Skip to content
  • Главная
  • О сайте
  • Контакты

Цинковый портал

все о цинковом покрытии и не только

  • Гальваническое цинкование
    • Электролиты цинкования
      • Кислые электролиты цинкования
        • Борфтористоводородные электролиты цинкования
        • Кремнефтористоводородные электролиты
        • Сульфатные электролиты цинкования
        • Хлоридные электролиты цинкования
      • Слабокислые электролиты цинкования
        • Сульфатно-аммонийный электролит
        • Хлоридно-аммонийные электролиты
      • Щелочные электролиты цинкования
  • Горячее цинкование
    • Технологический процесс горячего цинкования
  • Цинковая металлизация напылением
  • Термодиффузионное цинкование
    • Парофазное термодиффузионное цинкование
    • Порошковые смеси для термодиффузионного цинкования
  • Механическое цинкование
  • Холодное цинкование
    • Технологический процесс холодного цинкования
    • Составы для холодного цинкования
    • Технологии холодного цинкования
    • Комбинированные цинксодержащие покрытия
  • Toggle search form
составы для холодного цинкования

Составы для холодного цинкования

Posted on 29.09.201713.05.2022 By Natallia

Составы для холодного цинкования  — композиционные растворы, содержание которых определяется наличием цинкового порошка и связующего элемента.  Цинковая составляющая является приоритетным компонентом (75 — 90% от общей массы) в составах для холодного цинкования.  Порошок в композиционной смеси находится в высоко дисперсионном состоянии, для улучшения создания диффузионных, металлических связей между цинковым слоем и матричной основой покрываемого изделия.

В составах для холодного цинкования в качестве связующего элемента могут использоваться органические и неорганические компоненты. Связующая  составляющая наделяет определенными свойствами окончательно сформированный защитный слой. Поэтому  мотивацией при выборе связующей основы служат технологические характеристики, приобретаемые цинкнаполненном покрытием в результате обработки.

Свойства цинкового покрытия при холодном цинкования определяются

• природой связующей основы (адгезионными свойствами, электропроводностью),
• химическим составом цинкового порошка,
• размером и формой частиц в цинковой составляющей,
• соотношением содержания связующего элемента и цинковой составляющей,
• толщиной окончательного покрытия.

Содержание

  • Связующий элемент составов для холодного цинкования
    • Неорганическая основа рабочих составов для холодного цинкования
    • Органическая связующая для составов холодного цинкования
    • Цинковый порошок для составов  холодного цинкования
      • Способы получения высокодисперсного цинкового порошка

Связующий элемент составов для холодного цинкования

В качестве связующих элементов используются как органические, так и неорганические соединения.

Неорганическая основа рабочих составов для холодного цинкования

В качестве неорганической связующей составляющей выступают силикатные композиции (жидкое стекло):

• силикаты натрия,
• силикаты калия,
• силикаты лития.

Для цинксиликатных покрытий характерны  высокие технические характеристики готового покрытия при относительной дешевизне компонентных составляющих.  К основным приоритетным показателям неорганических композиций для холодного цинкования относятся:

• высокие адгезионно — прочностные характеристики,
• твердость защитного покрытия,
• высокие показатели теплостойкости – до 500°C,
• кислотоустойчивость,
• коррозионная стойкость,
• долговечность цинкового покрытия (не зависимо от толщины слоя).

К возможным недостаткам неорганических цинкнаполненных покрытий можно отнести  то условие, что перед началом нанесения цинксодержащего состава на металлическую основу, согласно ТУ,  должна производиться идеальная зачистка, подготовка обрабатываемой поверхности изделия.

В неорганических цинксодержащих составах растворение компонентов производится на базе:

• органоразбавляемых продуктов,
• водоразбавляемых элементов.

технология холодного цинкования

Формирование цинксиликатного слоя с содержанием органоразбавляемые элементов начинается с  процесса испарения растворителя. Причем испарение может происходить как в «плюсовом», так и «минусовом» диапазоне. Затем силикатная составляющая (алкильная часть) взаимодействует с водой. Происходит гидролиз, в результате чего образуется силанол и этанол (для этилсиликатов). Формирование защитного слоя происходит путем поликонденсации:  молекулы силанольной составляющей поперечно переплетаются между собой, образуя полимер (силикатный) и воду. При этом цинковые ионы, полученные из цинкового порошка, в химических реакциях гидролиза и полимеризации исполняют роль катализаторов.

