Epoksihartsin käyttö metallien korroosionestossa

Epoksikorroosionestopinnoitteet perustuvat epoksihartsiin ja ne valmistetaan pigmenteistä, kuivausaineista, lisäaineista jne. Epoksipinnoitteilla on erinomaiset ominaisuudet: korkea tarttuvuus, korkea lujuus, kemikaalien kestävyys ja kulutuskestävyys. Se on yksi varhaisimmista ja laajimmin käytetyistä raskaaseen käyttöön tarkoitetuista korroosionestopinnoitteista meriteollisuuden raskaaseen käyttöön tarkoitetuissa korroosionestoissa. Epoksikorroosionestopinnoitteita on monenlaisia, pääasiassa mukaan lukienbisfenoli A -epoksihartsija fenoliepoksihartsia.

Bisfenoli A -epoksihartsin molekyylirakenne sisältää hydroksyyli-, eetterisidos- ja epoksiryhmiä, ja sillä on erinomainen tarttuvuus alustaan; sen bentseenirengasrakenne antaa hartsille korkean mekaanisen lujuuden ja kulutuskestävyyden; pinnoituksen jälkeen sillä on erinomainen happo- ja emäskestävyys, korroosionkestävyys ja kemikaalien kestävyys; se kovettuu huoneenlämmössä, on helppo rakentaa, kutistuu vähän kovettumisen jälkeen eikä siitä vapaudu haihtuvia aineita, mikä täyttää vihreät ympäristönsuojelustandardit.

Fenoliepoksihartsilla on vahvempi korroosionkestävyys ja tarttuvuus, koska se sisältää enemmän epoksiryhmiä; sen kovettumissilloittumisaste on korkeampi ja tiheys vahvempi, ja sillä on myös fenolihartsin korkea lämmönkestävyys ja korroosionkestävyys. Epoksiryhmien määrän lisääntyminen lisää kuitenkin hartsin haurautta, mikä vaikuttaa sen käyttöalueeseen. Bisfenoli A:n käyttö fenolin korvaajana fenoliepoksihartsin syntetisoinnissa on vähäistä vapaan fenolin pitoisuutta ja kapeaa molekyylipainojakaumaa. Bisfenoli A:n lisääminen vahvistaa hartsin mekaanisia ominaisuuksia ja vähentää kutistumista. Epoksiryhmien määrän lisääntyminen parantaa sen tarttuvuutta ja samalla parantaa sen joustavuutta, lämmönkestävyyttä, eristyskykyä, vedenkestävyyttä ja korroosionkestävyyttä.

Epoksikorroosionestopinnoitteilla on myös haittoja, kuten heikko iskunkestävyys ja sitkeys. Siksi materiaalia on modifioitava.

Puhdas epoksihartsi on suhteellisen haurasta. Yleensä epoksiin lisätään karkaisuaineita. Noin vuoden käytön jälkeen karkaisuaineet haihtuvat, pinnoitteen hauraus lisääntyy jyrkästi ja mekaanisen iskun seurauksena voi esiintyä ongelmia, kuten irtoamista. Siksi termoplastisia hartseja käytetään yleisesti epoksin modifiointiin. Tärkeimpiä karkaisumekanismeja ovat silloittava rajoitusvaikutus, halkeamien kiinnittyminen, hiukkasten repeäminen ja venyminen sekä onteloiden leikkausmyötäily. Kun komposiittimateriaaliin kohdistuu ulkoisia voimia, täyteaineella on rooli silloittavassa rajoituksessa, passivoinnissa ja halkeamien etenemisen estämisessä matriisissa. Lisäksi silloittava voima toimii kiinnitysankkurina halkeamiin silloittavassa kohdassa karkaisuvaikutuksen aikaansaamiseksi. Epoksihartsin karkaisussa yleisesti käytettyjä termoplastisia hartseja ovat polysulfoni, polyuretaani, polysiloksaani, polyeetterisulfoni, polyamidi, polyeetterieetteriketoni jne. Nämä termoplastiset hartsit liukenevat yleensä kovettamattomiin hartseihin ja voivat olla vuorovaikutuksessa epoksihartsimatriisin kanssa, jolloin epoksihartsin kovettumisen jälkeen muodostuu vahva rajapintasidos, mikä parantaa murtumissitkeyttä menettämättä muita mekaanisia ominaisuuksia.

Lisäksi fluorin lisääminen epoksihartsirakenteeseen on myös hyvä modifiointimenetelmä. Fenolihartsi syntetisoidaan korvaamalla bisfenoli A bisfenoli AF:llä ja sitten epoksoidaan fluoratun epoksihartsin saamiseksi. Koska polymeerin pääketju sisältää difenolipropaanirakenteen, sillä on vahva mekaaninen lujuus ja kulutuskestävyys, pinnoitteen kovettumiskutistuminen on pienempi ja sitkeys paljon suurempi kuin tavallisella fenoliepoksihartsilla; se sisältää suuren määrän epoksiryhmiä, mikä muodostaa vahvan tarttuvuuden alustaan; erityisesti fluorin lisääminen tekee tästä fluorihiilihartsista hydrofobisen ja öljyä hylkivän, ja sillä on erityisen erinomainen korroosionkestävyys sekä UV- ja kemikaalien kestävyys, ja pinnoite on joustava ja sileä, ja sillä on itsepuhdistuvat ominaisuudet. Tämä pinnoite yhdistää fenolihartsipinnoitteiden, epoksihartsipinnoitteiden ja fluorihiilihartsipinnoitteiden edut ja sillä on erinomaisia etuja merikorroosionestossa.

Merikorroosionestossa epoksihartseilla on myös monia erilaisia modifiointimenetelmiä erilaisiin ympäristöihin soveltumiseksi, kuten liuotteeton tai heikko liuotin, vesipohjainen, nanopartikkelisekoitus, alhainen pintakäsittely jne. Nämä modifiointimenetelmät voivat tehdä epoksipinnoitteiden valmistuksesta ympäristöystävällisempää ja energiansäästöisempää sekä pinnoitteiden suorituskyvystä erinomaisempaa ja toimivampaa.