Одним из распространенных методов защиты металлов от коррозии является использование противокоррозионных покрытий. Роль ингибиторов коррозии в этих покрытиях выполняют пигменты.

Способность пигментов тормозить коррозионный процесс на границе металл-покрытие обусловлена торможением анодного, катодного или одновременно обоих процессов электрохимической коррозии, которое достигается за счет выделения пигментом ионов, образующих пассивирующие слои на поверхности металлов,
повышения рН на границе пленка-подложка и т.д.

Одним из основных свойств противокоррозионного пигмента, определяющих его действие, является растворимость в воде и рН одной вытяжки, так как от этих показателей зависит способность игмента генерировать в покрытие ионы, обеспечивающие переход металла подложки в пассивное состояние.

Высокое значение рН водной вытяжки свидетельствует о способности игмента ингибировать катодный процесс. Более высокая одорастворимость обеспечивает противокоррозионное действие окрытия в начальный период его эксплуатации. Малорастворимые игменты способствуют сохранению противокоррозионного действия
покрытия при его длительной эксплуатации. Поэтому на практике, как правило, используют смесь противокоррозионных пигментов.

К противокоррозионным пигментам относят:

- Хроматы цинка, бария, свинца, калия, кальция, стронция (крона)
- Свинецсодержащие пигменты – свинцовые белила, оксиды свинца,
плюмбаты калия и бария, цианамид свинца, силикохромат свинца
- Фосфаты цинка, хрома, алюминия, магния, бария
- Порошки металлов – цинка, свинца, алюминия, магния, титана
- Ферриты цинка и кальция
- Фосфиты и фосфиды цинка и др.

1.2.1 Фосфат цинка

Фосфат цинка представляет собой кристаллогидрат фосфата цинка Zn3(PO4)2•nH2O. Пигмент белого цвета, малорастворим в воде, легко растворим в кислотах. Фосфат цинка, благодаря низкой токсичности и невысокой стоимости, является одним из наиболее распространённых противокоррозионных пигментов, предназначенных для водо- и органорастворимых лакокрасочных материалов.

Фосфат цинка ZP-M – это хорошо себя зарекомендовавший антикоррозийный пигмент, предназначенный для использования в различных видах противокоррозионных материалов. Белый цвет фосфата цинка ZP-M и его нейтральность делают этот продукт соответствующим требованиям технологии производства современных красок. По механизму действия фосфат цинка относится к комплексообразующему типу.

Фосфат цинка нетоксичен и не требует каких-либо специальных мер предосторожности при работе с ним. При обращении с пигментами следует всегда соблюдать обычные правила промышленной гигиены. Фосфат цинка фирмы WAARDALS соответствует спецификациям международных стандартов.

1.2.2 Борат цинка

Антикоррозионное действие бората цинка FR 300 обусловлено его щелочностью и природой самого продукта. Борат цинка FR 300 широко применяется в системах на водной основе, он придает покрытиям также стойкость к действию плесени и бактерий. Борат цинка FR 300 часто используется в сочетании с фосфатами цинка, кальция, алюминия при производстве преобразователей ржавчины. Борат цинка FR 300 является эффективным антипиреном и дымоподавителем при внесении в рецептуру синтетических резин и таких полимеров, как полиолефины, ПВХ, ППУ и др. Содержание бората цинка в рецептуре зависит от типа полимера. Борат цинка FR 300, вносимый в объеме 20-40% в жесткие ППУ, обеспечивает существенное увеличение значения кислородного индекса.

Огнегасящие свойства бората цинка ZB FR 300 в основном являются следствием его способности образовывать прочное угольное покрытие после первоначального высвобождения содержащейся в нем кристаллизационной воды.

Отдельный класс соединений представляют пигменты Wacor -высокоэффективные нетоксичные антикоррозионные пигменты. Все эти пигменты белого цвета и нейтральны по природе. Пигменты ассортимента Wacor, в силу своей нейтральности, пригодны для использования во многих типах антикоррозионных материалах, таких как грунтовки по металлу общего назначения, краски для автомобилей, судовые краски. Боратсодержащие продукты хорошо известны также своими фунгицидными свойствами, способными помочь в тех случаях, когда коррозия вызывается деятельностью микроорганизмов. Пигменты Wacor производятся в микронизированном виде, что значительно облегчает диспергирование. Боратно-модифицированный фосфат цинка Wacor ZBP-M- нетоксичная альтернатива цинкхроматным антикоррозионным пигментам. Новый продукт для антикоррозионных красок Wacor ZBPM предназначен для обеспечения контролируемой растворимости в целях достижения продолжительной защиты. Wacor ZBP-M успешно вводился в рецептуры и проверен в различных типах красок, некоторые из которых в течение пяти лет находились на открытом воздухе.

Модифицированные боратом и алюминием фосфаты цинка Wacor ZBA и Wacor ZAP-М - продукты, показавшие превосходные результаты испытаний в эпоксидных материалах, как содержащих растворители, так и на водной основе.

