Kemiallisten esikäsittelyjen vaikutus maalipinnoitteiden toimivuuteen alumiinipinnoilla
Saarinen, Mikko (2020)
Diplomityö
Saarinen, Mikko
2020
School of Engineering Science, Kemiantekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2020112392373
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2020112392373
Tiivistelmä
Maalauksessa liitetään yhteen maalikalvo ja maalattava alusta. Maalin ominaisuuksien ohella tämän liitoksen voimakkuuteen vaikuttaa ennen maalausta suoritettavan pinnan esikäsittelyn luonne ja ominaisuudet. Alumiinin maalauksessa esikäsittelyn kyvykkyys varmistaa maalin hyvä tartunta alustaan on erityisen tärkeää. Tämä korostuu varsinkin, jos maalatun alumiinin käyttöympäristössä vallitsee keskivertoa voimakkaampi ilmastollinen korroosiorasitus. Tästä huolimatta erilaisten pinnan esikäsittelystä ja maaliyhdistelmän muodostuvien alumiinin maalausjärjestelmien toimivuudessa ilmastollisessa korroosiorasituksessa on verrattain vähän tietoa saatavilla.
Kuluvalla vuosituhannella alumiinin maalausprosesseissa on kasvavasti aloitettu käyttämään esikäsittelyinä erilaisia konversiopinnoituksia. Näiden tarkoitus on muokata verrattain ympäristöystävällisellä ja kustannustehokkaalla liuoskäsittelyllä alumiinipinnan ominaisuudet maalin tartunnalle otollisiksi ja parantaa alumiinin korroosiokestävyyttä.
Diplomityössä tutkittiin zirkonium-, zirkonium-kromi- ja silaanitekniikkaan perustuvien konversiopinnoituksien toimivuutta alumiiniseosten EN-AW 1050, EN-AW 5754, EN-AW 6060 ja EN-AW6082 esikäsittelynä, kun ne jauhemaalataan yhden maalikerroksen polyesterijauhemaalauksella tai kahden maalikerroksen epoksi-polyuretaani märkämaalauksella.
Tutkimusmenetelmät ja laadulliset arviointikriteerit johdettiin korroosionestomaalausta käsittelevästä standardista SFS-EN ISO 12944. Konversiopinnoitetuille ja maalatuille näytteille toteutettiin standardin SFS-EN ISO 9227 mukainen keinovanhennus 720 tunnin neutraalilla suolasumukokeella. Läpäisemällä tämän koejakson hyväksytysti maalausjärjestelmän voidaan arvioida soveltuvan käyttöön ilmastollisissa korroosiorasitusluokissa C3-VH, C4-H ja C5-M.
Tutkimuksen tulokset osoittavat tutkittujen konversiokäsittelyjen soveltuvan hyvin tutkittujen alumiiniseosten maalausprosesseissa käytettäväksi esikäsittelymenetelmäksi, kun maalauksen käyttöympäristö on vastaava, kuin jokin sanotuista ilmastollisista korroosiorasitusluokista. The basis of painting is to form joint between paint film and base material. The strength of this joint strongly depends on character of base material and features and characters of paint and surface pretreatment. When painting aluminium surfaces it is important that pretreatment to be used ensures good adhesion of paint. Especially it is important if painted aluminium will be used in a higher atmospheric-corrosivity environment. Despite this there are relatively few information about how different paint systems for aluminium together with various pretreatments last in atmospheric-corrosivity load.
Utilisation of conversion coating technologies as a pretreatment of aluminium has increased in this millennium. These technologies are relatively eco-friendly and cost-effective. Their functionality is to enable paint good adhesion and improve corrosion resistance properties of aluminium.
In this master thesis zirconium, zirconium-chrome and silane based conversion coatings were in focus. Four different type of aluminium alloy was pretreated with these techniques and painted with single coat polyester powder paint or wet paint system where basecoat was based on epoxy resin and topcoat was polyurethane paint. Aluminium alloys were EN-AW 1050, EN-AW 5754, EN-AW 6060 and EN-AW6082.
Research methods and qualitative evaluation criteria were derived from standard SFS-EN ISO 12944 that deals with corrosion protection by protective paint systems. Conversion coated and painted samples were exposed to neutral salt spray test that was made according to standard SFS-EN ISO 9227. Test period was 720 hours. If painted sample fulfills the criteria, the sample paint system (pretreatment + paint) can be assessed as suitable for use in atmospheric-corrosivity categories C3-VH, C4-H and C5-M.
The results of research shown that investigated conversion coatings can be used as a pretreatment of aluminium alloys when painted surface will be in use in atmospheric-corrosivity categories mentioned above.
Kuluvalla vuosituhannella alumiinin maalausprosesseissa on kasvavasti aloitettu käyttämään esikäsittelyinä erilaisia konversiopinnoituksia. Näiden tarkoitus on muokata verrattain ympäristöystävällisellä ja kustannustehokkaalla liuoskäsittelyllä alumiinipinnan ominaisuudet maalin tartunnalle otollisiksi ja parantaa alumiinin korroosiokestävyyttä.
Diplomityössä tutkittiin zirkonium-, zirkonium-kromi- ja silaanitekniikkaan perustuvien konversiopinnoituksien toimivuutta alumiiniseosten EN-AW 1050, EN-AW 5754, EN-AW 6060 ja EN-AW6082 esikäsittelynä, kun ne jauhemaalataan yhden maalikerroksen polyesterijauhemaalauksella tai kahden maalikerroksen epoksi-polyuretaani märkämaalauksella.
Tutkimusmenetelmät ja laadulliset arviointikriteerit johdettiin korroosionestomaalausta käsittelevästä standardista SFS-EN ISO 12944. Konversiopinnoitetuille ja maalatuille näytteille toteutettiin standardin SFS-EN ISO 9227 mukainen keinovanhennus 720 tunnin neutraalilla suolasumukokeella. Läpäisemällä tämän koejakson hyväksytysti maalausjärjestelmän voidaan arvioida soveltuvan käyttöön ilmastollisissa korroosiorasitusluokissa C3-VH, C4-H ja C5-M.
Tutkimuksen tulokset osoittavat tutkittujen konversiokäsittelyjen soveltuvan hyvin tutkittujen alumiiniseosten maalausprosesseissa käytettäväksi esikäsittelymenetelmäksi, kun maalauksen käyttöympäristö on vastaava, kuin jokin sanotuista ilmastollisista korroosiorasitusluokista.
Utilisation of conversion coating technologies as a pretreatment of aluminium has increased in this millennium. These technologies are relatively eco-friendly and cost-effective. Their functionality is to enable paint good adhesion and improve corrosion resistance properties of aluminium.
In this master thesis zirconium, zirconium-chrome and silane based conversion coatings were in focus. Four different type of aluminium alloy was pretreated with these techniques and painted with single coat polyester powder paint or wet paint system where basecoat was based on epoxy resin and topcoat was polyurethane paint. Aluminium alloys were EN-AW 1050, EN-AW 5754, EN-AW 6060 and EN-AW6082.
Research methods and qualitative evaluation criteria were derived from standard SFS-EN ISO 12944 that deals with corrosion protection by protective paint systems. Conversion coated and painted samples were exposed to neutral salt spray test that was made according to standard SFS-EN ISO 9227. Test period was 720 hours. If painted sample fulfills the criteria, the sample paint system (pretreatment + paint) can be assessed as suitable for use in atmospheric-corrosivity categories C3-VH, C4-H and C5-M.
The results of research shown that investigated conversion coatings can be used as a pretreatment of aluminium alloys when painted surface will be in use in atmospheric-corrosivity categories mentioned above.