Straturi protectoare organice

Straturi protectoare organice

Acoperirile cu lacuri si vopsele reprezinta una din cele mai vechi si mai folosite metode de protectie anticoroziva. Pentru aplicarea acestor straturi pretectoare se pregateste suprafata, apoi suprafata respectiva este grunduita si chituita.

GRUNDURILE - suspensii de pigmenti in diferite materiale peliculogene, reprezentand primul strat aplicat dand pelicule mate si dure.

CHITURILE - se aplica dupa grund pentru umplerea porilor si neregularitatilor; la intarire, pelicula este dura si se poate slefui. Chiturile sunt suspensii de materiale de umplutura in cantitati mici de lac sau ulei sicativ.

LACURILE - solutii de substante peliculogene in solventi organici volatili, cu sau fara adaos de ulei sicativ. Ele formeaza pelicule transparente, luciaose si se aplica de regula dupa vopsea.

VOPSELE - suspensii de pigmenti, materiale auxiliare si de umplutura in substante peliculogene. La uscare formeaza pelicule netransparente cu aspect mat pana la semilucios.

Materii prime pentru prepararea substantelor peliculogene si

influenta acestora asupra calitatii produsului

1. Liantul (lipiciul) - formeaza pelicule prin evaporarea solventului (proces fizic) sau prin reactii de polimerizare, oxidare (proces chimic). In functie de liant, substantele peliculogene pot fi:
• uleiuri vegetale
• rasini naturale sau sintetice pe baza de:

derivati celulozici

cauciuc clorurat

produsi solubili in apa

2. Sicativi - substante chimice care accelereaza uscarea liantului. Introdusi in cantitate prea mica, acestia fac ca uscarea peliculei sa fie indelungata si prin urmare sa se impurifice; introdusi in cantitate prea mare duc la incretirea si inmuierea peliculei. .
3. Plastifiantii - substante ce asigura elasticitatea peliculei si aderenta acesteia impiedicand formarea fisurilor. Sunt incolori, stabili la lumina, agenti chimici si atmosferici, nu sunt digroscopici si confera reducerea inflamabilitatii peliculei .
4. Solventii - substante organice lichide ce dizolva substantele solide sau reduc vascozitatea pentru a usura aplicarea peliculei. Utilizarea unor solventi cu volatilitate ridicata fac ca peliculele de vopsea la uscare sa aiba efecte marmorate sau cu dungi .
5. Materiale de umplutura - substante organice, ce au rol de a mari consistenta peliculei, ele imbunatatesc rezistenta mecanica si la coroziune, calitatea materialului de umplutura influentand aspectul peliculei si rezistenta la agentii chimici si atmosferici .
6. Adjuvantii - substante ce mentin produsul in stare omogena impiedicand depunerea partilor solide. Utilizarea necorespunzatoare a adjutantilor duce la aparitia de coji sau pielite in produsul finit, iar pigmentii si materialul de umplutura se depun la fundul ambalajului. Excesul de adjuvanti duce la incretirea peliculei.
7. Egalizatorii - substante ce asigura uniformitatea peliculei in stare umeda .
8. Pigmentii - substante chimice naturale sau artificiale, fin dispersate, insolubile in apa sau solventi, insa amestecate cu un liant raman in suspensie avand proprietatea de a colora diferite materiale. Au rol de protectie, rol estetic si maresc rezistenta peliculei.

Pigmentii pot fi:

a)     anorganici : naturali (pamanturi colorate natural) si artificiali (oxizii de metal)

b)     metalici - din metalsi aliaje pri macinare, au capacitate mare de acoperire, stabil la lumina, temperaturi ridicate, agenti atmosferici (bronz de aluminiu, de cupru, de zinc)

c)     termali - au proprietatea de a-si modifica culoarea la caldura

d)     fosforescenti - utilizati in vopsele speciale

e)     antivegetativi - utilizati la vopsirea partilor submarine ale navelor

Cum trebuie sa fie pelicula de vopsea pentru a fi protectoare??

Pelicula de vopsea este alcatuita dintr-o succesiune de straturi aplicate succesiv, de obicei 3-4 pana la 10 straturi pentru medii foarte corozive. Grosimea peliculei de vopsea pentru atmosfera marina este de 150 milimicroni. Pelicula de vopsea trebuie sa fie:

uniforma

aderenta la suport

sa aiba o anumita duritate

sa fie rezistenta la rupere,zgariere, lovire, frecare.

sa aiba rezistenta electrica cat mai mare

sa reziste chimic la gaze(O₂, gaze industriale) si lichide (benzina, uleiuri, solventi, acizi, baze)

sa aiba rezistenta la incalzire si racire (la temperaturi mari de 180˚C rezista numai rasinile siliconice)

sa fie rezistenta la radiatiile ultraviolete si imbatranire

sa aiba stabilitate la imbinarea cu o anumita structura capilara care sa asigure rezistenta peliculei si permeabilitatea pentru lichide, daca respiratia nu este asigurata, pelicula de vopsea se desprinde de pe suprafata.

Concluzii: Pe structura metalelor aflate permanent sub apa vopsirea este inlocuita cu aplicarea de rasini speciale, etanse si aderentela material. Mecanismul protectiei anticorozive cu lacuri si vopsele este complicat, controversat si neexplicat pe deplin. Se exclude protectia prin izolare datorita structurii capilare si permeabilitatii mari pentru lichide; una din teorii explica formarea unui strat aderent cu proprietati speciale itre metal si o parte din moleculele vopselei, aparand forte de adeziune intermoleculara.

Lianti pe baza de uleiuri

Uleiurile sunt obtinute din semintele plantelor, prin presare sau extractie cu solventi. Din punct de vedere chimic, uleiurile sunt amestecuri de trigliceride (esteri ai glicerinei cu acizi grasi saturati sau nesaturati). Acizii grasi nesaturati ai gliceridelor formeaza cu aerul produse stabile, solide numite linoxone mecanism ce sta la baza uscarii uleiurilor utilizate pentru lacuri si vopsele.

Radicalii liberi formati initializeaza polimerizarea dublelor legaturi din acizii nesaturati, polimerizarea fiind tridimensionala si da nastere unor pelicule solide, insolubile si infuzibile.

Dupa durata uscarii si aspectul peliculei, uleiurile sunt:

i)        sicative - se usuca repede (1-7zile), formeaza pelicule impermeabile si rezistente prin uscare(in, canepa, floarea soarelui)

ii)       semisicative - se usuca mai lent dau pelicule lipicioase si moi (soia, tutun, bumbac, floarea soarelui)

iii)     nesicative - nu se usuca indiferent de perioada de timp (ulei de ricin)

Uleiurile pentru vopsele se caracterizeaza din punct de vedere chimic de catre indicile de iod si reprezinta cantitatea calculata ca iod ce actioneaza la dublele legaturi din acizii nesaturati, pentru lacuri si vopsele se utilizeaza uleiuri cu indice de iod mai mare de 130.

Lianti pe baza de rasini naturale

1. Sellac-ul - rasina naturala importata din India.
2. Colofoniu - din rasina coniferelor.
3. Chihlimbar
4. Copal - rasina fosila, cea mai dura (naturala)

Rasinile naturale sunt de buna calitate, scumpe si ineficiente, de aceea in industria lacurilor si vopselelor sunt utilizate rasini sintetice.