Badania pokazały, iż aktywne pigmenty antykorozyjne z zawartością cynku mogą być z powodzeniem wyeliminowane w ramach dwuskładnikowych systemów epoksydowych. Otrzymujemy wówczas wolne od cynku wodne podkłady antykorozyjne o jakości równej tym z zawartością rozpuszczalników.
Obecność pigmentów antykorozyjnych nie oznacza najlepszej ochrony antykorozyjnej
Niezależnie od zastosowanego pigmentu, wszystkie typy farb osiągnęły zbliżony wynik testu komory wilgotnościowej wynoszący min. 672 godz. Jedynie kilka z zastosowanych pigmentów wykazało zadowalające wyniki komory wilgotnościowej – patrz wykres 2. Tam, gdzie pigmentu nie dodano czas odporności wzrósł do 840 godz. Przyczyny tak dobrej odporności antykorozyjnej należy więc upatrywać w zastosowanej wodnej dyspersji żywicy epoksydowej.
Wyniki komory solnej zmieniają się wraz z zastosowaniem poszczególnych pigmentów. Najlepsze rezultaty osiągnięto przy użyciu bieli tytanowej w zastępstwie standardowego pigmentu antykorozyjnego. Wykres nr 3 prezentuje dane po 1000 godz. testu komory solnej na podkładzie pozbawionym pigmentów antykorozyjnych, z udziałem pigmentu ZPO (organicznie zmodyfikowany fosforan cynku) oraz z zawartością wolnego od cynku pigmentu CHP (uwodniony fosforan wapnia). Również w tym przypadku podkład bez udziału pigmentów prezentuje większą elastyczność na oddziaływające warunki korozyjne.Siarczan baru w zastępstwie fosforanu cynku
Wyniki innych testów przeprowadzonych w ramach tego samego systemu farb wodorozcieńczalnych, lecz przy udziale innych alternatywnych pigmentów oraz wypełniaczy w porównaniu z formułami przedstawionymi w tab. 1 pokazują, iż zastąpienie antykorozyjnych pigmentów bardziej ekonomicznym w stosowaniu siarczanem baru również przekłada się na polepszenie wyników komory solnej. Badania nad systemami, gdzie wprowadzono zamiast ZPO biel tytanową lub siarczan baru powtarzano kilkakrotnie, potwierdzając za każdym razem tę samą tezę. Istnieją również inne publikacje, które wykazują te same zależności. Badania impedancyjnej spektroskopii elektrochemicznej wykazały, iż w farbach wodorozcieńczalnych wpływ zawartych pigmentów antykorozyjnych na funkcje barierowe jest dość niewielki – nie trwa długo lub w ogóle nie istnieje. Co więcej, wykazano, iż pigmenty antykorozyjne mają wpływ negatywny na epoksydowe systemy dwukomponentowe. Panele wykonane ze stali nierdzewnej pokryte farbą z zawartością pigmentów antykorozyjnych jedynie w niewielu przypadkach wykazały zadowalające wyniki. W jednej z publikacji został opisany schemat zastępowania w dwuskładnikowym wodnym systemie epoksydowym fosforanu cynku poprzez wolostanit oraz minerały muskowitu. Przy grubości powłoki 120 µm oraz przy zastosowaniu odpowiedniej kombinacji wypełniaczy, pokrywając stal wyśrutowaną możemy również nie dodawać fosforanu cynku, wciąż osiągając bardzo dobre wyniki testów antykorozyjnych. Pigmenty antykorozyjne mogą być więc zastępowane poprzez tzw. pigmentację alternatywną, jak również poprzez zmianę parametrów innych formuł.
Pigment & spoiwo – kluczowa interreakcja
Bardzo ważnym jest interreakcja pomiędzy utwardzaczem a antykorozyjnym pigmentem. Mamy tu na uwadze stopień zwilżalności pigmentu oraz adhezji pomiędzy utwardzaczem a powierzchnią pigmentu. Słaba przyczepność utwardzacza może zwiększyć przenikalność pigmentu. Testy ukazane w niniejszym artykule, jakim poddany został dwuskładnikowy system farb epoksydowych wskazały, iż efekt ochrony antykorozyjnej uzyskany dzięki pigmentom może być również zachowany przy wykorzystaniu innych elementów. Lepsze parametry antykorozyjne uzyskujemy bez dodatku pigmentów, bez znaczenia czy w zastępstwie użyjemy bieli tytanowej, czy też siarczanu baru. Ta cecha jest szczególnie znamienna dla epoksydowych systemów dwuskładnikowych.
Systemy wodorozcieńczalne w zastępstwie systemów rozpuszczalnikowych
Porównanie dwuskładnikowego systemu rozpuszczalnikowego pokazuje, iż przy średniej grubości powłoki 50 µm, system wodorozcieńczalny bez udziału pigmentów antykorozyjnych zabezpiecza surową stal w taki sam sposób lub nawet lepszy niż wyroby na bazie rozpuszczalników. Formuły podkładowych farb rozpuszczalnikowych zostały zaadaptowane w rozwiązaniach wodorozcieńczalnych, aby zapewnić tę samą ochronę antykorozyjną. Niestety, formuła z zawartością 5% pigmentu antykorozyjnego zawiodła po bardzo krótkim czasie. Dalszym testom została poddana zoptymalizowana formuła z udziałem 11% pigmentu antykorozyjnego.
Wykres 2: Test komory wilgotnościowej na dwukomponentowych farbach epoksydowych z użyciem różnych pigmentów antykorozyjnych (detal przygotowany powierzchniowo: “Gardobond OC”, grubość powłoki 50 µm.).
Wykres 3: Test komory solnej na dwukomponentowych farbach epoksydowych z użyciem różnych pigmentów antykorozyjnych (detal przygotowany powierzchniowo: “Gardobond OC”, grubość powłoki 50 µm.)
Przyczepność powłoki została oceniona po przeprowadzeniu 1000 godz. testu komory solnej oraz komory wilgotnościowej. Następnie, po 2 godz. „leżakowania” przeprowadzono test nacięcia (DIN EN ISO 2409). Rozwiązanie wodorozcieńczalne wykazało pozytywne efekty, zaś rozpuszczalnikowe pokazało zmienne wyniki tak, iż w niektórych przypadkach nastąpiła całkowita utrata przyczepności. Podobne wyniki osiągnięto przy udziale dwupowłokowego wodnego systemu 2K-PUR (około 50 µm podkładu oraz około 50 µm powłoki nawierzchniowej) na nieprzygotowanej chemicznie stali. Wodne podkłady bez udziału pigmentów antykorozyjnych prezentują najmniejszą ilość rdzy pełzającej.
