همانطور که در بخش قبلی گفته شد، خوردگی فلزات از چالشهای اساسی زیرساختهای صنعتی است که مدیریت آن از طریق روشهای حفاظتی متنوع، بهویژه پوششهای آلی، اهمیت زیادی دارد. پوششهای پایه آلکیدی بهرغم مزایای اقتصادی و کاربردهای گسترده در صنایع فولاد و چوب، به دلیل محدودیتهایی نظیر مقاومت شیمیایی و حرارتی پایین، نیازمند اصلاحات شیمیایی و استفاده از افزودنیها خاص یا فناوری نانو برای ارتقای عملکرد حفاظتی هستند.
اصلاح شیمیایی رزین آلکید
اصلاح با اپوکسی: زنجیره اصلی غیراشباع رزین آلکید طی واکنش اپوکسیداسیون به حلقه اکسیران تبدیل شده و پس از اعمال و پخت، ساختاری با شبکه بسیار متراکم (چگالی اتصالات عرضی بالا) شکل میگیرد که موجب ارتقای چشمگیر مقاومت به خوردگی فیلم پوشش میشود. با این حال، به دلیل افت مقاومت نوری سامانه در برابر تابش فرابنفش (UV) و نور خورشید، کاربرد این پوششها در محیطهای باز با محدودیت مواجه است.
اصلاح با استایرن: آلکید استایرنهشده نوعی رزین هیبریدی است که از طریق کوپلیمریزاسیون مونومر استایرن با پیوندهای غیراشباع اسید چرب زنجیره آلکید تولید میشود. این اصلاح موجب افزایش سرعت خشکایی، بهبود چسبندگی، کاهش جذب رطوبت و افزایش مقاومت شیمیایی در محیطهای اسیدی و قلیایی میگردد. این فرایند عموماً بر روی رزینهای آلکیدی کوتاهروغن (Short-Oil) صورت میپذیرد. با وجود مزایای یادشده، استفاده بیش از حد از استایرن میتواند سبب کاهش انعطافپذیری، افت مقاومت حلالی و تضعیف پایداری در برابر اشعه UV و شکنندگی فیلم پوشش شود.
اصلاح با اکریلیک: فرایند اکریلهکردن آلکیدها عمدتا از طریق کوپلیمریزاسیون وینیلی با منومرهای اکریلیک (نظیر متیل متاکریلات) صورت می گیرد؛ سازوکار این روش مشابه اصلاح با استایرن (عموماً بر روی آلکیدهای کوتاهروغن) است، با این تفاوت که به دلیل ساختار خطی منومر و عدم وجود حلقه بنزنی، مقاومت نوری (UV) پوشش بهطور چشمگیری ارتقا یافته و پایداری مضاعفی در برابر زردگرایی، نفوذ رطوبت و محیطهای قلیایی ایجاد میشود؛ هرچند مقاومت در برابر حلالها همچنان پایین باقی میماند. روش دیگری که امروزه مورد توجه قرار گرفته است، آلکیدهای هیبریدی اکریلیک پایه آب (Waterborne Acrylic-Alkyd) می باشد، در این روش، تشکیل کوپلیمرهایی با وزن مولکولی بالا و درهمتنیدگی زنجیرههای پلیمری، فیلمی متراکم با پایداری حرارتی مطلوب و مقاومت به خوردگی بسیار بالاتر بر روی بستر فلزی ایجاد میکند. این فناوری یکی از مؤثرترین راهکارها جهت کاهش آلودگی ناشی از انتشار ترکیبات آلی فرار (VOC) و ارتقای همزمان خواص ضدخوردگی به شمار میرود.
اصلاح با اورتان: اصلاح آلکیدها توسط ایزوسیاناتها، سرعت خشک شدن، مقاومت سایش و همچنین خواص حفاظتی پوشش در برابر آب و مواد شیمیایی را بهبود میبخشد.
استفاده از افزودنی ها و رنگدانه های ضدخوردگی
در پرایمرهای آلکیدی سنتی، معمولاً از بازدارندههای پایه کروم ششظرفیتی، ترکیبات سرب و فسفات روی استفاده میشد. امروزه با توجه به محدودیتهای زیستمحیطی، مشتقات فسفات روی (Zinc Phosphate) به دلیل کارایی بالا در غیرفعالسازی سطح فولاد (Passivation)، رایجترین رنگدانه ضدخوردگی محسوب میشوند.
استفاده از نانو مواد
در سالهای اخیر، نانومواد به دلیل ویژگیهای چندمنظوره نسبت به حالت تودهای (بالک)، نقشی کلیدی در ارتقای مقاومت خوردگی پوششهای آلکیدی ایفا کردهاند. تشکیل نانوکامپوزیتهای هیبریدی آلی/معدنی از طریق اتصال نانوفیلرها به زنجیرههای ماتریس پلیمری، با تقویت اثر سدی پوشش، مانع نفوذ عوامل خورنده به سطح فلز میشود. در این میان، نانوذرات اکسید آهن با ایجاد خواص مهارکنندگی عالی از خوردگی فولاد بهویژه در محیطهای اسیدی جلوگیری میکنند و نانوذرات اکسید روی (ZnO) نیز علاوه بر ماهیت اقتصادی و سازگاری با محیطزیست، بهبود همزمان خواص ضدخوردگی، ضدمیکروبی و پایداری نوری فیلم پوشش را به همراه دارند.
محصولات رزیتان
شرکت رزیتان به عنوان یکی از شرکت های پیشرو در تولید انواع رزین های آلکید، کد محصولات مناسبی با کاربری پوشش های محافظ و ضدخوردگی فلزات به بازار عرضه میکند.
مراجع
- Optimization of the branched structure to enhance the corrosion protection of waterborne acrylic-alkyd resins on iron-based materials (https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2024.108568)
- Research Progress on the Corrosion Mechanism and Protection Monitoring of Metal in Power Equipment (https://doi.org/10.3390/coatings15020119)
- Nano iron oxide dispersed alkyd coating as an efficient anticorrosive coating for industrial structures (https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2019.03.023)
- Sunflower oil-based hyperbranched alkyd/ spherical ZnO nanocomposite modeling for mechanical and anticorrosive applications (DOI: 10.1039/c7ra01343d)
- Corrosion resistances of metallic materials in environments containing chloride ions: A review (10.1016/S1003-6326(22)65802-3)
- Insights into the Development of Corrosion Protection Coatings (https://doi.org/10.3390/polym17111548)
- Toward a New Generation of Organic Coatings for Corrosion Protection Based on Poly(phenylene methylene) (https://doi.org/10.1021/acs.langmuir.5c02887)
