پوشش های ضد خوردگی و کاربرد های آن

مواد شیمیایی ضد زنگ

زنگ زدن و یا خوردگی هنگامی اتفاق می افتد که جسم مورد نظر با محیطی که در آن قرار دارد وارد واکنش می شود. بعضی ها بر این باورند که این تعریف بایستی محدود به فلزات باشد، ولی غالبا باید برای مقابله با خوردگی غیر فلزات و همچنین فلزات را نیز مد نظر قرار دداد. به عنوان مثال در طول سال ها می توان شاهد از بین رفتن رنگ ها و لاستیک ها در اثر تابش خورشید ،اکسیژن هوا، گرد و خاک، و دیگر عوامل بودو نمی توان از این خوردگی چشم پوشی نمود. این در حالی است که زنگ زدن و خوردگی فلزات و یا فولاد نیز جزی از خوردگی به حساب می آید.

زنگ زدن می تواند با سرعت های مختلف انجام پذیرد . به عنوان مثال خوردگی فولاد به کمک اسید پلی تیونیک نوعی خوردگی سریع به حساب می آید که ظرف چند ساعت انجام می گردد. اما گاهی این زنگ زدگی ها بر روی عملکرد سیستم وقفه ای ایجاد نمی نمایند ولی در هر صورت به دلیل پیشگیری از عواقب آن بهتر است از این عامل جلوگیری به عمل آید.

 معمولا زنگ زدن آهن و فولاد به کمک آب و اکسیژن موجود در هوا و یا آب انجام می پذیرد و موجب تشکیل اکسید آهن در آن ها می گردد. معمولا با اینکه در اغلب فلزات در هنگام خوردگی اکسید هایشان تشکیل می گردداما اصطلاح زنگ زدن را برای فولاد و یا آهن به کار می برند و برای سایر فلزات که از جنس آهن نیستند از اصلاح خوردگی استفاده می نمایند.

محیط های خوردگی:

می توان گفت همه ی محیط ها می توانند موجب خوردگی و زنگ زدگی شوند زیرا بخار آب و دیگر مواد مانند بخار و گاز های کلر، آمونیاک، سولفور هیدروژن، دی اکسید گوگرد، و گاز های سوختنی، اسید های معدنی مثل اسید کلریدریک، اسید سولفوریک، اسید نیتریک، اسید های آلی مثل اسید استیک، اسید فرمیک و… در محیط وجود دارد.

خسارات خوردگی:

خوردگی و یا زنگ زدگی در صنعت می تواند خسارات زیادی را به همراه داشته باشد که در زیر به آن اشاره گردیده است:

  • مخارج تعمیرات و نگهداری و بهره برداری
  • از بین بردن شکل ظاهری (مخصوصا برای اتومبیل ها)
  • خواباندن کارخانه
  • نشت یا از بین بردن محصولات با ارزش
  • کاهش بازدهی

 معمولا در صنعت برای جلوگیری از خوردگی و یا زنگ زدگی از مواد شیمیایی ضد زنگ استفاده می نمایند.
مواد زیادی برای جلوگیری از زنگ زدگی آهن و فولاد وجود دارد با این وجود، در این جا مواد شیمیایی ضد زنگی که بر پایه ی وینیلیدین کلرید ساخته می شوند مورد بحث قرار می گیرند.

انواع پوشش های ضد خوردگی و کاربرد آن

رنگ

رنگ را می توان به عنوان یک ماده مایع توصیف کرد که می تواند روی یک سطح جامد اعمال شود یا پخش شود و سپس روی آن خشک یا سخت شود تا یک لایه پیوسته و چسبنده تشکیل شود. رنگ ها اساساً از سه جزء اصلی و افزودنی های زیادی تشکیل شده اند که در مقادیر جزئی گنجانده می شوند. اجزای اصلی عبارتند از:

  • بایندر (همچنین وسیله نقلیه، محیط، رزین، فیلم یا پلیمر نیز نامیده می شود(
  • رنگدانه و افزایش دهنده
  • حلال

از این میان، تنها دو مورد اول لایه نهایی رنگ خشک را تشکیل می دهند. حلال فقط برای سهولت رنگ امیزی و تشکیل لایه اولیه ضروری است. عملکرد آنها حل کردن بایندر و کاهش ویسکوزیته رنگ است. پس از اجرا بیشتر حلال تبخیر شده و پخش نمی شود.

