Nová definice protikorozní ochrany s aktivovaným zinkem

Zinkové nátěry mají širokou škálu využití, včetně ochrany technologických ocelových konstrukcí a průmyslových zařízení v náročném prostředí třídy C4 a C5. Vlivem působení slané vody a vyšší vlhkosti dochází v těchto prostředích k rychlejší korozi nechráněné oceli. Od představení zinkových nátěrů v 60. let 20. století, kdy byly poprvé zinkové nátěry představeny, se však v této oblasti událo jen málo změn.

V roce 2006 učinil tým výzkumu a vývoje Hempel důležitý objev: protikorozní účinek má pouze asi jedna třetina zinku ve standardním zinkovém epoxidovém nátěru. Jak vysvětluje Pernille Lind Olsen, ředitelka divize ochranných produktů (Group Protective Product Director) společnosti Hempel, tento objev podpořil společnost k hledání nového řešení.

„Když jsme zjistili, že zhruba dvě třetiny zinku jsou v zinkových epoxidových nátěrech nevyužité, začali jsme vyvíjet novou technologii, která by aktivaci zinku zvýšila,“ říká. „Tím by se zvýšila protikorozní ochrana nátěru a současně také jeho mechanická pevnost, což by se promítlo do delší trvanlivosti nátěru. Naším cílem bylo vytvořit nátěr, který se snadno nanáší a je maximálně všestranný.“

Tisícovky hodin v laboratoři Hempel přinesly řešení v podobě nové technologie, známé jako AvantGuard®. Ta by mohla být mimořádně přínosná pro mnoho průmyslových odvětví, od větrné energetiky, až po ropný a plynárenský průmysl. AvantGuard® lze totiž použít ve všech typech aplikací, určen je však zejména pro ocelové konstrukce v náročném prostředí. Jeho výhoda spočívá také v prodloužení intervalů pravidelné údržby.

PROČ VĚTŠINA ZINKU VE VAŠEM NÁTĚRU NEMÁ ŽÁDNÝ ÚČINEK?
Zinek je méně ušlechtilý kov než železo a v zinkovém nátěru funguje jako „obětní“ prvek. Je-li vystaven korozivním vlivům, jako je voda nebo kyslík, koroduje místo železa, díky čemuž zůstává ocel netknutá. Tento proces, známý jako galvanický efekt, však vyžaduje elektrický kontakt mezi částicemi zinku.

„Zinek v zinkových nátěrech je nejdůležitějším ochranným prvkem,“ říká Josep Palasi, ředitel výzkumu a vývoje (R&D Director) společnosti Hempel. „Náš výzkum však ukázal, že galvanickou ochranu zajišťuje pouze zinek v prvních 20 – 30 μm nátěru. Jelikož běžný zinkový nátěr má tloušťku kolem 60 – 80 μm, znamená to, asi dvě třetiny zinku jsou příliš vzdálené od místa koroze, a nejsou tudíž schopné oxidace, a tudíž ochrany oceli. Věděli jsme, že aktivací většího množství zinku by bylo možné zlepšit galvanický efekt, a to bez navýšení obsahu zinku. Aktivací by se zvýšila schopnost částic zinku uvolňovat elektrony. Protikorozní ochranu by pak zajišťoval zinek v celé své vrstvě.“

NOVÁ DEFINICE PROTIKOROZNÍ OCHRANY
Řešení společnosti Hempel tkví v kombinaci prvků, používaných v tradičních zinkových epoxidových nátěrech, se dvěma novými složkami – dutými skleněnými kuličkami a interně vyvinutými aktivátory. Tato směs, pojmenovaná HEMPADUR Avant‑Guard®, je prvním základním nátěrem s aktivovaným zinkem využívajícím technologii AvantGuard®. „V našich rozsáhlých testech překonal HEMPADUR AvantGuard® zinkové epoxidové nátěry bez technologie Avant‑Guard® téměř ve všech klíčových parametrech a oblastech použití,“ říká Josep Palasi. 

NOVÁ DEFINICE TRVANLIVOSTI DÍKY „SAMOOPRAVITELNOSTI“
V typicky zinkovém ochranném systému je z pohledu mechanických vlastností nejslabším článkem zinkový základní nátěr. Vlivem roztahování a smršťování oceli se tudíž mohou v nátěru objevit trhliny. Nátěry AvantGuard® jsou však jiné, a to díky jevu, který Josep Palasi označuje jako „samoopravitelnost“.

„Když jsme HEMPADUR AvantGuard® podrobili zkoušce odolnosti proti cyklickému tepelnému namáhání, zkouškám odolnosti proti praskání a zkouškám svarových spojů, zjistili jsme, že překonal zinkové epoxidové nátěry bez technologie AvantGuard®. Očekávali jsme, že si povede dobře, ale výsledek předčil naše očekávání. Výkon byl mimořádný a my jsme byli odhodláni zjistit, proč tomu tak je.“

„Pro počáteční fázi vzniku trhliny je zapotřebí největší množství energie. K dalšímu rozšíření trhliny a narušení integrity nátěru pak stačí pouze malá energie,“ vysvětluje Josep P. „Zjistili jsme, že skleněné kuličky dokážou absorbovat většinu účinku prvotní trhliny a zastavit její další rozvoj. Navíc jsme pozorovali, že vedlejší produkty, vzniklé během procesu aktivace zinku, v podstatě obsazují volný prostor po mikrotrhlině. Tím zabraňují jejím dalšímu rozvoji a vzniku závažnějších trhlin. Takže lze říci, že Avant‑Guard je schopen opravit mikrotrhliny, což byla doposud nevídaná vlastnost.“

Z podkladů společnosti Hempel (Czech Republic) s. r. o.

A New Definition of Anticorrosive Protection by Activated Zinc
The new AvantGuard® technology using activated zinc became part of the range of Hempel HEMPADUR primer coatings. The new coatings have much longer average shelf life in comparison to zinc rich epoxy primers without AvantGuard® technology. Still, they can be applied using the same application techniques.

Autor

• (red)