Система покрытия

Системы покрытий могут состоять из любого количества слоев и комбинаций материалов. В большинстве случаев системы покрытий состоят из 2-4 слоев. Систему покрытия можно разделить на три основные части:
  1. Грунт (могут включать в себя межоперационные грунты)
  2. Промежуточный слой (промежуточные слои)
  3. Верхнее покрытие /финишный слой
Каждый слой/часть системы окраски выполняет определенную функцию, а некоторые могут иметь двойное назначение.

См. также «Варианты» далее в этом разделе.

Грунт
Грунты универсальны для большинства антикоррозийных систем и считаются важнейшим компонентом. Грунтовочный слой - это первый слой системы окраски и последующая основа, на которую наносится остальная часть системы покрытия. А также грунтовочный слой должен иметь хорошую адгезию к поверхности подложки.

Наиболее важные свойства грунтовочных покрытий:
  • Адгезия (прочное сцепление с основанием).
  • Когезия (высокая внутренняя прочность пленки).
  • Инертность (высокая устойчивость к коррозии и химическим веществам).
  • Межслойная связь (прочная связь с промежуточным слоем).
  • Соответствующая эластичность.
Большинство грунтов для стали содержат антикоррозионные пигменты, такие как свинцовый сурик, цинковый порошок (цинковая пыль), хромат цинка, фосфат цинка, фосфат кальция и т.д. Из-за своей токсичности свинцовый сурик и хромат цинка в настоящее время используются редко и не для заводских грунтов (шоппраймеров), поскольку они выделяют ядовитые/токсичные пары в процессе сварочных работ.

Если система покрытия является ингибирующей, она должна содержать ингибирующие пигменты и быть способной пассивировать металлическую поверхность и снижать скорость коррозии. В грунтовках с катодной защитой силикат цинка вступает в реакцию со стальной поверхностью, тем самым достигая высокие показатели адгезии.
Основное назначение грунтовочного слоя - создание прочной связи между окрашиваемой поверхностью и последующим слоем/слоями. Поверхность грунта должна быть гладкой, не глянцевой и обеспечивать адгезию к следующему слою.

Если грунтовочный слой/слои используются для внутренней поверхности резервуара и эксплуатируются в условиях погружения в жидкость, то грунтовочный слой/слои должны быть химически стойкими и обеспечивать удовлетворительную защиту от химического груза / вещества, в которое погружены.
Промежуточный слой (промежуточные слои)
В большинстве систем окраски промежуточные слои наносятся между грунтом и верхним слоем (слоями). Их также называют грунтом или грунтовками. Они должны иметь хорошую адгезию к грунтовочному слою. Промежуточный слой/слои являются частью «архитектурного сооружения», другими словами, неотъемлемой частью системы покрытия.

Основные цели промежуточного слоя заключаются в том, чтобы обеспечить:
  • Проектную толщину системы покрытия
  • Высокую химическую стойкость
  • Водостойкость
  • Повышение электроизоляционных свойств системы покрытия
  • Высокую когезию
  • Прочные связи с грунтом и верхним слоем
Промежуточные слои должны иметь высокую механическую прочность и кроющую способность. Предпочтительно, чтобы цвет промежуточного слоя был схож по тональности с покрывным/финишным слоем, но при этом имел контраст для удобства нанесения и контроля. Белый или бежевый цвет промежуточного слоя улучшает укрывистость верхнего/финишного слоя.

Состав промежуточных слоев важен. Покрытия, которые наносятся большой толщиной за один слой, называют «толстослойными». Основное покрытие (или промежуточное) должно также обеспечивать хорошую адгезию к грунту, а также быть хорошей основой для верхних/финишных слоев. Если у промежуточного слоя не будет достаточной адгезионной прочности, то возможно преждевременное разрушение системы покрытия

Связующий слой

Связующий слой предназначен для улучшения межслойной адгезии и для предотвращения таких дефектов как игольчатые поры и вскипание растворителя. Поэтому основная цель нанесения связующего слоя заключается в вытеснении воздуха из пористой поверхности подложки. Для наилучшего вытеснения воздуха важно использовать тонкий слой, как правило в диапазоне 20-30 мкм. Связующие слои обычно применяются на неорганические цинкнаполненные грунты перед нанесением противообрастающего покрытия.

Верхнее покрытие
Верхнее покрытие - это последний слой системы покрытия. Предназначен для защиты нижележащих слоев от воздействия окружающей атмосферы. А также для придания необходимого цвета и блеска.

Верхние слои выполняют несколько важных функций, такие как:
  • Обеспечение стойкого изоляционного слоя для окрасочной системы
  • Формирование барьера системы покрытия от воздействия окружающей среды
  • Обеспечение стойкости к химическим веществам, воде и атмосферным явлениям
  • Обеспечение прочной и износостойкой поверхности
  • Придание декоративного вида
Как указано выше, верхнее покрытие или финишный слой имеет множество функций. Помимо выполнения декоративных функций, покрытие должно быть устойчивым к атмосферным воздействиям. Верхний слой является первой линией защиты от различных сред, таких, как ветер и погодные явления, сильнозагрязненная атмосфера, вода и агрессивные химические вещества. Является первоначальным барьером системы покрытия. Это означает, что верхнее покрытие/финишный слой должен обладать несколькими свойствами: хорошим сохранением цвета и глянца, не разрушаться под действием солнечного света и хорошей адгезией.

Кроме того, может потребоваться, чтобы верхнее покрытие обладало хорошими механическими свойствами, такими как устойчивость к царапинам, физическому воздействию и истиранию, а также устойчивость к обрастанию. Глянцевые финишные покрытия созданы с низким соотношением пигмента и связующего. Если требуется нанесение финишного/верхнего слоя на цинкнаполненные грунты, то верхнее покрытие должно еще и обладать стойкостью к щелочам. Такие верхние покрытия могут состоять из винилов, хлоркаучука, эпоксидных и эпоксидно-каменноугольных смол.


Вариации

Система покрытия необязательно должна состоять из трех разных частей, даже один слой может обеспечить коррозионную защиту в зависимости от требований к покрытию. Например, неорганические цинковые покрытия представляют собой отличную однослойную систему для хранения продуктов нефтепереработки и многих растворителей. Одно покрытие, нанесенное в два или более слоев, может дать лучший результат для определенной задачи. В большинстве барьерных систем покрытий специальные промежуточные покрытия не используются. Мастики, толерантные к поверхностям, могут наноситься непосредственно на сталь/подложку и поэтому выполняют функцию грунта и промежуточного слоя.

В отношении всех лакокрасочных систем, свойства этих продуктов должны соответствовать ряду требований, таких как:

  • Ожидаемый срок службы (расчетный срок службы)
  • Последующее техническое обслуживание
  • Соответствие классификационным обществам
  • Соответствие международным стандартам
  • Соответствие требованиям по охране труда, здоровья и окружающей среды.
  • Расчетная/общая стоимость всего срока службы покрытия