بایندرها

بایندرها اجزای تشکیل دهنده لایه رنگ هستند که مشخصه های اصلی پوشش، چه فیزیکی و چه شیمیایی را تعیین می کنند. رنگ ها معمولاً به دلیل اجزای چسبنده آنها (به عنوان مثال رنگ های اپوکسی، رنگ های لاستیک کلردار، رنگ های آلکیدی و غیره) نام گذاری می شوند. بایندر یک فیلم پیوسته دائمی تشکیل می دهد که مسئول چسبندگی به سطح است و به مقاومت کلی پوشش در برابر محیط کمک می کند. کلاسورهای مورد استفاده در ساخت رنگ ها به دو دسته ترموست و ترموپلاستیک تقسیم می شوند. روکش ترموست وقتی خشک شود از نظر شیمیایی با رنگ موجود در قوطی متفاوت است. پوشش های ترموست پس از پخت تحت تأثیر حلال ها قرار نمی گیرند.

حلال ها

حلال در رنگ ها را می توان به یکی از سه روش زیر توصیف کرد:

(1) حلال های واقعی  مایعی که بایندر را حل می کند و کاملاً با آن سازگار است.

(2) حلال نهان  مایعی که با یک حلال واقعی مخلوط می شود و خواص انحلال قوی تری را ایجاد می کند.

(3) حلال رقیق کننده معمولاً به عنوان یک ترکیب با مخلوط حلال واقعی و حلال نهان برای کاهش هزینه استفاده می شود.

پوشش های ضد خوردگی متقاطع

پوشش های ضد خوردگی متقاطع (ترموست)

این پوشش ها معمولاً در دو بسته جداگانه عرضه می شوند که بلافاصله قبل از اجرا با هم مخلوط می شوند. در رنگهای مایع که حلال در آن دخالت دارد، خشک کردن یک فرآیند دو مرحله ای در نظر گرفته می شود. هر دو مرحله در واقع با هم اتفاق می‌افتند اما با سرعت‌های متفاوت.

مرحله اول: حلال در اثر تبخیر از بین می رود و فیلم خشک می شود.

مرحله دوم: فیلم به تدریج با یکی از چهار روش زیر از نظر شیمیایی تقویت می شود:

  • واکنش با اکسیژن اتمسفر که به عنوان اکسیداسیون شناخته می شود.
  • واکنش با یک عامل پخت شیمیایی اضافه شده.
  • واکنش با آب
  • گرمایش مصنوعی.

این تغییر شکل در رنگ به عنوان خشک کردن یا پخت شناخته می شود. فیلم‌هایی که با روش‌های فوق تشکیل می‌شوند از نظر شیمیایی با بایندرهای اصلی متفاوت هستند و دوباره در حلال اصلی خود حل نمی‌شوند.

رزین های اپوکسی

این رزین ها اهمیت ویژه ای دارند و توسعه آنها برای استفاده به عنوان چسب یکی از مهم ترین پیشرفت ها در فناوری پوشش ضد خوردگی بود. سرعت اتصال عرضی یا پخت به دما بستگی دارد. در دمای زیر 5 درجه سانتی گراد، سرعت پخت اپوکسی های استاندارد به میزان قابل توجهی کاهش می یابد و برای به دست آوردن خواص مطلوب فیلم، پخت کامل ضروری است. اپوکسی‌ها با مواد پخت مخصوص، در دمای 5- درجه سانتی‌گراد پخته یا ثابت می‌شوند. ضروری است که توصیه های سازنده پوشش در مورد دما کاملاً رعایت شود تا اطمینان حاصل شود که پوشش ها در سرویس دهی مؤثر هستند.

 

پوشش های ضد خوردگی اپوکسی

 

انتخاب عامل پخت بسیار مهم است، زیرا ویژگی خواص فیلم را تعیین می کند. انتخاب گسترده ای از هر دو نوع رزین و مواد پخت وجود دارد که امکان فرمولاسیون محصولات را برای اکثر کاربردها فراهم می کند. اپوکسی ها هم در تماس با آب و هم در عایق سطح  استفاده می شوند و در برابر بسیاری از محیط های دریایی، از جمله حفاظت کاتدی با استفاده از روی یا سایر آندها، مقاومت خوبی از خود نشان می دهند، اما تمایل به گچ شدن در نور خورشید دارند. این فرآیند زمانی اتفاق می‌افتد که بایندر در اثر اشعه ماوراء بنفش تجزیه می‌شود و سطحی شل و شکننده ایجاد می‌کند و ذرات رنگدانه روی سطح باقی می‌مانند.

