НАНЕСЕННЯ КОНВЕРСІЙНИХ ПОКРИТТІВ
Призначення конверсійних покриттів – підвищити протикорозійну стійкість металу, покращити адгезію лакофарбових покриттів, зробити їх довговічнішими. Конверсійні покриття наносять перед фарбуванням переважно ті вироби, які піддаються експлуатації в жорстких і особливо жорстких умовах. Найбільше застосування знайшли покриття, які отримують методами фосфатування, оксидування, хроматування.
Фосфатування.З хімічної точки зору фосфатування - процес утворення на поверхні шару з нерозчинних у воді фосфатів металів. Фосфатують зазвичай чорні метали (крім чавуну та сталевого лиття), дещо рідше кольорові - алюміній, цинк та ін. Процес фосфатування полягає в обробці поверхні металів водними розчинами фосфорнокислих солей. Залежно від характеру фосфатів, що утворюються, розрізняють кристалічне і аморфне фосфатування, а за умовами проведення процесу - з нагріванням і холодне.
Кристалічна фосфатуваннянайбільш поширена в промисловості. Для його проведення використовують солі двовалентних металів, переважно монофосфат цинку Zn(H2P04)2*Н20. З розчинів цієї солі з pH 3,0-3,6 утворюються нерозчинні фосфати у вигляді кристалогідратів з товщиноюШарувід 2 до 25 мкм і масою 1 м2 1-10 г. До складу цинкфосфатних шарів, одержуваних на сталевий поверхні, входять гопеїт Zn3(P04)2•4Н20 та фосфофіл – літ Zn2Fe(P04)2•4Н20.ЦіЗ'єднання утворюють нерозривне ціле з металом, змінюючи природу поверхні та роблячи її пасивною в корозійному відношенні.
Фосфатовані метали добре змочуються рідкими лакофарбовими матеріалами. Завдяки цьому та розвиненій поверхні досягається висока адгезія покриттів, у тому числі і тих, які у звичайних умовахпогано адгезують. Фосфатні покриття, залежно від складу, мають термостійкість 150-220 °С. Вони мають гарні діелектричні властивості; колір покриттів – від світло-сірого до темно-сірого. Фосфатування - найкращий спосіб ґрунтування поверхні при нанесенні лакофарбових покриттів.
Кристалічне фосфатування – типовий електрохімічний процес, що характеризується наступними реакціями: у розчині
Ме(Н2Р04)2 ^ Ме2+ + 2Н2Р04,
Н2Р04 ^Н+ + НРО^'. на анодних ділянках поверхні
2Ме2+ + 2Н2Р04" -► Ме3(Р04И + 4Н+,
-► Ме3 (Р04) 2 + 2Н +. на катодних ділянках поверхні
Фосфатування прискорюється при введенні в розчини цинку монофосфату, окислювачів (нітрати, нітрити, перхлорати, персульфати лужних металів) або сполук металів (наприклад, міді), які мають більш позитивний електродний потенціал, ніж залізо. Добавки окислювачів виконують роль деполяризаторів катодної реакції, що супроводжується виділенням водню, а з'єднання міді, відновлюючись, створюють на поверхні додаткові мікрокатоди. Через війну тривалість фос - фатування скорочується до 2-10 хв.
Нерідко для досягнення спеціальних цілей розчини вводять різні добавки. Наприклад, присутність нікелю та кобальту забезпечує отримання більш рівномірного покриття, наявність фтору покращує покриваність алюмінію та легованої сталі, кальцію - сприяє кристалізації фосфатів.
Випускаються готові до застосування рідкі фосфатуючі концентрати КФ-1, КФЕ-3, КФ-12, КФ-14, КФ-15, КФ-16, КФ-17, КЦФП та ін. Концентрат КФ-1 має наступний склад (%) :
TOC o "1-5" h z Оксид цинку 13,7
Ортофосфорна кислота, 87% 31,9
Азотна кислота, 57% 14,3
Як і інші концентрати, він служитьвихідним матеріалом для приготування готових розчинів фосфатуючих. З цією метою концентрат КФ-1 розбавляють водою і розчин доводять до необхідної кислотності(Ко =10-20 пікселів, = 0,5-3,5 пікселів) за допомогою їдкого натру або фосфорної кислоти; додатково перед початком та в процесі фосфатування вводять нітрит натрію (0,1-0,15 г/л). Прискорене фосфатування проводять при 50-55 ° С струминним методом або зануренням у ванни. Тривалість процесу при струминному обробленні 1,5-2 хв, у ваннах 8-10 хв. Поверхню металу промивають попередньо розчином активатора АФ-1 або АФ-4 з концентрацією 0,5-1,0 г/л. Це прискорює процес та сприяє більш спрямованій кристалізації фосфатів. Фосфатні шари пористі (рис. 9.3). Вони добре вбирають рідкі лакофарбові матеріали.
Кращими є більш щільні дрібнокристалічні фосфатні покриття масою 1 м2 2,5-3,5 г. Такі покриття, зокрема, утворюються при використанні концентрату КФ-12. Вони зручні для подальшого нанесення лакофарбових матеріалів способом електроосадження. Внаслідок пористості фосфатних шарів поверхню після фосфатування пасивують розчинами хроматів або складу КП-2А.
Хімія та технологія лакофарбових покриттів
БЕЗПЕКА ПРАЦІ ПРИ ОТРИМАННІ ЛАКОФАРБОВИХ ПОКРИТТІВ
Більшість лакофарбових матеріалів містять органічні розчинники та інші вогненебезпечні та шкідливі речовини, тому при роботі з ними доводиться застосовувати спеціальні запобіжні заходи. Багато органічних розчинників відносяться до легкозаймистих і пальним.
УТИЛІЗАЦІЯ І ПЕРЕРОБКА ВІДХОДІВ
Використання вторинних матеріальних ресурсів - необхідна умова зростання економіки, вдосконалення виробництва та зменшення забруднення навколишнього середовищасередовища. У фарбувальних виробництвах такими ресурсами можуть служити відходи лакофарбових матеріалів, що облягаються в розпилювальних камерах, …
ЗАХИСТ ВОДНОГО СЕРЕДОВИЩА
При отриманні покриттів утворюються різні стоки, що забруднюють водне середовище. Найбільше стічних вод утворюється під час підготовки поверхні металів - лужному знежиренні, травленні, фосфатуванні, оксидуванні, пасивуванні. Стоки виникають також при мокрій...