Грунтовочные покрытия служат подслоем для нанесения последующих слоев лакокрасочного защитно-декоративного покрытия. Они применяются также в качестве самостоятельного защитного покрытия.
Грунтовочные материалы должны обеспечивать прочную адгезию покрытия к металлу и высокие защитные свойства. Это требование достигается сочетанием пленкообразующих компонентов со специальными пигментами – ингибиторами коррозии металла, введением в композицию различных поверхностно-активных веществ и других добавок.
Грунтовки для металлов подразделяют на несколько типов:
– пассивирующие грунтовки (наряду с другими пигментами содержат в своем составе хроматы и фосфаты);
– фосфатирующие грунтовки (помимо пассивирующего действия, обеспечиваемого хроматными пигментами, фосфатируют металл, благодаря присутствию фосфорной кислоты);
– протекторные грунтовки (содержат большое количество цинковой пыли, что обеспечивает катодную защиту металлов, особенно эффективную в морской воде);
– изолирующие грунтовки (в качестве пигментов содержат железный сурик и цинковые белила и защищают металл от проникновения влаги);
– грунтовки-преобразователи ржавчины (содержат фосфорную кислоту, вступающую в химическое взаимодействие с продуктами коррозии на поверхности металла и преобразующую их в подслой под лакокрасочные покрытия).
Грунтовки отличаются от эмалей повышенным содержанием пигментов и тем, что пигменты в них применяются преимущественно противокоррозионные.
Защитные свойства грунтовок объясняются прежде всего пассивирующим действием противокоррозионных пигментов, входящих в их состав. Адгезионная прочность грунтовочных слоев обратно пропорциональна их толщине, поэтому их наносят тонким слоем, хотя при большей толщине они имели бы гораздо лучшие защитные свойства.
Грунтовку перед использованием тщательно перемешивают (так как при хранении возможно оседание пигментов), а в некоторых случаях, при необходимости, разводят растворителем до рабочей вязкости. Готовую грунтовку фильтруют через 2–3 слоя марли или капроновой сетки. Если в грунтовку для ускорения высыхания вводят сиккатив, его нужно добавить непосредственно перед применением грунтовки.
Не подлежащие длительному хранению грунтовки обычно составляют на месте применения. К ним относятся: протекторные, фосфатирующие, некоторые эпоксидные и полиуретановые грунтовки.
Для двухкомпонентных эпоксидных грунтовок в качестве отвердителя обычно применяют 50 %-ный раствор гексаметилендиамина в спирте (отвердитель № 1) или полиэтиленполиамины, которые вводят в количестве 8–10 %.
Отвердителями в полиуретановых грунтовках служат толуилендиизоцианат и ДГУ (70 %-ный циклогексаноновый раствор продукта взаимодействия диэтиленгликоля с толуилендиизоцианатом).
Учитывая малый срок хранения грунтовок с отвердителями, их рекомендуется готовить в небольших количествах, чтобы успеть использовать до загустения.
Грунтовки надо наносить на предварительно подготовленную и очищенную от продуктов коррозии и жировых загрязнений поверхность тонкими слоями толщиной 10–20 мкм.
Пигменты (в грунтовках с инертными пигментами) не реагируют с пленкообразующей основой и не влияют на коррозионный процесс. К таким относятся, например, грунтовки ГФ-021 и ФЛ-ОЗК.
Пассивирующие грунтовки содержат пассивирующие пигменты. К грунтовкам этого типа относится свинцово-суричная грунтовка, которую часто используют для защиты днища и крыльев автомобилей. Ее приготовляют перед употреблением, смешивая сухой свинцовый сурик с натуральной олифой или олифой «оксоль» в соотношении 2:1 по массе. Эту грунтовку наносят только кистью. Вязкость грунтовки должна быть такова, чтобы после ее нанесения след от кисти исчезал в течение 30–60 с.
Если используется натуральная олифа, для уменьшения вязкости рекомендуется добавлять в грунтовку 5–8 % уайт-спирита или скипидара.
Готовую свинцово-суричную грунтовку можно хранить при температуре до 10 °C не более четырнадцати суток, 11–20 °C – не более семи суток, при более высокой температуре – не более трех суток. По истечении этого срока грунтовка становится непригодной. Расход грунтовки – 160–180 г/м2.
Протекторные грунтовки содержат металлический порошок с более отрицательным потенциалом, чем железо, обеспечивающий катодную защиту. К ним относятся грунтовки ПС-1, ЭП-057 и др. Грунтовку ПС-1 готовят непосредственно перед употреблением, смешивая цинковую пыль с 10 %-ным раствором полистирола в ксилоле из расчета 1,5 части цинковой пыли на 1 часть раствора.
Грунтовка ЭП-057 предназначена для защиты от коррозии частей автомобиля, эксплуатируемых в наиболее жестких условиях. Это днище, нижняя поверхность крыльев и др. Грунтовка представляет собой суспензию цинкового порошка в растворе эпоксидной смолы. За 30 мин до нанесения на 100 массовых частей грунтовки необходимо добавить 7 частей отвердителя № 3. После введения отвердителя грунтовку надо использовать в течение 6–8 ч.
Специально для защиты днища и крыльев служит протекторная «Автогрунтовка цинконаполненная». Как подслой ее наносят под битумные, сланцевые и другие антикоррозионные составы для защиты днища.
Этот тип грунтовок обеспечивает длительную защиту в жестких коррозионных условиях.