پوشش های ضد خوردگی های پلی اورتان

این پلیمرها از واکنش بین ترکیبات هیدروکسیل و ترکیبات حاوی ایزوسیانات تشکیل می شوند. در سیستم های دو بسته، یک رزین پلی اتر یا پلی استر مخصوص با گروه های هیدروکسیل آزاد با یک عامل ایزوسیانات با وزن مولکولی بالا واکنش داده می شود. یک مشکل احتمالی در مورد این مواد حساسیت آنها به آب در هنگام ذخیره سازی و استفاده است. حمل و نقل و ذخیره سازی باید مطابق با توصیه های سازنده باشد. به دلیل خاصیت پخت ضعیف آنها در دماهای پایین، توصیه های سازنده باید در حین استفاده رعایت شود.

رزین های پلی اورتان دارای مقاومت شیمیایی و حلالیت عالی هستند و در مقاومت اسیدی نسبت به اپوکسی های استاندارد برتری دارند. اپوکسی ها نسبت به پلی اورتان ها در برابر محیط های قلیایی مقاومت بیشتری دارند. روکش های پلی اورتان بسیار سخت هستند و براقیت فوق العاده خوبی دارند و براقیت را حفظ می کنند و زرد نمی شوند. با این حال برای چسبندگی بهینه پس از فرسودگی و نیاز به سطوح بسیار تمیز دارند. به دلیل خاصیت کیورینگ ایزوسیانات، هنگام اسپری کردن، خطر سلامتی بالقوه ای نیز وجود دارد که می توان با تجهیزات حفاظتی مناسب بر آن غلبه کرد.

رزین های آلکیدی

 رزین های آلکیدی از واکنش بین یک اسید آلی (مانند فتالیک اسید)، یک الکل خاص (مانند گلیسرول یا پنتااریتریتول) و یک روغن گیاهی یا اسیدهای چرب آن تشکیل می شوند. خواص نهایی آلکید به درصد روغن و همچنین به الکل و اسید آلی مورد استفاده بستگی دارد. آلکیدها در محیط های اسیدی یا قلیایی مقاوم نیستند تلاش های زیادی جهت اصلاح شده که هیچ کدام موفقیت آمیز نبوده است. رزین های آلکیدی را می توان با رزین های مختلف برای اهداف خاص استفاده کرد.

رزین های معدنی

این نوع از رزین ها شامل سیلیکات هایی است که همواره با روی استفاده می شوند. سیلیکات‌های معدنی مبتنی بر آب بر پایه سیلیکات لیتیوم، پتاسیم یا سدیم و سیلیکات‌های معدنی مبتنی بر حلال معمولاً بر پایه اتیل سیلیکات هستند. پوشش های مبتنی بر این رزین ها بسیار سخت، مقاوم در برابر خوردگی و مقاوم در برابر دما هستند. آنها به استاندارد خوبی برای آماده سازی سطح نیاز دارند و اغلب با استفاده از پوشش های ارگانیک تعمیر می شوند. روی موجود در رزین های معدنی می تواند در شرایط اسیدی یا قلیایی حل شود، اما پوشش ها تحت pH خنثی عملکرد خوبی دارند و اغلب به عنوان پوشش مخازن استفاده می شوند.

 

پوشش های ترموپلاستیک

این نوع چسب‌کننده‌های رنگ، محلول‌های ساده‌ای از رزین‌ها یا پلیمرهای مختلف هستند که در حلال های مناسب حل شده‌اند و معمولاً به صورت محصولات تک‌بسته عرضه می‌شوند و به‌ویژه برای کارهای تعمیر و نگهداری مناسب هستند. به سادگی با تبخیر حلال خشک شدن می شود. این خشک کردن فیزیکی نامیده می شود زیرا هیچ تغییر شیمیایی رخ نمی دهد. بنابراین فیلم به دست آمده همیشه به آسانی در حلال اصلی حل می شود و همچنین می تواند با گرما نرم شود.

