پوشش محافظتی کولتار اپوکسی، نوعی پوشش با کارایی بالا می‌باشد که برای محافظت از سطوح در برابر خوردگی، در کاربردهای صنعتی به وفور استفاده می‌شود. پوشش محافظتی کولتار اپوکسی، معمولاً از ترکیب قطران زغال سنگ و رزین اپوکسی تولید می‌شود. (قطران زغال سنگ، محصول فرعی فرآوری زغال سنگ می‌باشد که وزن مولکولی و ویسکوزیته بالایی دارد).
رزین اپوکسی نیز، یک پلیمر مصنوعی می‌باشد که معمولاً از نفت و مشتقات آن به دست می‌آید. از ویژگی‌های منحصر به فرد رزین اپوکسی می‌توان به چسبندگی بالا به سطوح مختلف از جمله بتن و فلزات، مقاومت شیمیایی در برابر طیف وسیعی از مواد (اسیدها، قلیاها و حلال‌ها)، دوام و مقاومت بالا در برابر سایش و ضربه، محافظت از سطوح زیرین در برابر خوردگی و … اشاره کرد.
ترکیب رزین اپوکسی و قطران زغال سنگ، به عنوان پوشش‌های محافظتی کولتار اپوکسی، باعث آب بندی سطح شده و از نفوذ رطوبت به سطح پوشش داده شده، جلوگیری می‌کند. همچنین به دلیل مقاومت بالا در برابر اشعه فرابنفش، برای کاربردهای بیرونی مناسب است و مقاومت بالایی در برابر دماهای بالا، بدون تخریب سطح ارائه می‌دهد.
پرکننده‌ها و افزودنی‌های مختلفی ممکن است برای افزایش خواصی مانند ویسکوزیته، سختی و مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش به مخلوط واکنش اضافه شوند.
همان طور که گفته شد، از پوشش کولتار اپوکسی، جهت محافظت و جلوگیری از خوردگی سازه‌هایی که در معرض محیط‌های تهاجمی قرار دارند استفاده می‌شود از جمله:
- سطوح فولادی و بتنی در محیط‌های دریایی (اسکله‌ها و سازه‌های فراساحلی)
- خطوط لوله و مخازن فولادی که جهت ذخیره مواد شیمیایی، آب یا سایر مایعات استفاده می‌شوند
- تاسیسات صنعتی که در معرض مواد شیمیایی و شرایط سخت قرار می‌گیرند
- تصفیه خانه‌های فاضلاب و …
مزایای استفاده از پوشش محافظتی کولتار اپوکسی
- مقاومت در برابر عوامل خورنده از جمله آب، نمک، اسیدها و قلیاها
- مقاومت در برابر حلال‌ها، سوخت‌ها و مواد شوینده
- مقاومت در برابر سطوحی که در معرض سایش شدید هستند
- مقاومت در برابر سطوحی که در معرض رطوبت هستند
- قابلیت اجرا با اسپری، قلم مو یا غلتک
- دوام و طول عمر بالا
- قابل استفاده بر روی سطوح خارجی و داخلی مخازن جهت جلوگیری از خوردگی و نشتی
- چسبندگی بالا به انواع سطوح
- محافظت از سازه‌های بتنی، دریایی، فلزی و صنعتی
- انعطاف پذیری بالا
- مقاومت بالا در برابر گازهای خورنده و سطوح درونی لوله‌های فاضلاب
کاربردهای پوشش محافظتی کولتار اپوکسی
- پوشش خطوط لوله‌های حاوی نفت، گاز و سیالات
- پوشش مخازن ذخیره سازی مواد شیمیایی
- پوشش سازه‌های دریایی
- پوشش تاسیسات تصفیه فاضلاب، لوله‌ها و تجهیزات دفع فاضلاب
- پوشش تاسیسات صنعتی
- لوله های مدفون در خاک و آب
به دلیل عدم سازگاری این پوشش‌ها با محیط زیست، بهتر است برای پوشش دهی سطوح و تجهیزاتی که با آب شرب در تماس می باشند استفاده نشود.
این نکته را باید در نظر داشت که استفاده از کولتار اپوکسی، به آماده سازی دقیق سطح، نیاز دارد. زیرا چسبندگی مناسب برای اثربخشی آن بسیار مهم است. علاوه بر این، به دلیل ماهیت بالقوه‌ی سمی قطران زغال سنگ، اقدامات احتیاطی مناسب در حین استفاده و هنگام کار با سطوح پوشش داده شده میبایست رعایت شود.
