Chất Ức Chế Ăn Mòn (Corrosion Inhibitor)

Sự ăn mòn của kim loại và các nền khác đã là một vấn đề lớn đối với ngành công nghiệp. Các hệ lớp phủ đặc biệt hạn chế thiệt hại do ăn mòn gây ra. Điều này đặc biệt quan trọng trong lớp phủ bảo trì cho các công trình ngoài trời.

CHẤT ỨC CHẾ ĂN MÒN & CHỐNG RỈ SÉT
 Corrosion Inhibitor & Anti-Rust Agent

Sự ăn mòn của kim loại và các nền vật liệu khác đã là một vấn đề lớn đối với ngành công nghiệp. Các hệ lớp phủ đặc biệt hạn chế thiệt hại do ăn mòn gây ra. Điều này đặc biệt quan trọng trong lớp phủ bảo trì cho các công trình ngoài trời.

Bạn có thể đạt được sự bảo vệ nền vật liệu bằng cách chọn:

• Phương pháp xử lý bề mặt phù hợp 
• Phụ gia chống ăn mòn cho lớp phủ của bạn

Trong hướng dẫn này, bạn sẽ tìm hiểu về các chiến lược chống ăn mòn. Ngoài ra, khám phá các mẹo để lựa chọn chất ức chế ăn mòn phù hợp nhằm tối ưu hóa công thức sơn phủ của bạn.

Chất ức chế ăn mòn là gì?
- Bản thân lớp phủ đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ chống ăn mòn. Sử dụng chất ức chế ăn mòn cải thiện đáng kể đặc tính này.
- Chất ức chế ăn mòn là các chất hóa học được thêm vào lớp phủ để ngăn ngừa hoặc giảm tốc độ ăn mòn trên bề mặt kim loại. Chúng có thể được sử dụng riêng lẻ như trong lớp phủ bóng hoặc kết hợp với các loại bột màu chống ăn mòn.

Các đặc điểm chính của chất ức chế ăn mòn bao gồm:

• Cải thiện khả năng chống ăn mòn của sơn
• Giảm lượng chất màu chống ăn mòn
• Cung cấp các lựa chọn tiết kiệm chi phí và thân thiện với môi trường

Trước khi tìm hiểu sâu hơn về các loại chất ức chế ăn mòn, trước tiên chúng ta hãy tìm hiểu về sự ăn mòn trong lớp phủ.

Cơ chế ăn mòn trong lớp phủ
Ăn mòn là phản ứng oxy hóa khử khi có chất điện phân, dẫn đến sự hư hỏng của kim loại. Trong một vài trường hợp độ dẫn điện của chất điện phân đóng vai trò không nhỏ. Nhiều trường hợp độ dẫn điện càng cao thì sự ăn mòn càng nhanh.
Vì có nhiều trường hợp độ dẫn điện không đóng vai trò trong cơ chế này.
Ví dụ: Một dung dịch muối rất dẫn điện như NaNO₂. Sự ăn mòn của thép trong dung dịch này sẽ giảm xuống gần bằng không do bề mặt bị thụ động hóa. Lý do tại sao nước muối gốc Clorua có tính ăn mòn cao hơn, có liên quan đến thực tế là Clorua là tác nhân tạo phức và tạo ra các lớp cặn thụ động trên bề mặt kim loại có thể hòa tan trong nước. Khi Fe tiếp xúc với điều kiện khí quyển, oxit sẽ bao phủ bề mặt và làm giảm tốc độ ăn mòn. Sự hiện diện của Clorua sẽ làm cho lớp oxit dễ hòa tan trong nước hơn, do đó làm tăng tốc độ ăn mòn một lần nữa. Độ dẫn điện không đóng vai trò trong cơ chế này.

Thông thường, đối với các vật liệu chứa sắt như sắt và thép, sự ăn mòn cũng được gọi là "gỉ". Đó là lý do tại sao rỉ sét phát triển nhanh hơn trong nước muối so với trong nước tinh khiết.
Sự ăn mòn của một bộ phận kim loại có thể có những tác động tiêu cực như:

• Thay đổi khía cạnh bề mặt
• Làm suy yếu các thuộc tính của nó 
• Làm hỏng các bộ phận lân cận

Ngoài việc thay đổi màu sắc và hình thức, nó có thể làm suy yếu cấu trúc hoặc phá hủy chính cấu trúc đó.

Trong lớp phủ, ăn mòn điện hóa là chủ yếu. Đó là sự kết hợp của hai vật dẫn (điện cực) với dung dịch điện phân nước. Kim loại có điện thế âm hơn sẽ là anot và sẽ bị ăn mòn, trong khi kim loại có điện thế dương hơn sẽ là catot. Sau đó xảy ra phản ứng oxi hóa khử trong dung dịch điện phân.

