• fémvédelem
• rozsda

Vas- és acélfelületek védelme festékbevonatokkal

A bevonat(rendszer) felépítése a következő lépésekből áll:

• felület előkezelés (nem feltétlenül szükséges, csak igényesebb munkáknál);
• rozsdagátló alapozófesték felhordása, kültérben 2 rétegben;
• közbenső ill. átvonó zománcfesték felhordása 2 rétegben.

Felület előkezelés

Az előkezelés vas- és acélfelületeken nem feltétlenül szükséges, de alkalmazása igényesebb munkáknál célszerű, mert a rozsdagátló hatást és az alapozófesték tapa­dását javítja. Felület előkezelésként leginkább rozsdaátalakítást, foszfátozást és wash-primerezést alkalmaznak. Egyetlen felület előkezelés sem pótolja azonban a rozsda­gátló alapozó festést.

Rozsdaátalakítás

Átmenetnek tekinthető az oxidmentesítés és a felület előkezelés között. A rozs­daátalakítók a K2-K3 tisztaságú felületeken visszamaradó rozsdagócokkal és a fém­tiszta felületeken gyorsan képződő futórozsdával kémiai reakcióba lépnek. A fosz­forsavat tartalmazó rozsdaátalakítók a rozsdával foszfátot képeznek, és szürke felületet kapunk. A csersavat (tannint) tartalmazó rozsdaátalakítók kékesfekete szí­nű vastannát komplexeket képeznek, amelyek hatékonyan akadályozzák az elek­trokémiai korróziós folyamatokat.

Az ecsettel, kefével fölöslegben felhordott rozs­daátalakító savas maradványait általában 1 nap után vízzel mosva, dörzsölve távolít­ják el. Tagolt felületen ez nehezen oldható meg, ezért csak sík felületen használha­tó kevesebb kockázattal.

Foszfátozás

Általában nagyüzemi eljárás során, speciális összetételű foszfátozó fürdővel, me­leg mártó eljárással vékony, de rendkívül tömör, oldhatatlan foszfátréteget alakítanak ki általában nagy tisztaságú K0-T0 acélfelületen. A savfelesleget öblítő fürdőkkel távo­lítják el és gyakran alkalmaznak utókezelésként kromátozást (krómsavas kezelés). A foszfátréteg csak átmeneti védelmet nyújt, festékkel bevonva a védőhatása abban áll, hogy tömörsége miatt kevés olyan szabad pórus marad, ahol elektrokémiai korrózió kialakulhat, továbbá javítja a rozsdagátló alapozófestékek tapadását.

Wash-primerezés

Acélfelületeken kívül cink- és alumíniumfelületeken tapadásjavító alapozásra is használják. Az egykomponensű wash-primer króm-foszfát alapú, a kétkomponensű foszforsav és cink-tetraoxid-kromát pigment alapú. A két komponenst összekeverik, fél óráig előreagáltatják, majd 8 órán belül előnyösen ecseteléssel esetleg szórással vagy mártással felhordják a felületre. A foszforsav a pigmentet krómsav keletkezése közben oldja, amely az alapfémet passziválja. A foszfátozáshoz hasonlóan vékony, tö­mör és rugalmas réteg alakul ki, amely kiváló tapadást biztosít.

Rozsdagátló alapozófestékek

A rozsdagátló alapozófestékek az alábbi hatásokkal védenek a rozsdásodással szemben:

Elektrokémiai védőhatás

Bizonyos fémpigmentek pl. a cinkpor elektrolit behatolása esetén katódos védel­met nyújtanak, saját feloldódásukkal védik a vasat. Más pigmentek (ólommínium, cink-kromát) a bennük levő fémion oxidációs állapotának megváltozásával gátolják az elektrokémiai korróziót, vagy az anód területén képeznek védőréteget (cink-foszfát).

Fémszappanképzési védőhatás

Az aktív, bázikus pigmentek (ólommínium, cinkoxid) kémiai reakcióba lépnek a lenolaj, a standolaj vagy a növényi olajat tartalmazó alkid műgyanta zsírsavas alkotó­részeivel és nehezen áthatolható, víztaszító védőréteget képeznek.

Elektrolit megkötő hatás

A bázikus pigmentek a légköri savas elektrolitok hatását is mérséklik savmaradék ­ionok megkötése/kicsapása útján.

Víz- és vegyszerállóság javítása

A különlegesen víz- és vegyszerálló kötőanyagok (akrilátok, poliuretánok, vinilkopolimerek, ketongyanták, epoxi műgyanták, stb.), továbbá lemezes töltő­anyagok használatával javul a rozsdagátló hatás, mivel a bevonat az elektrolitok számára kevésbé átjárható. A kátrányt vagy bitument tartalmazó alapozók vízállósága is kiváló.