سطحی که پوشش کولتار اپوکسی بر روی آن اعمال می‌شود، باید به درستی تمیز و چربی زدایی شود و تمام ترک‌ها و شکاف‌ها، تعمیر شوند. روش‌های آماده سازی سطح، ممکن است شامل شستشوی برقی یا تمیز کردن شیمیایی باشد. اغلب، یک پرایمر اپوکسی، بر روی سطح آماده شده اعمال می‌شود. پرایمر، چسبندگی را افزایش می‌دهد و به عنوان یک مانع بین سطح و پوشش کولتار اپوکسی عمل می‌کند.
پوشش کولتار اپوکسی، با استفاده از تجهیزاتی مانند اسپری، برس یا غلتک روی سطح آماده شده اعمال می‌شود و جهت دستیابی به ضخامت و حفاظت بیشتر، ممکن است چندین لایه اعمال شود.
تولید پوشش‌های محافظتی کولتار اپوکسی، شامل مخلوط کردن قطران زغال سنگ و رزین اپوکسی در ظرف واکنش، حرارت دادن مخلوط تا دمای خاص برای تسهیل پلیمریزاسیون رزین اپوکسی، افزودن یک کاتالیزور به مخلوط برای بهبود پخت، اعمال روی سطح مورد نظر، فرایند پخت و در نهایت سخت شدن روی سطح می‌باشد.
قطران زغال سنگ و رزین اپوکسی، در یک محیط کنترل شده و در نسبت‌های صحیح با هم مخلوط می‌شوند.
تولید پوشش‌های کولتار اپوکسی، نیازمند فرمولاسیون دقیق، اختلاط دقیق و تکنیک‌های کاربردی مناسب است تا اطمینان حاصل شود که پوشش به خوبی به زیرلایه می‌چسبد و محافظت موثری در برابر خوردگی، مواد شیمیایی و عوامل محیطی ایجاد می‌کند.
در تولید پوشش‌های کولتار اپوکسی، انتخاب هاردنر یا سخت کننده مناسب، برای دستیابی به پخت و عملکرد مطلوب پوشش بسیار مهم است. پوشش‌های کولتار اپوکسی، با استفاده از یک سیستم دو جزئی متشکل از قطران زغال سنگ و رزین اپوکسی به عنوان یک جزء و سخت کننده به عنوان جزء دیگر، فرموله می‌شوند. بعد از فرایند اختلاط، این دو جزء، تحت یک واکنش شیمیایی قرار می‌گیرندکه منجر به پخت یا سخت شدن پوشش می‌شود.
نوع هاردنر (سخت کننده) مورد استفاده در پوشش‌های کولتار اپوکسی، می‌تواند بر اساس فرمول سازنده و کاربرد پوشش متفاوت باشد. با این حال، سخت‌کننده‌هایی که معمولاً در پوشش‌های کولتار اپوکسی استفاده می‌شوند، ترکیبات مبتنی بر آمین هستند. (آمین‌ها، ترکیبات شیمیایی حاوی نیتروژن هستند که قادر به کاتالیز کردن واکنش پخت رزین‌های اپوکسی می‌باشند).
در ادامه به چند نمونه از انواع آمین‌هایی که می‌توانند به عنوان سخت‌کننده در پوشش‌های کولتار اپوکسی استفاده شوند اشاره شده است:
- آمین‌های معطر (آروماتیک): آمین‌های آروماتیک، مانند اتیلن دی آمین (EDA) و دی اتیلن تری آمین (DETA) معمولاً به عنوان سخت کننده، در پوشش‌های کولتار اپوکسی استفاده می‌شوند. این آمین‌ها، فعالیت پخت نسبتاً بالایی دارند و منجر به افزایش اتصالات عرضی در ماتریس اپوکسی می‌شوند.
- آمین‌های آلیفاتیک: از آمین‌های آلیفاتیک، مانند تری اتیلن تترامین (TETA) و تترا اتیلن پنتامین (TEPA) نیز به عنوان سخت کننده استفاده می‌شود که تعادلی بین سرعت پخت و انعطاف پذیری در پوشش اپوکسی پخت شده ایجاد می‌کنند.
- آمین‌های اصلاح شده: در برخی از فرمولاسیون‌ها، ممکن است از آمین‌های اصلاح شده استفاده کنند که خواصی مانند بهبود مقاومت در برابر رطوبت یا کاهش سمیت را ارائه می‌دهند.
انتخاب هاردنر، می‌تواند بر خواص مختلف کولتار اپوکسی، از جمله زمان پخت، مقاومت شیمیایی، انعطاف پذیری و چسبندگی تاثیر بگذارد.
