Применение цинковых пигментов – возможен ли переход к нанотехнологиям?

ЛКМ, в состав которых входят микронизированные металлические пигменты, считаются наиболее эффективным средством противокоррозионной защиты. Основной протекторный функционал в данном случае выполняет, как правило, металлический цинк .

Это составляющий компонент грунта ЭП-057.Однако в последнее время применение таких ЛКМ вызывает повышенный интерес и беспокойство потребителей. Учитывая, что цинк относится к тяжелым металлам, важным является его количество в системе, присутствие примесей, размер, форма частиц и др.показатели. Применения цинкосодержащих ЛКМ в свою очередь предполагает наличие определенных ограничений с целью обеспечения экологической безопасности.

Для производителя металлический цинковый пигмент представляет собой наиболее дорогостоящую рецептурную составляющую, поэтому вполне объяснимо стремление минимизировать его содержание в составах.

Надежное сцепление между частицами цинка и высокая степень протекторной защиты достигается в тех случаях, когда традиционные защитные грунтовки содержат

90-95 %масс.цинка, образуя при этом толстое покрытие с низкими физико-механическими характеристиками.

Содержание цинка в композициях цинол удается минимизировать до 25% масс.путем применения его в форме чешуек, хлопьев, сочетания их с цинковой пылью. Одновременное использование разной формы цинковых частиц двух цинковых пигментов на фоне низкого содержания цинка в покрытии обеспечивает высокую катодную защиту и формирует своеобразный барьер на пути проникновения коррозионной среды к подложке, препятствует диффузии коррозии к поверхности покрытия.

Все выше сказанное позволяет предполагать, что применение металлического цинка в форме наночастиц , является перспективным направлением развития производства протекторных грунтов, характеризующихся высокими физико-химическими свойствами и незначительным расходом цинка.

Были проведены исследования с применением порошка на основе наночастиц цинка. Полученные грунтовки с объемной концентрацией пигмента 1,2 и 5% сравнивались с грунтовкой, принятой за стандарт и включающей в состав цинковый порошок 4Р32 с объемной концентрацией пигмента 67 %. В ходе исследований было выявлено, что грунты на основе наночастиц цинка

- являются более стойкими к прямому и обратному удару;

- имеют лучшие показатели адгезии;

- отличаются эластичностью, химической стойкостью и стойкостью к истиранию;

- демонстрируют стойкость к воздействию соляного тумана в течение 42 суток и по коррозионной стойкости не уступают контрольному образцу.

Проявляя лучшие показатели по сравнению с традиционной грунтовкой в части образования ржавчины, грунт, содержащий наночастицы цинка , однако, демонстрирует худшие показатели по разрушению вдоль надреза и образованию вздутий, не обеспечивает необходимой катодной защиты при погружении образца в водный солевой раствор (NaCl, концетрация 0,5 М). При этом мы помним, что грунтовка на основе наночастиц цинка отличается хорошими противокоррозионными свойствами в условиях воздействия соляного тумана, что свидетельствует об отличии защитного механизма от механизма катодной защиты.

Практическое применения наночастиц цинка в объемах промышленного производства на сегодняшний день ограничивается рядом факторов :

- если сравнивать расход микронизированного порошка цинка с расходом порошка наночастиц, то очевидно, что последнего потребуется значительно меньше, однако цена его намного выше;

- высокая реакционная способность наночастиц делает применение нанопрошка цинка более опасным;

- в настоящее время количество произведенного нанопорошка цинка чрезвычайно мало.

Вследствие этого в ближайшее время массовое создание защитных покрытий с применением порошков на основе наночастиц цинка невозможно, за исключением особых случаев.