PL248807B1 - Roztwór powłoki antykorozyjnej nanoszonej na powierzchnię stali, metali oraz stopów metali - Google Patents
Roztwór powłoki antykorozyjnej nanoszonej na powierzchnię stali, metali oraz stopów metaliInfo
- Publication number
- PL248807B1 PL248807B1 PL445511A PL44551123A PL248807B1 PL 248807 B1 PL248807 B1 PL 248807B1 PL 445511 A PL445511 A PL 445511A PL 44551123 A PL44551123 A PL 44551123A PL 248807 B1 PL248807 B1 PL 248807B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- solution
- nickel
- coating
- precipitate
- corrosion
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
- C09D5/08—Anti-corrosive paints
- C09D5/082—Anti-corrosive paints characterised by the anti-corrosive pigment
- C09D5/084—Inorganic compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D183/00—Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon, with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D183/04—Polysiloxanes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
- C09D7/40—Additives
- C09D7/60—Additives non-macromolecular
- C09D7/61—Additives non-macromolecular inorganic
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
- Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)
Abstract
Przedmiotem zgłoszenia jest roztwór powłoki antykorozyjnej nanoszonej na powierzchnię stali metali oraz stopów metali. Roztwór stanowią zmieszane: rozpuszczalnik organiczny; związek lub związki krzemoorganiczne, zawierające w swojej strukturze grupy alkoksylowe; jony soli niklowej strącającej osad w zastosowanym rozpuszczalniku oraz osad soli niklowej, której jony obecne są w roztworze nad osadem. Przedmiotem zgłoszenia jest również sposób nanoszenia powłoki antykorozyjnej na bazie tego roztworu.
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest roztwór powłoki antykorozyjnej nanoszonej na powierzchnię stali, metali oraz stopów metali.
W książce J. Baszkiewicz oraz M. Kamiński w Korozja materiałów, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 2006 opisują korozję elektrochemiczną jako proces niszczenia metali oraz stali pod wpływem agresywnego środowiska roztworów elektrolitów ciekłych, czyli substancji zdolnych do przewodzenia ładunków elektrycznych. Pod tą definicją kryje się działanie różnego rodzaju kwasów, alkaliów, wody morskiej oraz wód gruntowych.
Przeciwdziałanie zjawisku korozji elektrochemicznej opiera się na kilku metodach, w tym przede wszystkich na stosowaniu ochrony elektrochemicznej przy użyciu protektorów, oraz ochrony elektrochemicznej i mechanicznej za pomocą powłok antykorozyjnych.
W ostatnim przypadku wyróżnia się powłoki metaliczne, organiczne oraz nieorganiczne (niemetaliczne). M. Schlesinger i in. w Modern Electroplating (fifth ed.), John Wiley & Sons, New Jersey, 2010 oraz R.W. Revie i in. w Corrosion and Corrosion Control, fourth ed., John Wiley & Sons, New Jersey, 2008 podają, że najczęściej stosowane powłoki w ochronie antykorozyjnej to powłoki metaliczne, w tym niklowe, cynkowe, miedziane oraz chromowe, osadzane z kąpieli galwanicznych.
W porównaniu do powłok organicznych, metaliczne są przede wszystkim tanie i niezawodne. Dodatkowo, cechuje je prostota i bezpieczeństwo pracy podczas procesu wytwarzania i obróbki. Osadzane są na powierzchniach metalicznych i stalowych w sposób ogniowy oraz elektrochemiczny. Działają jako bariera fizyczna oraz w niektórych przypadkach jako dodatkowa ochrona elektrochemiczna dla materiału chronionego, tj. podłoża. Jest to z całą pewnością przewaga ich stosowania w porównaniu do powłok organicznych, które ze względu na swój hydrofobowy charakter stanowią jedynie barierę fizyczną dla agresywnego środowiska elektrolitów wodnych.
Jednymi z najczęściej stosowanych są powłoki niklowe, nakładane w sposób elektrochemiczny z kąpieli zawierających sole niklu. Jedną z najpopularniejszych tego typu kąpieli jest kąpiel Wattsa, zawierająca siarczan (VI) niklu, chlorek niklu, kwas borowy oraz dodatki organiczne [Praca zbiorowa, Poradnik galwanotechnika (wyd. III), Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa, 2002].