При использовании водоразбавляемых компонентов для неорганических цинкнаполненных покрытий процесс формирование цинкового покрытия начинается с испарения водной составляющей. В связи с этим,  нанесение цинксодержащей композиции должно производится в сухих и теплых климатических условиях. После реакции испарения начинается процесс отверждения, в результате чего на поверхности образуются щелочные гидроксиды(〖ОН〗^-). При нормальных условиях гидроксидный комплекс нейтрализуется углекислым газом, который находится в атмосфере, и влагой. Высокая концентрация воды в атмосфере может создать  условия:

• для активной реакции щелочных гидроксидов и ионов цинка (из цинковой составляющей),
• для взаимодействия гидроксидов с силикатным комплексом, который не полностью прореагировал изначально.

Перечисленные факторы негативно влияют на формирование поверхностного слоя, т.к. могут привести к образованию очагов ржавчины, пузырению, создать некачественное мягкое, неотвержденное, тонкопленочное,  покрытие.

дефекты, возникающие при нанесении неорганического ЦП

Окончательное формирование неорганического цинкнаполненного покрытия с содержанием водоразбавляемых продуктов происходит в результате полимеризации. Защитный слой застывает и отвердевает.

Процесс полимеризации силикатных связующих компонентов в цинксодержащих композициях основывается на одновременно протекающих химических реакциях между цинковым пигментом, связующим элементом и матричной основой. Образованный полисиликатный слой представляет собой твердое, сплошное, износостойкое, электропроводящее покрытие.

Полимерная цепочка в неорганических цинксодержащих составах представляет собой последовательность атомов кислорода и кремния: O-Si-O-Si-O-Si. Прочность кислородно-кремниевой связи  — 445КДж/моль. Для разрыва атомной связи потребуется значительная энергия активации. Это определяет высокую стойкость кремниевых полимеров.

Цинксиликатные покрытия производят защиту матричной основы изделия протекторным способом. Это объясняется  высокой электропроводностью образованного цинкового слоя.

Органическая связующая для составов холодного цинкования

В цинкнаполненных покрытиях, составленных на базе органических комплексных соединений, в качестве связующего элемента используются

• производные от кремневой кислоты – этилсиликаты,
• уретановые смолы,
• эпоксидные композиции,
• акриловые смолы,
• хлоркаучуковые композиции.

Полимерная цепочка органических цинксодержащих составов состоит из атомов углерода, расположенных последовательно. Прочность углеродной связи (С-С-С-С) составляет 358 КДж/моль.

Преимуществами органических составов холодного цинкования являются:

• короткий период высыхания и затвердевания наносимого защитного покрытия,
• высокие параметры коррозионной стойкости.

К недостаткам – высокий процент возгораемости цинксодержащего состава в процессе холодного цинкования. Это объясняется тем, что в качестве растворяющего компонента используются легко воспламеняющиеся вещества:

• ацетон,
• изопропиловый спирт,
• этиловый спирт.

Чаще всего органические цинкнаполненные покрытия наносятся безвоздушным способом распыления.

Цинковый порошок для составов  холодного цинкования

Цинковый порошок представляет собой высокодисперсный состав голубовато-серого цвета (ГОСТ 12601-76). Химический состав:

• цинковая пыль — 95 ÷ 98% ,
• оксид цинка – 2 ÷ 4,5%,
• примеси кадмия, кремния, железа, свинца и других элементов – 0,5%.

Цинковый порошок модифицируется по

• химическому составу,

таблица 1. Химический состав цинкового порошка
• размеру частиц,


• форме микрочастиц (сферические, эллиптические, чешуйчатые).

При чешуйчатой форме частиц существенно увеличивается показатель соотношения площади поверхности к объему, что позволяет уменьшить концентрацию цинковой составляющей в цинковом покрытии без потери технологических свойств. Порошок, состоящий из чешуек, образует более пластичный цинковый слой с повышенной электрохимической защитой (за счет развитой поверхности пигмента).

