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Il sistema duplex
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Zincatura a caldo + verniciatura possono prolungare la durata di un manufatto zincato. Questo sistema viene definito duplex, proprio per la combinazione di zincatura a caldo e verniciatura. L' associazione delle due tecnologie è utile quando si debba contrastare un'elevata aggressività chimica dell'ambiente (soprattutto se di natura acida), nel caso sia richiesta una finitura estetica superiore o si voglia accrescere il contrasto cromatico per migliorare la visibilità della struttura.Il sistema duplex è indispensabile nei casi in cui si voglia garantire una protezione di lunghissima durata, senza necessità di sottoporre i manufatti a manutenzione. Grazie al sistema duplex la superficie zincata non viene erosa dagli agenti atmosferici e mantiene lo spessore originario finché permane la vernice. Quando quest'ultima si è deteriorata, a causa del tempo o dei danneggiamenti, il rivestimento di zinco inizia a consumarsi gradualmente. Si instaura, in sostanza, un effetto di reciproca protezione tra i due componenti. La zincatura, sottostante, previene la formazione di ruggine sul substrato, mentre la vernice protegge il rivestimento di zinco dall'attacco di agenti chimici e atmosferici. Nel caso di danneggiamento della verniciatura, conseguenti deterioramenti vengono evitati grazie alla capacità della zincatura di sopportare intense sollecitazioni meccaniche.
Per compiere la manutenzione e il ripristino del rivestimento non è necessario rimuovere completamente la vernice , è sufficiente passare rapidamente una spazzola metallica sulla superficie e applicare un nuovo strato protettivo. La verniciatura di parti zincate a caldo esige maggiori precauzioni rispetto alla ricopertura di superfici d'acciaio. Per raggiungere risultati ottimali è indispensabile preparare accuratamente e in modo adeguato la superficie da trattare, in base all'età e alle condizioni del rivestimento di zinco. In generale, è bene evitare che la superficie zincata venga contaminata da agenti atmosferici o da altra sostanza durante il trasporto e il montaggio, pertanto, si consiglia di verniciare il manufatto subito dopo la zincatura. In tal caso il sistema duplex è effettuato, completamente, presso le zincherie.
Anche in questo modo, il rivestimento di zinco non è totalmente privo di inquinanti. L'ossidazione superficiale, la permanenza di residui di lavorazione e i contatti infase di movimentazione dei pezzi creano inevitabilmente una certo grado di contaminazione. Per rimuoverli è possibile ricorrere, come accennato, all'impiego di una spazzola metallica, trattando successivamente le superfici con sostanze chimiche sgrassanti a base di soluzioni ammoniacali deboli e/o fosforiche e, infine, lavando con acqua e asciugando.
Alternativamente, una pulizia meccanica generale può essere accompagnata da leggera sabbiatura , a bassa pressione (massimo 2.5 bar), con sabbia silicea, scorie fini di rame o polvere di corindone. Talvolta, tra le due operazioni è necessario eseguire uno sgrassaggio manuale con solventi volatili. Eseguendo la pulizia secondo queste modalità, la sabbiatura ridurrà lo spessore di zinco di circa 10 mm. In tabella differenti procedure di preparazione, contraddistinte da una lettera dell'alfabeto cui si farà riferimento in seguito per associare nel modo più proficuo metodi di preparazione e sistemi di verniciatura.
A Lavaggio alcalino Lavaggio a pressione con soluzione alcalina + risciacquo + asciugatura
B Bagno acido Pulizia con spazzola rigida + bagno acido + risciacquo + asciugatura
C Sabbiatura Pulizia a bassa pressione con abrasivo fine + eliminazione della polvere
D Getto di vapore Pulizia con spazzola rigida + getto di vapore ad alta pressione + asciugatura
E T-wash * Lavaggio con detergente + risciacquo +T-wash + risciacquo + asciugatura
* Il metodo T-wash è impiegato quasi esclusivamente in Gran Bretagna, dove è assai diffuso, e consiste nell'utilizzo di una soluzione acquosa di fosfato di zinco.