هنگام کار با پوشش‌های کولتار اپوکسی، سخت کننده یا هاردنر می بایست با احتیاط استفاده شود، زیرا آمین‌ها می‌توانند باعث ایجاد حساسیت شوند و ممکن است در برخی افراد، باعث تحریک پوست یا واکنش‌های آلرژیک شود. هنگام اختلاط، استفاده از تجهیزات حفاظتی و تهویه مناسب ضروری است.
در مرحله بعد، مخلوط گرم شده و تحت شرایط خاص واکنش می‌دهد. این فرآیند، منجر به پخت رزین اپوکسی می‌شود. فرآیند پخت، منجر به تشکیل شبکه ای با اتصالات عرضی بالا می‌گردد که به استحکام و دوام آن کمک می‌کند.
پوشش کولتار اپوکسی، به مرور زمان خشک می‌شود، طی این فرایند، رزین اپوکسی تحت یک واکنش شیمیایی (پلیمریزاسیون) قرار می‌گیرد و ساختاری قوی ایجاد می‌کند. زمان پخت، می‌تواند بر اساس دما و رطوبت متفاوت باشد.
آزمایش‌های کنترل کیفیت ممکن است روی پوشش نهایی انجام شود تا اطمینان حاصل شود که استانداردهای مشخص شده برای چسبندگی، سختی، مقاومت شیمیایی و سایر خواص، رعایت شده است. رعایت مقررات و دستورالعمل‌های زیست محیطی، هنگام تولید و اعمال پوشش‌های کولتار اپوکسی، ضروری است. همچنین، دفع صحیح مواد زائد برای جلوگیری از آلودگی محیطی باید در نظر گرفته شود.
شرایط نگهداری و نحوه بسته بندی کولتار اپوکسی
جهت نگهداری و بسته بندی کولتار اپوکسی، موارد ذکر شده باید در نظر گرفته شوند:
دما
- کولتار اپوکسی باید در دمای کنترل شده، معمولاً (بین ۱۵ تا ۲۵ درجه سانتیگراد) نگهداری شود.
- برای جلوگیری از تخریب یا جدا شدن رزین باید از نوسانات شدید دما اجتناب شود.
- اجتناب از نور خورشید: کولتار اپوکسی، باید در مکانی خنک، خشک، دارای تهویه مناسب و به دور از نور مستقیم خورشید و منابع گرما نگهداری شود. قرار گرفتن در معرض اشعه ماوراء بنفش و دمای بالا می تواند منجر به تخریب رزین شود.
رطوبت
- از قرار گرفتن در معرض رطوبت یا رطوبت بیش از حد، جلوگیری شود. زیرا بر قوام و عملکرد رزین تاثیرگذار است.
آب بندی کامل درب ظروف
- درب ظروف، باید کاملا محکم بسته و مهر و موم شوند تا از جذب رطوبت و تبخیر اجزای فرار جلوگیری شود. همچنین بهتر است از ظروف ساخته شده با کیفیت بالا و مقاوم در برابر واکنش‌های شیمیایی، رطوبت و تغییرات دمایی استفاده شود. معمولاً برای بسته بندی کولتار اپوکسی، از بشکه های فولادی یا ظروف پلاستیکی استفاده می‌شود.
برچسب گذاری ظروف
- ظروف مورد استفاده باید به وضوح با نام محصول، شماره دسته، تاریخ ساخت، دستورالعمل‌های نگهداری، اقدامات احتیاطی ایمنی و هر گونه اطلاعات مرتبط دیگر برچسب گذاری شوند.
ایمنی
- برگه اطلاعات ایمنی (SDS) با اطلاعات دقیق در مورد رزین، از جمله خواص آن، دستورالعمل‌های جابجایی، اقدامات احتیاطی و اقدامات اضطراری در نظر گرفته شود
- هنگام کار با رزین کولتار اپوکسی، از تجهیزات حفاظت فردی مناسب (PPE) مانند دستکش، عینک ایمنی و لباس محافظ استفاده شود
- برای جلوگیری از استنشاق بخارهای بالقوه مضر، در مکانی با تهویه مناسب کار شود.
- مانند هر ماده قابل اشتعال یا واکنشی، میبایست رزین از شعله‌های باز، جرقه‌ها و منابع احتمالی احتراق، دور نگه داشته شود.
- ذخیره سازی و بسته بندی مناسب کولتار اپوکسی، به حفظ کیفیت آن، افزایش عمر مفید آن و اطمینان از مناسب بودن آن برای کاربردهای مختلف کمک می‌کند.
منابع:
