RESUMO O aço galvanizado é obtido pela imersão do aço carbono em um banho de zinco fundido, sendo esse material muito utilizado na indústria automotiva e de eletrodomésticos. Como todo material metálico, é suscetível à corrosão quando exposto a ambientes corrosivos, necessitando assim de tratamento de superfície para proteção. Atualmente, são utilizados como pré-tratamentos a fosfatização e a cromatização, ambos com restrições ambientais e à saúde humana. O aço galvanizado é obtido pela imersão do aço carbono em um banho de zinco fundido, sendo esse material muito utilizado na indústria automotiva, petroquímica, química, naval, aeronáutica e de linha branca. Apresenta maior resistência à corrosão do que o aço carbono quando exposto a ambientes corrosivos. Para aumentar sua durabilidade e sua resistência à corrosão, passa por um tratamento superficial que seja aderente à sua superfície. Por esta razão, atualmente, são utilizados a fosfatização e a cromatização como pós-tratamento à galvanização, ambos com restrições ambientais e à saúde humana. Por essa razão, estuda-se a viabilidade do uso de silanos como possíveis substitutos a essas substâncias por serem menos tóxicos. O silano é um composto organofuncional que atua como agente de acoplamento entre superfícies orgânicas e inorgânicas, bem como pode fornecer proteção contra a corrosão. O objetivo deste trabalho é avaliar a resistência à corrosão do aço galvanizado tratado com filme de silano viniltrietoxisilano (VS) nas condições de hidrólise: concentração de silano (2%, 3% e 4% de silano) e tempo de hidrólise da solução (30 min, 45 min e 60 min), mantendo fixos o pH 4,0 da solução solvente água/etanol (50% v/v), a temperatura de cura (150ºC) e o tempo de cura (120 min). A resistência à corrosão do aço galvanizado tratado com filme de silano VS foi avaliada através de técnicas eletroquímicas como potencial de circuito aberto, espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE), resistência à polarização linear (Rp) e curvas de polarização potenciodinâmicas em solução de NaCl 0,1 mol.L-1.A resistência à corrosão do aço galvanizado tratado com filme de silano VS foi avaliada através das seguintes técnicas eletroquímicas: potencial de circuito aberto (OCP), espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE), resistência à polarização linear (Rp) e curvas de polarização potenciodinâmicas em solução de NaCl 0,1 mol.L-1. A caracterização química dos filmes foi feita através da técnica de espectroscopia na região do infravermelho (IR). A caracterização morfológica do aço galvanizado tratado foi analisada por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia de dispersão de energia de raios X (EDS). Os resultados obtidos para as condições estudadas mostraram a formação de um filme eficiente na proteção contra a corrosão quando o aço galvanizado é pré-tratado com filme obtido na concentração de 4% de silano e 60 min de tempo de hidrólise. Os resultados eletroquímicos indicaram a formação de um filme eficiente na proteção contra a corrosão quando o aço galvanizado é tratado com filme obtido na concentração de 4% de silano e 60 min de tempo de hidrólise. As imagens de MEV revelaram uma menor formação de produto de corrosão quando o aço galvanizado é tratado com o filme de silano e os espectros de EDS apresentaram picos de Si indicando a aderência do filme no superfície do aço galvanizado. Já os espectros na região do IR apresentaram bandas de compostos contendo Si o que revelam a presença do filme de silano na superfície do substrato.
ABSTRACT Galvanized steel is obtained by immersing the carbon steel in a molten zinc bath widely employed in the automotive, petrochemical, chemical, marine, aeronautical and white-good appliances. It has higher corrosion resistance than carbon steel when exposed to corrosive environments. To increase its durability and corrosion resistance, it undergoes a surface treatment that is adherent to its surface. For this reason, phosphatization and chromatization are currently used as an after treatment to galvanization, both with environmental restrictions and human health. Due to the presence of toxic and carcinogenic products – in the chromatization or phosphatization - and to minimize the impact on the environment, the development of silane films as alternative pretreatments have been studied due to their good physical barrier properties against diffusion of oxygen to the metal interface and improve corrosion resistance. The aim of this work is to evaluate a corrosion resistance performance of galvanized steel coated with vinyltriethoxysilane (VS) film under hydrolysis conditions: silane concentration (2%, 3% and 4% %v) and hydrolysis time (30 min, 45 min and 60 min). The fixed variables were: the solvent solution used was water/ethanol (50% v/v) at pH 4.0, the curing time of 120 min and the curing temperature of 150°C in an oven. The corrosion resistance of pre-treated galvanized steel with VS silane film was evaluated by the following electrochemical techniques: open circuit potential (OCP), electrochemical impedance spectroscopy (EIS), linear polarization resistance (Rp) and potentiodynamic polarization curves in 0.1 mol.L-1 NaCl solution. The chemical properties of films were analyzed by infrared spectroscopy technique (IR). The galvanized steel and the film surface morphology were observed by scanning electron microscopy (SEM) and X-ray energy dispersion spectroscopy (EDX). The electrochemical results indicated the formation of an efficient corrosion protection film when galvanized steel is treated with film obtained at 4% silane concentration and 60 min hydrolysis time. SEM images revealed less corrosion product formation when galvanized steel is treated with silane film and EDS spectra showed Si peaks indicating the adhesion of the film to the galvanized steel surface. The spectra in the IR region showed bands of Si-containing compounds that reveal the presence of silane film on the substrate surface.
