримова. Обработка с помощью пасты поверхности объектов дорожной, транспортной и городской инфраструктуры, пораженной коррозией, для нанесения лакокрасочных покрытий // Оборонный комплекс - научно-техническому прогрессу России. №4(120). 2013. 43-45.

О.А. Губенкова, С.А. Каримова, С.А. Демин, С.С. Виноградов. Защита углеродистых сталей от коррозии с помощью термостойкого шликерного покрытия // Оборонный комплекс - научно-техническому прогрессу России. №4(120). 2013. 40-42.

С.С. Виноградов, О.Г. Кириллова, С.А. Демин. Коррозионное поведение неорганического композиционного покрытия в коррозионных средах и его ремонт. Научно-техническая конференция «Фундаментальные исследования и последние достижения в области защиты от коррозии, старения и биоповреждений материалов и сложных технических систем в различных климатических условиях» (при поддержке РФФИ) 14.07.2016 — 15.07.2016

С.С. Виноградов, С.А. Демин, О.Г. Кириллова. Электрохимическая защита от коррозии с помощью неорганического композиционного покрытия системы "алюминий-фосфаты" // Авиационные материалы и технологии. №2 (44). 2016 s2. 28-38

23.08.2018