In passato si attendevano uno o due anni prima di verniciare un manufatto zincato. Si intendeva, in tal modo, consentire allo strato di zinco di reagire con l'anidride carbonica presente nell'atmosfera per formare, come si è visto precedentemente, una pellicola protettiva a base di carbonati basici di zinco. Effettivamente, aumenta così l'effetto aggrappante tra superficie zincata e vernice, poiché quest'ultima è in grado di incorporare i prodotti inerti stratificatisi sulla zincatura. Per contro, la superficie zincata può essere stata aggredita da inquinanti capaci di deteriorarla, o aver reagito con l'atmosfera in maniera diversa da punto a punto, o, ancora, possono essersi formati prodotti di corrosione dello zinco igroscopici e idrosolubili.
Si renderebbe necessario, in tal caso, asportare uno strato rilevante dalla superficie da verniciare attraverso un'energica pulizia meccanica accompagnata da una delle due procedure proposte. Quando si deve scegliere il sistema di verniciatura è necessario valutare diversi aspetti e verificarne l'adeguatezza alle superfici da trattare e alle condizioni di impiego. E' opportuno, dunque, avvalersi dei consigli del fornitore di vernici per individuare la soluzione più soddisfacente alle proprie esigenze.
Per garantire la massima protezione dalla corrosione il sistema duplex deve innanzitutto assicurare una buona adesione, per lungo tempo, tra verniciatura e superficie zincata e, quindi, deve essere caratterizzato da resistenza e impermeabilità all'umidità. Tuttavia, sono disponibili sul mercato numerose differenti formulazioni di vernici, soggette a continua evoluzione da parte dei produttori. Pertanto, è consigliabile, nell'ambito di un ciclo di verniciatura, rivolgersi ad un unico fornitore per garantire uniformità all'esecuzione.
L'ampia gamma di prodotti adatti al trattamento di superfici zincate comprende principalmente vernici a base di solventi, idrosolubili e in polvere. Alcuni tipi di vernici possono essere utilizzati direttamente sullo strato zincato reso leggermente scabro da adeguata sabbiatura (sweep blasting). Altrimenti, viene generalmente applicato sulla superficie di zinco una mano di fondo, detto primer, per migliorare l'adesione dei rivestimenti successivi. I cosiddetti primer non devono, ovviamente, reagire con lo zinco in modo da comprometterne l'aderenza, dando luogo, ad esempio, ad acqua di condensazione, fenomeni di saponificazione con produzione di composti corrosivi o gassosi. Inoltre, gli strati intermedi e di finitura devono essere compatibili con quelli adiacenti.
Le vernici contenti solventi ad essiccazione naturale, di maggior impiego, comprendono formulazioni a base di epossidi a due componenti ( spesso con indurenti poliammidici), epossivinili, cloruri di vinile/copolimeri saturi, PVC e PVC acrilico, poliuretani (generalmente stesi su primer epossidici), gomme clorurate, epossibitumi (sovrapposti a primer epossidici). Negli ultimi anni, in seguito all'inasprimento delle normative sull'impiego di solventi volatili, si è assistito ad un notevole impulso nella ricerca di vernici idrosolubili che ha condotto allo sviluppo di interessanti risultati. Vanno in particolare ricordate le vernici a base di dispersioni in acqua di resine acriliche, acriliche modificate, alchiliche/acriliche e, in via di sperimentazione, le resine stirolo/acriliche prive di tensioattivi. I prodotti più recenti ne consentono l'impiego in tempi molto brevi (intorno ai 30').
Se si sceglie di utilizzare una vernice in polvere, oltre a pulire accuratamente le superfici, è necessario eseguire rigorosi trattamenti a base fosforica e/o cromica. In genere, la preparazione comprende più stadi: sgrassaggio alcalino a caldo, uno o due lavaggi in acqua, attacco acido con soluzione fosforica, lavaggio con acqua demineralizzata, trattamento con soluzione a base cromica, ulteriore lavaggio con acqua demineralizzata e asciugatura in forno a 60-90°C. La verniciatura è realizzata in letti fluidi o mediante spruzzatura elettrostatica, cui segue una fase di polimerizzazione eseguita in forno a 200°C.
Le formulazioni disponibili comprendono polveri epossidiche, poliesteri, poliuretaniche o loro combinazioni. Tali prodotti si sono rivelati notevolmente vantaggiosi poiché mostrano una maggiore compatibilità ambientale, offrono rese superiori dal momento che con la tecnica di applicazione elettrostatica gli overspray sono recuperati e riutilizzati, e, infine, assicurano una migliore copertura dei bordi.
