Erosive wear kinetics of climate-aged epoxy coatings

Badano kinetykę zużywania erozyjnego powłok epoksydowych, uprzednio starzonych klimatycznie. Maksymalny okres starzenia wynosił 3 lata. Badania procesu zużywania erozyjnego powłok epoksydowych przeprowadzono za pomocą urządzenia opisanego w normie PN-76/C-81516. Do oceny intensywności erozyjnego zużywania powłoki epoksydowej przyjęto kryterium I, wyrażające stosunek grubości (G) powłoki do całkowitej masy (M), swobodnie spadających cząstek elektrokorundu granulowanego, powodujących ubytek powłoki w obszarze jej kontaktu z cząstkami erozyjnymi. Powłokę uważano za całkowicie zużytą w przypadku, gdy ubytek erozyjny powłoki spowodował odsłonięcie fragmentu powierzchni stalowego podłoża w kształcie elipsy, której mniejsza średnica wynosiła d = 3,6 ± 0,1 mm. Starzenie powłok epoksydowych pod wpływem czynników klimatycznych spowodowało destrukcję ich warstw powierzchniowych. W wyniku czego postępujące zanikanie adhezji między powłokotwórczą żywicą epoksydową a powierzchnią cząstek pigmentów oraz napełniaczy, przyczyniło się do uwalniania składników powłoki z jej powierzchniowych warstw. Skutkowało to zmniejszeniem twardości oraz wzrostem chropowatości powierzchni powłok. Miało to wpływ na znaczne obniżenie ich połysku. Ponadto powodowało systematyczne obniżanie grubości powłok wraz z wydłużaniem okresu ich starzenia. Obserwowano progresywną destrukcję powierzchni starzonych klimatycznie powłok epoksydowych. Wpłynęło to na zwiększanie intensywności erozyjnego zużywania powłok w miarę upływu okresu ich starzenia. Po trzech latach klimatycznego starzenia powłok epoksydowych, intensywność zużywania erozyjnego badanych powłok wzrosła bowiem ponad trzykrotnie.Erosive wear kinetics of epoxy coatings, previously aged with climatic factors, was examined. The maximum ageing period lasted 3 years. The examination was carried with a apparatus described in the Polish Standard PN -76/C-81516 enabling the free fall of abrasive material particles from 0.94 m height and hitting the coating surface at the angle α = 45°. As an abrasive material, granulated alunite was used of grain size 0.60-0.71 mm. For erosive wear intensity of epoxy coatings, Criterion I was used expressing a proportion of the coating thickness G to the total mass M of free falling erosive particles which erode the coating exposing the steel substrate surface of the ellipsoid shape with the minor diameter d = 3.6 ± 0.1 mm. As the object of examination, three-layer epoxy coatings of average thickness 155 µm were taken. They were applied on the surface of steel sheet samples of 160 x 80 x 2 mm dimensions. Ageing of coatings under the influence of climatic factors caused the destruction of their surface layers. Therefore, progressive decline of adhesion between the epoxy resin and the surface of pigments and fillers particles contributed to release of coating elements from the coating surface layers. This was the reason for a decrease in coating hardness and an increase in roughness and cause substantial “shine loss”. Furthermore, systematic thickness decreased with the extension of the ageing period, and progressive surface destruction of climate-aged epoxy coatings was observed which induced an increased intensity of coatings erosive wear with the lapse of ageing time. The erosive wear intensity increased 300% after three years of climate ageing