Antykorozja

Oprócz klasycznych powłok wykonanych z farb ciekłych od dawna powszechnie stosowane są systemy duplex (cynkowanie ogniowe i powłoki organiczne, np. powłoka proszkowa), które okazały się skuteczne w ochronie stali przed korozją. Jednak ostatnio rosnące ceny energii podnoszą koszty bardzo energochłonnego cynkowania ogniowego.
− Jako eksperci wielokrotnie spotykamy się z reklamacjami lub przypadkami uszkodzeń powłok i wiemy, że nie zawsze łatwo jest wykonać dobrej jakości powłokę proszkową elementów ze stali ocynkowanej – mówi ekspert dr Thomas Herrmann. − Oprócz dodatkowych etapów obróbki mechanicznej przygotowania powierzchni, takich jak np. „omiatanie”, dla uzyskania nieskazitelnego wyglądu bez pęcherzy, kraterów i odgotowania powłoki ważny jest również rodzaj stali, a dokładniej określona zawartość krzemu i fosforu w stopie. 

Ale właśnie na to lakiernik ma niewielki wpływ i może jedynie próbować zminimalizować wady lakiernicze za pomocą pewnych metod, takich jak np. wyżarzanie. W tym przypadku ocynkowane elementy są przed powlekaniem poddawane wstępnej obróbce w piecu w temperaturze od 180 do 200°C. Czasami jednak to nie pomaga i pozornie proste i szybkie w wykonaniu nałożenie powłoki wymaga znacznego dodatkowego wysiłku – przeszlifowania i ponownego malowania. 
W tym kontekście partnerzy projektu opracowali nowatorski system powłokowy składający się z podkładu chroniącego przed korozją o wysokiej zawartości cynku na bazie ciekłej farby i odpornej powłoki proszkowej. Projekt badawczy był realizowany w latach 2021−2023 i był finansowany przez Niemiecką Federację Stowarzyszeń Badań Przemysłowych (AiF). 

Wysoka zawartość cynku 
Jednak najpierw trzeba było odpowiedzieć na pytanie, dlaczego nie należy stosować podkładów malarskich proszkowych zawierających cynk. Aby uzyskać dobry efekt ochrony przed korozją, zawartość cynku musi być bardzo wysoka (>90% w suchej powłoce). Ze względu na swoje właściwości chemiczne i fizyczne farba proszkowa nie może być wypełniona do tak wysokiego poziomu cynkiem, aby efekt antykorozyjny zadziałał. Jednakże do ciekłej farby można dodać dużą ilość cynku, co pozwala uzyskać pożądany efekt ochrony przed korozją. Pierwszym krokiem było znalezienie odpowiedniego spoiwa, które byłoby w stanie wytrzymać wysokie temperatury od 180 do 200°C podczas procesu wygrzewania powłoki proszkowej. Na początku wybór padł na systemy złożone z żywicy silikonowej i krzemianu etylu o wysokiej zawartości cynku. Stwierdzono, że kompatybilność pomiędzy podkładem i nakładaną powłoką proszkową na bazie poliestru jest bardzo dobra, ale wyniki testów naprężeń mechanicznych i testów korozyjnych nie były zadowalające. Prawdopodobnie wynikało to głównie ze stosunkowo kruchych systemów wiążących, które również wymagały zachowania bardzo wąskiego zakresu grubości warstw, co często jest trudne do osiągnięcia w praktyce.
Następnie przeprowadzono badania z alternatywnym spoiwem na bazie żywicy epoksydowej, do którego cynk domieszano częściowo w postaci proszku, a częściowo w postaci płytek, tzw. płatków. Po odpowiedniej obróbce wstępnej polegającej na wyżarzaniu i malowaniu proszkowym poliestrową farbą nawierzchniową oba systemy wykazały bardzo dobrą rozlewność, w tym pokrycie krawędzi, oraz bardzo dobre właściwości mechaniczne, a także doskonałą ochronę przed korozją w neutralnym teście mgły solnej.
Trudność w bezpośrednim porównaniu wyników z systemami konwencjonalnymi, takimi jak ocynk i powłoka proszkowa lub stal z podkładem proszkowym i powłoką proszkową, polega na wyborze normy, która będzie stosowana do oceny. Dla systemów malowania na mokro obowiązuje norma DIN EN ISO 12944, która określa maksymalną korozję na poziomie 1,5 mm w miejscu zarysowania i nie podaje żadnych informacji na temat możliwego odspojenia powłoki. Norma DIN 55633 lub 55634 dotyczy malowania proszkowego, które ustala korozję na maksymalnie 1,0 mm, a odspojenie w przypadku stali na 3,0 mm i w przypadku stali ocynkowanej na 8,0 mm.