Nhưng ăn mòn cũng có thể xảy ra trong cùng một hệ thống kim loại, nơi có sự khác biệt về điện thế trên bề mặt. Những sự khác biệt về điện thế này có thể xuất phát từ thành phần hóa học không đồng nhất như:

• Sự khác biệt trong lớp phủ
• Sự ô nhiễm
• Vết xước
• Lỗ kim…

Trong sắt, sự ăn mòn xảy ra khi các phần khác nhau của bề mặt tạo ra Anot và Catot tiếp xúc với dung dịch điện phân. Nếu không có bất kỳ chất điện phân nào, sự ăn mòn sẽ giảm mạnh. Nói cách khác, bầu không khí có muối (như điều kiện biển) hung hăng hơn bầu không khí không bị ô nhiễm. Trong nước tinh khiết, sự ăn mòn không tồn tại.

Yếu tố ảnh hưởng đến sự ăn mòn lớp phủ

Bên cạnh phản ứng ăn mòn này, nhiều yếu tố khác cũng có thể ảnh hưởng đến quá trình ăn mòn lớp phủ, chẳng hạn như:

• Chất lượng bề mặt: Bề mặt không đồng nhất sẽ làm tăng nguy cơ ăn mòn. Bề mặt được xử lý sẽ ngăn ngừa được điều đó. Trước khi thi công lớp phủ, bề mặt phải không có bụi bẩn.
• Độ bám dính của lớp phủ: Lớp phủ sẽ tạo thành một lớp bảo vệ trên bề mặt kim loại. Thiếu độ bám dính sẽ là điểm yếu có nguy cơ phát triển ăn mòn cao. Cần phải làm thấm ướt bề mặt hoàn hảo.
• Chất lượng lớp phủ: Lỗ kim, hố bom và các khuyết tật bề mặt khác cũng sẽ làm giảm khả năng bảo vệ kim loại.

Sự ăn mòn xảy ra khi nào? 
Rủi ro ăn mòn hiện hữu trong suốt thời gian sử dụng của lớp phủ, từ khi lưu trữ sơn lỏng (ăn mòn trong lon) đến khi sử dụng (gỉ sét nhanh) và nhiều năm sau đó (ăn mòn lâu dài):

Quan trọng đối với lớp phủ gốc nước. Trong quá trình lưu trữ, sơn tiếp xúc trực tiếp với lon sắt, gây ra sự ăn mòn.

Sơn gốc nước được áp dụng trực tiếp lên kim loại. Xuất hiện ngay sau khi áp dụng, do sự di chuyển của gỉ qua lớp màng. Ngoài ra, việc áp dụng sơn trên bề mặt bị nhiễm gỉ có thể là nguyên nhân gây ăn mòn.

Các loại chất ức chế ăn mòn
Chất ức chế ăn mòn hoạt động theo nhiều cơ chế khác nhau để phá vỡ quá trình điện hóa gây ra sự ăn mòn. Chất ức chế ăn mòn có thể tạo thành lớp bảo vệ trên bề mặt kim loại bằng cách:

• Hấp phụ hóa học
• Sự kết hợp ion
• Quá trình oxy hóa kim loại cơ bản (đặc biệt là với Nhôm)

Chất ức chế kiểm soát ăn mòn có thể tạo thành phức hợp với thành phần ăn mòn tiềm ẩn và trung hòa phản ứng ăn mòn. Hai loại chất ức chế ăn mòn chính được đề cập dưới đây.

Chất ức chế rỉ sét chớp nhoáng
Lớp phủ gốc nước nhạy cảm hơn với sự ăn mòn vì chúng liên quan đến nước. Ngoài ra, nhiều cation kim loại (như Fe²⁺ , Sắt II) hòa tan trong nước. Gỉ sét chớp nhoáng, một quá trình phát triển ăn mòn nhanh chỉ xuất hiện khi lớp phủ gốc nước được áp dụng trực tiếp lên kim loại, khi lớp sơn vẫn còn ướt, là một ví dụ điển hình.

Lớp phủ gốc nước được áp dụng lên kim loại khi lớp sơn vẫn còn ướt - nạn nhân điển hình của gỉ sét chớp nhoáng. Lớp phủ gốc nước tiếp xúc với kim loại, có nguy cơ cao bị gỉ sét chớp nhoáng và ăn mòn trong lon. Do đó, cần phải sử dụng chất ức chế gỉ sét chớp nhoáng.

Hầu hết các chất ức chế gỉ sét chớp nhoáng đều chứa Natri Nitrit (chất ức chế ăn mòn độc hại). Chất ức chế không chứa Nitrit cũng có sẵn. Các phiên bản không chứa Borat và Nitrit thân thiện với môi trường hơn thay thế các phiên bản hòa tan / phân tán trong nước và có gốc Natri Nitrit. Hầu hết các sản phẩm trên thị trường đều có mức liều lượng từ 0,2% đến 1,5% (dạng phân phối trên tổng công thức) có tác dụng đáng kể đến tình trạng ăn mòn bên trong lon và rỉ sét nhanh.

LƯU Ý: Chất ức chế ăn mòn gốc Canxi có khả năng tương thích tốt hơn trong môi trường nước. Nó có thể giúp phân tán sắc tố khi sử dụng ở giai đoạn nghiền sắc tố. Mặc dù một số nhựa nhũ tương có thể nhạy cảm với Ca²⁺