Obsahem této diplomové práce je studium antikorozních nátěrových systému s vysokým obsahem zinku s povrchovou úpravou a i bez povrchové úpravy vodivými polymery.
Cílem práce je studium vlivu náhrady části obsahu kovového zinku v zinkem plněných nátěrových hmotách pigmentem nebo plnivem nekovového charakteru bez povrchové úpravy anebo pigmentem nebo plnivem nekovového charakteru s povrchovou úpravou vodivým polymerem. Práce se bude zabývat studiem vlivu sulfidických pigmentů na tento typ zinkem pigmentovaných povlaků. Pro studium bude použit zinkový prach s izometrickou morfologií částic. Budou navrženy nátěrové hmoty s obsahem kombinace Zn/sulfidický pigment při zvolených objemových koncentracích OKP, které budou formulovány na konstantní hodnotu OKP/KOKP v epoxyesterovém pojivu. Kombinací polovodivých pigmentů na bázi sulfidů, jejichž povrch je pro zvýšení elektrické vodivosti povrchově modifikován vrstvou elektrochemicky aktivních vodivých polymerů (polyanilinfosfátu, polypyrrolfosfátu) a zinku budou vytvořeny nátěrové hmoty, které by měly vykazovat antikorozní účinnost než nátěrové hmoty s pouhým obsahem zinku. Pigmentované povlaky budou testovány pomocí normovaných testů korozní odolnosti, pomocí elektrochemie a řady vlastních korozních testů odvozených pro tuto práci. Pigmentované povlaky budou testovány pomocí normovaných testů mechanické odolnosti, protože vliv náhrady části kovového zinku by se měl rovněž projevit pozitivně na mechanické vlastnosti testovaných nátěrů. Bude vyhodnocena nejefektivnější či optimální koncentrace a typ sulfidického pigmentu, případně vodivého polymeru pro korozně-inhibiční účinnost zinkem plněných nátěrů. Výsledkem bude organický povlak typu tzv. smart, který bude vykazovat tzv. selfhealing vlastnosti.
Anotace v angličtině
The content of this thesis is the study of anticorrosive coating systems with high zinc content with surface treatment and also without surface treatment with conductive polymers.
The aim of the work is to study the effect of replacing a portion of zinc metal content in zinc-filled paints with a non-metallic non-metallic or non-metallic coating or pigment or non-metallic filler with a conductive polymer coating. The work will study the influence of sulphide pigments on this type of zinc pigmented coatings. Zinc dust with isometric particle morphology will be used for the study. Coatings containing a Zn/sulphide pigment combination will be designed at selected volume concentrations of OKP, which will be formulated to a constant OKP/KOKP value in the epoxyester binder. By combining semiconducting sulphide-based pigments whose surface is surface-modified to increase electrical conductivity with a layer of electrochemically active conductive polymers (polyanilphosphate, polypyrrophosphate) and zinc, paints will be created which should exhibit anticorrosive activity than mere zinc-based paints. Pigmented coatings will be tested using standard corrosion resistance tests, electrochemistry, and a range of intrinsic corrosion tests derived for this work. Pigmented coatings will be tested using standard mechanical resistance tests, as the effect of replacing a portion of zinc metal should also be positive for the mechanical properties of the tested coatings. The most effective or optimal concentration and type of sulphide pigment, or conductive polymer, for the corrosion-inhibiting activity of zinc-filled coatings will be evaluated. The result will be a smart-type organic coating that will exhibit self-healing properties
Obsahem této diplomové práce je studium antikorozních nátěrových systému s vysokým obsahem zinku s povrchovou úpravou a i bez povrchové úpravy vodivými polymery.
Cílem práce je studium vlivu náhrady části obsahu kovového zinku v zinkem plněných nátěrových hmotách pigmentem nebo plnivem nekovového charakteru bez povrchové úpravy anebo pigmentem nebo plnivem nekovového charakteru s povrchovou úpravou vodivým polymerem. Práce se bude zabývat studiem vlivu sulfidických pigmentů na tento typ zinkem pigmentovaných povlaků. Pro studium bude použit zinkový prach s izometrickou morfologií částic. Budou navrženy nátěrové hmoty s obsahem kombinace Zn/sulfidický pigment při zvolených objemových koncentracích OKP, které budou formulovány na konstantní hodnotu OKP/KOKP v epoxyesterovém pojivu. Kombinací polovodivých pigmentů na bázi sulfidů, jejichž povrch je pro zvýšení elektrické vodivosti povrchově modifikován vrstvou elektrochemicky aktivních vodivých polymerů (polyanilinfosfátu, polypyrrolfosfátu) a zinku budou vytvořeny nátěrové hmoty, které by měly vykazovat antikorozní účinnost než nátěrové hmoty s pouhým obsahem zinku. Pigmentované povlaky budou testovány pomocí normovaných testů korozní odolnosti, pomocí elektrochemie a řady vlastních korozních testů odvozených pro tuto práci. Pigmentované povlaky budou testovány pomocí normovaných testů mechanické odolnosti, protože vliv náhrady části kovového zinku by se měl rovněž projevit pozitivně na mechanické vlastnosti testovaných nátěrů. Bude vyhodnocena nejefektivnější či optimální koncentrace a typ sulfidického pigmentu, případně vodivého polymeru pro korozně-inhibiční účinnost zinkem plněných nátěrů. Výsledkem bude organický povlak typu tzv. smart, který bude vykazovat tzv. selfhealing vlastnosti.
