Acoperiri anticorosive pe bază de straturi de polimer

1.Introducere

Coroziunea reprezintă fenomenul de distrugere partială sau totală a matarialelor in general și a metalelor in special, în urma unor reacții chimice si electrochimice, care au loc prin interacționea lor cu mediul inconjurator.

Coroziunea poate fi definita ca un fenomen distructiv, chimic sau electro-chimic, care afectează aspectul estetic a unui obiect și în cazuri extreme poate provoca avarii structural. Există mai multe tipuri de coroziune: galvanică, generală, localizată, intergranulară etc. Cu scopul de a proteja straturile matalice impotriva acestui proces distructiv, s-a incercat dezvoltarea invelisurilor rezistente la coroziune. Există multe aplicații posibile care au ca rezultat coroziunea, și prin urmare, o vastă varietate de învelisuri rezistente la coroziune sunt disponibile pentru mai multe tipuri de material, de suprafețe și medii de aplicare.

În cadrul tehnologiei de acoperire, exista un interes crescut in dezvoltarea aditivilor anticorozivi eficienți în masura să inlocuiască pigmenții conventionali anorganici anticorozivi adaugati, de obicei la vopsele, care ar putea avea efecte negative asupra mediului si sanatatii. Recentele studii au evidentiat faptul ca modificarea formulei unei vopsele prin adaugarea unei concentratii scazute de polimer conductor (0.2-0.3%) creste in mod semnificativ proprietatile de protectitie ale invelisului.

2. Noi idei pentru sisteme anticorosive

Coroziunea este unul dintre fenomenele cele mai păguboase pentru omenire. Se estimează că 3-4% din valoarea producţiei mondiale de metal se distruge prin coroziune. În urma conferinţei de la Berlin cu tema „Noi concepte pentru vopsele anticorozive" s-au prezentat mai multe idei inovatoare în domeniu: - conceptul autoreparării – conform acestuia, defecte relativ mari în pelicula de vopsea care asigura protecţia anticorozivă (ex. crăpături) se repară automat. - conceptul filmului barieră – un film subţire de densitate ridicata, anorganic sau organic, bazat pe chimia sol-gel sau pe nanoparticule speciale. - conceptul utilizarii unor polimeri organici conductivi ca aditivi anticorozivi activi.

a. Conceptul autoreparării

Această idee constă în încorporarea în vopseaua anticorozivă a unui copolimer capabil de autoreticulare şi a catalizatorului său. Pentru a nu reacţiona decât atunci când este nevoie, unul dintre componenţi este dispersat în vopsea, iar celălalt este separat, fiind izolat in microcapsule. De exemplu, un component poate fi hidroxi polidimetil-siloxan sau polidietoxi-siloxan care este ţinut izolat in microcapsule, iar celălalt component este catalizatorul (DBTL), care este distribuit în matriţa de vopsea (epoxi vinil ester), sau izolat în alte capsule.

Un alt sistem poate fi alcătuit din produse poliuretanice. In acest caz izocianaţii sunt incapsulaţi şi catalizatorul este dispersat în vopsea. Dacă pelicula de vopsea se fisurează, capsulele se deschid, cei doi componenţi se amestecă în crapatură şi se întăresc, formând o nouă peliculă in acel loc si protejând astfel metalul rămas expus. Teste industriale au arătat că acest concept funcţionează. Costurile sunt desigur ridicate în acest moment. Mai trebuie desigur clarificate multe aspecte: acţiunea pe termen lung, diametrul optim al capsulelor, concentraţia optimă a capsulelor în vopsea (rămâne suficient fluid pentru a repara crăpătura?), etc. Capsulele formeaza noi interfeţe în vopsea care pot avea un anumit efect asupra proprietaţilor de barieră al vopselei faţa de oxigen şi apă. De asemenea, trebuie studiate incompatibilităţile între polimerul care repară crăpăturile si vopsea.

S-au propus si sisteme în care inhibitorii de coroziune sunt încapsulati, ei fiind eliberaţi în cazul apariţiei unor defecţiuni locale ale peliculei, acţionând local si evitând să fie spălaţi în timp.

b. Conceptul filmului barieră

O vopsea apoasa sol-gel de acest fel constă dintr-o bază epoxisilan si componente pentru optimizarea pH-ului. Sistemul este ideal pentru pretratarea suprafeţelor metalice deoarece poate suprima difuzia apei şi a ionului clorură prin film si astfel pasivează suprafaţa metalică ca rezultat al reacţiei cu silanii. Sistemul se intăreşte termic, la temperaturi de circa 200oC.

c. Conceptul utilizării unor polimeri organici conductivi

Utilizarea unor polimeri organici conductivi ca aditivi în vopsele anticorozive este controversată. Comportarea polimerilor conductivi in peliculă poate duce la fenomene extreme: de la excelentă protecţie împotriva coroziunii la favorizarea atacului coroziv. Polimerii conductivi trebuie să fie utilizaţi cu atenţie, în condiţii controlate. S-a constatat în general că atunci când aceşti polimeri sunt izolaţi ca aditivi care vin în contact cu suprafaţa metalică dar nu unii cu alţii, ei dezvoltă un efect anticoroziv bun.

d. Alte concepte

Un alt aspect interesant ce s-a raportat a fost că prin utilizarea sulfatului de bariu sub forma nano într-o peliculă de vopsea cu uscare UV s-a obţinut o îmbunătaţire considerabilă a acţiunii anticorozive, deşi mecanismul prin care se realizează aceasta nu este inţeles.

Un concept interesant abordat la conferinţă este si utilizarea unor bacterii în vopsea, cu rol de a elimina coroziunea indusă de microbe.