Wśród powłok organicznych coraz większą uwagę zyskują w ostatnich latach powłoki otrzymywane na bazie związków krzemoorganicznych. Są to organiczno-nieorganiczne hybrydy, które tworzą wiązania kowalencyjne metal-O-Si- na powierzchni elementu chronionego. Obecność długich łańcuchów alifatycznych, dołączonych do atomu krzemu sprawia, że tak modyfikowane elementy stalowe oraz metalowe stają się bardziej hydrofobowe. Powłoki krzemoorganiczne bardzo często wykorzystywane są również jako warstwy podkładowe do nakładania powłok organicznych innego typu. Wystarczy obecność odpowiednich ugrupowań organicznych przy atomie krzemu, które zdolne są do tworzenia wiązań kowalencyjnych z docelową powłoką organiczną (najczęściej polimerową) [J. Wojciechowski i in. w Electrochim. Acta, 2016, 220, 1-10].
K. Szubert i in. w Int. J. Electrochem. Sci., 2016, 11, 8256-8269 oraz w PL229937B1 otrzymali powłokę na bazie związków krzemoorganicznych, tj. oktylotrietoksysilanu, tetraetoksysilanu oraz fluorokarbosilanu na powierzchni stali nierdzewnej 304. Pozwoliło to na zahamowanie szybkości zjawiska korozji elektrochemicznej stali w środowisku 3,5% roztworu NaCl.
Z publikacji PL237201B1 oraz w PL237201B1 znane są powłoki siloksanowe jako środki antykorozyjne dla stali nierdzewnej 304. Autorzy wykorzystali utwardzacze aminowe oraz związki polisiloksanowe o odpowiednich podstawnikach alifatycznych (alkilowych) oraz epoksydowych. Testy antykorozyjne otrzymanych produktów w komorze solnej wykazały zahamowanie zjawiska korozji elektrochemicznej stali nierdzewnej 304.
Z opisu wynalazku US005200275A znane są powłoki krzemianowe (krzemian sodu), modyfikowane związkami krzemoorganicznymi. A także kombinacja powłok metalicznej (kilka różnych), fosforanowej (konwersyjna) oraz krzemianowej. Wszystkie warstwy otrzymano na stali węglowej, stosując na samym końcu, tj. jako warstwę wierzchnią, powłokę polimerową.
W wielu przypadkach stosuje się połączenie działania obydwu typów opisywanych wyżej powłok antykorozyjnych, czyli otrzymuje się powłoki kompozytowe z mniejszym lub większym udziałem charakteru metalicznego, organicznego i/lub nieorganicznego. Przykładowo, warstwę ochronną niklową osadza się z roztworów kwaśnych, zawierających sole niklu oraz dodatki substancji organicznych, które wpływają na teksturę otrzymanego produktu oraz dodatkowo stają się składnikiem otrzymanej warstwy ochronnej. To sprawia, że tak modyfikowana powierzchnia charakteryzuje się dużo lepszymi właściwościami mechanicznymi oraz antykorozyjnymi. Obecność warstwy metalicznej oraz cząstek związków organicznych (hydrofobowych) stanowi bardziej produktywną barierę mechaniczną oraz elektrochemiczną przed działaniem czynników agresywnych.
J. Wojciechowski i in. w Int. J. Electrochem. Sci., 2017, 12, 3350-3360 osadzili powłokę niklową na powierzchni stali węglowej z kąpieli typu Wattsa z dodatkiem amoniowych cieczy jonowych. Obecność tych związków w elektrolicie, a następnie w strukturze warstwy metalicznej spowodowała wzrost właściwości antykorozyjnych stali w porównaniu do powłoki otrzymanej z kąpieli bez dodatku.
Istnieje szereg publikacji naukowych na temat elektroosadzania powłok kompozytowych na bazie niklu oraz montmorylonitu jako dodatku do kąpieli nieorganicznej z solami jonów niklu. J. Tientong i in. w Mater. Chem. Phys., 2014, 145, 44-50 osadzili elektrochemicznie na powierzchni stali nierdzewnej powłokę niklową, następnie warstwę powłoki kompozytowej, tj. niklowej z dodatkiem montmorylonitu (krzemiany magnezu, glinu i sodu). Otrzymany depozyt charakteryzował się dużo większą wytrzymałością na ścieranie oraz odpornością antykorozyjną w porównaniu do powłoki niemodyfikowanej dodatkiem. Y.H. Ahmad i in. w Surf. Coat. Technol., 2014, 242, 170-176 opisują badania na temat powłoki niklowej na powierzchni miedzi. W tym przypadku dodatek montmorylonitu również pozwolił na poprawę parametrów użytkowych, w tym twardości oraz ochrony antykorozyjnej elementu podłoża.
