رنگ ها و پوشش ها

محافظت از سازه ­ها در برابر گرد و غبار، عوامل جوی، سایش، رطوبت و محیط­ های خورنده از قبیل مواد شیمیایی، سوخت و فاضلاب‌های صنعتی و … نیاز به یک لایه حفاظتی قوی دارد. برای رنگ آمیزی یا پوشش دادن سازه ­ها به­منظور حفظ دوام و زیبایی آن و بر اساس جنس زیرآیند از بنیان­ های شیمیایی متفاوت استفاده می­شود. برای زیرآیندهای بتنی و فلزی رنگ آمیزی عمدتا با استفاده از بنیان های شیمیایی پلی یوریا، پلی یورتان و اپوکسی صورت می­پذیرد، انتخاب نوع، میزان و روش مصرف و ضخامت پوشش‌ها بر حسب شرایط کاربرد و ویژگی‌های مورد مورد نظر مشخص خواهد شد. برای محافظت سازه ­های فلزی در برابر خوردگی اقدامات مرتبط با حفاظت کاتدیک به عنوان آستری با بنیان ­های اپوکسی انتخاب رایج­ تری می­ باشند.

بر اساس استاندارد NACE 6G197/SSPC-TU 2 بیشترین مقاومت­ های شیمیایی در میان بنیان­ های مختلف پوشش­ های ترموست را می­توان بین گروه­ های اپوکسی، وینیل استر و پلی استر شناسایی نمود.

در ادامه این بنیان ­ها مقایسه گردیده­اند:

پوشش­ های پلی ­استر

به دلیل وجود تعداد زیادی پیوندهای غیراشباع و پیوندهای شیمیایی استری در رزین پلی استر، مقاومت شیمیایی رنگ­های پلی‌استر بسیار ضعیف می­باشد. جذب آب این ماده بسیار زیاد بوده و با گذشت زمان، آب جایگزین ساختار شیمیایی رزین پلی استر می­گردد. انتخاب این ماده در فرآیندهای حفاظتی در کاربردهای موقت و کوتاه مدت ممکن است تنها به دلایل اقتصادی صورت پذیرد که با گذشت زمان عملکرد پوشش به سرعت افت می­کند.

پوشش­ های پلی ­استر

بنیان شیمیایی رزین وینیل استر بر پایه اپوکسی bisphenol-A است که گروه­های اپوکساید انتهایی آن با متاکریلیک اسید وارد واکنش شده و باند استری بین ساختار bisphenol- A و metacrylic acid تشکیل شده است. از آن جا که امکان هیدرولیز پیوند شیمیایی استری در محیط­های قلیایی وجود دارد. افزایش غلظت و دمای بالای محیط، مقاومت پوشش وینیل استر را در برابر قلیا کاهش می­دهد.

حرارت زایی بسیار زیاد رنگ وینیل استر در زمان خشک شدن، شرایط اجرا را مشکل نموده و احتمال ورقه­ای و جدا شدن پوشش از سطح زیر کار را بالا می‌برد. بنیان وینیل استر به منظور کارپذیری مناسب به صورت محلول در استایرن عرضه می­گردد که یک ماده سمی‌به شمار رفته و هنگام اجرا بخارات سمی‌متصاعد می­نماید؛ بنابراین در زمان اجرا باید در خصوص رعایت موارد ایمنی نیروهای اجرایی توجه بسیار زیادی شود.

پوشش وینیل استر به صورت سه جزئی عرضه شده و زمان انبارداری آن بسیار کم (بین 3 تا 6 ماه) است و این زمان با افزایش دما به شدت کاهش می­یابد. به صورت کلی می­توان گفت خواص این نوع پوشش از پلی استر بهتر بوده و با توجه به اینکه قسمتی از ساختار پلی استر در این ماده با بنیان اپوکسی جایگزین شده است، هزینه­های اولیه خرید این ماده بیشتر می­باشد. با توجه به اینکه بین وینیل استر جدید و قدیمی‌چسبندگی وجود ندارد امکان ترمیم ماده در صورت آسیب دیدگی وجود ندارد.

پوشش ­های اپوکسی

پوشش­های اپوکسی پس از اختلاط و انجام واکنش پخت، یک شبکه سه بعدی تشکیل می­دهند. این ماده از انعطاف­پذیری بسیار خوبی نسبت­ به وینیل استر و پلی استر برخوردار است و به همین دلیل احتمال ترک خوردن آن به دلیل بروز تنش­های حرارتی در بتن و انقباض و انبساط سازه بسیار کمتر است. پوشش­های اپوکسی دو جزئی بوده و زمان انبارداری آن بسیار مطلوب (بین 1 تا 2 سال) می­باشد. چسبندگی پوشش اپوکسی به زیرآیندهای فلزی و بتنی بسیار زیاد بوده و در میان پوشش­های حفاظتی بیشترین است. با توجه به اینکه فرآیند حفاظت با میزان چسبندگی رابطه مستقیم دارد، پوشش­های اپوکسی بهترین گزینه جهت حفاظت سازه‌ها می­باشد.

دلیل نامگذاری این گروه از رزین­ها گروه اکسیران در انتهاي مولکول آنهاست. حلقه اکسیران بسیار فعال بوده در اثر واکنش با ترکیبات اسیدي و یا قلیایی و یا ترکیبات حاوي اتم هیدروژن فعال، باز شده و فرآیند پلیمریزاسیون رخ می­دهد و پس از پخت، دانسیته شبک ه­اي شدن بالایی مشاهده می­شود. رایج­ترین ترکیبات مورد استفاده ترکیبات حاوی نیتروژن می­باشند که به نام‌هاردنر شناخته شده هستند. برای تهیه این نوع پوشش ­ها، از‌هاردنرهای مختلفی از جمله پلی آمیدوآمین ­ها، پلی آمین ­ها و فنالکامین ­ها استفاده می­شود که با رزین اپوکسی وارد واکنش شده و هر یک خواص و ویژگی­ های منحصر به فردی را در رزین اپوکسی ایجاد می­نمایند.

گروه دانش بنیان آبادگران با معطوف نمودن تمرکز تحقیقاتی بر مزیت­ها و معایب برشمرده در فوق، دستیابی به بهترین پوشش و رنگ­ های محافظتی بر پایه اپوکسی را هدف قرار داد و با تمرکزدادن پروژه­ های تحقیقاتی بر سنتز‌هاردنرهای فنالکامین با قابلیت پخت در زیر آب برای دستیابی به خواص ضدخوردگی موفق به طراحی و تولید سیستم ­های پوششی با کاربردهای گوناگون گردید.

از آنجا که باید در انتخاب سیستم ­های پوششی به شرایط آب و هوایی، دما و رطوبت نسبی محیط توجه داشت، پوشش­ های زیر به منظور حفاظت انواع سطوح بتنی (مطابق استاندارد ASTM C881) و فلزی به عنوان یک راه حل مطمئن و با پشتوانه علمی‌معرفی می­گردند.