SƠN CHỐNG RỈ
Trong công nghiệp sản xuất sơn chống rỉ, việc lên đơn công thức và quy trình công nghệ sản xuất phù hợp phụ thuộc rất nhiều vào các yếu tố môi trường nới sử dụng, vùng nền mà vật liệu sơn phủ sẽ bảo vệ, chiến lược và cách chống ăn mòn, tính năng nguyên vật liệu sử dụng...
Để hiểu và áp dụng thành công, một số kiến thức công nghệ và vật liệu sẽ được trình bày lần lượt để các bạn tham khảo.
Ăn mòn trong môi trường ẩm và có nhiều ion:
Khi bề mặt thép phơi ra trong môi trường ẩm mà không có sự bảo vệ, quá trình ăn mòn điện hóa trên bề mặt được diễn giải theo sơ đồ mình họa sau:
Việc lựa chọn một công thức và quy trình phù hợp cho sơn chống rỉ cần phải cân nhắc và lựa chọn theo các yếu tố quan trọng như sau:
Hệ màng phủ trong sơn chống rỉ có chức năng bảo vệ bề mặt nền theo một trong các cơ chế :
Hiệu ứng cản có được trong hệ màng phủ nhờ vào tính thấm khí, nước và dẫn ion kém của màng.
Sự ức chế quá trình ăn mòn bề mặt nền nhờ vào quá trình thụ động hóa bề mặt nền bởi hệ màng phủ có khả năng chuyển hóa hoặc nhờ sự có mặt các thành phần màu có tính ức chế trong màng phủ. Ngoài ra, trong công nghiệp, các màng phủ kim loại, hữu cơ, vô cơ còn dùng rộng rãi cơ chế chống ăn mòn bằng cách hy sinh thành phần kim loại hoạt động mạnh hơn. Thành phần kim loại này phải đang tiếp xúc với bề mặt nền.
Khả năng chống ăn mòn gây rỉ còn phụ thuộc vào tính chất thành phần chất kết dính. Đặc biệt là khả năng khô của màng tạo thành từ chất tạo màng này.Theo ISO 12944:1998, mức độ chịu môi trường của hệ màng phủ trong quá trình phục vụ của sơn được phân chia thành nhiều cấp. Các cấp này phụ thuộc tương ứng vào chủng loại hệ polymer trong thành phần chất tạo màng và cách thức hay cơ chế khô màng của hệ:
Với C2-C5 : vùng nền chịu tác động môi trường từ thấp đến dữ dội
IM: nền bị ngâm trong môi trường hoặc là đất, hoặc nước ngọt hoặc trong nước biển
Không phải hệ màng phủ nào cũng phục vụ tốt trong mọi môi trường. Từng loại môi trường có hệ màng phủ phù hợp riêng. Ba loại môi trường chính thường thấy trong các ứng dụng được lưu ý đến như sau:
Sơn giàu kẽm , một loại sơn chống rỉ dùng kẽm như kim loại thay thế cho kim loại nền (thường là sắt thép) có quá trình hoạt động bảo vệ nền như sau:
Với
sơn chống rỉ có tính cản tốt, đường dẫn ion gây ăn mòn bề mặt nền thường có tổng chiều dài lớn hơn rất nhiều so với sơn không có tính cản. Một so sánh dưới đây giúp hình dung được nguyên lý thú vị này:
Sơn không có tính cản:
Sơn có tính cản:
Sơn chống rỉ có chất tạo màng gốc vô cơ (thường là từ silicate) dùng bụi kẽm làm thành một hổn hợp có dụng ức chế hữu hiệu sự tấn công các ion của chất gây ăn mòn. Cấu tạo của màng sơn loại này như sau:
Hậu quả từ việc sử dụng thành phần nguyên liệu trong sơn nếu không phù hợp sẽ tạo ra nhiều chất hay nhóm có tính ưa nước cao trong màng sơn. Chúng là là nguồn gốc hình thành các kênh dẫn ion chất gây ăn mòn tới nền:
Khi sử dụng không đúng chủng loại sơn để bảo vệ nền theo môi trường, hiện tượng hư hỏng thường thấy là phồng giộp và bong tróc màng sơn đi kèm theo hiện tượng hen rỉ nền.
Sự phồng giộp gây ra bởi sự kém bám dính nền của màng , mất cân bằng giữa áp lực thẩm có từ sự thâm nhập của nước và ion với độ bền bám dính màng, sự tấn công gây tách lớp màng bởi quá trình ăn mòn điện hóa nơi tiếp xúc màng-nền:
Hiện tượng
bong tróc thường đi từ nguyên nhân màng phủ bị khuyết tật như nứt , rạn ( do va đập), trầy ( trong sử dụng, lắp ráp), bọt ( do chế độ phun phủ không hợp lý). Các khuyết tật tạo sẵn đường dẫn giúp thâm nhập ồ ạt chất gây ăn mòn đến nền:
Một số so sánh về các chủng lọai sơn chống rỉ được phân loại theo chức năng hoạt động theo 3 cơ chế bảo vệ chính:
Một số đơn công thức tiêu biểu cho sơn chống rỉ mang chức năng ức chế, dùng làm lớp lót
Đơn công thức sơn chống rỉ mang chức năng hy sinh gốc hữu cơ thuộc nhóm sơn giàu kẽm:
Teppi
Sơn chống rỉ
Linear Mode