Powłoki metaliczne to również powłoki stopowe. C.R. Thurber i in. w Curr. Appl. Phys., 2016, 16, 387-396 otrzymali depozyt powłoki niklowej i miedzianej, natomiast Y.H. Ahmad i in. w Surf. Coat. Technol., 2014, 259, 517-525 powłokę niklową i molibdenową. W obu przypadkach warstwy osadzono na powierzchni stali węglowej z kąpieli nieorganicznej z dodatkami wspomnianego montmorylonitu. Produkty ochronne charakteryzowały się, jak wyżej, zwiększoną odpornością mechaniczną i korozyjną w porównaniu do elementów powlekanych z kąpieli bez dodatków montmorylonitu.
Jednym z najbardziej popularnych dodatków da kąpieli galwanicznych jest krzemionka. Shuanfeng Bai i in. w Mater. Chem. Phys., 2022, 282, 125929 otrzymali powłokę niklową wraz z kobaltem z roztworu z dodatkiem SiO2. Autorzy dość obszernie opisali wpływ związku na właściwości otrzymanego depozytu, przedstawiając przy tym mechanizm elektroosadzania jonów niklu przy współudziale cząsteczek dwutlenku krzemu. Otrzymana powłoka pozwoliła na zahamowanie zjawiska korozji elementu chronionego.
Dodatek krzemu w postaci krzemianu sodu poprawia wartości antykorozyjne powłoki stopowej niklu z wolframem. W. Sassi i in. w Electrochim. Acta, 2014, 117, 443-452 piszą, że tak otrzymany depozyt na powierzchni metalicznej miedzi poprawia również właściwości użytkowe mechaniczne .
Dodatek krzemianu pozwolił również na otrzymanie powłoki manganowo-krzemowej na powierzchni uprzednio wytworzonej bezprądowo powłoki niklowej, tj. otrzymanej na zasadzie reakcji elektrochemicznych bez użycia zewnętrznego źródła prądu. Y. Gan i in. w Surf. Coat. Technol., 2016, 287, 25-32 porównują otrzymany produkt do powłoki konwersyjnej chromowej, przy czym zaznaczają, że działanie warstwy manganowo-krzemowej opiera się na oddzieleniu mechanicznym elementu chronionego od środowiska agresywnego, podczas gdy właściwości antykorozyjne powłoki chromowej są związane z jej funkcją chemiczną.
Wśród wspomnianych dodatków nieorganicznych, M.F. Morks i in. w Surf. Coat. Technol., 2006, 201, 282-286 wykorzystali krzemian cyrkonu jako dodatek do kąpieli Wattsa. Otrzymana powłoka niklowa charakteryzowała się większą odpornością na ścieranie w porównaniu do powłoki bez dodatku. Autorzy nie przedstawiają natomiast żadnych danych na temat poprawy parametrów antykorozyjnych.
X.Q. Liu i in. w Corros. Eng., 2013, 48, 354-358 nałożyli powłokę siloksanową na powierzchnię warstwy metalicznego niklu, który w pierwszej kolejności osadzono elektrochemicznie na powierzchni stali węglowej. Oczywiście tak modyfikowane elementy wykazywały lepsze właściwości antykorozyjne niż stal, a nawet powłoka siloksanowa.
T. Tsubota i in. w Diam. Relat. Mater, 2005, 14, 608-612 osadzili związki krzemoorganiczne na powierzchni diamentu i tak modyfikowany materiał wprowadzili do kąpieli typu Wattsa. Autorzy dowodzą, że cząsteczki diamentu łączą się z jonami niklu poprzez związki krzemoorganiczne. Powszechnie znanym jest, że związki te działają jako czynniki sprzęgające (z ang. silane coupling agents), czyli organiczno-nieorganiczne hybrydy. Pozwala to charakteryzować je jako dobre warstwy podkładowe pod powłoki polimerowe. Otrzymana w ten sposób powłoka kompozytowa (diament-krzem-nikiel) charakteryzuje się większą odpornością na ścieranie niż powłoka niklowa bez wspomnianych dodatków.
