Synthesis and characterization of microcapsules containing tung oil and application in alkyd coatings for corrosion protection

One of the biggest economic problems in the industry is the corrosion and the whole range of problems and secondary costs tied to this process. To avoid it commonly organic coatings are used to protect metal substrates. However, ordinary coatings are flawed and prone to weathering, losing their functionality quickly. An alternative to extend the life of the coatings is through the insertion of microcapsules in the coating matrix, transforming it into a smart coating. Smart coatings are coatings capable of responding to certain stimuli, acting independently without the need for human intervention, for repairs or maintenance. In this work microcapsules of ureaformaldehyde containing tung oil were synthesized by the in situ polymerization method. The microcapsules were characterized by the presence of Tungue oil by FTIR. Soon after the characterization they were incorporated into the matrix of a commercial monocomponent alkyd coating, and evaluations of the performance and the anticorrosive properties of this coating, which happened to be a smart coating, through the insertion of the microcapsules. These were added in the same proportion as the commercial corrosion inhibitor rich in zinc ions. These, together with a coating sample without anti-corrosive additives, were tested by means of corrosive saline 3.5% NaCl, simulating sea water. For this, the stimulus-responsive capacity of the microcapsules was demonstrated through mechanical disruption. It was observed that the additive coating presented an excellent performance for application in 1020 carbon steel specimens, maintaining properties such as gloss, adhesion and roughness improved or practically unchanged. The corrosion protection performance of the coating was evaluated by electrochemical analysis such as electrochemical impedance spectroscopy and open circuit potential and these tests showed that the microcapsules in the coating matrix caused a beneficial increase in the barrier property of the coating, besides protecting the metallic substrate when it undergoes a mechanical defect, through the release of the oil and its active protection conditioned to the coating.Um dos maiores problemas econômicos da indústria é a corrosão e toda gama de problemas e custos secundários atrelados a esse processo. Para evitá-la comumente se utiliza revestimentos orgânicos para proteger substratos metálicos. Porém, os revestimentos comuns são falhos e propensos a sofrer com intempéries, perdendo sua funcionalidade rapidamente. Uma alternativa para prolongar a vida útil dos revestimentos é através da inserção de microcápsulas na matriz do revestimento, transformando-o em um smart coating. Os smart coatings são revestimentos capazes de responder a certos estímulos, atuando de maneira independente sem a necessidade da intervenção humana, para reparos ou manutenções. Neste trabalho microcápsulas de ureia-formaldeído contendo óleo de tungue foram sintetizadas pelo método de polimerização in situ. As microcápsulas foram caracterizadas comprovando a presença do óleo de Tungue por FTIR. Logo após a caracterização elas foram incorporadas na matriz de um revestimento alquídico monocomponente comercial, e foram realizadas avaliações do desempenho e das propriedades anticorrosivas deste revestimento, que passou a ser um ―smart coating‖ ou revestimento inteligente, pela inserção das microcápsulas. Estas foram adicionadas na mesma proporção em que é adicionado o inibidor de corrosão comercial rico em íons zinco. Estes juntamente com uma amostra de revestimento sem aditivos anticorrosivo foram testados mediante meio salino corrosivo de NaCl 3,5%, simulando a água do mar. Para isso foi comprovada a capacidade estímulo-responsivas das microcápsulas mediante rompimento mecânico. Foi observado que o revestimento aditivado apresentou uma excelente performance para aplicação em corpos de prova de aço carbono 1020, mantendo propriedades como brilho, aderência e rugosidade melhorada ou praticamente inalteradas. O desempenho de proteção contra a corrosão do revestimento foi avaliada mediante análises eletroquímicas, como espectroscopia de impedância eletroquímica e potencial de circuito aberto e estes testes mostraram que as microcápsulas na matriz do revestimento ocasionaram um benéfico aumento na propriedade de barreira do mesmo, além de protegerem o substrato metálico quando este sofre um defeito mecânico, através da liberação do óleo e da sua proteção ativa condicionada ao revestimento