CC BY
53
УДК 667.622.11
М. Р. Зиганшина, Э. А. Байбурина, Э. Т. Азизова ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ЭПОКСИДНЫХ ПОКРЫТИЙ НА ОСНОВЕ СМОЛЫ Э-40, НАПОЛНЕННЫХ МАРГАНЕЦСОДЕРЖАЩИМ ПИГМЕНТОМ
Ключевые слова: манганиты, смола эпоксидная, отвердитель АФ-2.
В работе исследованы свойства эпоксидных покрытий на основе смолы Э-40 и отвердителя АФ-2, содержащие в качестве функционального пигмента манганиты бария. На основе полученных данных предложены составы грунтовочных материалов.
Keywords: magnates, epoxy resin, hardener АF-2.
In present paper investigated the the properties of coatings based on epoxy resins E-40 hardener and AF-2, containing as functional pigment manganites barium. Based on these results suggested formulations primer materials.
Марганецсодержащие пигменты, разрабатываемые на кафедре, в частности на основе марганца 4+, показали свою эффективности в составе различных пленкообразователей. Высокие защитные свойства наблюдаются для покрытий на основе эпоксидных смол. В работах ряда лет исследовались эпокрытия отверждаемые полиэтилендиамином (ПЭПА). Для расширения областей применения разработанных марганецсодержащих пигментов в данной работе поставлена задача сформулировать защитные грунтовочные составы на основе эпоксидной смолы Э-40.
Из литературных данных известно [1], что ассортимент отвердителей весьма широк и включает продукты различного агрегатного состояния, температурного режима отверждения и назначения. В данной работе для исследований выбран отверди-тель АФ-2.
Опыт показывает, что защитное действие лакокрасочных покрытий зависит не только от природы пигмента, но и от соотношения пигмент-связующее. Очевидно, что увеличение содержания противокоррозионного пигмента в покрытии должно приводить к улучшение его защитных свойств. Однако превышение содержания Пг выше определенного уровня, называемое критическим, приводит к резкому снижению барьерных свойств покрытия. Исходя из этого, ранее был определен оптимальный уровень наполнения, обеспечивающий необходимый комплекс физико-механических и антикоррозионных свойств покрытия.
В работе сформулирован грунтовочный состав с использованием помимо ингибирующего мар-ганецсодержащего пигмента различные наполнители на основе смолы Э-40 [2-4].
За основу была взята пигментная часть грунтовки ЭП-0191, содержащая микротальк и оксид цинка, кроющий красный железооксидный пигмент исключен из рецептуры. Микротальк необходим в эпоксидном покрытии, характеризующихся высокой твердостью для снятия внутренних напряжений, его доля варьировалась в соответствии с рецептурами, составленными для проведения трёх-факторного эксперимента (табл. 1). Были получены эпоксидные грунтовки, содержащие марганецсо-держащий пигмент с различным уровнем наполнения и соотношения между наполнителями.
Таблица 1 - Составы грунтовок на основе смолы Э-40
Пигментные пасты диспергировались до степени перетира 30 мкм по клину.
Для проведения экспериментов был приготовлен ряд композиций на основе эпоксидной смолы Э-40 с различным объёмным содержанием пигментов и наполнителей
ЛКМ наносили в три слоя центрифугальным методом на лабораторной установке. Формирование ЛКП осуществляли на воздухе в течение 7 суток. Толщина трёхслойного покрытия находилась в пределах 30-40 мкм.
Толщину лакокрасочного покрытия определяли с помощью индикаторного толщиномера ТЛКП и электрического прибора МТ-41НЦ.
Отвердитель АФ-2 добавлялся непосредственно перед нанесением покрытий на металлические образцы. Замерялись электрическая емкость системы металл-покрытие-электролит и коррозионный потенциал стали с покрытием в течении 1000 часов испытаний. На рисунках 1,2 представлены полученные результаты для покрытий, сформированных из полученных 7 композиций.
Сформированные лакокрасочные покрытия с высоким уровнем наполнения быстро теряют барьерные свойства. С утратой барьерной способности значение коррозионного потенциала снижается в область значений, соответствующих развитию коррозионных процессов. Величина коррозионного поражения стальной подложки после 1000 часов контакта с раствором электролита уменьшается по мере увеличения содержания марганецсодержащего пигмента в покрытии.
