سیستم های پوششی

یک فرآیند پوشش دهی یا سیستم پوششی، معمولا شامل چهار مرحله اصلی است که البته بسته به شرایط مختلف، ممکن است بعضی از مراحل، برای رنگ آمیزی سطح، نادیده گرفته شود. این چهار مرحله به شرح زیر می باشند:

لایه های مختلف یک پوشش

  • آماده سازی سطح
  • اعمال لایه آستری
  • اعمال لایه میانی
  • اعمال لایه رویه
سیستم های پوششی

سیستم های پوششی

اگر هر یک از مراحل بالا، بنا به دلایلی نادیده گرفته شود، عملکرد یا عمر پوشش، کاهش خواهد یافت. نباید فراموش کرد که از میان این مراحل، آماده سازی سطح مهم ترین نقش را در کیفیت نهایی پوشش خواهد داشت. یک سیستم پوششی متوسط که بعد از آماده سازی مناسب زمینه اعمال شده باشد، نسبت به سیستم پوششی خوب که پس از آماده سازی ضعیف، به کار رفته باشد، عملکرد بهتری خواهد داشت.

در مورد آستری ها نیز که نقش غیر قابل انکاری در سیستم های پوششی  دارند، باید گفت که در حضور آنها، خوردگی زمینه، به میزان زیادی کاهش می یابد. اگرچه یک پوشش آلی، بدون لایه آستری، می تواند به عنوان یک پوشش مقاوم عمل نماید، اما چنانچه این پوشش، دچار تخریب گردد، زمینه به شدت خورده خواهد شد. به عنوان نمونه، یک آستری بر پایه روی، پیش از اعمال پوشش اصلی می تواند از طریق مکانیسم حفاظت کاتدی مانع از خوردگی زمینه شود.

پوشش میانی نیز، لایه اصلی جهت محافظت از زمینه است که می تواند بسته به شرایط، به صورت یک لایه، دو لایه و یا بیشتر  اعمال شود.

لایه رویه گاهی اوقات می تواند همان پوشش میانی باشد؛ برای مثال، اگر پوشش میانی از جنس اپوکسی یا هر پوشش دیگری که در مقابل امواج فرا بنفش حساس است، انتخاب شود، داشتن یک لایه رویه مقاوم در برابر امواج فرا بنفش ضروری است. جزئیات بیشتر در مورد لایه های مختلف، در ادامه آورده شده است.

آستری

لایه آستری اولین لایه ای است که پیش از پوشش اصلی، اعمال می شود. استفاده از آستری، مزیت های زیادی دارد که از آن جمله می توان به موارد زیر اشاره نمود؛

این لایه مقاومت به خوردگی زمینه را به میزان قابل توجهی ارتقا می دهد.
برای زمینه های نازک که استفاده از روش آماده سازی پاشش ذرات فلزی (شات بلاست)، امکان پذیر نیست، استفاده از آستری، می تواند به عنوان روشی جهت افزایش زبری سطح و در نتیجه، بهبود چسبندگی زمینه محسوب شود. این مسئله معمولا با استفاده از پوشش های تبدیلی، نظیر پوشش های فسفاته یا کروماته انجام می گیرد.
در مواردی که سطح به طور جزئی تمیز شده باشد، اعمال لایه آستری به منظور بهبود ویژگی های تَر شدنِ زمینه ضروری است.
غالب پوشش های آستری که برای کاهش خوردگی زمینه استفاده می شوند، بر پایه فلز روی (پوشش های آلی غنی از روی و پوشش های معدنی سیلیکات روی) می باشند. پوشش های آلی بر پایه روی، معمولا از توزیع پودر روی در یک رزین آلی ساخته می شوند. رزین آلی می تواند آلکید، اپوکسی یا پلی یورتان باشد. این پوشش، معمولا یک محلول کلوئیدی از روی در رزین آلی می باشد.

با افزایش مقدار و خلوص پودر استفاده شده در این پوشش ها، عملکرد نهایی نیز بهبود می یابد. حفاظت کاتدی تنها زمانی که غلظت پودر روی، بیشتر از ۷۵% وزنی است، امکان پذیر می باشد. یک پوشش آلی بر پایه روی، می تواند یک جزئی یا دو جزئی (رزین و پودر روی، به طور مجزا) باشد که نوع دو جزئی آن نسبت به نوع تک جزئی، کارآیی بهتری دارد.

یک پوشش معدنیِ بر پایه سیلیکات روی، با نوع پوشش های آلی غنی از روی، کاملا متفاوت است. اگرچه در این جا نیز پودر روی به یک رزین آلی اضافه می شود، لیکن در این مورد، رزین آلی، یک رزین فعال است که با اتم روی، قادر به تشکیل پیوند های قوی بوده و می تواند با زمینه، پیوند شیمیایی بر قرار نماید. بنابراین در مورد پوشش های معدنی روی، آماده سازی و تمیز بودن سطح زمینه، پیش از اعمال لایه آستری، ضروری است.

معمولا رزین آلی فعال در این گونه پوشش ها، اتیل سیلیکات است که مقادیر زیادی روی به آن اضافه می شود؛ یک پوشش معدنی سیلیکات روی، زمانی که همراه با دو پوشش اپوکسی و لایه رویه پلی یورتان استفاده شود، می تواند بیش از ۶-۵ سال، در محیط های خورنده مقاومت نماید، در حالیکه اگر همان سیستم پوششی، بدون آستری معدنی خود استفاده شود، ۳-۲ سال مقاوم خواهد بود.

یک پوشش معدنی اتیل سیلیکات، اگر به تنهایی استفاده شود، ۶ ماه تا یک سال می تواند در محیط های اتمسفری ملایم مقاوم باشد. بعلاوه در شرایطی که پوشش های آلی غنی از روی نمی توانند در مقابل دمای بیش از ۱۵۰ درجه سانتی گراد از خود مقاومت نشان دهند، پوشش های معدنی سیلیکات روی، می توانند دمایی بیش از ۴۵۰ درجه سانتی گراد را تحمل نماید.

یک نمونه دیگر از آستری ها، آستری های کارگاهی هستند که طول عمر بیشتری نسبت به آستری های آلی غنی از روی از خود نشان می دهند. آستری کارگاهیِ بر پایه رزین اپوکسی که حاوی پیگمنت اکسید قرمز است، مرسوم ترین آستری برای صنایع کشتی سازی و تجهیزات سنگین غوطه ور در آب است. از جمله مزایای این نوع آستری می توان به طول عمر بیشتر نسبت به سایر آستری های مرسوم و همچنین قابلیت استفاده از آن در کنار یک لایه رویه، برای سطوح آماده سازی نشده، اشاره نمود. ضخامت لایه آستری معمولا ۱ تا ۳ میل بوده و برای زمینه های فلزی از سیستم های آلکیدی که با یک حلال فعال پخت می شوند، به عنوان آستری استفاده می شود. ترکیب تقریبی یک آستری صنعتی جهت اعمال به روش اسپری، در زیر آورده شده است؛

رزین آلکید به عنوان بایندر: ۲۰%
پیگمنت به عنوان عامل محافظ در برابر خوردگی: ۱۵%
حلال : ۶۰%
افزودنی ها برای کنترل ویسکوزیته، ضد کف و … : ۵%
در سال های اخیر، آستری هایی حاوی رزین آلکیدِ اصلاح شده با اپوکسی، رواج یافته است. این رزین ها، چسبندگی بهتر و مقاومت به خوردگی بیشتری نسبت به سیستم های آلکیدی مرسوم، دارند.