Popis
Vodné priemyselné protikorózne nátery zohrávajú kľúčovú úlohu pri ochrane kovových konštrukcií v odvetviach ropného a plynárenského priemyslu, námornej dopravy a ťažkého strojárstva. Výrobcovia však stále čelia dvom základným výzvam: nedostatočnej adhézii ku kovovým podkladom, ktorá často vedie k odlupovaniu náteru, a nedostatočnej odolnosti voči korózii, čo konštrukcie ponecháva zraniteľné v extrémnych podmienkach, ako je vystavenie močiaremu prostrediu alebo chemikáliám. Ultrajemný prášok kaolínu s hydrofilnou úpravou sa preukázal ako vysoce účinné riešenie, ktoré využíva svoje jedinečné vlastnosti ultrajemnej veľkosti častíc, povrchovej hydrofilnej modifikácie a chemickej inertnosti na riešenie týchto problémov.
Na rozdiel od štandardných plnív, ktoré sa môžu usadzovať vo vodných povrchoch alebo zhoršovať ochranu proti korózii, tento špecializovaný prášok z kaolínu výrazne zvyšuje adhéziu aj odolnosť voči korózii, pričom zachováva výhodu nízkeho obsahu VOC charakteristickú pre systémy na báze vody. V dôsledku toho sa stal nevyhnutnou zložkou pri formulácii vysoko výkonných protikoróznych náterov.
Mechanizmy zvyšovania adhézie
Adhézia náterov k kovovým podkladom tvorí základ efektívnej protikoróznej ochrany. Bez pevnej adhézie môžu vlhkosť a korózne látky ľahko prenikať do rozhrania medzi náterom a kovom a spúšťať koróziu pod vrstvou. Ultra jemný prášok z kaolínu s hydrofilnou úpravou, ktorý má veľkosť častíc D50 v rozmedzí 0,5–1,2 μm (12000–20000 mesh), zlepšuje adhéziu prostredníctvom viacerých mechanizmov.
Po prvé, jeho ultrajemné častice vyplnia mikroskopické jamky na povrchu kovu vytvorené procesmi ako piaskovanie alebo chemická úprava, čím vznikne „mechanické zamykanie“ medzi povlakom a podkladom. Po druhé, hydrofilná povrchová úprava dosiahnutá použitím disperzí na báze polycarboxylátov zvyšuje kompatibilitu s vodnými živkami. To zabezpečuje rovnomerné rozptýlenie a pevné spojenie s kovovými oxidmi.
Ak sa pridá v množstve 12 % až 18 % hmotnosti povlaku a zmieša s epoxidovými alebo akrylovými vodnými živicami, môže prášok kaolínu zvýšiť pevnosť pri adhézii (ASTM D4541) zo 3 MPa na 5,5–6,2 MPa. V krížových testoch adhézie dosahuje tiež hodnotenie 5B (žiadne oddeľovanie povlaku). Praktický príklad od výrobcu povlakov v Jiangsu v Číne demonštruje jeho účinnosť. Pri použití v námornej protikoróznej farbe testy na oceľových platniach ukázali, že po 1000 hodinách pôsobenia slanej vody nedošlo k odlupovaniu povlaku, čo je výrazné zlepšenie oproti len 300 hodinám u povlakov bez prítomnosti kaolínu. V odvetví ropovodov a plynovodov chráni zvýšená adhézia povlak pred poškodením počas procesov zvárania a zakladania pod zem, čo v priebehu 5 rokov zníži prevádzkové náklady o 40 %.
Zlepšenie odolnosti voči korózii
Odolnosť voči korózii je konečným cieľom priemyselných protikoróznych náterov, a ultrajemný kaolínový prášok s hydrofilnou úpravou výrazne zvyšuje tento výkon. Jeho dosková štruktúra častíc vytvára „rozprestieranú cestu“ v rámci náterovej vrstvy. Tým efektívne spomaľuje prenikanie koróznych látok, vrátane soli, vody a chemikálií, k povrchu kovu.
Keď sa pridá do vodných náterov, kaolínový prášok môže predĺžiť odolnosť voči neutrálnej jemničke soli (ASTM B117) zo 500 hodín na 1200–1500 hodín, čím ľahko spĺňa požiadavky na odolnosť voči korózii pre oceánske oceľové konštrukcie. Výrobca ťažkého strojného zariadenia v Nemecku vykonal testy na kohútikoch bagra s náterom obsahujúcim tento kaolínový prášok. Po 800 hodinách expozície vo fúkanej soli bol povrch ocele pokrytý iba 5 % hrdzou, oproti 40 % u neupravených náterov.
Kaolínový prášok tiež zvyšuje chemickú odolnosť. Nátery obsahujúce 15 % tohto prášku vydržia 30 dní ponořenia do 5 % roztoku kyseliny sírovej a 10 % roztoku hydroxidu sodného bez vzniku pľuzgierov alebo zmeny farby, čo ich robí ideálnymi pre použitie v chemických závodoch. Navyše jeho vysoká bielosť (hodnota L* ≥94 %) umožňuje nahradiť časť oxidu titaničitého (TiO₂) vo farbených protikoróznych náteroch, čím sa znížia náklady na suroviny o 15 %, aniž by bola obetovaná kryvnosť.
