Фарба є матеріалом, що найбільш широко використовується для захисту сталі. Системи фарбування для сталевих конструкцій були розроблені протягом багатьох років, щоб відповідати СНиП і ГОСТ, а також для підвищення продуктивності та міцності. Старі п'ять і шість шарів фарбування були замінені зазвичай на три шари, а також нові добавки були зосереджені на застосуванні ще меншої кількості шарів, але зі збільшенням індивідуальної товщини плівки. Прикладами цього є епоксидні та поліефірні покриття з добавками, які призначені для високої товщини покриттів в одному або двох додатків шарів, і навіть один шар товстошаровий уретан еластомерний покриття, до 1000 мкм товщиною.
Сучасні специфікації зазвичай включають послідовне застосування покриття фарб або в якості альтернативи фарби наноситься поверх металевих покриттів з утворенням дуплексу систем покриттів. Захисні системи фарбування, як правило, складаються з ґрунтовки, та фінішних покриттів. Кожне покриття 'шар' у будь-якій захисній системі має певну функцію, а також різні типи застосовуються у певній послідовності праймера з подальшим нанесенням проміжних шарів, і, нарешті, фінішне покриття
1 Склад фарб та формування плівки
2 Класифікація фарб
3 Лакофарбові покриття.
3.1 Грунтовки
3.2 Проміжні шари
3.3 Фінішне покриття
3.4 смуговими нанесеннями
3.5 Система фарби
4 Основні загальні види фарби та їх властивості
5 Шоппраймер праймери
5.1 Etch праймери
5.2 епоксидні ґрунтовки
5.3 Цинк епоксидні ґрунтовки
5.4 цинксилікатна праймери
6 Застосування лакофарбових покриттів
6.1 Методи
6.1.1 Очищення
6.1.2 роликові
6.1.3 повітряне розпилення
6.1.4 безповітряного розпилення
6.2 Умови застосування
6.3 Покриття Аплікатор навчання та сертифікація (ICATS)
6.4 Додаткова освіта
7 Ресурси
8 Подальше читання
9 Дивись також
Склад фарб та формування плівки
Фарби виготовлені шляхом змішування трьох основних компонентів:
(А) Пігменти
Пігменти тонко подрібнюють неорганічні або органічні порошки, які забезпечують колір, непрозорість, зчеплення плівки, а іноді й інгібування корозії.
(Б) Сполучна
Сполучні, як правило, смоли або олії, але можуть бути неорганічні сполуки, такі як розчинні силікати. Сполучна речовина є плівкоутворюючим компонентом у фарбі.
(В) Розчинник
Розчинники використовують для розчинення сполучного та полегшення нанесення на фарбу. Розчинники, як правило, органічні рідини чи води.
Фарби наносяться га сталеву поверхню багатьма способами, але у всіх випадках це призводить до «вологої плівки». Товщина "мокрої плівки" може бути виміряна за допомогою гребінки, перед тим як розчинник випарується, і відбудеться утворення плівки. В результаті чого сполучна речовина та пігменти на поверхні утворюють «суху плівку». Товщина сухої плівки може бути виміряна, за допомогою електромагнітного індукційного датчика - Товщиноміра. Зв'язок між прикладеною товщиною " мокрої плівки" і кінцевої товщини "сухої плівки" визначає відсоток об'єму твердих частинок фарби.
Компоненти фарби та їх функції
Принципова схема системи фарбування
Класифікація фарб
Фарбувальна система: Мультишари
Фарба складається з певного пігменту, диспергованого до певної сполучної речовини, розчиненого в розчиннику, визначеному тоді кількість родових типів фарб обмежена. Найбільш поширені методи класифікації фарб або з їхньої пігментації або з їхнього типу сполучного.
Праймери для сталі, як правило, класифікуються відповідно до основних ознак корозії інгібуючих пігментів, що використовуються при їх розробці, наприклад: фосфат цинку праймерів і металеві цинкові грунтовки і т.д. Кожен з цих інгібуючих пігментів можуть бути включені в діапазон сполучних смол, що дають, наприклад, фосфат цинку, алкідної ґрунтовки, цинку фосфату, епоксидні ґрунтовки і т.д.
Проміжні шари, як правило, класифікуються відповідно до їх сполучних речовин, наприклад епоксиди, вініли, уретани і т.д.
Лакофарбові покриття.
Фарби, як правило, наносять один шар поверх іншого, і кожен шар має певну функцію/мету. Вони описані в такий спосіб.