Kúszóhatás. behatoló (penetrációs) hatás

Az olajtartalmú kötőanyagok, az olaj (adalék)ok behatolnak a felület repedései­be, mélyedéseibe és az ott levő rozsdamaradványokat körülveszik, ártalmatlanítják, ezáltal fokozva az alapozófestékek védőhatását.

A rozsdagátló alapozófestékek a fenti hatások révén védik az acélfelületeket a rozsdásodástól, azonban az alapozórétegek önmagukban a külső hatásokkal szem­ben sebezhetők, ezért közbenső és átvonó zománcfestékréteggel kell azokat át­vonni.

Közbenső és átvonó zománcfestékek

Léteznek univerzális, többféle alapfelületre (fém, fa, műanyag stb.) és speciálisan fémfelületekre ajánlott fémzománcfestékek. Ez utóbbiak az alábbi módokon többlet­védelmet nyújtanak a külső hatásokkal szemben acélfelületeken:

Védelem UV-álló pigmentálással

A napfény ultraibolya (UV) sugárzása többé-kevésbé károsítja a festékbevonato­kat. Bizonyos pigmentek (vasoxidok, cink-oxid) a kötőanyagot roncsoló UV-sugárzást „megszelídítik” és így megakadályozzák vagy lassítják a kötőanyag bomlását, tönkre­menetelét.

Védelem fémszappanképzés útján

Az aktív, bázikus pigmentek (ólomfehér, cinkoxid) olajos vagy olajtartalmú elszappanosítható kötőanyagokkal reakcióba lépve nagyon tömör, nem duzzadó, víz- és szennytaszító fedőbevonatot adnak. Az ilyen zománcfestékek hasonló alapozóréteg­gel egységes bevonatrendszert alkotnak.

5. ábra: A fémszappanképződés, az aktív pigment reakcióba lép a kötőanyaggal. Inaktív pigment (a pigment a kötőanyagba ágyazódik). Aktív pigment (reagál a kötőanyaggal).

Védelem pikkelypáncél képzéssel

A cinkpor, az alumíniumpor, a csillám és üveglemez pigmentek a bevonatban a tetőcserepekhez hasonlóan pikkelyesen egymásra rakódnak és ily módon a külső hatásoknak, UV-sugárzásnak, behatoló víznek, a hőmérsékletváltozásoknak jól el­lenállnak.

Védelem a víz- és vegyszerállóság megnövelésével

Bizonyos kötőanyagok (vinilkopolimerek, akrilát műgyanták, klórkaucsuk, poli­uretán, epoxi műgyanták), bizonyos adalékok (kátrány, bitumen) és megfelelően ki­választott pigmentek és töltőanyagok kiváló víz- és vegyszerállóságot eredményez­nek. PL a kátrány – epoxi festékek víz alatti acélszerkezetek bevonására is alkalmasak.

Közvetlen fémre vagy rozsdára felhordható (DTM) festékek

Ma már gyártanak olyan fémfestéket, amelynek célja, hogy a felhasználó lehetőleg a legkevesebb időráfordítással végezhesse el környezetében lévő fémtárgyak védel­mét. Ezeket a termékeket eredetileg a barkácsáruháza piacára szánták, de manapság a profil és a szakipari piacokon is találunk példát rájuk, ahol elterjedtebb nevén ala­pozó/fedőrétegeknek hívják őket.

Előnyük, hogy ezek a termékek egyszerű megoldást biztosítanak a festési munkákhoz, hiszen egyetlen dobozból végezhető. Fontos vi­szont tudni, hogy több rétegben kell felhordani őket. A szakipari piacokra szánt ter­mékek viszont nagy mennyiségben tartalmaznak korróziógátló pigmenteket. A keres­kedelemben a fényszintek és a dekorációs hatások egész tartománya kapható. A mi­nimális száraz rétegvastagság legalább 100-120 μm legyen.

A bevonatrendszer felépítése

A kültéri rozsdavédő bevonatrendszerek összrétegvastagsága legalább 150 mikro­méter (=0,15 mm) legyen és legalább 4 rétegből, 2 alapozórétegből és 2 (vagy több) zománcfestékrétegből épüljön fel. Kivételt képeznek az úgynevezett tixotróp vastagrétegű bevonatrendszerek, ame­lyek 2-3 réteggel is elérik a 150 mikrométer rétegvastagságot. Hogyan válasszuk ki az alapozó és zománcfestékeket?

A bevonatrendszer megtervezésének szempontjai:

A korróziós igénybevétel: A beltéri normál korróziós igénybevétel rendkívül gyenge, 100 mikrométer összrétegvastagság is elegendő, ami 1 réteg rozsdagátló alapozóval és 2 réteg zománcfes­tékkel biztosítható. A kültéri normál légkörnél erősebb korróziós igénybevételt jelent a sós tengeri légkör és az iparvidékek ipari légköre. Utóbbiak esetén válasszunk jobb víz- és vegyszerállóságú rozsdagátló bevonatrendszereket és/vagy emeljük a rétegek számát. Talajjal érintkező vagy víz alatti korróziós igénybevétel esetén speciális (bi­tumenes, kátrány-epoxigyanta, stb.) bevonatrendszerekre van szükség.