Presný výrobný proces
Výroba ultrajemného kaolínového prášku s hydrofilnou úpravou pre vodné priemyselné protikorózne nátery zahŕňa sériu presných krokov, ktoré zabezpečujú optimálny výkon. Surový kaolínový prach, pochádzajúci z vysokočistých ložísk v regiónoch ako Jiangxi v Číne a Južná Karolína v USA, je najskôr oplachovaný za účelom odstránenia piesku a organických nečistôt. Magnetická separácia pri 20 000–25 000 gaussov odstraňuje minerály obsahujúce železo, ktoré by mohli potenciálne podporovať koróziu.
Následne sa používa mokré mletie pomocou vysokotlakových homogenizérov pracujúcich pri tlaku 1800–2200 bar na dosiahnutie požadovanej ultrajemnej veľkosti častíc. Kľúčový krok hydrofilnej úpravy využíva polykarboxylátové dispergátory, ktoré sa pridávajú v dávke 1,0 % – 1,5 % hmotnosti kaolínu, aby obalili častice. Tým sa zabezpečí ich rovnomerné rozptýlenie vo vodných pryskriciach bez tvorby agregátov.
Suspenzia sa potom podrobuje ultracentrifugácii za účelom odstránenia hrubších častíc (≥2 μm), ktoré by mohli vytvoriť slabé miesta v povlaku. Nakoniec sa suspenzia rozprašuje pri teplote 190–230 °C za účelom výroby sypkého prášku s obsahom vlhkosti ≤0,2 %. Prášok sa balí do tesne uzavretých fóliových vreciek z hliníka, aby sa zabránilo absorpcii vlhkosti počas skladovania.
Prispôsobené technické parametre
Kľúčové technické parametre tohto prášku z kaolínu sú dôkladne prispôsobené požiadavkám vodovo rozpustných protikoróznych náterov. Patria sem veľkosť častíc D50 v rozmedzí 0,5–1,2 μm, úprava hydrofilnosti s pokrytím ≥98 % (overené meraním kontaktného uhla, pričom kontaktný uhol s vodou je ≤30°), bielosť (L* hodnota) ≥94 %, obsah železa (Fe₂O₃) ≤0,15 %, absorpcia oleja 23–28 mL/100 g a viskozita (50 % tuhých látok vo vode) ≤250 cP.
Tieto parametre sú dôsledne overované rôznymi testami. Na určenie distribúcie veľkosti častíc sa používajú laserové analyzátory veľkosti častíc, na analýzu chemického zloženia fluorescenčná röntgenová spektroskopia (XRF) a na overenie výkonu náteru sa používajú solné sprejové komory. Ku každej dávke je pripojený Certifikát analýzy (CoA), ktorý potvrdzuje zhodu s priemyselnými štandardmi, ako napríklad ISO 12944 (Farby a laky – Ochrana oceľových konštrukcií ochrannými náterovými systémami).
Optimalizovaná podpora dodávateľského reťazca
Dodávateľský reťazec tohto kaolínového prášku je optimalizovaný tak, aby zodpovedal výrobným cyklom výrobcov povlakov. Možnosti balenia sú rôznorodé, vrátane vakov s hmotnosťou 25 kg s vákuovým uzatvorením pre malé série a kontajnerov s hmotnosťou 500 kg pre veľké výrobné škály. Na zabránenie kontaminácii prášku počas skladovania a prepravy sa používajú vnútorné vložky.
Preprava je koordinovaná so spoločnosťami zaoberajúcimi sa logistikou špecializujúcimi sa na chemické materiály, ako sú Maersk a Hapag-Lloyd, čo zabezpečuje spoľahlivú dodávku do kľúčových priemyselných centier v Ázii, Európe a Severnej Amerike. Dodacia doba sa líši od 10–14 dní pre Juhovýchodnú Áziu až po 28–35 dní pre Európu.
Technické tímy ponúkajú podporu priamo na mieste, vrátane pomoci pri optimalizácii zloženia povlakov. Napríklad odporúčajú 15 % prášku z kryštalického ílu pre námorné povlaky a 12 % pre povlaky priemyselných strojov. Poskytujú tiež riešenie problémov, napríklad odstránenie aglomerácie úpravou dispergátora. Pre zákazníkov nových pre daný produkt sú k dispozícii vzorky vo výške 50–100 kg spolu s testovaním vlastností povlaku (priľnavosť, vystavenie soli) za účelom overenia kompatibility so stávajúcimi systémami živíc.
Keďže priemysly čoraz viac uprednostňujú ekologické protikorózne riešenia bez kompromitovania výkonu, ultrajemný prášok kaolínu s hydrofilnou úpravou sa stal nevyhnutným materiálom. Jeho schopnosť zvyšovať adhéziu, posilňovať odolnosť voči korózii a znížiť náklady umožňuje výrobcovm náterov dodržiavať prísne environmentálne predpisy a priemyselné štandardy. Tým zvyšujú svoju konkurencieschopnosť na globálnych trhoch pre ochranu majetku v ropnom a plynárenskom priemysle, námornej doprave a ťažkom strojárstve. Jeho aplikácie sa neustále rozširujú, čím podporujú inovácie v oblasti vodných priemyselných protikoróznych náterov a upevňujú jeho postavenie ako kľúčového ingrediencie meniaceho pravidlá v tomto priemysle.
×
