امکان استفاده از رنگدانه های ضد خوردگی عاری از روی با خاصیت حفاظتی بهبود یافته

استفاده از رنگدانه های ضد خوردگی، اثر قابل ملاحظه ای بر روی خواص حفاظتی پوشرنگ های مخصوص زیرآیندهای فلزی دارد. چگونگی اثر گذاری یک رنگدانه ضد خوردگی به عوامل زیر نسبت داده می شود:

افزایش مقاومت مکانیکی
ممانعت از نفوذ زنگ و خوردگی زیر لایه پوشش در نواحی آسیب دیده
باز داشتن فرایند کلی خوردگی
غیرفعال کردن سطح فلز به طریق آندی یا کاتدی

در مورد فسفات های روی، حلالیت آن ها در آب موجب رها شدن یون های فسفات ثانویه از پوشش به سطح فلز شده که خود باعث تشکیل کمپلکس های بازدارنده روی سطح فلز و غیر فعال کردن آن به طریق آندی می شود. مطابق یک نظریه دیگر در محیط های اسیدی ضعیف، کمپلکس های فسفات روی باعث کند شدن فرایند خوردگی روی سطح فلز می شوند.

روی یا ترکیبات روی بعد از هیدرولیز آن یعنی هیدروکسید روی که خاصیت آمفوتری دارند، در محیط های اسیدی و بازی محلول هستند و می توانند مانع از خوردگی شوند.

رنگدانه های اصلاح شده اورتوفسفات روی و پلی فسفات روی که در بازار کاملا شناخته شده اند، در مقایسه با فسفات روی مرسوم از کارایی شیمیایی و الکترو شیمیایی موثرتری برخوردارند، لذا خواص حفاظتی به مراتب بهتری را موجب می شوند.

علاوه بر جنبه های اقتصادی، موارد اکولوژیکی و مقررات قانونی نیز نقش تعیین کننده ای در تهیه ترکیب سامانه های پوششی نوین ایفا می کنند. در سال های اخیر نیاز به رنگدانه های ضدخوردگی عاری از روی، به طور پیوسته افزایش یافته است.

فناوری عاری از روی، دستاورد جدیدی نیست و مدت های زیادی است که انواع رنگدانه های بر پایه فسفات های کلسیم، استرانسیم، آلومینیوم و منیزیوم در بازار موجود است. با این حال چالش واقعی این است که تنها در موارد نادری امکان دارد بتوان عملکرد چندگانه را با خاصیت حفاظت از خوردگی خیلی خوب تلفیق کرد،موردی که در فسفات روی اصلاح شده وجود دارد.

اگرچه موارد دیگری نیز وجود دارند اما مسئله مهم تفاوت حلالیت این ترکیبات با فسفات روی است. اگر چه طبق جدول تناوبی عناصر چند عنصر دیگر به غیر از فلزات سنگین می توانند جایگزین روی شوند، اما عده معدودی از کیفیت مناسب برخوردارند. توجه بر روی برهمکنش های مثبت ترکیبات فسفات کلسیم و منیزیم قابل ذکر است. ویژگی های مورد نیاز برای رنگدانه جدید عاری از روی به قرار زیراند:

داشتن خاصیت حفاظت از خوردگی آندی بسیار موثر در سامانه های حلال و آب پایه
پایدار بودن و داشتن خاصیت کاربردی چندکاره
توان پراکنده سازی خیلی خوب
مقرون به صرفه بودن

در مراحل مختلف تحقیقات انجام شده به منظورامکان استفادهازرنگدانههایضدخوردگی عاریازروی، نتایج زیر حاصل گردید که افزایش غیر منتظره کارایی یک نوع رنگدانه جدید عاری از روی با کارایی بالا با نسبت های مختلف منیزیم کلسیم مشاهده شد که اثر مثبتی روی مقاومت در برابر پاشش مه نمک، پوشش های تهیه شده از آن ها داشت.

افزایش مقدار منیزیم در انواع رنگدانه های آزموده شده اثر به سزایی در کارایی ضدخوردگی سامانه های پوششی دارد. در تحقیقات صورت گرفته با کمک آنالیز پتانسیل باقی مانده معلوم شد که افزایش میزان منیزیم در ترکیب رنگدانه های ضد خوردگی جدید سبب کاهش مقدارغلظت بحرانی که خود نماینگر اثر ضد خوردگی است، می شود اما رنگدانه شامل 100% منیزیم موجب انحلال زیرآیند می شود و این مسئله نشان داد که خاصیت ضد خوردگی ندارد. اما استفاده از یک نسبت معین از کلسیم به منیزیم به عنوان یک رنگدانه بهینه شناخته شد. همچنین با استفاده از روش های تحقیقاتی الکتروشیمیایی رنگدانه بانسبت معین از کلسیم به منیزیم، کمترین PH را با بالاترین حلالیت رسانایی نشان می دهد که در واقع نتایج خوب بدست آمده از این پیگمنت را تایید می کند.

مراجع:

Lars Kirmaier, Susanne Bender, Andreas Heyn, Europian Coating Journal, 06/2014, 18-22
نشریه انجمن تولیدکنندگان رنگ و رزین، شماره 70

تنظيم و اقتباس : ستاره عسگری