Грунтовки
Грунтовку наносять безпосередньо на очищену поверхню сталевих конструкцій. Її мета полягає в тому, щоб змочувати поверхню і забезпечити хорошу адгезію до покриттів, що наносяться згодом. Для ґрунтовок, які застосовуються безпосередньо до сталевої поверхні, як правило також потрібно, забезпечення інгібування корозії. Існують два основні типи праймера.
а) Грунтовки пігментовані з металевими елементами анода до сталі
Ці праймери складені таким чином, що коли розрив у покритті (через пошкодження або локальної корозії) піддає сталевої підкладки, анодний метал корродує жертвуючи перевагу по відношенню до сталі. Це ефективно зменшує корозію сталі та підржавлення праймера до анода і метал не торкнеться. Цинкова грунтовка є найбільш часто використовуваних цього типу.
(б) Грунтовки, що спираються на високу адгезію та хімічну стійкість властивостей сполучного
За допомогою цих праймерів, гарною адгезією виходить (за умови, що поверхня дуже ретельно очищені), і достатньо, щоб запобігти підіржавінню в будь-яку перерву в покритті (через пошкодження). Двокомпонентної епоксидної ґрунтовки є типовими для даного типу. Ці праймери можуть містити перешкоджає пігменти перешкоджати процесу корозії. фосфат цинку, наприклад, являє собою злегка перешкоджає пігмент і широко використовується в сучасних складах ґрунтовок.
Проміжні шари
Проміжні шари застосовуються до збирання загальної товщини плівки системи. Як правило, чим товщі покриття тим більший термін служби. Проміжні шари спеціально розроблені для підвищення загального захисту і коли вони високо пігментовані, то зменшують проникність для кисню і води. Включення пластинчастих пігментів, таких як слюдянисті, зменшують проникнення затримки вологи у вологій атмосфері та підвищують межу міцності на розрив. Сучасні технічні характеристики в даний час включають інертні пігменти , такі як скляні лусочки , щоб виступати в якості пластинчастих пігментів. Ґрунти повинні залишатися сумісні з накладеними один на одного проміжними шарами
Фінішне покриття
Оздоблювальне покриття забезпечує необхідний зовнішній вигляд та поверхневий опір системи. Залежно від умов впливу, воно має також забезпечити першу лінію захисту від погодних умов та сонячного світла, відкритої експозиції та конденсації.
Фарбувальні системи
Різні накладені шари всередині системи фарбування мають, звичайно, бути сумісні один з одним. Вони можуть бути все ж таки загального типу або можуть бути різними і стійкі наприклад хімічно, такі як поліуретан Міжшарова фінішне покриття, може бути нанесено на епоксидну ґрунтовку та проміжні покриття . Тим не менш, як перший запобіжний захід, всі фарби в рамках системи зазвичай повинні бути отримані від того ж виробника і використовуватися строго відповідно до рекомендацій заводу-виробника.
Важливим фактором у системі покриття є визначення та вимірювання товщини сухої плівки (ТСП). Товщина сухої плівки зазвичай перевіряються на повній системі фарби, хоча окремі плівки можуть бути перевірені окремо. Як правило, номінальна товщина сухої плівки вказана, але іноді вказані також мінімальні значення вказані.
Для номінальної товщини сухої плівки індивідуальні значення менше 80% від номінальної товщини не є прийнятними. Значення від 80% до 100% прийнятні за умови, що загальне середнє (середнє значення) дорівнює чи більше від номінального.
Технічні характеристики для мінімальної товщини сухої плівки вимагають ретельного нанесення фарби, щоб уникнути надмірної товщини плівки. 'Над додатком' фарб може призвести до утворення високої напруги і може призвести до передчасного виходу з системи. Товщина мокрої плівки (ТМП) перевіряє, може також знадобитися під час нанесення покриття, щоб перевірити, що подальша задовільна товщина сухої плівки буде досягнута.
Основні загальні типи фарб та їх властивостей
(а) атмосферне висихання фарби
Наприклад алкіди
Ці матеріали висихають і утворюють плівку шляхом окисного процесу, який включає поглинання кисню з атмосфери. Тому вони обмежуються щодо тонких плівок. Після того, як плівка сформована, вона має обмежену стійкість до дії розчинників та, як правило, поганою хімічною стійкістю.
