Подготовка алюминия под окраску: Qualicoat

Производимые промышленностью алюминиевые профили и листы имеют на своей поверхности естественный оксидный слой. Этот оксидный слой спонтанно и мгновенно образуется на любой свежей поверхности изделий в результате реакции алюминия как химически активного металла с кислородом и влагой. В производственных условиях это происходит в присутствии загрязнений, влаги, смазок, жиров, а также различных технологических материалов.

Зачем готовить поверхность алюминия под окраску?

Этот «производственный» оксидный слой является негомогенным и содержит посторонние примеси и включения. Поэтому он не обладает способностью обеспечивать предотвращение коррозии в коррозионно-активных средах или служить адгезивной основой для последующей финишной отделки поверхности алюминия.

Чтобы обеспечить предотвращение коррозии и оптимальную адгезию между алюминиевой основой и финишным покрытием, например, порошковым покрытием, этот загрязненный оксидный слой нужно удалять до чистого металла (алюминиевого сплава) путем подходящего контролируемого процесса предварительной подготовки – химических реакций алюминия с различными химическими реагентами.

На химически чистой алюминиевой поверхности формируется контролируемое и гомогенное конверсионное/адгезионное покрытие, например, желтое хроматирование или специальное анодное покрытие.

Применение химических реагентов и добавок повышенной чистоты предотвращает новое загрязнение этого подготовленного слоя, которое затем максимально сохраняется до момента нанесения заданного финишного покрытия.

Качество поверхности под окраску

Предварительная подготовка поверхности является важным этапом для процесса нанесения однородного поверхностного слоя защитного или декоративного покрытия. Процесс предварительной подготовки поверхности включает три основных этапа [1, 2]:

удаление смазок, жиров и загрязнений;
удаление наружного негомогенного и загрязненного примесями оксидного слоя;
формирование специального адгезионного покрытия.

Подготовка поверхности под окраску

В алюминиевых строительных конструкциях – окнах, дверях, фасадах – для защиты от коррозии и обеспечения привлекательного внешнего вида изделий обычно применяется порошковое окрашивание. Порошковое и жидкое окрашивание во многом являются аналогичными процессами, хотя и требуют различного технологического оборудования. Поэтому все, что далее будет излагаться в отношении подготовки поверхности под окраску, в равной мере относится и к порошковой, и жидкой окраске алюминия.

См. также здесь

Конверсионное хроматирование: желтое и зеленое

Хроматирование является наиболее часто применяемым конверсионным процессом нанесения покрытий на алюминиевые изделия, в частности, алюминиевые профили. Конверсионными эти покрытия называют потому, что они не просто «прилипают» к поверхности, а образуют с ней единое целое.

Существует два типа процессов хроматирования:

желтое хорматирование и
зеленое хроматирование.

Желтое хроматирование

Желтое хроматирование чаще всего применяют для подготовки алюминиевой поверхности перед порошковым или жидким окрашиванием.

Этот процесс основан на реакции хромовой кислоты с очищенной поверхностью алюминия с образованием сложных солей и фторидов. В зависимости от длительности процесса и условий реакции образуется защитный слой с цветом от бесцветного до золотисто-желтого. Этот желтый цвет происходит от включений шестивалентного хрома Cr⁺⁶ в образовавшемся покрытии.

Зеленое хроматирование

Зеленым хроматированием называют еще фосфохроматированием. Главными компонентами фосфохроматных ванн обычно являются фосфорная кислота, плавиковая и хромовая кислота или другой источник шестивалентного хрома.

Различие между желтым и зеленым хроматированием

Различие между двумя конверсионными покрытиями – желтым и зеленым – хроматным и фосфохроматным – не слишком большое. Оба вида хроматирования имеют аналогичные свойства. Считается, что желтое хроматирование дает более высокую защиту от коррозии, чем зеленое хроматирование, а зеленое хроматирование, в свою очередь, обеспечивает лучшую адгезию краски, порошковой и жидкой.

Бесхроматная подготовка

В виду экологической вредности хроматных соединений были разработаны различные бесхроматные технологии подготовки поверхности, в основном на базе соединений титана и циркония.

В этой системе подготовки растворенные соединения титана и циркония совместно со сложными фторидными соединениями и добавками взаимодействуют в кислом растворе с поверхностью алюминия. На поверхности образуется сложные оксиды, содержащие алюминий, титан и цирконий, а также фтор и другие компоненты. Результирующий конверсионный/адгезионный слой является бесцветным и поэтому требует тщательной настройки технологических параметров и строгого контроля для обеспечения полной обработки поверхности.

Анодирование как подготовка поверхности

Под воздействием электрического тока при обработке алюминия в кислом водном растворе на его поверхности образуется очень прочный оксидный слой – анодно-окисное или анодное покрытие.

В качестве подготовки поверхности алюминия под окраску применяют анодирование в водном растворе серной кислоты с получением анодного слоя толщиной от 3 до 8 микрометров. В отличие от обычного защитно-декоративного анодного покрытия этот анодный слой не подвергают уплотнению – наполнению пор. Такая пористая структура обеспечивает поверхности высокие адгезивные свойства для порошкового и жидкого окрашивания. Согласно требованиям Qualicoat окрашивание подготовленной поверхности должно быть выполнено не позднее, чем в течение 16 часов [2].

В настоящее время только анодная подготовка поверхности алюминия обеспечивает защиту от такого повреждения окрашенной поверхности как подповерхностная коррозия (filiform corrosion). Организация Qualicoat одновременно с лицензией на анодную подготовку поверхности выдает одобрение применения порошковой окраски для алюминиевых конструкций, которые применяются в прибрежных районах морей и океанов.

Источник: Qualicoat Specification, 14 редакция, 2015

См. также Контроль качества порошковых красок: показатели, методы, стандарты – Руководство