Пигментная часть. Традиционно в рецептурах грунтовок использовался красный железоокисный пигмент, однако в на/ стоящее время более предпочтительны черные и серые цвета.
В качестве основных пигментов используют красный железоокисный пигмент и сажу. Для усиления антикоррозионных свойств часто применяют хромат цинка.
Первый отличается твердостью, придает хорошую устойчивость к вспузыриванию, второй способствует сохранению стабильности грунтовки в окрасочной ванне. Объемная концентрация пигмента (ОКП) обычно составляет 20-30%.
Технологический процесс. Этот процесс применяется в очень ограниченных масштабах и в тех случаях, когда определяющим фактором является малый объем продукции или другие экономические показатели.
Погружение корпуса автомобиля в ванну с краской может быть неполным («частичное окунание»); в этом случае корпус погружается лишь до окон. При частичном окунании за счет неполного погружения и малой площади окрашиваемых участков удается избежать подтеков и наплывов. После отекания избытка краски и кратковременной выдержки на воздухе, следующий слой может наноситься «мокрым по мокрому», после чего система покрытия подвергается воздушной сушке.
При полном окунании корпуса автомобиля сложной формы могут образовываться подтеки и наплывы, которые перед нанесением следующего слоя должны быть удалены растворителем. Иногда исправление дефектов производится перед нанесением следующего слоя краски на высохшем слое грунтовки.
Интересный способ нанесения грунтовки окунанием был предложен в середине 60-х гг. и получил название «ротационное окунание».
При этом способе окрашиваемый корпус закрепляется на поперечной оси специального конвейера, при вращении которого последовательно осуществляются различные стадии окраски: предварительная обработка (окунание в раствор фосфата цинка), грунтование и затем сушка. Преимуществом этого метода является совмещение операции предварительной обработки корпуса с равномерным нанесением слоя грунтовки по всей поверхности. Однако такая установка оказалась весьма дорогой и сложной в эксплуатации, а скорость выполнения операций была относительно низкой Это обстоятельство, а также многие другие факторы привели к замене метода окунания на метод электроосаждения грунтовочных материалов.
В целом метод окунания весьма грязен, трудоемок и непроизводителен. Метод электроосаждения имеет много преимуществ (см. 9.3.3) благодаря тому, что он обеспечивает лучшую защиту
йнутренних поверхностей и позволяет возвращать растворитель Д окрасочный цикл при использовании грунтовок как на водной основе, так и на органических растворителях.
9.3.3. Электроокраска
Метод электроокраски был разработан в 1930-х гг., однако электроокраска автомобилей получила распространение начиная с 1963 г. после того, как основные стадии процесса были отработаны в других отраслях про.мышленности. Метод электроокраски заключается в осаждении под действием электрического тока на окрашиваемую поверхность водорастворимого пленкообразователя, являющегося полиэлектролитом.
В настоящее время при массовом производстве практически все выпускаемые автомобили грунтуют этим способом. При этом корпус автомобиля погружают в соответствующую водную краску, которая представляет собой композицию с очень низкой вязкостью и плотностью, способную осаждаться при действии тока на аноде или на катоде.
9.3.3.1. Анодная электроокраска
Анодная электроокраска применялась в автомобильной промышленности до 1977 г. Технология получения необходимых связующих была относительно простой, легко доступной, а сами связующие отвечали требованиям автомобильной промышленности.
Типы связующих. Имеется четыре основных типа связующих: а) малеинизированные масла, б) алкидно-фенольные, в) эфиры многоатомных спиртов (эпоксиэфиры), г) малеинизированный полибутадиен.
Первоначально лакокрасочные материалы для анодной электроокраски базировались на связующих групп «а» и «б». Однако, в дальнейшем они были заменены материалами на основе связующих групп «в» и «г», так как в этих случаях повышаются противокоррозионные свойства покрытий.
Пигментная часть. Пигменты, применяемые в лакокрасочных материалах для анодной и катодной электроокраски, должны иметь следующие характеристики:
а) простое строение;
б) стабильность (например при сушке); чистота, отсутствие водорастворимых примесей (например хлоридов и сульфатов);
в) во всех случаях придавать или улучшать коррозионную .стойкость. •
Объемная концентрация пигмента обычно составляет около 6%.
Основные пигменты - диоксид титана рутильной формы вые, шего качества в смеси с минимальным количеством сажи для материалов серого цвета, а также красный железоокисный пигмент высшего качества для материалов красного цвета.
Все наполнители должны быть высшего качества, не содержать растворимых ионизируемых примесей, таких как, например, хлориды или сульфаты. В качестве антикоррозионных пригодно значительное количество пигментов; типичным примером является силикохромат свинца.
Механизм осаждения. Под действием тока в системе происходят три основные реакции: электролиз, электрофорез и электро-эндоосмос.
Схема перевода связующего в растворимую форму: •
RCOOH -ЬКОН--у RCOOK +Н2О,
нерастворима растворима
например, R - эпоксиэфир
(В качестве основания в данном примере использован гидроксид калия, однако можно применять также амины). I. Электролиз
а) диссоциация связующего:
RCOOK RCOO--t-K+.
б) электролиз воды:
4Н2О ЗН+--ЗОН--[-Н20.
Восстановление на катоде:
Н,0 + ЗН++4ё--у 2H2-I-OH-.
Накапливающиеся гидроксильные группы 0Н~ могут быть удалены электродиализом. Окисление на аноде:
ЗОН--4ё -у Н20-Ь02-ЬН+.
Происходит подкисление в результате выделения Н"*", одновременно протекает реакция:
RCOO +Н+ -у RCOOH.
нерастворимое осаж.чсниое покрытие. (обра.чую1цееся в результате элсктро-коагуляции).
Растворение металла (побочная реакция происходит при наличии загрязняющих примесей):
М -ni М" +
П. Электрофорез. При подаче напряжения на электроды, погруженные в водную дисперсию, заряженные частицы начинают перемещаться к соответствующим электродам. Это явление называется электрофорезом.
