Development and studies of environmental friendly epoxies anticorrosive paints

Esse trabalho à o inÃcio de uma nova linha de pesquisa do laboratÃrio de eletroquÃmica da UFC que busca desenvolver tintas com alternativas de utilizaÃÃo de pigmentos tÃxicos e matÃrias-primas ditas ecologicamente corretas. Neste sentido este trabalho descreve o desenvolvimento e estudo de tintas ecologicamente corretas formuladas usando fosfato de zinco (ZP), molibdato de zinco (ZM), molibdato de zinco e cÃlcio (ZCM), fosfomolibdato de zinco (ZMP) e fosfomolibdato de zinco e cÃlcio (ZCMP), como alternativas seguras aos pigmentos anticorrosivos tradicionais (chumbo, cromo e outros metais pesados). Adicionalmente, consideraÃÃes ambientais tÃm limitado o uso de tintas organossolÃveis devido estas contribuÃrem para a poluiÃÃo atmosfÃrica e problemas de saÃde. Assim, resinas epÃxis hidrossolÃveis foram usadas na formulaÃÃo das tintas epÃxis anticorrosivas. O principal objetivo deste trabalho à empregar pigmentos de molibdatos para avaliar sua eficiÃncia contra corrosÃo em tintas hidrossolÃveis. As propriedades inibidoras dos pigmentos foram avaliadas por curvas de polarizaÃÃo potenciodinÃmica, monitoramento do potencial de circuito aberto e perda de massa por imersÃo de substratos ferrosos (SAE 1010) em soluÃÃo saturada dos pigmentos em 10-2 mol dm-3 NaCl. A caracterizaÃÃo fÃsico-quÃmica dos produtos de corrosÃo foi avaliada por microscopia eletrÃnica de varredura, energia dispersiva de raios-X e difraÃÃo de raios-X. Todos os testes mostraram que os pigmentos fosfomolibdatos apresentaram as melhores propriedades inibidoras de corrosÃo. Todas as tintas foram formuladas com 16% (v/v) de resina epÃxi, 7,5% (v/v) de pigmentos anticorrosivos, e demais componentes e aditivos para manter a relaÃÃo de PVC/CPVC em 0,8. A espessura da pelÃcula seca de tinta nos painÃis ficou em aproximadamente 120 μm. O desempenho das tintas foi monitorado por impedÃncia eletroquÃmica durante os testes de imersÃo, de exposiÃÃo atmosfÃrica e de cÃmara acelerado de nÃvoa salina. A estabilidade tÃrmica foi estudada por anÃlise tÃrmica e calorimetria exploratÃria diferencial. Os diagramas de impedÃncia de todas as tintas mostraram somente um arco capacitivo, com os valores de impedÃncia maiores que 109 Ωcm2. os valores de capacitÃncia variaram entre 10-6 e 10-10 Fcm-2. Os resultados sugerem que a combinaÃÃo do molibdato e fosfato fornecem as melhores propriedades inibidoras Ãs tintas. Em relaÃÃo Ãs anÃlises tÃrmicas foi possÃvel concluir que os pigmentos de molibdatos e fosfomolibdatos apresentaram o melhor desempenho tanto em relaÃÃo à estabilidade tÃrmica da resina epÃxi, uma vez que estes pigmentos mostraram maior interaÃÃo entre pigmento-resina, assim como em relaÃÃo à energia envolvida no processo de cura do filme polimÃrico, pois estes pigmentos demonstraram que contribuem para a diminuiÃÃo do calor envolvido no processo de cura.This work describes the development and study of environmental friendly epoxies anticorrosives paints, which were formulated using zinc phosphate (ZP), zinc molybdate (ZM), zinc and calcium molybdate (ZCM), zinc phosphomolybdate (ZMP) and zinc and calcium phosphomolybdate (MZAP), as safe alternative to more traditional anticorrosive pigments (lead, chromium and other heavy metals). Additionally, environmental considerations are limiting the use of solvent-borne paints because it contibutes to atmospheric pollution and empairs health problems. Thus, hydrosoluble epoxy resin was used in the formulation of the water-borne paints. The aim od this research is to employ molybdate-based pigments in order to check their efficiency in water borne paints. Inhibitive properties of the pigments were evaluated by potentiodynamic polarization curves, open ciricuit potential (Eoc) and mass loss monitoring during 30 days in immersion test of SAE 1010 steel in aqueous saturated pigment solutions with 10-2 mol dm-3 NaCl. The physical chemical characterization of the corrosion products was carried out by scanning electron microscopy, energy dispersive X-ray and X-ray diffraction techniques. All the tests showed that the phosphomolybdate pigments presented the better corrosion inhibiting properties. All the paints were formulated with 16% (v/v) epoxy resin, 7.5 % (v/v) anticorrosive pigment, and additives and fillers in order to maintain the PVC/CPVC ration equal to 0.8. the dry thickness of the painted samples was approximately 120 μm. The paint performance was monitored by electrochemical impedance spectroscopy (EIS) during immersion tests, of the atmospheric exposition and accelerated ensay of salt spray. The thermal stability of the paintings was also studied by thermal gravimetry and differential scanning calorimetry. The impedance diagrams of all painted samples showed only one capacitive loop, with impedance values higher than 109 Ωcm2. Capacitance values varied between 10-6 and 10-10 Fcm-2. The results suggest that the combination of the molybdate and phosphate gives the best inhibitive properties. About the thermal analyses were observed that the molybdates and phosphomolybdates pigments showed the better performances thus in the thermal stability of epoxy resin, because theses pigments showed higher interaction between pigment-resin; just as in the relation the energy involved in the cure process of polymeric film, because these pigments contribued to reduce the heat involved in the cure process