№ Э-40, 74,5% АФ-2 Р-ль Пигментная часть
Пг Мт Оксид цинка
1 35,00 5,57 8,98 15,00 35,45 0,00
2 29,00 4,62 8,88 15,00 12,50 30,00
3 52,00 8,28 7,72 32,00 0,00 0,00
4 32,00 5,10 8,93 15,00 23,98 15,00
5 40,50 6,45 8,30 23,50 6,25 15,00
6 43,50 6,93 8,35 23,50 17,73 0,00
7 38,67 6,16 8,53 20,67 15,98 10,00
ля АФ-2 и сформулирован грунтовочный состав на основе смолы Э-40 (табл. 2).
0% V 30 s
Микротальк
600 время,ч
Рис. 1 - Характерные кривые изменения электрической емкости для Э-40 с различной пигментной частью. 1 - состав №1, 2, 4; 2 - состав
№3,6, 7,5
15% " 30 0/°
Оксид цинка
Рис. 3 - Контурная диаграмма коррозионного потенциала стали с покрытием на основе смолы Э-40 после 1000 часов испытаний
Таблица 2 - Рецептуры разработанных грунтовок
№ Компоненты Грунтовка на основе Э-40
1 Э-40 (74,5%) 38,6
2 АФ-2 6,1
3 Растворитель 8,5
4 Марганецсодержащий пигмент 21,1
5 Микротальк 13,7
6 Оксид цинка 12,0
Рис. 2 - Характерные кривые изменения коррозионного потенциала для Э-40 с различной пигментной частью. 1 - состав №5; 2 - состав №1, 2, 4; 3 - состав №3, 6, 7
По значениям коррозионного потенциала стали с покрытием полученных для всех семи композиций была проведена аппроксимация с построением гауссовых поверхностей отклика. Результаты аппроксимации представлены на рисунке 3. Как видно из рисунка, при повышении наполнения, покрытия, содержащие большее количество оксида цинка характеризуются снижением значений потенциала. Максимум значений потенциала стали с покрытием соответствует области значений емкости в интервале 2,0-2,5. Поражение коррозией и пузыри на покрытиях, прошедших испытания для композиций лежащих в указанной области, отсутствуют.
Совместное рассмотрение представленных данных позволяет сделать вывод о высокой защитной способности эпоксидных покрытий на основе смолы Э-40 с использованием в качестве отвердите-
© М. Р. Зиганшина - к.х.н., доцент каф. химической технологии лаков, красок и лакокрасочных покрытий КНИТУ; Э. А. Байбурина - асп. той же кафедры, [email protected]; Э. Т. Азизова - асп. той же кафедры.
© M. R. Ziganshina - Ph.D., Associate Professor of the "Chemical Technology of Varnishes, Paints and Coatings Department" of KNRTU; E. A. Bayburina - post graduate student in the same department, [email protected]; E. T. Azizova - post graduate student in the same department.
Покрытия на основе разработанной грунтовки характеризуются высокими защитными свойствами.
Литература
1. Кочнова З.А. Эпоксидные смолы и отвердители: промышленные продукты / З.А. Кочнова, Е.С. Жаворонок, А.Е. Чалых. М. Пэйнт-Медиа, 2006. - 200 с.
2. Зиганшина М.Р. Влияние отвердителей на антикоррозионные свойства эпоксидных покрытий / М.Р. Зиганшина, Ф.А. Конов, А.В. Вахин // Вестник КГТУ - 2013. - №11. - С. 228 -230.
3. Зиганшина М.Р. Противокоррозионные свойства манга-нитов металлов / М.Р. Зиганшина, С.Н. Степин, М.С. Пешкова, Л.Ф. Даутова // Лакокрасочные материалы и их применение. - 2004. - №8. - С. 3-6.
4. Зиганшина М.Р. Марганцевые пигменты для полимерных композиций декоративного назначения / М.Р. Зиганшина, Э.Д. Усманова // Вестник КГТУ - 2013. - №10. - С. 138 - 140.
