CC BY
16
УДК 667.67
Зеленская А.Д., Федякова Н.В.
ГРУНТ-ЭМАЛЬ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ ДЛЯ НЕФТЕДОБЫВАЮЩЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Зеленская Александра Дмитриевна, студентка 4курса бакалавриата кафедры ЛКМ; e-mail: aleksandra_zel@mail.ru
Федякова Наталия Владимировна, к.т.н., ассистент кафедры ЛКМ; e-mail: demidlk@yandex.ru;
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева; Россия, 125047, Москва, Миусская пл., д. 9
Основной целью работы является разработка грунт-эмали нового поколения для нефтедобывающей отрасли на основе отечественного сырья. Разработанная эмаль позволяет заменить типовую систему покрытий, состоящую из грунтовочных и финишных композиций, способствуя экономии средств, времени и ресурсов.
Ключевые слова: лакокрасочные покрытия, тара для нефтедобывающей отрасли, антистатические покрытия, бензостойкие покрытия, антикоррозионные покрытия, эпоксидные покрытия
PRIMING PAINT OF THE NEW GENERATION FOR OIL-EXCHANGING INDUSTRY
Zelenskaya Alexandra Dmitrievna, the 4th year student of the RHTU. DI. Mendeleyev, Moscow, Russian Federation Fedyakova Natalia Vladimirovna, Ph.D., assistant of the chair of paint and varnish materials of the Russian, Moscow, Russian Federation
D. Mendeleev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, Russia
The main goal of the work is the development ofpriming paint of a new generation for the oil industry based on domestic raw materials. The developed enamel allows to replace a typical system of coatings, consisting ofpriming and finishing compositions, contributing to saving of resources, time and resources.
Key words: paint and varnish coatings, container for the oil industry, antistatic coatings, petrolproof coatings, anticorrosion coatings, epoxy coatings.
Несмотря на рост производства и потребления лакокрасочных материалов (ЛКМ) на российском рынке, большое внимание уделяется применению импортных материалов благодаря их качеству и широкому ассортименту [1]. Однако в настоящее время наблюдается тенденция разработки материалов на основе отечественного сырья, что позволяет сократить расходы на транспортировку, а также способствовать развитию и улучшению материалов лакокрасочной отрасли. Особое внимание уделяется материалам специального назначения, одним из которых является эмаль для внутренней окраски тары для хранения и транспортировки продуктов нефтедобывающей отрасли (рисунок 1).
Рис.1. Цистерна с внутренним антистатическим эпоксидным покрытием
Поскольку требования к таким эмалям предъявляются очень высокие, следует особое внимание уделять подбору компонентов, чтобы готовая эмаль обладала одновременно антистатическими, бензостойкими и
антикоррозионными свойствами. В качестве плёнкообразователя была выбрана эпоксидиановая смола (с содержанием эпоксидных групп 6,8 - 8,3%), широко представленная на современном рынке и позволяющая максимально обеспечить
технологические и эксплуатационные свойства разрабатываемого покрытия (рисунок 2). Эпоксидиановые смолы традиционно применяются для создания лакокрасочных материалов с заданными свойствами, например, для получения антикоррозионных покрытий [2] или же для износостойких покрытий [3] и многих др. В нашем случае эпоксидиановая смола применяется для придания антикоррозионных свойств и учету реологических свойств при нанесении.
НХ—СН—СН—О - -\ /
сн3
I _
■С—О — СИ,- сн—сн,—Ц) —
I I
снз он
сн,
I
—с—о—сн — сн—сн
2 \ / 2 о
I
сн,
Рис. 2. Cтруктурная схема эпоксидной смолы
Разработанный материал является
двухкомпонентным, его отверждению способствует аминный отвердитель (рисунок 3), который представляет собой продукт взаимодействия фенола, этилендиамина и формальдегида.
ОН
СН— ХН-
г г
Рис. 3. Аминный отвердитель, получаемый по реакции Манниха
Отвердитель марки АФ-2 предназначен для холодного отверждения эпоксидных композиций, способных отверждаться во влажной среде и под водой. Количество вводимых отвердителей в эпоксидную смолу определяется содержанием эпоксигрупп по формуле: А = — • К, где А-
—э
количество отвердителя на 100 г смолы, Мо-молекулярная масса отвердителя, Мэ-молярная масса эпоксигруппы (43), К- эпоксидное число данной смолы [4].
