عنوان فارسی: روکش‌های ضدخوردگی کاتدی و سدهای الکترولیتی
عنوان انگلیسی: Method for applying a coating that acts as an electrolytic barrier and a cathodic corrosion prevention system
شماره پتنت: 6627117
نام پدیدآورندگان: Geer; Steven K, Hawkins; Todd R.
تاریخ ثبت: 30 سپتامبر 2003
چکیده:
این اختراع به بررسی روشی جهت افزایش مقاومت به خوردگی فلزات می پردازد، که در برابر روش های موجود فواید بسیاری دارد. این سیستم دارای یک روکش کاتدی دارای اجزاء پلیمری و ذرات فلزی فداشونده است.
یکی از انواع روکش‌های مقاوم در برابر خوردگی، روکش‌های مانع ، مانند روکش‌های کرم و نیکل می‌باشند، که فلز را از محیط اطراف جدا می کنند. این دسته از روکش‌ها به دلیل فعال بودن الکتروشیمیایی، پتانسیل ذاتی خوردگی دارند و با تشکیل پیل گالوانیک مشکلاتی ایجاد می‌کنند. دسته دیگر روکش‌ها، روکش‌های فدا شونده هستندکه با محیط خورنده واکنش داده و مصرف می‌شوند، ولی بستر حفاظت می‌گردد. این نوع روکش‌دهی به زیر مجموعه هایی نظیر واکنش دهنده شیمیایی، روکشهای کروماته، روکشهای فعال الکتروشیمیایی (شامل موادی مانندآلومینیوم، کادمیم، منیزیم و روی) تقسیم شده و به حفاظت کاتدی معروف می‌باشند. روش‌های قدیمی به دلیل مشکلات زیست محیطی و بخار شدن روکشها مشکل‌زا می‌باشند.
دراین اختراع، سیستم روکش‌دهی جدیدی ارائه شده است که بتواند به گونه ای مؤثر، اقتصادی و متناسب با محیط زیست مشکل خوردگی زمینه‌های مختلف را حل کند. روکش ابداع شده قابل استفاده برای زمینه‌های آهنی و غیرآهنی بوده و کنترل کاتدی خوردگی به کمک روکش‌دهی توسط پلیمرهای رسانا و اجزای فلزی فداشونده آندی انجام می‌شود. روکش‌دهی با پیش مخلوط سازی پلیمرهای رسانا با اجزای فلزی آندی انجام می‌شود و کامپوزیتی رسانا از پلیمر فلز را جهت روکش‌دهی ایجاد می‌کند. دو نوع روکش برای جلوگیری از خوردگی وجود دارد.
در این روش یک زمینه پلیمری رسانا با ذرات آندی گالوانیکی فلزی پخش شده در زمینه رزین ترکیب می‌شوند و کامپوزیتی رساننا ایجاد می‌کنند. این روکش به سطح فلز زمینه اعمال می‌شود و حفاظت کاتدی ایجاد می کند که مقاومت به خوردگی را افزایش می‌دهد.
با مخلوط کردن یک چسب رزینی انتخاب شده از گروه رزین‌های ضد آب و ضد محلول و یک عامل اصلاح کننده با مخلوط، روکش مناسب ایجاد می‌شود. عمل مخلوط کردن ذرات فلزی با زمینه پلیمری رسانا در دمای 100 تا 220 درجه فارنهایت به مدت زمان کافی انجام می‌شود تا گاز هیدروژن از مخلوط خارج گردد.
در مخلوط سازی ابتدا مخلوط‌سازی ترکیب مورد نظر با چسب رزینی انجام می‌شود و مرحله بعد شامل مخلوط کردن با عوامل اصلاح کننده می‌باشد. این روش همچنین شامل مرحله ترکیب مقدار مشخصی از خاک رس پلیمری با مخلوط قبل از مرحله ترکیب شدن مخلوط کامپوزیتی با چسب رزینی و عوامل اصلاح کننده می‌باشد. درصد حجمی پلیمر رسانا 1 تا 35 % روکش می‌باشد و درصد حجمی ذرات فلزی 5 تا 20 % کل روکش می‌باشد.
ترکیب پلیمر رسانا شامل یکی از پلیمرهای پلی آنیلین، لیگنوسولفونیک، پلی پیرول، پلی تیوفن، پلی استیلن، پلی فنیلین، پلی فنیلین وینیلن و پلی فنیلین سولفاید می‌باشد.
ذرات فلزی نیز از جنس عناصر آلومینیوم، منیزیم، کادمیم، روی و آلیاژهای این فلزات می‌باشند. چسب رزینی نیز از گروههای پلی یورتان، اپوکسی، رزین طبیعی، رزینهای اسیدی، پلی استر، اکریلات، گلیسیدیل اکریلات می‌باشد. ترکیب عامل اصلاح کننده نیز می‌تواند یکی از ترکیبات سولفونامید، انیدرید، رادیکال آزاد و انواع آمینی باشد. روکش‌دهی در این روش به صورت پودری بوده و به صورت الکترواستاتیکی انجام می‌گردد.
مزایا
1- مقاومت بالا نسبت به آب و محلولها
2- بالا بودن مقاومت به خوردگی، سختی و چسبندگی این روکش نسبت به موارد مشابه
3- این روش از نظر اقتصادی نیز بسیار به صرفه است.
4- محیطی که باید در برابر آن حفاظت شود می تواند محدوده اسیدی وسیع‌تری داشته باشد.

منبع :

http://www.uspto.gov/