Większość produkowanych obecnie na świecie farb ochronnych na podłoża stalowe zawiera (w roli stałych inhibitorów korozji, tzw. pigmentów antykorozyjnych) fosforany cynku, fosforany cynku i glinu lub też cynku i wapnia. Wspomniane sole kwasu fosforowego zastąpiły stosowane dotychczas bardzo efektywne, lecz toksyczne tlenki ołowiu oraz chromiany.
Jakkolwiek fosforany zawierające cynk nie są szkodliwe dla ludzi, to są one niebezpieczne dla środowiska wodnego, co pociąga za sobą konieczność odpowiedniego oznakowania i spedycji farb z ich udziałem. Z tego też względu trwają na świecie intensywne badania nad opracowaniem bezcynkowych pigmentów antykorozyjnych. Chociaż znane są już takie z grupy boranów i molibdenianów oraz tripolifosforan glinu, to w wielu zastosowaniach ustępują one pod względem efektywności fosforanom zawierającym cynk. W badaniach tych uczestniczy także polska grupa badaczy składająca się pracowników Wydziału Technologii i Inżynierii Chemicznej Zachodniopomorskiego Uniwersytetu Technologicznego w Szczecinie (ZUT). W efekcie prac naukowych opracowali oni serię proekologicznych bezcynkowych pigmentów fosforanowych, które oprócz wysokiej skuteczności inhibitowania korozji żelaza i stali, cechują się nanometryczną wielkością ziarna. To ostatnie powoduje, iż mogą one pozytywnie wpływać na wiele właściwości powłok, podwyższając np. ich adhezję, twardość lub połysk. Ma to szczególne znaczenie w wypadku wymalowań bezpodkładowych, w których powłoka antykorozyjna (np. poliuretanowa) pełni jednocześnie rolę warstwy ochronnej i dekoracyjnej, co może znacząco ograniczyć czas i koszty wytworzenia zabezpieczenia podłoża stalowego. Na wykresie 1 przedstawiono porównanie połysku (PN-EN ISO 2813, 60°) oraz adhezji do stali surowej (PN-EN ISO 4624:2004, metoda odrywowa) powłok poliuretanowych zawierających handlowy mikrocząstkowy pigment fosforanowy (fosforan glinu i cynku lub fosforan wapnia i cynku) lub pigment nanocząstkowy opracowany w ZUT w Szczecinie (fosforan glinu, wapnia i amonu lub fosforan glinu i amonu). Wszystkie powłoki zawierały także biel tytanową oraz klasyczne napełniacze mineralne, przy czym stosunek PVC/CPVC wynosił 0,55. Jak można zauważyć, zastosowanie pigmentów nanocząstkowych znacząco poprawia połysk i adhezję wymalowań do podłoża (rys. 1). Powłoki takie cechują się także bardzo dobrymi cechami antykorozyjnymi. Badania próbek w komorze solnej (tab. 1) wskazały, iż ich odspojenie od podłoża (wokół nacięcia) jest porównywalne lub niższe niż dla powłok z antykorozyjnymi pigmentami zawierającymi cynk. W wypadku powłok z nowymi pigmentami bezcynkowymi nie stwierdzono spęcherzenia próbek (poza nacięciem) nawet po 2500 h narażenia na mgłę solną (rys. 2). Obecnie prowadzone są prace nad wdrożeniem produkcji opracowanych nanocząstkowych pigmentów antykorozyjnych. Ich darmowe próbki można zamówić pod adresem e-mail Barbara.Grzmil@zut.edu.pl 
Antykorozyjne pigmenty bezcynkowe opracowano w ramach projektu Tango nr TANGO1/266477/NCBR/2015 finansowanego przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju będącego wspólnym przedsięwzięciem NCN i NCBR.
Barbara Grzmil, Krzysztof Kowalczyk, Kinga Łuczka
Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie
Komentarze (0)