Lakiernictwo Proszkowe

    Efekt barierowy.

Antykorozyjne właściwości cynku

Działanie podkładów cynkowych opiera się na elektrochemicznych właściwościach metali. Pierwiastki o właściwościach metalicznych można ułożyć według wzrostu potencjału elektrochemicznego i zarazem zgodnie ze spadkiem aktywności do tworzenia kationów. Aby uprościć zagadnienie i uniknąć niepotrzebnego wnikania w istotę procesu, należy przyjąć prostą zależność. Im bardziej ujemny potencjał standardowy metalu, tym większa jest jego zdolność do ulegania reakcji utlenienia. A więc, w przypadku wspólnego występowania dwóch metali, pierwszy korozji ulegnie ten o niższym potencjale elektrochemicznym – czyli występujący wcześniej w szeregu napięciowym. W przypadku pary cynk–żelazo, pierwszy z metali zacznie oddziaływać w warunkach korozyjnych z wodą, wytwarzając na swojej powierzchni ochronną warstwę tlenku cynku i równocześnie blokując rozwój korozji stali. Często specjaliści badający schemat działania elektrochemicznego zabezpieczania antykorozyjnego nazywają je „ochroną ofiarną”. Cynk „poświęca się”, chroniąc żelazo przed korozją, ulegając stopniowemu utlenieniu. Dzieje się tak, aż do wykorzystania ostatniego atomu cynku. Dopiero wówczas może nastąpić początek rozwoju korozji podłoża stalowego.

Na rynku dostępnych jest wiele produktów nazywanych „podkładami cynkowymi”. Różnią się one przede wszystkim zawartością i formą dodanego cynku. Wszystko to wpływa na ich właściwości antykorozyjne. Podkłady o najniższej zawartości cynku metalicznego w formie pyłu (lub nawet zawierające tlenek cynku) są produktami o najmniej skutecznej ochronie podłoża przed korozją. Wyższej generacji produkty zawierają cynk w formie granulatu, co poprawia ich antykorozyjne działanie. Najbardziej skuteczne epoksydowe podkłady antykorozyjne zawierają w swoim składzie cynk w postaci „wiórków”. Aby uzyskać ostateczną odporność korozyjną wyrobu, na powłokę podkładu nakłada się warstwę końcową o wymaganych walorach dekoracyjnych. Standardowo jest to powłoka farby poliestrowej zewnętrznej. Epoksydowe podkłady z wysoką zawartością cynku w postaci metalicznych wiórków stanowią doskonałą warstwę zabezpieczającą stal przed rozwojem korozji. Badania laboratoryjne i poligonowe, jak również wieloletnia praktyka zastosowań potwierdza ich doskonałe właściwości antykorozyjne. Aby uzyskać najlepszą odporność antykorozyjną oraz przyczepność międzywarstwową, należy unikać możliwości zanieczyszczenia międzyoperacyjnego, najlepiej ograniczając do minimum czas oczekiwania między poszczególnymi etapami przygotowywania i malowania wyrobu. W idealnym rozwiązaniu technologicznym, bezpośrednio po procesie mechanicznego przygotowania podłoża (śrutowaniu) detale pokrywane są podkładem, a następnie, zaraz po jego częściowym spolimeryzowaniu – poliestrową warstwą końcową. Proces częściowej polimeryzacji warstwy podkładowej nazywany jest „połówkową” polimeryzacją (ang. half lub green curing). Zgodnie z nazwą, standardowo stosuje się polimeryzację podkładu w czasie stanowiącym 50 proc. czasu określonego w Karcie Danych Technicznych produktu. Ten sposób prowadzenia procesu malowania, gdzie warstwa podkładu kończy sieciować się razem z powłoką zewnętrzną, pozwala na uzyskanie najlepszej przyczepności międzywarstwowej. Podkład cynkowy powinien być napylany na podłoże odtłuszczone, suche, wolne od tlenków i śladów korozji. Wymagania aplikacyjne: system ładowania elektrostatyczny, grubość warstwy ok. 70 µm (optymalnie od 60 do 90 µm). Optymalnym podłożem przeznaczonym do malowania podkładem jest stal śrutowana ścierniwem nierdzewnym. W przypadku malowania detali, których nie można śrutować (np. cienkościenne wyroby z blachy), można spodziewać się trochę gorszych własności antykorozyjnych, wynikających ze słabszej adhezji do podłoża. Zewnętrzna powłoka to być powinien dobrej klasy poliester zewnętrzny, przemysłowy lub architektoniczny (np. Interpon 610 lub Interpon D1036/D2525/D3020).
Szereg napięciowy metali (szereg elektrochemiczny, szereg aktywności metali): Li K Na Ca Mg Al Zn Cr Fe Cd Co Ni Sn Pb H Sb Bi Cu Ag Hg Pt Au. 
Szereg ważniejszych metali uporządkowany w kierunku wzrostu potencjału elektrochemicznego i zarazem spadku aktywności do tworzenia kationów. Na początku szeregu znajdują się metale o największej aktywności, najłatwiej ulegające procesowi utlenienia, na końcu – metale szlachetne.
Gdy wymagana jest wysoka odporność na korozję wraz z długim cyklem życia produktu w krytycznych środowiskach, warto pomyśleć o zastosowaniu nie samej farby, a podkładów barierowych lub aktywnych. Ta długoterminowa wydajność jest dziś bardzo istotna dla projektantów i inżynierów w kontekście dbałości nie tylko o zasoby finansowe, ale przede wszystkim zasoby środowiska i wpływu na środowisko. Korozji nie unikniemy, ale jest teraz o wiele łatwiej stawiać jej czoła. Dostępność rozwiązań i produktów skłania do sięgania po nie, by wydłużać cykl życia malowanych detali (i odraczać działania naprawcze, które dodatkowo obciążają ekonomicznie i środowiskowo), a tym samym zmniejszać zużycie zasobów, optymalizować procesy malarskie, co pozwala redukować ilość odpadów i zużycie energii. Dbałość o ochronę korozyjną, redukcję strat, zmniejszenie oddziaływania na środowisko naturalne oraz przedłużenie trwałości to nieodzowne elementy zintegrowanego rozwoju (ang. Sustainability).
Same korzyści. Dla środowiska, dla detali, dla wykonawcy.                    

Katarzyna Kapica
AkzoNobel Powder Coatings