Эффективность электрохимической защиты цинкнаполненных покрытий напрямую зависит от процентного содержания цинковой составляющей. Для композиций на неорганической основе концентрация цинка в рабочем растворе составляет 75% и выше от общей массы, для покрытий с органическим связующим элементом – от 85% до 90%. Электропроводность цинкнаполненных составов на органической основе ниже, чем на неорганической, поэтому содержание в них цинка выше. Для улучшения технологических характеристик в цинкорганические составы к цинковому порошку добавляют легирующие элементы:

• алюминий (цинковый порошок марки ПЦ-А — активированный),
• свинцовый сурик.

Цинковый порошок марки ПЦ-П – пассивированный, определяется наличием в составе железа и свинца.

Минимально допустимая концентрация цинкового порошка в составах для холодного цинкования  – 75%.  При уменьшении содержания цинковых микроэлементов в композициях ниже 70% от общей массы  резко уменьшается возможность контактного взаимодействия частиц между собой, следовательно, резко падет электропроводность, слабеет электрохимическая защитная способность.

Согласно ISO 3549, составы для холодного цинкования, обеспечивающие наиболее эффективную электрохимическую защиту, должны содержать в сухом покрытии не менее

• 94% чистого цинка от общей массы с размером частиц 12÷15 мкм,
• 88% чистого цинка от общей массы рабочего состава с размером микрочастиц 3÷5 мкм.

Способы получения высокодисперсного цинкового порошка

1. Дистилляционный метод.
2. Распыление расплавленного цинка струей газа, сжатого воздуха в вакууме с последующим охлаждением.
3. Возгонка цинка в специальных ретортах с конденсацией образовавшихся паров в спецприспособлениях (автоклавах).
4. Процесс электрического осаждения цинковых микрочастиц из электролитических растворов при предельных параметрах тока.
5. Метод механического измельчения цинка.

Возможность получения цинкового порошка с различными химическими и гранулометрическими характеристиками позволяет его использовать в качестве основного наполнителя для защитных покрытий:

• при окрашивании,
• при нанесении грунтовочного слоя,
при нанесении покрытия на стальную полосу в непрерывном, автоматическом режиме.

Области применения составов для холодного цинкования – защита нефтегазовых резервуаров, мостовых сооружений, буровых установок, защита трубопроводов, ремонт и обслуживание различных коммуникационных сооружений и приспособлений.

 

Цинкнаполненные покрытия

Навигация по записям

Previous Post: Технологии холодного цинкования
Next Post: ГОСТ 12601-76. Порошок цинковый. ТУ

Материаловедение

  • Цинк — химический элемент
  • Физические свойства цинка (Zn)
  • Электродный потенциал цинка
  • Степень окисления цинка
  • Электролиз цинка и его соединений: основные методы и уравнения реакций
  • Какой металл цинк
    • Металлический цинк
    • Чистый цинк: свойства, методы получения и производители
    • Электролитический цинк: свойства, применение и производство
  • Соединения цинка
    • Оксид цинка: физические и химические свойства, методы получения и области применения
    • Сульфид цинка: свойства, реакции, методы получения и применение
    • Гидроксид цинка: свойства, реакции, методы получения и применение
    • Цинковые белила: применение, особенности и отличия
    • Хлорид цинка: свойства, применение и реакции

Рубрики

  • ГОСТы (12)
  • Для чего нужен человеческому организму цинк? (2)
  • Коррозия и защита от нее (10)
  • Материаловедение — цинк (15)
  • Методики определения химического состава электролитов и растворов для цинкования (20)
  • Спецоборудование для цинкования (1)
  • Цинкнаполненные покрытия (3)
  • Цинкование борофтористое/ анализы (3)
  • Цинкование в порошковых смесях (термодиффузионное цинкование) (4)
  • Цинкование диффузионное/анализы (4)
  • Цинкование сернокислое/анализы (10)
  • Цинкование хлораммонийное/ анализы (3)
  • Цинкование электролитическое (6)
  • Электролиты/составы и режимы цинкования (6)

© 2022 Цинковый портал. Все права на опубликованный материал принадлежат сайту "Цинковый портал". Перепечатка материала допускается при наличии активной ссылки на сайт "Цинковый портал".

Powered by PressBook WordPress theme