Anotace v angličtině
The content of this thesis is the study of anticorrosive coating systems with high zinc content with surface treatment and also without surface treatment with conductive polymers.
The aim of the work is to study the effect of replacing a portion of zinc metal content in zinc-filled paints with a non-metallic non-metallic or non-metallic coating or pigment or non-metallic filler with a conductive polymer coating. The work will study the influence of sulphide pigments on this type of zinc pigmented coatings. Zinc dust with isometric particle morphology will be used for the study. Coatings containing a Zn/sulphide pigment combination will be designed at selected volume concentrations of OKP, which will be formulated to a constant OKP/KOKP value in the epoxyester binder. By combining semiconducting sulphide-based pigments whose surface is surface-modified to increase electrical conductivity with a layer of electrochemically active conductive polymers (polyanilphosphate, polypyrrophosphate) and zinc, paints will be created which should exhibit anticorrosive activity than mere zinc-based paints. Pigmented coatings will be tested using standard corrosion resistance tests, electrochemistry, and a range of intrinsic corrosion tests derived for this work. Pigmented coatings will be tested using standard mechanical resistance tests, as the effect of replacing a portion of zinc metal should also be positive for the mechanical properties of the tested coatings. The most effective or optimal concentration and type of sulphide pigment, or conductive polymer, for the corrosion-inhibiting activity of zinc-filled coatings will be evaluated. The result will be a smart-type organic coating that will exhibit self-healing properties
Vypracujte literární rešerši na téma ochranné povlaky na bázi nátěrových hmot, zinkem pigmentované nátěry, vodivé polymery (VP), možnosti náhrady zinku pomocí jiných pigmentů, mechanismus ochranné účinnosti zinku a VP.
Připravte povrchově upravené sulfidy (ZnS, MoS2, WS2, plnivo obsahující ZnS litopon, ZnS+BaSO4) vybranými vodivými polymery (polyanilin fosfát, polypyrrol fosfát) v dostatečném množství pro laboratorní experimenty (cca 50 g).
Charakterizujte testované pigmenty z hlediska fyzikálně-chemických vlastností a parametrů používaných v oboru nátěrových hmot (hustota, spotřeba oleje, výpočet kritické objemové koncentrace pigmentu (KOKP), pH, morfologie a struktury částic, popř. další).
Ověřte antikorozní účinnost formulovaných organických povlaků na bázi nátěrových hmot obsahující testované pigmenty a Zn, kde bude část zinku nahrazena odpovídajícím pigmentem nebo pigmentem s obsahem vodivého polymeru. Pro přípravu nátěrových hmot použijte epoxyesterovou pryskyřici rozpouštědlového typu.
Připravte série modelových nátěrových hmot s obsahem sférických částic zinku a zvolených forem náhrad zinku (sulfid, nebo příslušný sulfid/VP) při zvolených hodnotách objemové koncentrace pigmentu nahrazující zinek 1, 3, 5 a 10 % (tj. OKPs/s/VP = 1 - 10%, při OKP/KOKP=konst.=0.67). Připravte i vhodné srovnávací systémy.
Připravené nátěrové hmoty aplikujte na skleněné panely a stanovte fyzikální vlastnosti povrchu nátěrů, zejména povrchovou tvrdost nátěrů v závislosti na době zasychání (metodou útlumu kyvadla a dle Bucholze). Výsledky doplňte o měření chemické odolnosti během zasychání (MEK test).
Pro stanovení mechanické odolnosti nátěrů aplikujte připravené nátěrové hmoty na ocelové panely a stanovte jejich odolnost vůči hloubení, ohybu, úderu a dále stanovte přilnavost testovaných filmů. Tyto testy proveďte podle příslušných ČSN EN ISO norem.
Pro stanovení korozní odolnosti připravených nátěrů proveďte cyklické testy s cykly expozice v atmosféře 5 % neutrální solné mlhy při teplotě 35 \stC, následné kondenzace při 40 \stC a fáze osychání při teplotě 21 \stC pro zvolenou expozici v čase 1000, max. 2000 h, dále testy v atmosféře s obsahem kondenzované vlhkosti a SO2 pro zvolené expozice v čase 1000h a max. 2000 h..