Az acélfelület tisztasága

Ha csak K2-K3 tisztaságú felületet tudunk biztosítani, akkor válasszunk olyan jó kúszó- és behatolóképességgel rendelkező rozsdagátlót, amely ezen a felületen is megfelelő. K0-K1-T0 tisztaságú felület esetén szinte bármelyik felületkezelő és rozs­dagátló alapozó használható.

A bevonatrendszer színe

Célszerű az átvonó festék színéhez hasonló színű rozsdagátló alapozófestéket használni, ugyanakkor az egyes rétegek közötti kis színeltérés esetén jól látható, hogy az átvonás mindenhol megfelelően megtörtént-e.

A felhordás módja

Az első réteg alapozót, különösen K2-K3 tisztaságú felület esetén ecseteléssel hordjuk fel. Ecsetfelhordásnál az alapfémmel tökéletesebb érintkezés, jobb tapa­dás és tartósabb védelem érhető el. Szórással történő felhordással egyenletesebb rétegvastagság, viszont rosszabb tapadás biztosítható. A míniumos és kromátos rozsdagátló alapozók szórása egészségügyi okok miatt tilos.

A felület érdessége

Érdesebb felület esetén a rozsdagátló alapozórétegekből nagyobb vastagság szük­séges.

Egészség- és környezetvédelmi szempontok

A műszaki szempontból kiváló ólommíniumos, cink-kromátos rozsdagátló alapo­zók az egészség- és környezetvédelmi elvárásoknak nem felelnek meg. A környezet­barát rozsdagátló alapozók nem mérgező aktív pigmenteket (cink-foszfát, cink-oxid, kalcium-boroszilikát stb.) tartalmaznak és rozsdagátló hatásuk az intenzív fejlődés miatt egyre jobb.

A fenti szempontok figyelembevételével megtervezhető a bevonatrendszer. Szük­ség esetén a fémfelületek tapaszolását a rozsdagátló alapozóréteg felhordása után kell végezni, de kizárólag fémfelületekre alkalmas tapasz használható, mert a nem megfe­lelő tapasz az egész bevonatrendszer rozsdagátló hatását leronthatja.

Néhány tipikus bevonatrendszer:

1. példa: Bevonatrendszer fémszappant alkotó alkidgyanta kötőanyagú bevonó-anyagokkal

• Első alapozás cink-foszfát és cink-oxid aktív pigmenteket tartalmazó nagy olajtartalmú alkidgyantás rozsdagátló alapozóval, (kb. 45 μm).
• A lyukak és repedések kijavítása rozsdagátló olaj- vagy alkidgyanta kötőanyagú tapasszal. (Csak fémekre ajánlott tapasz alkalmas!)
• Második alapozás ugyanazzal a rozsdagátló alapozóval, de a jobb megkülönböztetés érdekében kicsit elszínezve (kb 45 μm).
• Közbenső festés cink-oxid aktív pigmentet tartalmazó alkidgyantás zománcfestékkel (30-35 μm).
• Átvonó festés ugyanazzal a zománcfestékkel (30-35 μm).

2. példa: Bevonatrendszer kiváló vízállóságot biztosító vinilkopolimer kötőanyagú bevonóanyagokkal

• Első alapozás egy csersavat tartalmazó vizes diszperziós kötőanyagú rozsdaátalakító alapozóval (10-20 μm).
• Második alapozás egy cink-foszfátos vinilkopolimer kötőanyagú rozsdagátló alapozóval (kb. 45 μm).
• Esetleges tapaszolás nitro- vagy vinilkopolimer alapú fémtapasszal.
• Harmadik alapozás a b. pont alatti alapozóval a megkülönböztetés érdekében elszínezve (kb. 45 μm).
• Közbenső festés vinilkopolimer kötőanyagú festékkel (kb. 30 μm).
• Átvonó festés vinilkopolimer kötőanyagú festékkel (kb. 30 μm).

3. példa: Bevonatrendszer vastagrétegű tixotróp festékekkel

• Alapozás vastagrétegű, cink-foszfátos epoxi műgyanta kötőanyagú alapozófestékkel (50-80 μm).
• Közbenső bevonás epoxi műgyanta alapú, vastag rétegű töltőalapozóval (50-80 μm).
• Átvonó festés vastagrétegű, poliuretán kötőanyagú zománcfestékkel (40-70 μm).

A bevonatrendszerek tervezésénél, kiválasztásánál a gyártó cégek termékismerte­tőiben szereplő, ajánlott bevonatrendszerek nagy segítséget nyújtanak.