(б) Однокомпонентні-хімічно стійкі фарби
Наприклад акрилатні каучуки, вініли
Для отримання освіти плівки потрібно лише випаровування розчинника та окислювальний процес не бере участі. Вони можуть бути застосовані як помірно товсті плівки, хоча утримання розчинника плівці може бути проблемою у верхньому кінці цього діапазону. Плівка, що утворилася, залишається відносно м'яким і має погану стійкість до дії розчинників, але хорошу хімічну стійкість. Бітумні фарби висихають після випаровування розчинника. Вони, по суті, розчини або бітуму або смоли кам'яновугільної смоли в органічних розчинниках.
(с) Двокомпонентні хімічно стійкі фарби
Наприклад, епоксидна смола, уретана
Ці матеріали поставляються у вигляді двох окремих компонентів, які зазвичай називають як основу та затверджувач. Коли ці два компоненти змішують, безпосередньо перед використанням відбувається хімічна реакція. Таким чином, ці матеріали мають обмежений цикл життя "життєздатності", перед яким має бути застосоване змішане покриття. Реакція полімеризації продовжується після того, як фарба була застосована і після того, як розчинник випарюють з отриманням щільно змішаної плівки, яка може бути дуже твердою і має добрий опір до розчинників та хімічну стійкість. Рідкі смоли з низькою в'язкістю можуть бути використані в цій композиції, таким чином усуваючи необхідність використовувати розчинник. Такі покриття можуть бути застосовані як дуже товсті плівки.
Праймери
Праймери (грунтовки) іноді використовуються на сталевій конструкції, відразу після піскоструминного очищення, щоб підтримувати поверхню, що очищається, тимчасово від іржі у вільному стані коли фарбування не може бути здійснена деякий час. Вони в основному застосовуються для сталевих пластин і секцій перед тим, як з них збирають закінчену конструкцію.
Основні вимоги до праймерів є наступні: Праймер повинен бути здатний наносити безповітряним розпилювачем з отриманням дуже тонкого рівного покриття. Товщина сухої плівки зазвичай обмежена між 15-25 μm. Нижче 15 мкм, не вважається захистом від іржі та природна корозія походить від атмосферних впливів. Понад 25 мкм, праймер впливає на якість зварного шва і виробляє надмірне димлення при зварюванні.
Праймер має висихати дуже швидко. Нанесення прайма безповітряним розпилювачем часто робиться відразу після струминного очищення металоконструкцій зі швидкістю один прохід між 1-3 м/хв. Інтервал міжпроходами, як правило, становить близько 1-10 хвилин і, отже, плівка ґрунтовки має повністю висохнути протягом цього часу.
Звичайні процедури виготовлення (наприклад, зварювання, газове різання) не повинні суттєво гальмувати нанесення покриття, і товщина нанесення праймера не повинна призвести до надмірної пористості шва. Сертифікат якості має бути доступним від виробника фарби.
Грунтувальне покриття повинно забезпечувати адекватний захист, поки не пофарбована або поміщені в неагресивному середовищі, наприклад, в приміщеннях зберігання або в конструкції будівлі. Насправді такі періоди зустрічаються рідко, крім найменш важких умов, наприклад, у приміщенні зберігання. В агресивних умовах довговічність часто може бути виміряна протягом декількох тижнів, а не місяців. З високим вмістом цинку та цинк-силікатним праймери забезпечують найвищий порядок захисту всіх початкових заводських ґрунтувань.
Загрунтовану поверхню, після того, як вивітрювання, повинні вимагати мінімум повторної підготовки до подальшого забарвлення та повинні бути сумісні з передбачуваною системою забарвлення. Багато фірмових Шоппраймер праймери доступні, але вони можуть бути класифіковані за такими основними родовими типами:
Вони засновані на полівінілбутираль смоли, армованої фенольної смоли для підвищення водонепроникності. Ці праймери можуть постачатися в одній упаковці або двох двокомпонентах упаковці, причому останні забезпечує кращу довговічність.
Епоксидні ґрунтовки
Ці двокомпонентні матеріали, що використовують епоксидні смоли і зазвичай мають або поліамід або поліамінові затверджувачі. Вони пігментовані з різними інгібуючі та не інгібуючі пігменти. Цинкофосфатні епоксидні ґрунтовки найчастіше зустрічаються і дають кращу міцність у групі.
Цинк-епоксидні ґрунтовки
Ці праймери можуть бути з високим вмістом цинку або скорочені види цинку. багаті цинкові ґрунти виробляють плівки, які містять близько 85% за вагою металевого порошку цинку і відновленого типу цинку, до 55% за вагою. При дії на морських або високому промисловому середовищі, цинк епоксидні грунти схильні до утворення нерозчинних білих продуктів корозії цинку, які повинні бути видалені з поверхні перед наступним захисним покриттям.
