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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.3.2021.tde-15022022-112416
Document
Author
Full name
Jivago Santana de Sa Reis
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2021
Supervisor
Committee
Aoki, Idalina Vieira (President)
Antunes, Renato Altobelli
Cotting, Fernando
Title in Portuguese
Uso de sais de lítio e nitrato de cério III em tinta epóxi sobre aço galvanizado para melhoria da proteção contra corrosão.
Keywords in Portuguese
Aço galvanizado à quente
Corrosão
Nitrato de cério
Sais litio lixiviáveis
Sistema duplex
Abstract in Portuguese
O presente trabalho propõe o estudo de sistemas com a aplicação de revestimentos orgânicos à base epóxi-isocianato, carregados com carbonato de lítio, hidróxido de lítio e uma mistura de carbonato de lítio e nitrato de cério III e uma camada de acabamento à base de poliuretano sobre o aço galvanizado, obtido por imersão a quente, em processo não contínuo, no chamado Sistema Duplex. Essa proposta visou o melhoramento do desempenho de revestimentos orgânicos (tintas) sobre aço zincado, principalmente quando esse substrato está submetido a condições agressivas. Para isso, neste trabalho, chapas de aço galvanizado foram pintadas com tinta carregada com sais de lítio como inibidores de corrosão e expostas à nevoa salina. Assim, o aço galvanizado por imersão a quente pelo processo não contínuo não passou pela etapa de cromatização para evitar a presença dos íons Cr (VI) que, além de serem considerados produtos tóxicos e carcinogênicos, quando presentes na camada de cromatização, podem interferir negativamente na aderência da tinta, por isso a cromatização é usualmente aplicada para fins de armazenamento e transporte de peças zincadas. Além da preocupação com a aplicação de técnicas ambientalmente prejudiciais, buscando o desenvolvimento sustentável e tecnológico de processos alternativos com menor impacto ao meio ambiente e na saúde humana, os sistemas propostos para aplicação destes revestimentos no aço galvanizado podem representar inovação e novas oportunidades para um efeito protetor contra a corrosão, contribuindo positivamente para melhoria na resistência à corrosão, apresentando fatores ambientais positivos. A avaliação da resistência à corrosão do Sistema Duplex Dopado proposto foi realizada através de técnicas eletroquímicas como espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE), varredura por eletrodo vibratório - SVET (Scanning Vibrating Electrode), Difração de Raios-X (DRX) e espectroscopia Raman para caracterização dos produtos de corrosão na região de defeito provocado na tinta e, também, por ensaios acelerados de corrosão e medida de aderência pelo método pull-of. Os resultados obtidos mostraram que os sais de lítio e o cério III foram lixiviados do revestimento orgânico para a região de danos e/ou defeitos do revestimento, induzindo a formação de uma camada protetora de produtos de corrosão insolúveis, aumentando ainda mais a resistência à corrosão do aço galvanizado.
Title in English
Use of lithium salts and cerium III nitrate in epoxy paint on galvanized steel to improve corrosion protection.
Keywords in English
Corrosion
Duplex system
Galvanized steel
Leachable coating
Lithium salts and cerium III nitrate
Abstract in English
The present work proposes the application of epoxy-isocyanate based organic coatings loaded with lithium carbonate, lithium hydroxide and a mixture of lithium carbonate and cerium III nitrate and a polyurethane-based finishing layer over galvanized steel obtained by hot dipping in a non-continuous process. This system is called Duplex to improve the performance of organic coatings (paints) on zinc-coated steel, especially when this substrate is subjected to aggressive conditions. For this purpose, in this work, galvanized steel sheets were painted with paint loaded with lithium salts as corrosion inhibitors and exposed in a salt spray chamber. Thus, the hot-dip galvanized steel by the non-continuous process did not go through the chromating step to avoid the presence of Cr (VI) ions. Cr (VI) ions are considered toxic and carcinogenic, and when they are present in the chromate layer, they can negatively interfere with paint adhesion. The chromating process is usually applied for storage and transport of zinc-coated parts. In addition to the concern with the application of environmentally harmful techniques, seeking the sustainable and technological development of alternative processes with less impact on the environment and human health, the proposed systems for applying these coatings on galvanized steel may represent innovation and new opportunities for an effective protective coating against corrosion, positively contributing to improved corrosion resistance, presenting positive environmental factors. The evaluation of the corrosion resistance of the proposed Doped Duplex System was performed using electrochemical techniques such as electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and scanning vibrating electrode SVET; X-Ray diffraction (DRX) and Raman spectroscopy were used for characterization of corrosion products in the region of defect caused in the paint and also by accelerated corrosion tests and adhesion pull-of test. The results obtained showed that lithium salts and cerium III were leached from the organic coating to the region of damage and/or defects of the coating, inducing the formation of a protective layer of insoluble corrosion products against corrosion, increasing resistance corrosion of galvanized steel.
 
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Publishing Date
2022-02-18
 
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