Доктор технических наук И.В. Фришберг, генеральный директор ЗАО НПП «Высокодисперсные металлические порошки», г. Екатеринбург
Кандидат химических наук О.Ю.Субботина, директор по лакокрасочным материалам того же предприятия
Кандидат химических наук А.С.Соловьев, начальник лаборатории антикоррозионных лакокрасочных материалов того же предприятия

Выбор защитного материала, позволяющего значительно продлить срок службы стальных металлоконструкций и тем снизить эксплуатационные затраты - задача, которую решают специалисты многих отраслей промышленности. Особенно важно обеспечить надежность лакокрасочного покрытия в тех случаях, когда устройство функционирует в сложных условиях (насыщенная вредными веществами промышленная зона, морская атмосфера, регионы Севера, контакт с водой, нефтью и т.п.), а к его техническому состоянию и безопасности предъявляются высокие требования.

Один из современных способов решения проблемы - применение систем покрытий на основе лакокрасочных материалов, содержащих в качестве пигмента цинковый порошок. Благодаря высокому содержанию цинка в цинкнаполненных покрытиях (примерно 85 - 96%) обеспечивается надежная катодная защита стали. Суть такой защиты заключается в том, что при воздействии агрессивной среды на стальную поверхность цинк, имеющий более отрицательный электрохимический потенциал, окисляется, предотвращая коррозию стали и «залечивая» повреждения. Эта технология получила название «холодного цинкования».

Наряду с катодным (протекторным) механизмом защиты цинкнаполненные покрытия обладают и защитными характеристиками обычных ЛКМ. В процессе эксплуатации в микропорах покрытия постепенно накапливаются нерастворимые продукты коррозии цинка. Таким образом, срабатывает двойной механизм защиты, что существенно повышает эффективность и надежность применения цинкнаполненных материалов.

Наше предприятие уже более 20 лет разрабатывает и производит материалы для «холодного цинкования», учитывая мировые тенденции совершенствования защитных лакокрасочных покрытий. В производстве используются современные пленкообразующие вещества. На их основе, кроме уже широко известного ЦВЭС, выпускаются полиуретановая композиция ЦИНОТАН, эпоксидная грунтовка ЦИНЭП, ЦИНОЛ, созданная на полимерной основе, а также материалы специального назначения - ЦИНОТЕРМ, ЦИНОЛ-СВ, шпатлевка ЦИНМАСТИК. Производятся и материалы для межоперационной и временной защиты: ЦВЭС-МО и ЦИНМАСТИК (автоконсервант).

Для производства этих материалов применяется высокодисперсный порошок цинка специального качества марок ПЦВД, изготавливаемый с использованием оригинальных технологий и оборудования. Установки модульного типа непрерывного действия позволяют получать порошки с заданным химическим и гранулометрическим составом, а также проводить модифицирование поверхности частиц различными веществами непосредственно в процессе изготовления.

Результаты электрохимических исследований и ускоренных испытаний подтвердили: порошки ПЦВД обладают оптимальным для защитных свойств покрытий сочетанием химического и гранулометрического состава, обеспечивающим высокую продолжительность катодной защиты. В частности, их отличает минимальное содержание оксида цинка и металлов, смещающих электрохимический потенциал в область положительных значений. Присутствие в них металлического цинка составляет 98 - 99%, железа - 0,005, свинца - 0,01, меди - 0,001%. Эти показатели значительно превосходят требования отечественных и зарубежных стандартов к чистоте порошка цинка для лакокрасочных композиций. Частицы его представляют собой сферы средним диаметром 4 - 12 мкм.

В целом, схема производства «порошок цинка - цинкнаполненные композиции», имеет, на наш взгляд, неоспоримые преимущества над иными технологиями: отсутствует необходимость транспортирования и длительного хранения порошков, ухудшающих их свойства; действует система жесткого контроля за параметрами технологии производства и качеством готового порошка; существует возможность оптимизации его свойств в зависимости от типа цинкнаполненной композиции и ее назначения.

Применение цинкнаполненных покрытий в качестве самостоятельных рекомендуется для металлических конструкций, функционирующих только в средах с низкой коррозионной агрессивностью, например, в слабоагрессивной атмосфере, светлых нефтепродуктах и ряде других. Исключение составляют лишь хорошо апробированные многолетней практикой рекомендации по использованию давно известной этилсиликатной композиции ЦВЭС для защиты баков для хранения воды.

В средах же со средней и высокой коррозионной активностью более эффективны комплексные системы покрытий, состоящие из цинкнаполненной протекторной грунтовки и покрывных эмалей. В качестве последних на ВМП применяют полиуретановые и акриловые материалы на основе пигментов чешуйчатой формы. При этом покрывные слои усиливают барьерные свойства покрытия, экранируют грунтовку от воздействия агрессивных факторов, что замедляет окисление цинка и продлевает его протекторное действие. Кроме того, они придают большую твердость, стойкость к абразивному износу, расширяет его декоративные возможности.

Наши специалисты разработали цинкнаполненные композиции для долговременной защиты различных объектов. Среди них мосты через реки Москва, Обь, Волга, Сырдарья, Чубук (Турция); опоры высоковольтных ЛЭП на Урале и в Сибири, резервуары и промышленные металлоконструкции предприятий отечественного нефтегазового комплекса, металлургических и химических заводов, гидроэлектростанций, баки-аккумуляторы ТЭЦ на территории всей России и т.д. В настоящее время общая площадь защищенной за последние 10 лет поверхности превышает 10 млн. кв. метров.

Широкое внедрение современных отечественных цинкнаполненных композиций позволяет существенно повысить сроки эксплуатации металлоконструкций, уменьшить потери от коррозии и приблизить качество защиты от коррозии к мировым стандартам.