پوشش های ترموپلاستیک

انواع بایندر در این دسته عبارتند از:

رزین های لاستیک کلر

رزین های لاستیک کلردار در سطوحی که به خوبی آماده شده اند مقاومت خوبی در برابر اسید و آب دارند. حساسیت دمایی آنها می تواند منجر به نقص های مختلف فیلم در هنگام استفاده در آب و هوای بسیار گرم شود. علاوه بر این، رنگ‌های سفید و کم‌رنگ هنگام قرار گرفتن در معرض نور شدید خورشید تمایل به زردی دارند. رنگ‌های لاستیک کلردار در دماهای پایین خشک می‌شوند و چسبندگی بین لایه‌ای خوبی را هم در سیستم‌های تازه اعمال شده و هم در سیستم‌های قدیمی ایجاد می‌کنند و آنها را برای اهداف تعمیر و نگهداری مناسب می‌سازد.

رزین های وینیل

رزین های وینیل بر پایه پلیمرهای تشکیل دهنده فیلم هستند که از نسبت های مختلف پلی وینیل کلرید، پلی وینیل استات و پلی وینیل الکل تشکیل شده اند. انواع نرم کننده مورد استفاده عبارتند از تری کرسیل فسفات یا دیوکتیل فتالات. مواد جامد با حجم بالاتر را می توان با ترکیب رزین وینیل با مواد دیگر مانند رزین های اکریلیک تولید کرد. قطران زغال سنگ را می توان برای افزایش مقاومت در برابر آب اضافه کرد.

رنگدانه ها و گسترش دهنده های پوشش های ضد خوردگی

رنگدانه ها و اکستندرها در رنگ ها به صورت پودرهای ریز استفاده می شوند. اینها به اندازه ذرات حدود 5-10 میکرون برای رنگ های تکمیلی و تقریباً 50 میکرون برای پرایمرها در بایندر پراکنده می شوند.

رنگدانه های ضد خوردگی

روی

روی به طور گسترده در پرایمرهایی استفاده می شود که در برابر خوردگی فولاد مقاومت می کند. حفاظت اولیه با عمل گالوانیکی است. با این حال، زمانی که پوشش در معرض هوا قرار می‌گیرد، تجمع روی رخ می‌دهد که مانع نفوذ پذیری با حفاظت گالوانیکی می‌شود. برای ایجاد حفاظت گالوانیکی و سدی خوب حدود 85 درصد روی در فیلم خشک بر حسب وزن مورد نیاز است. رزین هایی که می توان در نظر گرفت اپوکسی ها و سیلیکات ها هستند. برای عملکرد بهتر روی باید در تماس با بستر فولادی باشد و بنابراین تمیزی سطح قبل از استفاده ضروری است.

رنگدانه های آلومینیومی

فلیک آلومینیوم معمولاً به عنوان یک رنگدانه ضد خوردگی استفاده می شود و با ایجاد یک مسیر مداری بین آب و یون ها با جذب اکسیژن باعث تولید اکسیدهای آلومینیوم شده که منافذ را در پوشش دهنده مسدود می کند. زمانی که آلومینیوم با فولاد در تماس باشد به عنوان عامل حفاظت کاتدی محدود نیز عمل می‌کند. در پوشش تانکرهای حمل محصول محتوای آلومینیوم در فیلم خشک نباید از 10 درصد تجاوز کند تا از خطرات احتمالی جرقه در اثر تجمع گازهای قابل اشتعال جلوگیری شود.

رنگدانه های ضد خوردگی آلومینیومی

فسفات روی

از فسفات روی به عنوان رنگدانه ضد خوردگی به طور گسترده استفاده می شود و سطوح رنگدانه بالایی برای ایجاد حفاظت ضد خوردگی مورد نیاز است. فسفات روی را می توان تقریباً در هر بایندر وارد کرد و به دلیل شفافیت کم آن می توان هر رنگی را تولید کرد.

رنگدانه های سد کننده

رایج ترین انواع این رنگدانه ها، آلومینیوم (ورق آلومینیوم) و اکسید آهن میکایی (MIO) هستند. این مواد را می توان در ترکیب استفاده کرد. فیلم های رنگدانه MIO دوام بالایی دارند، اما برای رسیدن به این هدف، سطوح بالای MIO در حدود 80 درصد ضروری است. آلومینیوم سال هاست که به عنوان رنگدانه اصلی در رنگ ها استفاده می شود. شکل ورقه ایی به نفوذناپذیری بیشتر فیلم در برابر آب کمک می کند. گلاس فلیک نیز به عنوان رنگدانه مانع استفاده می شود.

صنایع شیمیایی تهران، فعال در زمینه تامین و فروش مواد شیمیایی با کیفیت و قیمت بسیار مناسب. جهت ثبت سفارش و دریافت تخفیف های ویژه تماس بگیرید.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *