بررسی اثر جایگزینی اکسید آهن میکایی به جای گرد روی در خواص شیمیایی و مکانیکی پوشش های زینک ریچ اپوکسی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 فارغ التحصیل کارشناسی ارشد، گروه پلیمر، واحد تهران جنوب، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

2 استادیار، گروه مهندسی پلیمر، واحد تهران جنوب، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.

چکیده

آسترهای غنی از روی آلی، در طی سالیان طولانی در طیف وسیعی از صنایع به کار گرفته شده و عملکرد رضایت بخشی داشته اند. اکسید آهن میکایی نیز از پرکاربردترین رنگدانه های مورد استفاده در پوشش های ضدخوردگی با کارکرد سدکنندگی است. در این تحقیق، به فرمولاسیون پوششهای اپوکسی غنی از روی پایه حلالی و اعمال آنها بر روی پلیتهای فولاد کم کربن پرداخته شد و در مقایسه با پوشش استاندارد، 5 تا 40 درصد از فرمولاسیون حاوی گرد روی با اکسید آهن میکایی جایگزین شد. عملکرد پوششهای حاصله با به کارگیری آزمون های اندازه گیری چسبندگی، تست جامی شدن، تست ضربه، تست خمش مخروطی، تست سختی سنج مدادی، تست مالش متیل اتیل کتون، مشاهده توسط میکروسکوپ نوری، امپدانس الکتروشیمیایی، اندازه گیری های پتانسیل مدار باز و آزمون اسپری نمکی مورد ارزیابی قرار گرفتند. با استفاده از میکروسکوپ نوری ساختار پوشش های حاوی درصدهای مختلف از هر دو رنگدانه مورد بررسی قرار گرفت. نتایج آزمون های انجام شده موید آن بود که در میان پوششهای فرموله شده، پوشش حاوی 40% وزنی پیگمنت اکسید آهن میکایی جایگزین شده با گرد روی در فرمولاسیون، مقاومت مکانیکی بیشتر و مقاومت به خوردگی بالاتری از خود نشان می دهد. به طور کلی، نتایج آزمون ها نشان داد که جایگزینی تا 40% از مقادیر وزنی فرمولاسیون با رنگدانه اکسید آهن میکایی، موجب کاهش واکنش پذیری روکش حاصله گردید و زمان حفاظت کاتدی به میزان40% افزایش یافت.

کلیدواژه‌ها


[1]R.N. Jagtap, P.P. Patil, S.Z. Hassan," Effect of zinc oxide in combating corrosion in zinc-rich primer" Progress in Organic Coatings 63 (2008) 389–394.
[2] S. Ananda Kumar, T. Balakrishnan, M. Alaga, Z. Denchevr," Development and characterization of silicone/phosphorus modified epoxy Materials and their application as anticorrosion and antifouling coatings" Progress in Organic Coatings 55 (2006) 207–217.
[3] Ole Øystein Knudsen, Unni Steinsmo, Marit Bjordal," Zinc-rich primers—Test performance and electrochemical properties" Progress in Organic Coatings 54 (2005) 224–229.
[4] A. Meroufel, S. Touzain," EIS characterisation of new zinc-rich powder coatings" Progress in Organic Coatings 59 (2007) 197–205.
[5] علی صالح، منوچهر خراسانی، علی جان نثاری، فرشته صادقلو، فاطمه خیری، تأثیر محتوای روی بر مقاومت خوردگی سیستم های پوشش های پودری هیبرید اپوکسی پلی استر، نشریه علمی پژوهشی مواد پیشرفته و پوششهای نوین 2 (1391) 61-70.
[6]H. Marchebois, C. Savall, J. Bernard, S. Touzain," Electrochemical behavior of zinc-rich powder coatings In artificial sea water" Electrochimica Acta 49 (2004) 2945–2954.
[7] V. Barranco, S. Feliu Jr, S. Feliu," EIS study of the corrosion behaviour of Zinc-based coatings on steel in quiescent 3% NaCl Solution. Part 1:directly exposed coatings", Corrosion Science 46 (2004) 2203–2220.
[8] Geeta Parashar, Deepak Srivastava, Pramod Kumar,"Ethyl silicate binders for high performance coatings", Progress in Organic Coatings 42 (2001) 1–14.
[9] E. Akbarinezhad, M. Ebrahimi, F. Sharif, M.M. Attar, H.R. Faridi," Synthesis and evaluating corrosion protection effects of emeraldine base PAni/clay nanocomposite as a barrier pigment in zinc-rich ethyl silicate primer" Progress in Organic Coatings 70 (2011) 39-44.
[10] محمدناصر کاکایی، ایمان دانایی، داود زارعی، مطالعه اثر اکسید آهن میکایی بر رفتار حفاظت از خوردگی پوشش پایه آبی سیلیکاتی غنی از روی، فصلنامه علمی پژوهشی فرآیندهای نوین در مهندسی مواد/ سال هفتم/ شماره سوم پائیز/1392.
[11] محمد ناصر کاکایی، داود زارعی، ایمان دانایی، مروری بر پوشش های سیلیکات معدنی غنی از روی: بخش دوم، نشریه علمی- ترویجی مطالعات در دنیای رنگ/ جلد اول/ شماره سوم/ زمستان 90.
[12] رضا امینی، علی اصغر سرابی، سید محمود کثیریها، بررسی تأثیر حضور همزمان دو پیگمنت اکسید آهن میکایی و پرک شیشه در پوشش اپوکسی بر روی خواص ضدخوردگی پوشش با استفاده از ایمپدانس الکتروشیمیایی، یازدهمین کنگره ملی مهندسین شیمی ایران، تهران- دانشگاه تربیت مدرس- 7 الی 9 آذر ماه 1385
[13] بابک نیک روش، علی اصغر سرابی، سید محمود کثیریها، بررسی اثر پیگمنت های اکسید آهن میکایی و آلومنیوم ورقه ای بر افزایش مقاومت پوشش با روش امپدانس الکتروشیمیایی و آزمون مه نمکی، نشریه علمی – پژوهشی علوم و فناوری رنگ/2 (1387)،236 -227 
 [14]Standard Test Methods for Measuring Adhesion by Tape Test, Annual Book of ASTM Standard, ASTM Standard, D3359-02, 2002.
[15] Paints and varnishes — Cupping test, ISO, Third edition 11.15, ISO 1520, 2006.
[16] Paints and varnishes — Falling-weight test, First edition 04.01, ISO 6272, 1993.
[17] Paints and varnishes — Bend test (conical mandrel), Second edition 03.15, ISO 6860, 2006.
[18] Standard Test Method for Film Hardness by Pencil Test, Annual Book of ASTM Standard, ASTM Standard, D3363-05(Reapproved 2011), 2011.
[19] Standard Practice for Assessing the Solvent Resistance of Organic Coatings Using Solvent Rubs, Annual Book of ASTM Standard, ASTM Standard, D5402-06(Reapproved 2011), 2011.
[20] Standard Test Method for Specular Gloss, Annual Book of ASTM Standard, ASTM Standard, D523-14, 2014.
[21] Standard Practice for Operating Salt Spray (Fog) Apparatus, Annual Book of ASTM Standard, ASTM Standard, B117-11, 2011.
[22] Standard Test Method for Evaluation of Painted or Coated Specimens Subjected to Corrosive Environments, Annual Book of ASTM Standard, ASTM Standard, D1654-08, 2008.
[23] Standard Practice for Evaluating Degree of Rusting on Painted Steel Surfaces, Annual Book of ASTM Standard, ASTM Standard, D610-08 (Reapproved 2012), 2012.
[24] Standard Test Method for Evaluating Degree of Blistering of Paints, Annual Book of ASTM Standard, ASTM Standard, D714-02(Reapproved 2009), 2009.
[25] X. R. Novoa, M. Izquierdo, P. Merino and L. Espada, "Electrochemical Impedance Spectroscopy and Zero Resistance Ammeters (ZRA) as Tools for Studying the Behaviour of Zinc-Rich Inorganic Coatings", Materials Science Forum, Vol. 44-45, pp. 223-234, 1989.
[26] C. M. Abreu, M. Izquierdo, P. Merino, X. R. Novoa, C. Perez, "A New Approach to the Determination  of  the  Cathodic  Protection  Period  in  Zinc-Rich  Paints",  Corrosion  55(12) 1173-1181, 1999.
[27] C. M. Abreu, M. Izquierdo, M. Keddam, X. R. Novoa and H. Takenouti, "Electrochemical Behavior of Zinc-Rich Epoxy in 3% NaCl Solution", Electrochimica Acta, Vol. 41, No. 15, pp. 2405-2415, 1996.
[28] M. Morcillo, M. Svoboda, S. Feliu Jr, B. Kanápek, J. Simancas, H. Kubátova, "A New Pigment  to  Be  Used  in  Combination  with  Zinc  Dust  in  Zinc-Rich  Anti-Corrosive Paints", Pig. Resin Technol. 27(3), 161-167, 1998.
[29] R. A. Armas, C. A. Gervasi, A. D. Sarli ,S. G. Real and J. R. Vilche, "Zinc-Rich Paints on Steels in Artificial Seawater by Electrochemical Impedance Spectroscopy", Corrosion, Vol. 48, pp. 379-383, 1992.
[30] N. Hammouda, H. Chadli, G. Guillemot and K. Belmokre, "The Corrosion Protection Behaviour of Zinc Rich Epoxy Paint in 3% NaCl Solution", Advances in Chemical Engineering and Science, Vol. 1, No. 2, pp. 51-60, 2011.
[31]M. Selvaraj and S. Guruviah, "The Electrochemical Aspects of the Influence of Different Binders on the Corrosion Protection Afforded by Zinc-Rich Paints", Surface Coatings International, Vol. 80, No. 1, pp. 12-17, 1997.
[32] H. Shi, F. Liu and E.-H. Han, "The Corrosion Behavior of Zinc-Rich Paints on Steel: Influence of Simulated Salts Deposition in an Offshore Atmosphere at the Steel/Paint Interface", Surface and Coatings Technology, Vol. 205, No. 19, pp. 4532-4539, 2011.
[33] J. R. Vilche, E. C. Bucharsky and C. A. Giudice, "Application of EIS and SEM to Evaluate the Influence of Pigment Shape and Content in ZRP Formulations on the Corrosion Prevention of Naval Steel", Corrosion Science, Vol. 44, pp. 1287–1309, 2002.
[34] D. Xie, J. Wang, J. Hu and J. Zhang, "Electrochemical Behavior of Organic and Inorganic Zinc-Rich Coatings in 3.5% Nacl Solution", The Transactions of Nonferrous Metals Society of China, Vol. 13, pp. 421-425, 2003.