Wszystkie powyższe przykłady dotyczą osadzania powłok organicznych, metalowych lub kompozytowych na powierzchniach elementów stalowych oraz metalowych w celu zwiększenia odporności antykorozyjnej elementu chronionego.
Wszystkie opisane rozwiązania sprowadzają się do trzech różnych działań (i) stosowanie dodatku związku organicznego w elektrolicie wodnym w celu osadzenia powłoki metalicznej z dodatkami związków organicznych;
(ii) osadzenie powłoki organicznej z roztworu organicznego;
(iii) osadzenie kilku warstw następujących po sobie różnych rodzajów powłok, tj. otrzymywanie warstw kompozytowych.
W żadnym z tych wypadków nie zastosowano roztworu organicznego z dodatkiem jonów metali. Takiej sytuacji nie można odnieść do osadzania elektrochemicznego powłoki ze względu na niską przewodność takiego roztworu. Dlatego też, w tym przypadku nie można już mówić o elektrolizie, lecz co najwyżej o zjawiskach elektroforetycznych. Względnym rozwiązaniem w tej sytuacji jest osadzanie bezprądowe.
W publikacjach patentowych US006780467B2 oraz US007179741B2 przedstawiono zjawisko osadzania metali przy użyciu związków krzemoorganicznych, a dokładniej wspomnianych wcześniej związków sprzęgających (z ang. silane coupling agents). Związki te “wychwytują” jony metali szlachetnych, np. palladu, a następnie wraz z nimi osadzają się na powierzchni elementu modyfikowanego. Na końcu element zanurza się w kąpieli do bezprądowego osadzania powłoki metalicznej. Pallad działa tutaj jako katalizator (czynnik redukujący). Jest to ciekawe rozwiązanie technologiczne dla procesów osadzania powłok metalicznych na podłożach nieprzewodzących prądu. W tym przypadku ważne jest, aby związki krzemoorganiczne zawierały grupę funkcyjną zdolną do „wychwycenia” metalu. Niemniej, otrzymywana w ten sposób powłoka nabiera głównie cech powłoki organicznej, a te osadza się metodami zanurzeniowymi, natryskowymi oraz poprzez malowanie.
Istnieje natomiast wiele pozycji literaturowych na temat osadzania powłok metalicznych na powierzchni cząsteczek nieorganicznych oraz organicznych (oraz odwrotnie) w celach innych niż antykorozyjne. A. Tago i in. w Colloids Surf., 2021,629, 127524 przedstawiają badania na temat nanocząstek niklu, na które osadzono tetraetoksysilan (związek krzemoorganiczny). W tym celu najpierw zredukowano nikiel z postaci jonowej do metalicznej za pomocą silnego reduktora, a następnie o trzymano cząstki metalicznego niklu pokryte związkiem krzemoorganicznym. Zamysłem autorów było przeciwdziałanie agregacji nanocząstek metali ciężkich, co okazało się sukcesem.
X. Tan i in. w Environ. Sci. Technol., 2014, 48, 13138-13145 wskazują jak można unieruchomić szkodliwe dla zdrowia i życia człowieka metale ciężkie. Autorzy osadzili na powierzchni cząstek tlenku aluminium dwie warstwy. W pierwszej kolejności krzemionkę, a następnie jony niklowe. Dzięki temu, tworzy się wodorotlenek niklu. Powstaje tak zwana podwójna warstwa wodorotlenkowa glinu oraz niklu (z ang. layered double hydroxide).
A. Duhin i in. w Electrochim. Acta, 2009, 54, 6036-6041 opisują modyfikację powierzchni krzemu poprzez naniesienie związków krzemoorganicznych (sprzęgających), a następnie warstwy metalicznego niklu (bezprądowo). Rozwiązanie technologiczne może znaleźć szerokie zastosowanie w usuwaniu jonów metali ciężkich.
W.-C. Liaw i in. w Polym. J., 2009, 41, 634-642 przedstawiają badania na temat modyfikacji powierzchni sferycznych cząstek polimerowych powłokami niklowymi. W tym celu autorzy również wykorzystują sprzęgające związki krzemowe. Tak modyfikowane cząstki polimeru charakteryzują się dużo lepszą przewodnością, dlatego też ich aplikacyjność w dziedzinie inżynierii materiałowej może zostać rozszerzona do zastosowań elektrochemicznych.
