Конверсионные покрытия перед порошковой окраской

Различают два основных метода получения конверсионных покрытий на стали:

- Железофосфатирование (аморфные соединения);

Получают взаимодействием стальной поверхности с раствором, содержащим от 0.2 до 6 об.% ортофосфорной кислоты (4-6% при проведении процесса при комнатной температуре и 0.2-2% при 70-90⁰С) или раствором дигидрофосфата натрия. Формула: Fe₃(PO₄)₂·8H₂O (голубого цвета, толщина 0.1 – 0.5 мкм).

- Цинкфосфатирование (кристаллические соединения).

Получают взаимодействием стальной поверхности с раствором, содержащим дигидрофосфат цинка, ускоритель (нитрат цинка, нитрит натрия, органические соединения и т.п.) и добавки для контроля за скоростью осаждения и массой покрытия.Процесс (3-10 мин при 40-80⁰С при окунании и 1-2 мин при распылении):

3Zn(H₂PO₄)₂ +2NaNO₂ + 2Fe = Zn₃(PO₄)₂ + 2FePO₄ + N₂ + 2NaH₂PO₄ + 4H₂O

Формулы покрытий:

Цинк-железо фосфат Zn₂Fe(PO₄)₂·4H₂O (светло-серый, 5 – 15 мкм)

Цинк фосфат Zn₃(PO₄)₂·4H₂O (серый, 1 – 5 мкм).

Различают следующие методы получения конверсионных покрытий на алюминии:

- Железофосфатирование (образуется фосфат алюминия);

- Цинкфосфатирование (принципы такие же как и для стали).

- Хромфосфатирование

Получают взаимодействием алюминиевой поверхности с раствором, содержащим хроматы, фосфаты и фториды. Процесс:

2Al + 2H₃PO₄ + H₂CrO₄ + 3HF = AlPO₄ + CrPO₄ + AlF₃ + 4H₂O + 1.5H₂

Условия получения: от 5 сек до 3 мин при 35 – 50⁰С.

Состав покрытия (цвет может быть желтый, зеленый или не иметь цвета):

50-55% CrPO₄, 17-23% AlPO₄, 22-23% воды.

По мнению ряда исследователей является лучшим конверсионным покрытием для алюминия и его сплавов (наивысшая адгезия, высокие противокоррозионные свойства).

- Хроматирование

Получают взаимодействием алюминия с раствором, содержащим хромовую кислоту или хроматы и фториды (для регулирования рН часто применяют соляную кислоту).

Процесс:

3Al + 6H₂CrO₄ + 6HF = AlF₃ + Al₂O₃ + Cr₂(CrO₄)₂ +CrF₃ + 9H₂O

Условия получения: 5 – 120 сек при менее 60⁰С.

Состав покрытия (от бесцветного до коричневого):

xCr₂(CrO₄)₂·yAl₂O₃·zH₂O (24-28% Cr³⁺, 0.4% Cr⁶⁺, 1.5-7% Al³⁺, 0.3-4% F^-)

- Безхроматная подготовка

- Соединения циркония или титана (раствор состоит из плавиковой кислоты, гексафторциркониевой (гексафторкремниевой) кислот и органических полимеров (пленкообразователей)). Толщина формирующегося бесцветного покрытия – 0.01 мкм, которое представляет собой циркониево(титаново)-алюминиевый комплекс состава: ZrOF₂(TiOF₂)+AlOOH+AlF₃+полимер

- Безхроматная подготовка

- SAM – технология (от англ. Self Assembling Molecules).

Применение данной технологии позволяет получать мономолекулярные слои, выполняющие функцию конверсионного покрытия.Растворы состоят из производных фосфоновых кислот или фосфонатов (структура “голова-хвост” ( аналогично ПАВам)), которые могут быть хемосорбированы через их “головные” группы оксидными пленками металлов, а “хвостовые” – лакокрасочным материалом.В процессе получения покрытия формируется бесцветная пленка толщиной в несколько нанометров (на поверхности осаждается только один слой), которая обеспечивает очень высокую адгезию и противокоррозионные свойства (благодаря очень плотной упаковки молекул, содержащих в структуре цепи основного (щелочного) характера, что делает слой гидрофобным).

Рекомендованная последовательность стадий при подготовке поверхности перед порошковой окраской:

Железофосфатирование