Цинк, спасающий железо
Немного теории
Как «работает» электрохимическая коррозия? Давайте вспомним азы. Есть в химии такое понятие – электрохимический ряд напряжений металлов. Смотрим на рисунок: литий, калий, …алюминий, цинк, хром, железо, никель, олово, …серебро, платина, золото. Слева расположены более активные металлы, справа – менее активные.
Если в какой-либо детали имеется соединение двух металлов с различными потенциалами, то в присутствии электролита они образуют гальваническую пару. И чем дальше разнесены металлы в ряду напряжений, тем больше гальванический ток и соответственно сильнее разрушения активного металла. Разрушаясь, он препятствует коррозионному поражению менее активного соседа.
Проиллюстрируем сказанное простым примером. Положим, в стальной автомобильной панели появилась медная заклепка. Медь менее активна, значит коррозионное разрушение железа в месте соединения обеспечено. А если заклепка алюминиевая, картина меняется: разрушаться будет алюминий.
Еще пример. Если покрыть кузовную панель оловом, сначала все будет хорошо. Олово создает пассивный защитный слой, не допуская к стали (железу) влагу и соли. Но когда защитный слой получает повреждение, картина меняется. Между сталью (железом) и оловом мгновенно возникает гальваническая пара. А поскольку олово является менее активным металлом, сталь под воздействием гальванического тока начинает разрушаться.
Вспомним судьбу консервных банок, изготовленных из луженой жести. Все бывает хорошо, пока банку не поцарапаешь. А уж коль случилось такое, «всей птичке пропасть»: луженая сталь в месте повреждения ржавеет гораздо быстрее нелуженой.
Иная картина с цинком. Защищающий металл (цинк) в ряду напряжений расположен левее железа. Следовательно, и коррозия в поврежденном месте протекает иначе, чем в случае с оловом. Гальваническая пара тоже возникает, но разрушается уже не сталь, а цинк. Но разрушается он очень медленно, сохраняя сталь (железо) на долгие-долгие годы.
Применяется ли это свойство цинка на практике? Конечно, и довольно давно. Но технологии оцинковки непрерывно совершенствуются.
В роли секьюрити
Человечество неплохо научилось бороться с коррозией металла. Причем под лозунгом «бей врага его же оружием». Или «лечи подобное подобным» – как вам больше нравится. Например, кузова большинства современных автомобилей оцинковывают на заводах. Покрытие толщиной от 2 до 10 мкм обеспечивает прекрасную защиту от возникновения и распространения коррозионных поражений.
Однако промышленные методы оцинковки – будь то горячее окунание или гальваностегия – не применимы в сервисных и гаражных условиях. Поэтому появление так называемых препаратов холодного цинкования оказалось для ремонтников весьма кстати. Наносимые подобно грунтовке или краске, эти материалы обеспечивают стальной поверхности двойную защиту: активную, как у горячей оцинковки, и пассивную, как у лакокрасочного слоя.
Давайте познакомимся с ними на примере препаратов Dinitrol 443 и Dinitrol 444, выпускаемых шведским химическим концерном DInol AB.
«Характер нордический»
Эти препараты представляют собой готовые к применению жидкие однокомпонентные составы, содержащие технически чистый гальванический цинк. «Технически чистый» означает 99,995% Zn, что является очень высоким показателем для промышленного продукта. И вот такого, практически не содержащего примесей, цинка в препаратах Dinitrol 443 и Dinitrol 444 ни много ни мало – 95%. Остальные 5% приходятся на синтетические смолы, безопасный растворитель и некоторые специальные добавки.
Химики знают, что пороговая величина для активизации электрохимического цинкового щита – 92%, а тут все 95! Значит, при прочих равных условиях, пленку материала можно сделать тоньше, а материала потратить меньше – и это тоже относится к заслугам шведских технологий.
Нельзя не сказать и о размерах цинковых частиц – они ограничиваются величиной 3,5 мкм. Искушенные читатели вправе задать естественный вопрос: «А частицы цинка не слипнутся?» Действительно, любая суспензия может потерять однородность. Частицы соберутся в более крупные конгломераты – и прощайте технологические возможности и эксплуатационные козыри.
Что сказать на это? Просто суспензия как таковая может преподнести неприятный сюрприз, а вот Dinitrol 443 и Dinitrol 444 – нет. Им помогают те самые специальные добавки, о которых упоминалось выше. Они действуют подобно пептизаторам в коллоидных растворах, поддерживая частицы цинка во взвешенном состоянии и предотвращая их слипание.
Очень важна роль синтетической каучуковой смолы, входящей в рецептуру препарата. Благодаря ей слой Dinitrol 443 или 444 обладает отменной адгезией. Но это еще не все: при высыхании он сохраняет эластичность, без проблем выдерживая механические и тепловые деформации.
Кстати, о тепле. А как обстоят дела с термостойкостью? А вот как: пленка препарата выдерживает температуры от –40 до +150 °С без потери эксплуатационных свойств. Так что добро пожаловать и в Сибирь, и в окрасочно-сушильную камеру!
Что касается стойкости к химической агрессии, то «шведы» могут находиться в среде с рН от 5 до 10. Для тех, кто химию подзабыл, напомним: дистиллированная вода имеет рН = 7. Значит, Dinitrol 443 и 444 выдерживает как щелочную, так и кислотную «баню».
Важно знать, что скорость разрушения активного цинкового слоя составляет от 1 до 6 мкм в год. Это гарантирует сохранность защиты в течение 25–50 лет в зависимости от толщины пленки и условий окружающей среды. Словом, на автомобильный век хватит.
Как наносим?
«Холодный цинк» марки Dinitrol можно наносить методом воздушного или безвоздушного распыления, кистью, валиком или окунанием.
В фирменной документации говорится, что нанесение препаратов не требует высокой квалификации работника. Это действительно так, особенно если воспользоваться аэрозольным баллончиком. А вот подготовка поверхности требует тщательности и профессионализма. Главное – обеспечить требуемую чистоту и шероховатость.
Препарат можно наносить на вертикальные и наклонные поверхности. Важно добиваться ровного слоя, без подтеков и пузырей. При толщине пленки 40 мкм расход составит 0,25 кг/м2. Высыхание длится 48 ч при комнатной температуре (на отлип – 10 мин). Для ускорения сушки деталь можно поместить в камеру и выдержать 30–60 мин при 60 °С. Повторный слой материала наносится через час. Полученную пленку можно окрашивать практически всеми видами ЛКМ.
И в заключение отметим, что области применения новых шведских препаратов весьма обширны: автомобильный и другой транспорт, мосты, дороги, тоннели, строительные конструкции, промышленные и городские объекты, гидросооружения, нефтегазовая промышленность. Так что не автосервисом единым… Материалы Dinitrol 443 и Dinitrol 444 пригодятся во многих сферах человеческой деятельности.