Celem niniejszego wynalazku jest ochrona powierzchni metali, ich stopów oraz stali przed korozją elektrochemiczną.
Istotą wynalazku jest roztwór powłoki antykorozyjnej nanoszonej na powierzchnię stali, metali oraz stopów metali.
Roztwór według wynalazku stanowią zmieszane:
(i) rozpuszczalnik organiczny;
(ii) związek lub związki krzemoorganiczne, zawierające w swojej strukturze grupy alkoksylowe oraz podstawnik alkilowy;
(iii) jony soli niklowej strącającej osad w zastosowanym rozpuszczalniku;
(iv) oraz osad soli niklowej, której jony obecne są w roztworze nad osadem (wykrystalizowana sól niklu).
Rozpuszczalnik organiczny jest alkoholem metylowym, etylowym lub izopropylowym. Związek lub związki krzemoorganiczne zawierają co najmniej trzy grupy alkoksylowe oraz co najwyżej jedną grupę alkilową. Grupy alkoksylowe związków krzemoorganicznych zawierają od 1 do 2 atomów węgla. Podstawnik alkilowy związku krzemoorganicznego zawiera od 4 do 10 atomów węgla. Nadto stężenie procentowe objętościowe rozpuszczalnika organicznego w roztworze wynosi od 40% do 60%, przy czym stężenie procentowe masowe rozpuszczalnika w zastosowanej objętości wynosi nie mniej niż 90%. A stężenie związku lub związków (wspólnie) krzemoorganicznych wynosi od 40% do 60%, przy czym stężenie procentowe masowe związków krzemoorganicznych w zastosowanej objętości wynosi nie mniej niż 90%.
Korzystnie, nieorganiczną sól niklową posiada postać jednej z dwóch form:
(i) granulatu, przy czym dodatek stanowi stężenie masowe jonów niklu w roztworze powłoki antykorozyjnej od 1,5 g/L do 4 g/L;
(ii) roztworu wodnego o stężeniu masowym jonów niklu od 30 g/L do 60 g/L, przy czym dodatek roztworu wodnego do roztworu powłoki antykorozyjnej stanowi od 3% do 6% objętościowych.
Powłokę antykorozyjną przygotowuje się mieszając ze sobą składniki. Roztwór koloidalny znajdujący się nad zawiesiną oraz osadem dekantuje się. W dalszej kolejności mieszaninę osadu oraz zawiesiny nanosi się na powierzchnię materiału chronionego, czyli stali, metali oraz stopów metali, korzystnie poprzez natryskiwanie. Finalnie element chroniony wraz z naniesioną mieszaniną zawiesiny i osadu poddaje się suszeniu w suszarce. Zawiesina wraz z osadem jest natryskiwana w ilości od 70 μL do 120 μL na każdy 1 cm2 elementu chronionego. Suszenie elementu chronionego wraz z naniesioną mieszaniną osadu i zawiesiny prowadzi się w zakresie temperatur 50-100°C przez okres 1-72 godzin pod ciśnieniem równym, bądź mniejszym niż 1050 hPa.
W efekcie na materiale chronionym otrzymywana jest powłoka hybrydowa, tj. organiczno-nieorganiczna, zawierająca w swojej strukturze:
(i) wykrystalizowaną, nieorganiczną sól niklową, (ii) związek lub związki krzemoorganiczne.
Przykłady realizacji wynalazku.
