Tintas intumescentes com propriedades anticorrosivas formuladas com compostos vegetais para proteção do aço

Abstract

As tintas intumescentes vêm se tornando uma ótima alternativa para a proteção do aço contra o fogo. No entanto, o aço estrutural é aplicado em diversos setores da indústria, incluindo plataformas offshore de petróleo e gás e refinarias petroquímicas. Estas estruturas de alto desempenho ficam expostas a ambientes agressivos, o que torna necessário o desenvolvimento de tintas capazes de proteger o aço. Neste trabalho, foram preparadas tintas intumescentes epóxi formuladas com pó de gengibre e com casca de café como fonte de carbono e com trifenil fosfato (TPP) e fosfato de zinco (FZn) como fonte de fósforo. O objetivo principal deste trabalho foi desenvolver um sistema intumescente contendo compostos vegetais eficiente na proteção contra o fogo e capaz de proteger o substrato metálico contra a corrosão em ambiente salino. A avaliação foi realizada através de ensaio de resistência ao fogo (antes e após imersão em NaCl 3,5%), análise termogravimétrica (TGA), espectroscopia no infravermelho (FTIR), viscosidade Brookfield, aderência, ensaio estático de imersão, microscopia óptica (MO), microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração de raios-X (DRX), pirólise acoplada à cromatografia gasosa e à espectrometria de massas (Py-GC/MS), espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE), metalografia e microdureza Vickers. Os compostos vegetais apresentaram potencial de aplicação como fonte de carbono em sistemas intumescentes, enquanto que o FZn foi eficiente substituindo o TPP como fonte de fósforo. O sistema contendo gengibre e TPP apresentou os melhores resultados gerais, mantendo o fenômeno de intumescência após imersão em solução salina e apresentando a melhor proteção contra a corrosão dentre as amostras de tinta intumescente. Por fim, o revestimento contendo TPP apresentou propriedades anticorrosivas superiores ao FZn na aplicação em sistemas intumescentes.

The intumescent coating have become a great alternative for the protection of steel against fire. However, structural steel is applied in several industry sectors, including offshore oil and gas platforms and petrochemical refineries. These high performance structures are exposed to aggressive environments, which makes it necessary to develop coatings capable of protecting steel. In this work, epoxy intumescent coatings formulated with ginger powder and coffee husk as carbon source and with triphenyl phosphate (TPP) and zinc phosphate (ZnP) as phosphorus source were prepared. The main objective of this work was to develop an intumescent system containing vegetable compounds efficient in fire protection and able to protect the metal substrate against corrosion in saline environment. The evaluation was performed by fire resistance test (before and after immersion in NaCl 3.5%), thermogravimetric analysis (TGA), infrared spectroscopy (FTIR), Brookfield viscosity, adhesion tests, static immersion test, optical microscopy (OM), Scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), pyrolysis coupled to gas chromatography and mass spectrometry (Py-GC / MS), electrochemical impedance spectroscopy (EIS), metallography and Vickers microhardness. Vegetable compounds presented potential as a carbon source in intumescent systems, while ZnP was efficient replacing TPP as a source of phosphorus. The system containing ginger and TPP presented the best overall results, maintaining the intumescence phenomenon after immersion in saline solution and presenting the best protection against corrosion among the intumescent coating samples. Finally, the coating containing TPP presented anticorrosive properties superior to FZn in the application in intumescent systems.