Виды и свойства защитных материалов

Прежде чем начинать свой проект. определите, какое защитное покрытие лучше всего подходит для вашей работы. Для этого стоит ответить на три вопроса:

• Какую работу вы будете выполнять?
• Какие материалы вы можете использовать?
• Предполагается ли интенсивное движение по защищаемой поверхности?

Гальванические защитные средства

Применяя методы защиты от гальванической коррозии, следует учитывать:

1. Гальваническое сродство материала поверхности к магнию или цинку.
2. Простоту замены корродированных компонентов.
3. Площадь, которую гальванически активный металл занимает по отношению к менее активному (она всегда должна быть больше).

После этого выбирают принцип гальванической защиты, она может быть анодной или катодной. Катодная защита представляет собой способ предотвращения коррозии, когда для защиты основного материала используются преимущественно электрохимические средства. Это реализуется за счёт использования расходуемого анода, поэтому технология и применяемые материалы наиболее просты и доступны. Материал анода должен обладать повышенным (в сравнении с катодом) электрохимическим защитным потенциалом. Материал расходуемого анода – цинк, который присоединяется к стальной пластине.

Когда достигаемая разность потенциалов недостаточна для защиты катода, применяются дополнительные, уже бесконтактные средства, например, использование наложенного тока.

Хромированные детали

При нанесении на металлические детали и изделия хромирование обеспечивает защитное покрытие с характерным блеском. Оно может быть декоративным или улучшать желаемые свойства узлов машин («твёрдое» хромирование).

Основное различие между декоративным и твёрдым хромированием заключается в толщине хромового покрытия на конечном продукте. Защитные покрытия материалов на основе металлического хрома в декоративном варианте тоньше, поскольку они предназначено в первую очередь для эстетической привлекательности и уже потом - в качестве защитного покрытия. Твёрдое хромирование используется во многих отраслях промышленности благодаря прочности, износостойкости, коррозионной стойкости и другим полезным свойствам материала поверхности.

Обе технологии хромирования являются результатом одного и того же процесса, но различаются по конечным свойствам и общему применению. Защитное покрытие образуется последовательностью следующих переходов:

1. Очистки основания/подложки.
2. Дополнительной обработки адгезионными составами.
3. Электролитическое осаждение хрома на подложку.
4. Сушки при комнатной температуре.

В различных промышленных применениях используется твердое хромирование для повышения износостойкости и коррозионной стойкости компонентов оборудования.

Твердое хромовое покрытие, также известное как технический или промышленный хром, снижает трение между деталями машин и повышает их долговечность.

Защитные теплоизоляционные материалы

Стекловолокно - самый распространенный и дешёвый утеплитель, используемый с целью минимизировать теплопередачу. Этому способствует структура материала, которая образована эффективным вплетением тонких пряди стекла в изоляционный материал. Главный недостаток стекловолокна - опасность обращения с ним. Поскольку стекловолокно состоит из тонко сотканного кремния, в процессе его эксплуатации образуется стеклянный порошок и крошечные осколки стекла. Они могут вызвать повреждение глаз, легких и даже кожи, если не надето надлежащее защитное снаряжение. Стекловолокно - отличный негорючий изоляционный материал со высоким значением коэффициента тепловой защиты. При установке следует обязательно использовать защитные очки, маски и перчатки.

Минеральная вата относится к нескольким типам утеплителей- стекаловаты, базальтовой и шлаковаты. Они не имеют различных органических и неорганических добавок, а потому, хотя и не обладают приличной стойкостью от возгорания, зато и сами не горят. Минеральные ваты используются в качестве тепловой защиты больших площадей.

Целлюлозный утеплитель - один из самых экологически чистых видов теплозащитных материалов. Целлюлоза производится из переработанных бумажных отходов. Она практически не содержит кислорода, что сводит к минимуму ущерб, который может вызвать пожар. Недостаток целлюлозы – её аллергенность.

Пенополиуретан, отличный, хотя и не самый распространенный из изоляционных материалов, отличающийся повышенной огнестойкостью. Материал относительно лёгок, причём плотность пены можно регулировать в процессе её распыления на участки, не имеющие теплоизоляции.

Полистирол, как разновидность температурозащитных материалов, повсеместно используется в ремонтно-строительной практике, может поставляться в вспенённом и экструдированном виде. Пена, которая состоит из пенополистирола, легковоспламеняющаяся, и ее необходимо покрывать огнестойким химическим веществом – гексабромциклододеканом (он токсичен).

В последнее время стали доступны такие материалы, как аэрогели и пирогели. Но, из-за высокой стоимости их применение пока ограничивается оборонными и аэрокосмическими технологиями.

Важно: Негативные свойства защитных материалов, которые содержат формальдегид или асбест, исключают их из списка рекомендуемых.

Средства защиты от влаги

При внутренней изоляции используют минеральные изоляционные плиты. Конденсат, образующийся внутри плиты в процессе её использования, поглощается стенками ячеек теплоизолирующих воздушных пор, а затем переносится обратно в окружающий воздух за счет естественного высыхания минеральной основы. При этом сохраняется значение теплоизоляции. С помощью этого метода влажность жилого помещения регулируется без использования сложной пароизоляции.

Минеральная изоляционная плита поглощает влагу, вызванную дождем или конденсацией, и сохраняет ее как своего рода буфер. Влага никогда не остается на поверхности, что сводит к минимуму риск роста грибков и водорослей. Армирующий раствор предотвращает проникновение влаги, содержащейся в поверхностном слое, в изоляционный слой. Вместо этого верхнее покрытие снова высыхает в течение дня.

Из-за своей относительно большой массы минеральные изоляционные плиты обладают высокой теплоемкостью. Накопленное тепло, например от солнечного излучения, повышает температуру на внешней поверхности, что приводит к испарению поверхностной влаги.

Химические свойства и устойчивость перед насекомыми

Применяются те же средства, что и описанные в предыдущем подразделе. Для защиты кожных покровов от насекомых используются репелленты. Они выпускаются в различных формах:

• клипсы с подушечкой и вентилятором;
• фонари;
• факелы;
• настольные диффузоры;
• свечи;
• змеевики.

Как стационарные, так и носимые пространственные репелленты предназначены только для использования на открытом воздухе и применяются с учётом площади, которую они покрывают и направления ветра.

Появляются виды защитных материалов, свойства которых основаны на действии звуковых волн. Пока они лишь проходят экспериментальную проверку.

Композитные материалы

Композитные покрытия представляют собой серию защитных слоёв, наносимых на сталь, бетон или любой другой материал. Защита основания от коррозии при использовании композитных покрытий достигается комбинацией как минимум двух веществ - эпоксидной смолы и полиуретановой синтетической смолы. Многие композитные покрытия также используются в декоративных целях.

В состав композитных покрытий входят:

• подложка, обработанная клеем;
• грунтовка;
• базовое покрытие;
• верхний поверхностный слой.

Первый слой представляет собой субстрат, на который наносится покрытие. Подложкой могут служить бетонные плиты, панели и прочие плоские поверхности. В системе композитного покрытия субстрат обрабатывается металлической основой или клеем. Это действует как связь между подложкой и другими слоями. Обычно грунтовка представляет собой первый комплексный слой, наносимый после клея на подложку. Эта грунтовка действует как первый барьер против коррозии. Далее на грунтовочный слой наносится базовый слой или слой предварительной обработки, выполняющей водоотталкивающие свойства. Верхнее покрытие предназначается для антикоррозионной защиты и для выполнения декоративных функций.