Przykład 1:
Przygotowano roztwór, zawierający 33 cm3 alkoholu etylowego, 20 cm3 oktylotrietoksysilanu (3 grupy alkoksylowe oraz 1 podstawnik alkilowy z 8 atomami węgla), 10 cm3 tetraetoksysilanu (4 grupy alkoksylowe) oraz dodatek 3 cm3 roztworu wodnego siarczanu (VI) niklu o stężeniu masowym jonów niklu 48 g/L. Natychmiast po wprowadzeniu ostatniego składnika strącił się osad siarczanu (VI) niklu. Roztwór wraz z osadem mieszano przez okres 72 h w temperaturze 25°C. Po tym, roztwór koloidalny znajdujący się nad osadem zdekantowano, natomiast 5 cm3 osadu wraz z zawiesiną pobrano pipetą i rozprowadzono równomiernie na powierzchni ok. 53 cm2 aluminium. Następnie, element aluminiowy wraz z depozytem umieszczono w suszarce w temperaturze 80°C pod ciśnieniem atmosferycznym na okres 1 godziny. Suszenie polega na utwardzeniu powłoki, czyli usunięciu z jej struktury rozpuszczalnika organicznego oraz wody, przez co zwiększa się jej przyczepność do podłoża chronionego. Otrzymany produkt (aluminium z powłoką) poddano badaniom elektrochemicznym korozyjnym w środowisku 3,5% roztworu NaCl. Wykonano badanie polaryzacji potencjodynamicznej w układzie trójelektrodowym z platynową elektrodą pomocniczą oraz nasyconą elektrodą kalomelową (elektroda odniesienia). Badanie przeprowadzono w zakresie polaryzacji potencjału elektrody badanej od -0,250 V do 0,250 V względem potencjału obwodu otwartego. Na podstawie otrzymanych krzywych wyznaczono wartości gęstości prądów korozji (jkor) metodą ekstrapolacji krzywych Tafela. Identyczne badanie elektrochemiczne przeprowadzono dla niemodyfikowanego elementu aluminiowego.
Tabela 1 przedstawia wyniki przeprowadzonych badań. Otrzymane wartości gęstości prądów korozji są bezpośrednim wskaźnikiem szybkości zjawiska korozji elektrochemicznej. Wyższa wartość j kor świadczy o szybszym przebiegu reakcji elektrochemicznych na powierzchni metalu lub stali w środowisku elektrolitu. Wyższe wartości jkor świadczą tym samym o szybszym przebiegu zjawiska korozji elektrochemicznej. Na podstawie otrzymanych rezultatów stwierdza się, że osadzenie powłoki kom pozytowej zmniejsza szybkość zjawiska korozji aluminium niemal 1500-krotnie. Badania elektrochemiczne przeprowadzono przy 270 użyciu potencjostatu/galwanostatu VMP3 oraz dedykowanego oprogramowania.
PL 248807 Β1
Tabela 1
Wartości gęstości prądów korozji dla próbek aluminium oraz aluminium z powłoką kompozytową, otrzymaną według przykładu 1.
| Próbka | jkor (nA/cm2) |
| Aluminium | 637 |
| Aluminium z powłoką | 0,439 |
Przykład 2:
Przygotowano roztwór, z którego osadzono powłokę na powierzchni aluminium, wszystko według przykładu 1. Powłokę suszono w temperaturze 80°C, najpierw pod ciśnieniem atmosferycznym przez okres 1 godziny, a następnie pod ciśnieniem 50 mbar przez okres 30 minut. Aluminium wraz z depozytem poddano badaniom elektrochemicznym według procedury z przykładu 1.
Tabela 2 przedstawia wyniki przeprowadzonych badań. Powłoka kompozytowa, otrzymana w przykładzie 2 hamuje szybkość zjawiska korozji elektrochemicznej aluminium ponad 600-krotnie.
Tabela 2
Wartości gęstości prądów korozji dla próbek aluminium oraz aluminium z powłoką kompozytową, otrzymaną według przykładu 2.
| Próbka | jk0I (nA/cm2) |
| Aluminium | 637 |
| Aluminium z powłoką | 0,955 |
Przykład 3:
Przygotowano roztwór, z którego osadzono powłokę na powierzchni aluminium, wszystko według przykładu 1. Powłokę suszono w temperaturze 50°C pod ciśnieniem atmosferycznym przez okres 72 godzin. Aluminium wraz z depozytem poddano badaniom elektrochemicznym według procedury z przykładu 1. Tabela 3 przedstawia wyniki przeprowadzonych badań. Powłoka kompozytowa, otrzymana w przykładzie 3 hamuje szybkość zjawiska korozji elektrochemicznej aluminium 2,4-krotnie.