Charakterizujte korozní odolnost testovaných filmů v závislosti na pH působícího kapalného filmu pomocí stacionárního testu s definovanými kapalinami (řada 6 pufrů daného složení s pH = 2 - 12, s obsahem 3.5% NaCl)
Korozní odolnost testovaných nátěrů proveďte i metodou lineární polarizace - měření Výsledky diskutujte v závislosti na druhu a OKP nahrazujících pigmentů.
Výsledky mechanických i korozních testů diskutujte podle typu použitého pigmentu i podle typu korozního prostředí.
Závěrem doporučte, do jakého typu prostředí a pro jaké aplikace lze nátěry doporučit. Zhodnoťte, u kterých testovaných nátěrů došlo k synergickému efektu, to znamená, které nátěry jsou účinnější než nátěry se samotným kovovým zinkem.
Popište nové poznatky, přínosy a závěry této práce pro praxi.
Zásady pro vypracování
Vypracujte literární rešerši na téma ochranné povlaky na bázi nátěrových hmot, zinkem pigmentované nátěry, vodivé polymery (VP), možnosti náhrady zinku pomocí jiných pigmentů, mechanismus ochranné účinnosti zinku a VP.
Připravte povrchově upravené sulfidy (ZnS, MoS2, WS2, plnivo obsahující ZnS litopon, ZnS+BaSO4) vybranými vodivými polymery (polyanilin fosfát, polypyrrol fosfát) v dostatečném množství pro laboratorní experimenty (cca 50 g).
Charakterizujte testované pigmenty z hlediska fyzikálně-chemických vlastností a parametrů používaných v oboru nátěrových hmot (hustota, spotřeba oleje, výpočet kritické objemové koncentrace pigmentu (KOKP), pH, morfologie a struktury částic, popř. další).
Ověřte antikorozní účinnost formulovaných organických povlaků na bázi nátěrových hmot obsahující testované pigmenty a Zn, kde bude část zinku nahrazena odpovídajícím pigmentem nebo pigmentem s obsahem vodivého polymeru. Pro přípravu nátěrových hmot použijte epoxyesterovou pryskyřici rozpouštědlového typu.
Připravte série modelových nátěrových hmot s obsahem sférických částic zinku a zvolených forem náhrad zinku (sulfid, nebo příslušný sulfid/VP) při zvolených hodnotách objemové koncentrace pigmentu nahrazující zinek 1, 3, 5 a 10 % (tj. OKPs/s/VP = 1 - 10%, při OKP/KOKP=konst.=0.67). Připravte i vhodné srovnávací systémy.
Připravené nátěrové hmoty aplikujte na skleněné panely a stanovte fyzikální vlastnosti povrchu nátěrů, zejména povrchovou tvrdost nátěrů v závislosti na době zasychání (metodou útlumu kyvadla a dle Bucholze). Výsledky doplňte o měření chemické odolnosti během zasychání (MEK test).
Pro stanovení mechanické odolnosti nátěrů aplikujte připravené nátěrové hmoty na ocelové panely a stanovte jejich odolnost vůči hloubení, ohybu, úderu a dále stanovte přilnavost testovaných filmů. Tyto testy proveďte podle příslušných ČSN EN ISO norem.
Pro stanovení korozní odolnosti připravených nátěrů proveďte cyklické testy s cykly expozice v atmosféře 5 % neutrální solné mlhy při teplotě 35 \stC, následné kondenzace při 40 \stC a fáze osychání při teplotě 21 \stC pro zvolenou expozici v čase 1000, max. 2000 h, dále testy v atmosféře s obsahem kondenzované vlhkosti a SO2 pro zvolené expozice v čase 1000h a max. 2000 h..
Charakterizujte korozní odolnost testovaných filmů v závislosti na pH působícího kapalného filmu pomocí stacionárního testu s definovanými kapalinami (řada 6 pufrů daného složení s pH = 2 - 12, s obsahem 3.5% NaCl)
Korozní odolnost testovaných nátěrů proveďte i metodou lineární polarizace - měření Výsledky diskutujte v závislosti na druhu a OKP nahrazujících pigmentů.
Výsledky mechanických i korozních testů diskutujte podle typu použitého pigmentu i podle typu korozního prostředí.
Závěrem doporučte, do jakého typu prostředí a pro jaké aplikace lze nátěry doporučit. Zhodnoťte, u kterých testovaných nátěrů došlo k synergickému efektu, to znamená, které nátěry jsou účinnější než nátěry se samotným kovovým zinkem.
Popište nové poznatky, přínosy a závěry této práce pro praxi.
Seznam doporučené literatury
-
Seznam doporučené literatury
-
Přílohy volně vložené
-
Přílohy vázané v práci
-
Převzato z knihovny
Ne
Plný text práce
Přílohy
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
Diplomantka přednesla výsledky své diplomové práce a zodpověděla dotazy členů komise.