1.2.3 Хроматы цинка

В качестве пигментов применяется два типа хроматов цинка:

- малярный цинковый крон (хромат цинка)
- грунтовочный цинковый крон (тетраоксихромат цинка)

Малярный цинковый крон (хромат цинка) – соединение основных хроматов цинка и хромата калия общего состава nZnO, xCrO₃, x/4K₂O, 3H₂O, где х=4÷2,5.

Грунтовочный цинковый крон (тетраоксихромат цинка) соответствует
формуле ZnCrO₄ 4Zn(OH)₂.

Пигмент малорастворим в воде, легко растворим в кислотах и щелочах. Пигмент жёлтого цвета, имеет невысокие пигментные свойства: большую маслоёмкость, низкую укрывистость, пониженную светостойкость.

Обладает сильным противокоррозионным действием благодаря частичной растворимости в воде и способности увеличивать адгезию покрытий к металлической подложке. Поскольку именно хром обуславливает наличие у хроматов цинка антикоррозионных свойств, высокое его содержание в тетраоксихромате цинка предполагает его высокую антикоррозионную эффективность. Грунтовки на основе тетраоксихромата цинка всегда были самой надежной защитой стали или сплавов легких металлов от коррозии.

Этот пигмент обычен для всех видов грунтовок, включая алкидные и эпоксидные системы.

Тетраоксихромат цинка Habicor ZTC в соответствии со спецификацией ISO 1249/1974, соответствует формуле ZnCrO₄ • 4Zn(OH)₂. Этот тип специально предназначен для водных грунтовок, грунтовок на основе поливинилбутираль/фосфорной кислоты и т.п.

Тетраоксихромат цинка Habicor ZTC (Австрия)

1.2.4 Стронций хромат

Превосходный антикоррозионный пигмент с широким спектром возможностей применения и сочетания. По химическому составу стронций хромат (стронциевый крон) представляет собой хромат стронция SrCrO4, окрашен в лимонно- жёлтый цвет. Он обладает определённой растворимостью в воде, полностью растворяется в органических кислотах и разлагается щелочами. По светостойкости стронциевый крон превосходит свинцовый и цинковый. Стоек к действию высоких температур. Преимущества стронциевого крона состоят в его малой реакционной способности и отсутствии кристаллической воды.

Применение стронциевого крона ограничено его невысокими пигментными свойствами, токсичностью и большим расходом хромовых солей на его изготовление. Применяется для пигментирования грунтовок, используемых для противокоррозионной защиты изделий из лёгких сплавов, и для водоразбавляемых грунтовок. Последнее обусловлено тем, что в отличие от цинкового крона данный пигмент не взаимодействует с карбоксил- и гидроксилсодержащими водоразбавляемыми плёнкообразователями.

Стронций хромат Habicor SR AT - превосходный антикоррозионный пигмент с широким спектром возможностей применения и сочетания. Пигмент содержит 47.0 % CrO3 и 50,0 % SrO.

Стронциевый хромат Habicor ZTC (Австрия) Habicor® SR AT

1.2.5 Фосфат хрома

Фосфат хрома представляет собой кристаллогидрат фосфата хрома CrPO₄•nH₂O. Пигмент зелёного цвета. Практически нерастворим в воде и органических растворителях, стоек к кислотам и щелочам.

Применяется преимущественно в смесях с хроматными пигментами. Фосфат хрома – малотоксичный пигмент, широко используется для пигментирования противокоррозионных фосфатирующих грунтовок. Пигмент Habicor CP 4295 - антикоррозионный пигмент, пригодный для реактивной грунтовки, а также водных систем. Пигмент содержит CrPO₄ • 3 H₂O c 25% Cr-(III); 46 % PO4 3-

1.2.6 Цинковая пыль

Представляет собой тонкий голубовато-серый порошок почти чистого цинка Zn (95-98%) с небольшими примесями оксида цинка (2-4,5%) и незначительными примесями свинца, кадмия, железа, кремния и ряда других элементов. Цинковая пыль, полученная распылением расплавленного металла, состоит из частиц размером 2-3 мкм и более, максимальный размер частиц некоторых марок цинковой пыли составляет 8-9 мкм.

Цинковую пыль вводят в протекторные ЛКМ (грунты и краски), применяемые для окрашивания судов, мостов и других сооружений, работающих в жестких атмосферных условиях. Высоконаполненные грунтовки, содержащие 95-97% цинковой пыли, образуют при попадании воды электропары, в которых цинк является анодом, а покрываемая сталь катодом, цинк переходит в ионное состояние – корродирует, а сталь не подвергается коррозии. Ионы цинка, отлагаясь на поверхности стального катода, образуют соли, дополнительно предохраняющие сталь от коррозии. Хорошими противокоррозионными свойствами обладают покрытия, в составе которых присутствует смесь цинковой пыли и оксида цинка и корейскую цинковую пыль.

Фосфат хрома Habicor ZTC (Австрия) Habicor® CP 4295

Цинковая пыль UMICORE Zinc Chemicals (Норвегия)

www.newchemistry.ru