Tabela 3
Wartości gęstości prądów korozji dla próbek aluminium oraz aluminium z powłoką kompozytową, otrzymaną według przykładu 3.
| Próbka | jkor (nA/cm2) |
| Aluminium | 637 |
| Aluminium z powłoką | 266 |
Przykład 4:
Na powierzchni stali nierdzewnej 316L otrzymano powłokę kompozytową w sposób identyczny jak w przykładzie 2. Produkt poddano badaniom elektrochemicznym według procedury z przykładu 1. Tabela 4 przedstawia wyniki przeprowadzonych badań. Obecność powłoki kompozytowej hamuje szybkość zjawiska korozji elektrochemicznej stali nierdzewnej 316L niemal 40-krotnie.
Tabela 4
Wartości gęstości prądów korozji dla próbek stali nierdzewnej 316L oraz stali nierdzewnej 316L z powłoką kompozytową, otrzymaną według przykładu 4.
| Próbka | jkor (nA/cm2) |
| Stal nierdzewna 316L | 24,84 |
| Stal nierdzewna 316L z powłoką | 0,63 |
Claims (2)
1. Roztwór powłoki antykorozyjnej nanoszonej na powierzchnię stali, metali oraz stopów metali znamienny tym, że stanowią go zmieszane: rozpuszczalnik organiczny; związek lub związki krzemoorganiczne, zawierające w swojej strukturze grupy alkoksylowe; jony soli niklowej do strącania osadu w zastosowanym rozpuszczalniku oraz osad soli niklowej, której jony obecne są w roztworze nad osadem, przy czym rozpuszczalnik organiczny jest alkoholem metylowym, etylowym lub izopropylowym, a związek lub związki krzemoorganiczne zawierają co najmniej trzy grupy alkoksylowe oraz co najwyżej jedną grupę alkilową, przy czym grupy alkoksylowe związków krzemoorganicznych zawierają od 1 do 2 atomów węgla, a podstawnik alkilowy związku krzemoorganicznego zawiera od 4 do 10 atomów węgla, nadto stężenie procentowe objętościowe rozpuszczalnika organicznego w roztworze wynosi od 40% do 60%, przy czym stężenie procentowe masowe rozpuszczalnika w zastosowanej objętości wynosi nie mniej niż 90%, a stężenie procentowe objętościowe związku lub związków krzemoorganicznych wynosi od 40% do 60%, przy czym stężenie procentowe masowe związków krzemoorganicznych w zastosowanej objętości wynosi nie mniej niż 90%.
2. Roztwór według zastrz. 1 znamienny tym, że nieorganiczna sól niklowa posiada postać granulatu, przy czym dodatek do roztworu powłoki antykorozyjnej stanowi stężenie masowe jonów niklu w roztworze od 1,5 g/L do 4 g/L; albo roztworu wodnego o stężeniu masowym jonów niklu od 30 g/L do 60 g/L, przy czym dodatek roztworu wodnego do roztworu powłoki stanowi od 3% do 6% objętościowych.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL445511A PL248807B1 (pl) | 2023-07-07 | 2023-07-07 | Roztwór powłoki antykorozyjnej nanoszonej na powierzchnię stali, metali oraz stopów metali |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL445511A PL248807B1 (pl) | 2023-07-07 | 2023-07-07 | Roztwór powłoki antykorozyjnej nanoszonej na powierzchnię stali, metali oraz stopów metali |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL445511A1 PL445511A1 (pl) | 2024-04-08 |
| PL248807B1 true PL248807B1 (pl) | 2026-02-02 |
Family
ID=90623478
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL445511A PL248807B1 (pl) | 2023-07-07 | 2023-07-07 | Roztwór powłoki antykorozyjnej nanoszonej na powierzchnię stali, metali oraz stopów metali |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL248807B1 (pl) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1852523A1 (en) * | 2005-02-02 | 2007-11-07 | Nihon Parkerizing Co., Ltd. | Aqueous surface treating agent for metal material, surface treating method and surface-treated metal material |
| CN104162504A (zh) * | 2007-03-09 | 2014-11-26 | 凯密特尔有限责任公司 | 用于由含聚合物的含水组合物涂布金属表面的方法、所述含水组合物和经涂布基材的用途 |
| EP3656890A1 (en) * | 2017-07-19 | 2020-05-27 | Okuno Chemical Industries Co., Ltd. | Treatment solution for film formation |
| US11142655B2 (en) * | 2004-11-10 | 2021-10-12 | Chemetall Gmbh | Process for coating metallic surfaces with a multicomponent aqueous composition |
-
2023
- 2023-07-07 PL PL445511A patent/PL248807B1/pl unknown