Цинксілікатні праймери
Цинксилікатні праймери виробляють рівень захисту, який порівняний з високим вмістом цинку епоксидних типів, і вони схильні до тих же недоліків, наприклад, утворення солей цинку та виробництва оксиду цинку та димлення під час зварювання. Є в даний час різні категорії цинксілікатних праймерів на основі в'яжучих (органічних або неорганічних) і цинк, що містять. Низькі цинкові ґрунти в цій групі були розроблені, щоб покращити їх зварюваність і звести до мінімуму пористість шва, проте їхня довговічність також знижується. Органічні ґрунти силікатних є найбільш відповідними як праймери повнозбірні.
Нанесення лакофарбових покриттів
СпособиСпосіб застосування та умови, за яких застосовуються фарби істотно впливають на якість і довговічність покриття. Стандартні методи, що використовуються для застосування фарби для сталевої конструкції включають застосування: пензлем, валиком, звичайне повітряне розпилення за допомогою компресора і безповітряне розпилення за допомогою безповітряних фарбувальних агрегатів високого тиску.
Безповітряне розпилення стало найчастіше використовуваним методом нанесення лакофарбових покриттів для сталевих конструкцій у контрольованих умовах. Попередні антикорозійні очищення металу
Нанесення пензлем фарбиЦе найпростіший спосіб і найповільніший і тому найдорожчий. Тим не менш, вона має певні переваги в порівнянні з іншими методами, наприклад, краще змочування поверхні і можуть бути використані в умовах обмеженого простору, бути корисним для невеликих ділянок, з меншою кількістю відходів та забрудненням навколишнього середовища.
Нанесення фарби за допомогою валика
Цей процес значно швидше, ніж використання пензля і використовується для великих плоских областей, але вимагає відповідних реологічних властивостей фарби.
Пневматичне розпилення
При пневматичному розпиленні - фарба розпорошується на дрібні крапельки та проектується на поверхню, де крапельки з'єднуються разом, щоб сформувати безперервну плівку. Атомізація може бути здійснена низкою способів.
У повітряному розпиленні, фарба розпорошується шляхом змішування його з потоком стисненого повітря у звичайному фарбопульті. . Для ідеального застосування, ретельне коригування розпилювального сопла та тиск повітря має проводитися кваліфікованим оператором, відповідно до послідовності та складу продукту фарби для формування товщини плівки.
Безповітряного розпилення
При безповітряному розпиленні, фарба гідравлічно стиснута і, по випуску через невеликий отвір безповітряного розпилювача, воно розпорошується і проектується на поверхню. Змінюючи розмір фарбувального сопла і діаметр, а також змінюючи гідравлічний тиск у фарбувальному агрегаті, необхідне розпилення може бути досягнуто для широкого спектру фарб консистенцій від тонких до товстих, щоб дати широкий діапазон швидкостей осадження. Фарбувальне обладнання агрегати фарбувальні коштують набагато дорожче, ніж обладнання для звичайного повітряного розпилення, це пов'язано з тим, що воно повинно витримувати значно більший тиск. Для звичайного повітряного розпилення максимальний тиск повітря, як правило, не перевищує 6-9 бар; для безповітряного розпилення, гідравлічний тиск 250 – 500 бар. Використання дорогого обладнання та висококваліфікованої праці необхідне досягнення оптимальних результатів, але може бути виправдане для захисту великих і важливих структур.
Атмосферні Фактори
Основними умовами, які впливають на застосування лакофарбових покриттів є температура та вологість повітря.
Температура та сталь
Температура повітря впливає на випаровування розчинника, нанесення пензлем та розпорошенням властивостей, сушіння та час затвердіння та життєздатність двокомпонентних матеріалів тощо. Там, де потрібне опалення, це має бути лише непрямими методами.
Вологість
Фарби не слід застосовувати за наявності конденсації на поверхні сталі або відносної вологості атмосфери, оскільки вона впливатиме на застосування або сушіння покриття. Нормальна практика повинна включати вимірювання температури контактним термометром і вимога, збереження я щонайменше на 3 ° C вище точки роси.
Тим не менш, існують фарби з різними присадками. Ці фарби спеціально розроблені для застосування у вологих та вологих умовах; має бути зроблено посилання на листи даних виробника для деталей граничних умов застосування.