Отверждение покрытия проходит по реакции:
СН2-СН
сн--СН -
-Р!\'Н2- Н2С-СН-
V
В качестве функциональных добавок применены электропроводящие,
пластифицирующие, ингибирующие, химстойкие неорганические пигменты в оптимальных концентрациях. Выбранные электропроводящие пигменты отличаются невысокой стоимостью, широкой доступностью по сравнению с возможными вариантами (углеродные волокна, порошки металлов), а также не увеличивают насыпную плотность материала [5].
В начале исследований была разработана матрица экспериментов для достижения необходимых свойств покрытия (таблица 1).
Для внутренних покрытий, предназначенных для хранения нефтепродуктов предъявляются
ОН
^СНз-СЬ (2 ~
ОН
снг—сн2 -он
следующие требования: удельное объемное электрическое сопротивление не более 105 Ом-м, адгезия 1 балл, прочность при изгибе (эластичность) не более 3 мм, прочность при ударе не менее 40, обеспечение защиты от коррозии в течение всего срока эксплуатации (8 лет) [6]. Для каждого покрытия были определены вышеуказанные показатели в соответствии с методиками, принятыми в промышленности.
По результатам исследований, было выбрано покрытие, которое соответствует всем требованиям данной отрасли и к тому же позволяет снизить капитальные затраты по сравнению с зарубежными аналогами (таблица 2).
тестированными лакокрасочной
Таблица 1. Матрица экспериментов
Нейтральная паста, Токопроводящая паста Токопроводящая паста Антикоррозионная
масс. ч. 1, масс. ч. 2, масс. ч. паста, масс. ч.
1 1 1 1
1 1,1 0,9 1
0 1 1 2
1 0,9 1,1 1
Таблица 2. Нормативные показатели грунт-эмали
Показатели Значение Методика определения
Внешний вид Однородная матовая поверхность Визуально
Цвет От темно-серого до черного; оттенок не нормируется Визуально
Условная вязкость, ВЗ-246 (4 мм), с 60-180 ГОСТ 8420-74
Адгезия методом решетчатых надрезов, балл 1 ГОСТ 31149-2014
Прочность при ударе, см, не менее 40 ГОСТ 4765-73
Прочность при изгибе, мм, не более 3 ГОСТ 8462-85
Удельное объемное сопротивление, Омсм, не менее 106 ГОСТ 6433.2-71
Таким образом, разработанная эмаль удовлетворяет отраслевым требованиям, а также обладает ценным комплексом свойств покрытий на ее основе.
Список литературы
1. Динамика производства лакокрасочных материалов в России [Электронный ресурс] URL: www.indexbox.ruhttp://www.indexbox.ru/news/rynok-lakokrasochnih-materialov-v-rossii-prodolgaet-padat.
2. Павлов А.В., Милорадова Е.А., Гарустович И.В., Шишилов О.Н., Субботин В.Е., Щепетова А.Ю., Яковенко Т.В. Возможности повышения технологических и физико-механических свойств цинкнаполненных лакокрасочных композиций/Лакокрасочные материалы и их применение, 2017. -№9. -С. 24-27.
3. Павлов А.В., Меркулова Ю.И., Зеленская А.Д., Железняк В.Г. Износостойкость лакокрасочных покрытий - Лакокрасочные материалы и их применение , 2018 - №1-2. - С.40-43. 4.Отверждение эпоксидных смол [Электронный ресурс] URL:http://www.kit-
e.ru/articles/circuitbrd/2003_08_170.php (дата
обращения 02.04.2018).
5. Языков С.Ю., Даммер В.Х., Панин С.В., Овечкин Б.Б. Антистатические композиционные покрытия для защиты магниевых сплавов на основе порошковых красок, обработанных в планетарной шаровой мельнице / Известия Томского политехнического университета. Математика и механика. Физика, 2014-Т.325.-№2.-С.105-113.
6. ГОСТ Р 50913-96 смол [Электронный ресурс] URL: http://www.vashdom.ru/gost/50913-96/#i112149 (дата обращения 02.04.2018).