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11142655B2 (en) * | 2004-11-10 | 2021-10-12 | Chemetall Gmbh | Process for coating metallic surfaces with a multicomponent aqueous composition |
| EP1852523A1 (en) * | 2005-02-02 | 2007-11-07 | Nihon Parkerizing Co., Ltd. | Aqueous surface treating agent for metal material, surface treating method and surface-treated metal material |
| CN104162504A (zh) * | 2007-03-09 | 2014-11-26 | 凯密特尔有限责任公司 | 用于由含聚合物的含水组合物涂布金属表面的方法、所述含水组合物和经涂布基材的用途 |
| EP3656890A1 (en) * | 2017-07-19 | 2020-05-27 | Okuno Chemical Industries Co., Ltd. | Treatment solution for film formation |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL445511A1 (pl) | 2024-04-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Montemor et al. | Chemical composition and corrosion protection of silane films modified with CeO2 nanoparticles | |
| Liu et al. | Electrodeposited silica film interlayer for active corrosion protection | |
| Montemor et al. | Electrochemical study of modified bis-[triethoxysilylpropyl] tetrasulfide silane films applied on the AZ31 Mg alloy | |
| Fratesi et al. | Corrosion resistance of Zn-Ni alloy coatings in industrial production | |
| Žerjav et al. | Protection of copper against corrosion in simulated urban rain by the combined action of benzotriazole, 2-mercaptobenzimidazole and stearic acid | |
| Ramezanzadeh et al. | An evaluation of the corrosion resistance and adhesion properties of an epoxy-nanocomposite on a hot-dip galvanized steel (HDG) treated by different kinds of conversion coatings | |
| Tian et al. | Inhibiting effect of 8-hydroxyquinoline on the corrosion of silane-based sol–gel coatings on AA 2024-T3 | |
| Palraj et al. | Effect of phosphate coatings on the performance of epoxy polyamide red oxide primer on galvanized steel | |
| Anjum et al. | A review on self-healing coatings applied to Mg alloys and their electrochemical evaluation techniques | |
| Abdalla et al. | The effect of pH on zinc phosphate coating morphology and its corrosion resistance on mild steel | |
| Mahidashti et al. | Influence of lanthanum as additive and post-treatment on the corrosion protection properties and surface morphology of mild steel chemically treated by a cerium conversion coating | |
| Niu et al. | Surface characterization and corrosion resistance of fluoferrite conversion coating on carbon steel | |
| Živković et al. | Protective properties of cataphoretic epoxy coating on aluminium alloy AA6060 modified with electrodeposited Ce-based coatings: Effect of post-treatment | |
| Faraji et al. | Corrosion resistance of electroless Cu–P and Cu–P–SiC composite coatings in 3.5% NaCl | |
| Abdalla et al. | Influence of activation treatment with nickel acetate on the zinc phosphate coating formation and corrosion resistance | |
| EP2180081B1 (en) | Post-treatment composition for increasing corrosion resistance of metal or metal alloy surfaces | |
| Abdel-Gawad et al. | Enhancing corrosion resistance of galvanized steel by phosphating and silicate post–sealing | |
| Farzaneh et al. | Effect of Zincating bath additives on structural and electrochemical properties of electroless Ni-P coating on AA6061 | |
| PL248807B1 (pl) | Roztwór powłoki antykorozyjnej nanoszonej na powierzchnię stali, metali oraz stopów metali | |
| Takeuchi et al. | Cerium conversion layer for improving the corrosion resistance of phosphated NdFeB magnets | |
| Sharifalhoseini et al. | The new aspects of the anticorrosive ZnO@ SiO2 core–shell NPs in stabilizing of the electrolytic Ni bath and the Ni coating structure; electrochemical behavior of the resulting nano-composite coatings | |
| Cârâc et al. | Electrocodeposition and characterization of cobalt lanthanide oxides composite coatings | |
| Rodríguez et al. | Influence of the deposition conditions on the properties of D16 AM clad alloy, dip-coated in Ce-containing baths | |
| Montemor et al. | Corrosion performance of a two‐step pre‐treatment for galvanized steel based on lanthanum nitrate and silanes | |
| JP6855261B2 (ja) | 防食組成物、耐食性コーティング、および基材への耐食性コーティングの堆積方法 |