Effekt av glassflak på korrosjonsbeskyttende egenskaper til epoxymaling

Abstract

Formålet med oppgaven er å undersøke hvordan tilsetning av glassflak påvirker korrosjonsbeskyttende egenskaper til epoxymaling. Glassflak er ugjennomtrengelige partikler og tvinger vann, oksygen og ioner fra miljøet til å gå rundt dem. Om glassflak ligger parallelt med underlaget forlenger diffusjonsveien gjennom malingen fra miljøet og i teorien vil dette kunne resultere i økt barriereeffekt for malingen.

Forsøket ble metodisk gjennomført ved å undersøke fire malingssystemer med ulik mengde glassflak (0 wt%, 7,5 wt%, 15 wt% og 22,5 wt%). Impedansen til malingssystemene ble målt ved bruk av Elektrokjemisk impedansspektroskopi (EIS). Impedansen ved 0,01 Hz (|Z0,01Hz|) etter 41 dager i elektrolytten var verdien av interesse siden den initielle vanninntrengning prosessen da er fullført. For å undersøke resultatene fra EIS ytterligere ble systemene sett på i skanningelektronmikroskop (SEM). Fra SEM-bildene ble det gjort en analyse av hvordan glassflakene var orientert i malingen.

Resultatene fra EIS viste at systemet uten glassflak hadde høyest impedansverdier med |Z0,01Hz| = 2,80 Gohm. Systemet med mest glassflak hadde marginalt lavere impedans med |Z0,01Hz| = 2,29 Gohm. Lavere impedansverdier måles for systemet med 7,5 wt% og lavest for systemet med 15 wt% med |Z0,01Hz| = 0,836 Gohm og |Z0,01Hz| = 0,206 Gohm respektivt. Resultatene fra SEM og orienterings- analysen viste at systemet med 22,5 wt% hadde en orientering av glassflakene nærmere parallell med underlaget sammenlignet med systemene med mindre glassflak (7,5 wt% og 15 wt%).

Funnene kan indikere at glassflak har en negativ effekt på barriereegenskapene til malingen hvis ikke orienteringen av glassflakene er nær nok parallell med underlaget. Dette kan forklares av økt diffusjonshastighet langs glassflakene sammenliknet med resten av malingen. Dette kan da indikere at det kun er glassflak under en bestemt vinkel som har en positiv effekt på barriereegenskapene, men hvis vinkelen blir for stor vil det gi en negativ effekt.

The purpose of the thesis is to investigate the effect of glass flakes on the corrosion protective properties of epoxy coatings. Glass flakes are impermeable barriers and forces water, oxygen, and ions from the surrounding environment to go around them. If the glass flakes are oriented parallel to the substrate, they will lengthen the path of diffusion from the surrounding environment and could in theory increase the barrier effect of the coating.

The experiment was conducted methodically by analyzing four coating systems containing different amounts of glass flakes (0 wt%, 7.5 wt%, 15 wt% og 22.5 wt%). The impedance of the coating systems was measured using Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS). The impedance at 0.01 Hz (|Z0.01Hz|) after 41 days submerged in the electrolyte was the value of interest since the initial water penetration process is completed at that point. To further analyse the EIS-results, the coating systems was examined in a Scanning Electron Microscope (SEM). From the SEM-images, the orientation of the glass flakes in the coating was analysed.

The EIS-results showed that the coating system without the addition of glass flakes had the highest impedance values at |Z0.01Hz| = 2.80 Gohm. The coating system that contained the most glass flakes had marginally lower impedance at |𝑍0.01𝐻 𝑧 | = 2.29 Gohm. Lower impedance values was measured for the system with 7.5 wt% and lowest for the system with 15 wt% with |Z0.01Hz| = 0.836 Gohm and |Z0.01Hz| = 0.206 Gohm respectively. The SEM-results and the orientation analysis showed that the system with 22.5 wt% had an orientation of the glass flakes closer to parallel with the substrate compared to the systems with less added glass flakes (7.5 wt% and 15 wt%).

The findings may indicate that the addition of glass flakes has a negative effect on the barrier properties of the coating if the orientation of the glass flakes is not oriented close to parallel with the substrate. This can be explained by an increased diffusion rate along the glass flakes. This can indicate that only glass flakes below a certain angle will have a positive effect on the barrier properties, whereas if the angle is too big the glass flakes will have a negative effect.