Applicazione della resina epossidica nella protezione dalla corrosione dei metalli
I rivestimenti anticorrosivi epossidici sono a base di resina epossidica e sono preparati con pigmenti, agenti essiccanti, additivi, ecc. I rivestimenti in resina epossidica offrono prestazioni eccellenti: elevata adesione, elevata resistenza, resistenza chimica e resistenza all'usura. È uno dei primi e più ampiamente utilizzati tipi di rivestimenti anticorrosivi per impieghi gravosi nel campo dell'anticorrosione navale. Esistono molti tipi di rivestimenti anticorrosivi epossidici, tra cui principalmente:resina epossidica bisfenolo Ae resina epossidica fenolica.
La struttura molecolare della resina epossidica bisfenolo A contiene idrossile, legame etereo e gruppo epossidico e ha un'eccellente adesione al substrato; la sua struttura ad anello benzenico conferisce alla resina un'elevata resistenza meccanica e all'usura; dopo il rivestimento, ha un'eccellente resistenza agli acidi e agli alcali, alla corrosione e agli agenti chimici; indurisce a temperatura ambiente, è facile da lavorare, ha un basso restringimento dopo l'indurimento e non vengono rilasciate sostanze volatili, il che soddisfa gli standard di protezione ambientale.
La resina epossidica fenolica presenta una maggiore resistenza alla corrosione e un'adesione più elevata grazie al contenuto di più gruppi epossidici; il suo grado di reticolazione durante la polimerizzazione è più elevato e la sua densità è maggiore, oltre a presentare la stessa resistenza alle alte temperature e alla corrosione della resina fenolica. Tuttavia, l'aumento dei gruppi epossidici aumenta la fragilità della resina, influenzandone il campo di applicazione. L'uso del bisfenolo A in sostituzione del fenolo nella sintesi della resina epossidica fenolica presenta un basso contenuto di fenolo libero e una distribuzione ristretta del peso molecolare. L'introduzione del bisfenolo A migliora le proprietà meccaniche della resina e ne riduce il ritiro. L'aumento dei gruppi epossidici ne migliora l'adesione e, allo stesso tempo, ne migliora la flessibilità, la stabilità termica, l'isolamento, l'impermeabilità e la resistenza alla corrosione.
Anche i rivestimenti epossidici anticorrosivi presentano degli svantaggi, come scarsa resistenza agli urti e scarsa tenacità. Pertanto, il materiale deve essere modificato.
La resina epossidica pura è relativamente fragile. Generalmente, alla resina epossidica vengono aggiunti agenti tenacizzati. Dopo circa un anno di utilizzo, gli agenti tenacizzati evaporano, la fragilità del rivestimento aumenta notevolmente e possono verificarsi problemi come la formazione di distacchi sotto l'impatto meccanico. Pertanto, attualmente, le resine termoplastiche vengono generalmente utilizzate per modificare la resina epossidica. I principali meccanismi di tenacizzazione includono l'effetto di vincolo di bridging, la formazione di crepe, la lacerazione e l'allungamento delle particelle e lo snervamento per taglio dei vuoti. Quando il materiale composito è sottoposto a forze esterne, il riempitivo svolge un ruolo nel vincolo di bridging, nella passivazione e nella prevenzione della propagazione delle crepe nella matrice. Inoltre, la forza di bridging agisce come un'ancora di ancoraggio sulle crepe nel punto di bridging per ottenere un effetto tenacizzato. Le resine termoplastiche comunemente utilizzate per il rinforzo della resina epossidica includono polisolfone, poliuretano, polisilossano, polietersolfone, poliammide, polietereterchetone, ecc. Queste resine termoplastiche sono solitamente solubili in resine non indurite e possono interagire con la matrice di resina epossidica, fornendo così un forte legame di interfaccia dopo l'indurimento della resina epossidica, in modo da migliorare la tenacità alla frattura senza perdere altre proprietà meccaniche.
Inoltre, l'aggiunta di fluoro alla struttura della resina epossidica è un buon metodo di modifica. La resina fenolica viene sintetizzata sostituendo il bisfenolo A con bisfenolo AF e quindi epossidata per ottenere una resina epossidica fluorurata. Poiché la catena principale del polimero contiene una struttura difenolo-propano, presenta un'elevata resistenza meccanica e all'usura, il ritiro di polimerizzazione del rivestimento è inferiore e la tenacità è molto superiore a quella della normale resina epossidica fenolica; contiene un gran numero di gruppi epossidici, formando così una forte adesione con il substrato; in particolare, l'introduzione di fluoro rende questa resina fluorocarbonica idrofobica e oleorepellente, con un'eccellente resistenza alla corrosione, ai raggi UV e agli agenti chimici, e il rivestimento è flessibile, liscio e autopulente. Questo rivestimento combina i vantaggi dei rivestimenti in resina fenolica, dei rivestimenti in resina epossidica e dei rivestimenti in resina fluorocarbonica, e offre vantaggi eccezionali nel campo della protezione dalla corrosione marina.
Nel campo della protezione dalla corrosione marina, le resine epossidiche possono essere modificate in molti modi diversi per adattarsi a diversi ambienti, come ad esempio senza solventi o con solventi deboli, a base d'acqua, con miscelazione di nanoparticelle, con trattamento superficiale ridotto, ecc. Questi metodi di modifica possono rendere la produzione di rivestimenti epossidici più rispettosa dell'ambiente e a basso consumo energetico, e rendere le prestazioni dei rivestimenti più eccellenti e funzionali.