مروري بر نقش نانومواد در بهبود خواص مقاومت به خوردگي پوشش هاي غني از روي

A Review on the Role of Nanoparticles in Improvement of Anti-corrosion Properties of Zinc Rich Coatings

پوشش هاي غني از روي، يكي از پرمصرفترين پوشش هاي مقاوم به خوردگي در صنايع مختلف به شمار مي روند. در اين پوشش ها اغلب از درصدهاي بالاي پودر روي (بالاي 90% وزني در فيلم خشك) به منظور حفاظت كاتدي موثر استفاده مي شود كه خود منجر به بروز مشكلات زيادي در اين پوشش ها از جمله كاهش چسبندگي پوشش به بستر فلز، كاهش خواص فيزيكي و مكانيكي و افزايش گرانروي رنگ مي‌شود. بهمنظور كاهش مشكلات يادشده، محققان سعي كرده اند تا با جايگزيني مقادير كمي از پودر روي با نانومواد (0/2 تا 5 درصد وزني)، همزمان با كاهش درصد پودر روي در اين پوشش ها، دوره حفاظت كاتدي و همچنين خاصيت حفاظت سدي- فيزيكي را در اين پوشش ها افزايش دهند. در اين مقاله، نانومواد مورد استفاده در پوشش هاي غني از روي، به 5 دسته كلي طبقه بندي شدند و نقش و سازوكار عملكرد هر دسته مورد بررسي قرار گرفت. نانومواد رساناي فلزي (شامل نانوذرات آلومينيم، منيزيم و روي) با افزايش پيوندهاي الكتريكي و بهبود محصولات خوردگي عمل مي كنند. نانومواد رساناي پايه كربني (شامل نانوذرات كربن سياه و نانولوله هاي كربني) موجب افزايش هر دو ويژگي حفاظت كاتدي و حفاظت سدي-فيزيكي در پوشش مي شوند. پليمرهاي رسانا از جمله پلي آنيلين اغلب به صورت تركيب با ساير نانومواد موجب كاهش تخلخل و افزايش رسانايي پوشش مي شوند. نانومواد نارسانا (شامل نانو رس و نانوهيدروكسيدهاي لايه اي مضاعف) كه تاثير آنها به دليل افزايش خاصيت سدكنندگي پوشش است و در نهايت، گرافن و مشتقات آن به دليل خواص منحصر به فرد خود علاوه بر افزايش رسانايي و خاصيت سدكنندگي، موجب افزايش قابل توجه چسبندگي و مقاومت به جدايش كاتدي مي شوند.

Zinc-rich paints are one of the most widely used coatings in various industries. In these coatings, high percentages of zinc powder (over 90% by weight in dry film) uses to provide effective cathodic protection, which can lead to many problems in these coatings: reducing the adhesion of the coating to the metal substrate, reducing the physical and mechanical properties and increasing the viscosity of the paint. In order to reduce the above problems, researchers have tried to replace small amounts of zinc powder with nanomaterials, simultaneously with the reduction of the percentage of zinc powder in these coatings, increase the cathodic protection period as well as the physical- barrier protection properties in these coatings. In this paper, the used nanomaterials in zinc-rich coatings were classified into five general categories and the role and mechanism of performance in each category were investigated. Metallic conductive nanomaterials (including aluminum, magnesium and zinc nanoparticles) with increasing electrical connections and improving corrosion products. Carbon-based conductive nanomaterials (including carbon black nanoparticles and carbon nanotubes) that enhance both cathodic protection and physical-barrier protection properties. Conductive polymers, including polyaniline, are often combined with other nanomaterials, reducing porosity and increasing the conductivity of the coating. Nonconductive nano materials (including nano-clay and layered double hydroxide) that their effect is due to the increased barrier properties of the coating and finally, graphene and its derivatives, due to their unique properties in addition to increasing the conductivity and the barrier properties, significantly increase the adhesion and cathodic delamination resistance.