Desarrollo de un recubrimiento de terminación anticorrosivo base poliuretano con propiedades hidrofóbicas

Abstract

Una de las grandes problemáticas que poseen las industrias en la actualidad es el fenómeno de la corrosión, el cual provoca una degradación del material debido a las reacciones químicas con su entorno que se intensifica con la exposición a determinadas atmósferas agresivas, llegando a disminuir la vida útil de los metales o aleaciones y generando importantes costos de reparación y reemplazo. De forma local, la gran extensión de costa de nuestro país y la presencia de cloruros que esta tiene, resultan en un ambiente corrosivo muy agresivo para los metales que deben trabajar en estas condiciones de operación. En esta línea, se ha visto que los recubrimientos poliméricos han alcanzado gran aceptación debido a sus buenas propiedades de barrera, resistencia a la intemperie, adherencia, dureza, etc. Como ejemplo de estos se encuentran las resinas de poliuretano (PU), las cuales son una buena opción debido a su buena resistencia a la abrasión y excelentes propiedades químicas, mecánicas y físicas. Por otra parte, se ha encontrado que el uso de nanopartículas de óxido de zinc como aditivos en recubrimientos ayudan a mejorar la estabilidad térmica del polímero, junto con las propiedades de barrera, incluyendo la resistencia a la corrosión, sin alterar sus otras propiedades. También se utilizan comúnmente como bloqueadores de UV y, cuando son adicionadas en una formulación, pueden lograr un efecto hidrofóbico, es decir, tener la capacidad de evitar que las gotas de agua entren en contacto con el sustrato. Este proyecto buscó combinar las buenas propiedades que poseen los recubrimientos de PU junto con las propiedades superhidrofóbicas y de bloqueo de UV de las nanopartículas de óxido de zinc, a fin de formular una capa de terminación (o Top Coat) la cual, aplicada a un sustrato metálico (acero al carbono SAE 1020), permitiese evitar o retardar el efecto corrosivo del medio en que este sustrato esté inmerso. Para ello se realizó primeramente la síntesis de las nanopartículas de óxido de zinc en laboratorio a partir de alambres de zinc mediante Descarga de Arco en Atmósfera controlada (DARC-AC), luego la funcionalización de estas nanopartículas con APTES (3-aminopropiltrietoxisilano) a fin de lograr una mejor dispersión de estas en la matriz de PU y posteriormente, se realizó la formulación del recubrimiento de PU utilizando nanopartículas de óxido de zinc sin funcionalizar, funcionalizadas y encapsuladas (con estireno), en concentraciones de 1%, 2% y 3% p/p. Se continuó con la aplicación sobre sustrato metálico y luego las evaluaciones de propiedades mecánicas del recubrimiento mediante Ensayo de abrasión Taber, Adherencia, Embutición, Flexibilidad, propiedades anticorrosivas mediante EIS y medición de ángulo de contacto. Se concluye que la adición de nanopartículas de óxido de zinc incrementa las propiedades mecánicas del recubrimiento en comparación al recubrimiento de tipo comercial y logra una protección frente a la corrosión de tipo intermedia e hidrofobicidad superior a la comercial.