CC BY
42
УДК 627.629
А. А. Каюмов, С. А. Ситнов, А. В. Вахин,
С. Н. Степин
ИССЛЕДОВАНИЕ АНТИКОРРОЗИОННЫХ СВОЙСТВ НОВОГО КЕРНОВОГО КАЛЬЦИТНОГО ПИГМЕНТА С ОБОЛОЧКОЙ ИЗ АМИННОЙ СОЛИ ФОСФОНОВОЙ КИСЛОТЫ
Ключевые слова: керновый кальциевый пигмент, оболочка из аминной соли фосфоновой кислоты, антикоррозионные свойства, лакокрасочное покрытие.
Синтезирован керновый пигмент на основе кальцита с фосфонатно-аминной оболочкой. Исследовано влияние синтезированного пигмента на антикоррозионные свойства алкидных покрытий, определен оптимальный уровень их наполнения, обеспечивающий максимально высокую защитную способность.
Keywords: core calcium pigment, shell amine salts of phosphonic acids, anti-corrosive properties.
Synthesized core pigment based calcite with phosphonate-amine shell. The effect of the synthesized pigment on corrosion properties of alkyd coatings, the optimum level of filling, to maintain the highest protective ability.
В настоящее время поиск нетоксичной альтернативы канцерогенным хроматам, широко используемым в составе антикоррозионных грунтовок, относится к важным задачам специалистов лакокрасочной отрасли.
В работе [1] синтезированы керновые пигменты, характеризующиеся высокими антикоррозионными свойствами, состоящие из инертного по отношению к водной среде ядра (кальцита или цинковых белил) и оболочки из соответствующего фосфоната. В данной работе исследовались свойства нового кернового пигмента полученного созданием фосфонатно-аминной оболочки на поверхности частиц кальцита.
Синтез проводили в два этапа: на первом суспендировали кальцит в 5%-ом растворе оксиэтилидендифосфоновой кислоты (ОЭДФ) в этиловом спирте и выдерживали полученную суспензию до установления постоянного значения рН, на втором - к полученной суспензии добавляли 5%-ый спиртовой раствор амина до достижения значения рН=7. После этого дисперсную фазу отделяли от дисперсионной среды центрифугированием и высушивали при 110 0С.
Значение рН определяли с использованием рН-метра рН-150М. Величину рН для водной суспензии образца пигмента определяли в соответствии с ИСО 787-9.
Диспергированием полученного пигмента в лаке ПФ-060 с помощью лабораторной бисерной мельницы до показателя по прибору «Клин» 30 ед. получили ряд композиций, отличающихся уровнем наполнения. Композиции наносили на кузовную сталь 08 кп центрифугальным методом в три слоя с 24 часовой промежуточной сушкой при комнатной температуре и окончательной сушкой в тех же условиях в течение 72 часов.
В качестве среды при коррозионных испытаниях использовали 3 % раствор NaCl. Коррозионный потенциал измеряли с помощью рН-метра рН-150М относительно хлорсеребряного электрода и пересчитывали на шкалу нормального водородного электрода (НВЭ). Измерение электрической емкости системы окрашенный металл-электролит осуществляли с помощью измерителя иммитанса Е7-21. Через 1000 ч испытаний осуществляли визуальный контроль за состоянием образцов.
На рисунках 1 и 2 представлены характерные хронограммы электрической емкости и коррозионного потенциала образцов с покрытиями наполненных 10 и 30 %об. соответственно.
©
G
&
«
<u
H
m
m
m
к
s
Ü
Ü
H
О
с
5S
к
о
s
м
о
а
а
о
«
Рис. 1 - Хронограммы емкости и коррозионного потенциала алкидных покрытий содержащих 10 % об. кернового пигмента
е
с
*
Щ
н
m
m
m
к
к
(U
н
о
С
«
о
S
п
о
ft
ft
о
«
Рис. 2 - Хронограммы емкости и коррозионного потенциала алкидных покрытий содержащих 30 % об. кернового пигмента
Как видно из приведенных данных величина электрической емкости стабилизируется после 100 часов испытаний, на уровне значений отвечающих высокой изолирующей способности покрытий. Хронограммы коррозионного потенциала образцов с покрытиями, содержащими 10 и 30 %об. пигмента значительно отличаются. В первом случае значение потенциала претерпевает значительные колебания во времени, во втором - потенциал стали через 250 ч достигает постоянного значения, причем даже максимальное значение потенциала в первом случае значительно ниже, чем установившийся уровень значений во втором.
Более наглядно сказанное иллюстрируют приведенные на рис. 3 зависимости значений коррозионного потенциала и электрической емкости, установившихся после
1000 часов испытаний, от содержания синтезированного пигмента в покрытии. Анализ полученных кривых позволяет сделать заключение о том, что керновый пигмент обладает определенной гидрофильностью, что сказывается на результатах емкостных измерений (наблюдается тенденция роста установившейся емкости по мере увеличения содержания пигмента в покрытии). Тем не менее, более высокий уровень коррозионного потенциала, измеренного через 1000 ч испытаний, свидетельствует о повышенной способности покрытий, содержащих синтезированный пигмент, подавлять коррозионные процессы, что коррелирует с результатами визуальной оценки состояния образцов, показавшей отсутствие коррозионного поражение стального субстрата после завершения испытаний. В случае образцов с лаковыми покрытиями наблюдалось коррозионное поражение в пределах 70-90 % площади образца.
I
8
Я
X
(О
н
о
с
=к
3
X
X
о
8
ет
О
а
а
о
Содержание пигмента в покрытии, %об.
Рис. 3 - Зависимость установившихся значений электрической ёмкости и коррозионного потенциала стали через 1000 ч испытаний от уровня наполнения
Таким образом, новый керновый пигмент, с аминно-фосфонатной оболочкой на поверхности частиц, проявил высокие антикоррозионные свойства и может быть использован в качестве антикоррозионного компонента лакокрасочных грунтовок.
Литература
1. Кузнецова, О.П. Противокоррозионные свойства фосфонатных пигментов и разработка грунтовок на их основе: дис. ... канд. техн. наук / О.П.Кузнецова. - Казань., 2008. - 139 с.
© А. А. Каюмов - асп. каф. химической технологии лаков, красок и лакокрасочных покрытий КГТУ; С. А. Ситнов - асп. той же кафедры; А. В. Вахин - канд. техн. наук, инж. каф. химической технологии лаков, красок и лакокрасочных покрытий КГТУ, vahin11@kstu.ru; С. Н. Степин - д-р хим. наук, проф., зав. каф. кафедры химической технологии лаков, красок и лакокрасочных покрытий КГТУ.