Фосфатирующие грунтовки, применяемые по стали, цинку, меди, алюминию и его сплавам, магниевым сплавам и другим металлам, представляют собой двухкомпонентные составы. Основной компонент – суспензия пигментов в поливинилбутиральном спиртовом лаке, второй (кислотный разбавитель) – водно-спиртов ой раствор ортофосфорной кислоты. Компоненты грунтовки перед применением смешивают, выдерживают 30 мин, затем разбавляют растворителем. В зависимости от природы окрашиваемого металла соотношение основы грунтовки и кислотного разбавителя (по массе) составляет: для стали углеродистой – ВЛ-02 – 4:1, ВЛ-023 – 5:1; для стали легированной, алюминия, цветных металлов и их сплавов – соответственно 8:1 и 10:1.
Жизнеспособность этих грунтовок после введения в них кислотного разбавителя зависит от температуры окружающего воздуха:
По истечении этого срока грунтовка становится непригодной к употреблению, даже если она не загустела.
По слою фосфатирующей грунтовки следует обязательно наносить второй слой грунтовки (ФЛ-ОЗК, ГФ-021 или другой).
Наилучшая толщина слоя фосфатирующих грунтовок 8–12 мкм. Более тонкие слои не обеспечивают фосфатирования, а толстые имеют худшие защитные свойства.
Надо учитывать, что фосфатирующие грунтовки эффективны только при нанесении на чистый металл. Их также можно применять как прослойку для лучшего сцепления покрытий из меламиноалкидных эмалей с нитроэмалью. В этом случае кислотный разбавитель не вводят.
Введение в грунтовку ВЛ-02 алюминиевой пудры в количестве 10 % позволяет увеличить толщину покрытия без ухудшения адгезии, при этом отпадает необходимость в нанесении второго слоя грунтовки. Грунтовки-преобразователи ржавчины содержат в своем составе реакционно-способные компоненты, взаимодействующие с гидратированными оксидами железа с образованием нерастворимых соединений. В качестве активного компонента эти грунтовки содержат кислоты (ортофосфорную, щавелевую) или другие вещества, способные переводить ржавчину в не активное в коррозионном отношении состояние. Эти грунтовки наносят на поверхность при температуре не ниже 15 °C распылением или кистью в 1–2 слоя.
Когда слой грунтовки-преобразователя высохнет, по нему обязательно нужно нанести обычную грунтовку (например, ГФ-021). Грунтовку Э-ВА-01 ГИСИ используют для нанесения на ржавые стальные поверхности. Эта грунтовка является двухкомпонентной системой, состоящей из основы и 70 %-ной ортофосфорной кислоты.
Компоненты перед нанесением смешивают в следующем соотношении: на 100 массовых частей основы берут 5–7 частей кислоты. После смешивания срок хранения грунтовки составляет не более 24 ч. В рабочем состоянии грунтовка имеет вязкость 100–240 с. Грунтовку-модификатор Э-ВА-01 ГИСИ надо наносить на обезжиренную поверхность при температуре воздуха не ниже 10 °C (оптимальная температура 15–25 °C). Допускается нанесение грунтовки на слегка влажную поверхность. После высыхания грунтовка Э-ВА-01 ГИСИ, нанесенная на ржавую поверхность, образует пленку, варьирующуюся цветом от зеленого до темно-синего. Пленка образуется гладкая, без морщин.
Грунтовка Э-ВА-0112 может быть использована при окраске поверхностей со слоем ржавчины не более 100 мкм. Рекомендуется для эксплуатации в атмосферных условиях. Перед применением основу грунтовки надо смешать с ортофосфорной кислотой из расчета: 100 массовых частей основы и 3 массовые части 85 %-ной ортофосфорной кислоты или 4 массовые части 70 %-ной ортофосфорной кислоты. Перед нанесением смесь выдерживают при температуре 18–22 °C в течение 1 ч.
Эффективность действия грунтовок-преобразователей определяется равномерностью распределения продуктов коррозии и однородностью их природы. Максимальная толщина слоя ржавчины, по которому можно наносить грунтовки, – 100 мкм. Грунтовки не пригодны для нанесения на поверхность, покрытую окалиной.
При проведении ремонтной окраски автолюбители чаще используют грунтовку ГФ-021.
Грунтовка ГФ-021 предназначена для грунтования металлических поверхностей под покрытие различными эмалями. Ее используют также в качестве промежуточного слоя для улучшения адгезии меламиноалкидных и нитроэмалей к эпоксидным шпатлевкам.
По технологичности нанесения и сушки, а также по защитным свойствам эта грунтовка соответствует требованиям, предъявляемым к материалам для восстановительной окраски автомобиля. Наносить ее можно как краскораспылителем, так и кистью.
Покрытие грунтовкой ГФ-021 имеет хорошую адгезию к металлу, шпатлевкам и покровным эмалям, хорошо шлифуется шкуркой, стойко к перепаду температур от 60 до -40 °C.
При нанесении под нитроэмали грунтовку рекомендуется сушить при температуре 100–110 °C, так как в этом случае она становится устойчива к растворителям № 646, 647. Если возможности высушить грунтовку ГФ-021 при повышенной температуре нет, то время сушки грунтовки до нанесения нитроэмали должно составлять не менее 48 ч при температуре 18–22 °C. Если грунтовка высушена недостаточно хорошо, то пленка нитроэмали будет морщиться.
Покрытие, нанесенное по грунтовке, после горячей сушки имеет более высокую стойкость.
