CC BY
20
УДК 667
Э. Д. Усманова, М. Р. Зиятдинова, В. А. Сучков,
М. В. Новикова
ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ СИНТЕТИЧЕСКОГО НЕОРГАНИЧЕСКОГО ПИГМЕНТА
И ВОЗМОЖНОСТЬ ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ В АКРИЛАТ-СОПОЛИМЕРНОМ ПЛЕНКООБРАЗУЮЩЕМ
Ключевые слова: ферритный пигмент, противокоррозионные свойства пигмента, стирол акрилатная пленкообразующая
система.
В данной статье рассматривается возможность применения пигмента, переработки на основе утилизации отходов металлургического производства, в качестве противокоррозионного в стирол акрилатной системе и исследования его свойств, так как противокоррозионные пигменты, входящие в состав грунтовок ингиби-рующего типа являются одним из важным компонентом при создании лакокрасочной композиции.
Keywords: ferrite pigment, anti-corrosive properties of the pigment, styrene acrylate film-forming system.
This article discusses the possibility of using a pigment, the processing on the basis of utilization of metallurgical wastes , as anticorrosive styrene acrylate system and study its properties , as anticorrosive pigments are part of the primers inhibiting type is an important component in creating a paint composition.
Введение
Разработка новых материалов защитного назначения в лакокрасочной промышленности является актуальной задачей. Как известно, к наиболее экономичным и одновременно эффективным методам предотвращения коррозионного поражения металлов относится их окрашивание, включающее нанесение грунтовок, в том числе ингибирующего типа. Наиболее эффективны в этом направлении хромсо-держащие пигменты, но их токсичность направляет нас на поиск альтернативных вариантов [1-3].
Заменой хроматов в составе защитных покрытий, во многих случаях, могут служить ферриты, относящиеся к экологически полноценным противокоррозионным пигментам. Из литературных данных представленных в работах [4,5] видно, что альтернатива хроматным пигментам возможна.
В качестве пленкообразующей системы при противокоррозионной защите металлических объектов достаточно широко применяются алкидные лакокрасочные материалы, но в последнее время идет снижение доли алкидных олигомеров, выпускаемых по старым технологиям, в общем объеме пленкообразующих систем. Поэтому, актуальны исследования направленные на поиск новых альтернативных пленкообразующих соединений. Учитывая то, что в последнее время все более широкое применение находят лакокрасочные покрытия на основе синтетических акриловых смол, в качестве объекта исследования использовали стирол акрилатную пленкообразующую систему SAS-150 отечественного производства, представляющую собой раствор акриловых сополимеров в органических растворителях, образующую при отверждении прочную эластичную пленку.
Объекты и методы исследований
Цель работы заключается в исследовании возможности применения ферритного неорганического пигмента на основе утилизации отходов металлургического производства в акрилат-сополимерном пленкообразующей системе SAS-150 отечественного производства.
В данной работе в качестве ферритного пигмента использовался «Акофер-Б» — синтетический неорганический пигмент коричневого цвета (далее по тексту ферритный пигмент), представляющий собой продукт прокаливания смеси отхода литейного цеха с оксидами металлов основной природы.
Результаты и их обсуждение
Важной характеристикой порошкообразных веществ, при оценке возможности их использования в качестве пигментов для получения лакокрасочных материалов является диспергируемость. Степень дисперсности пигмента оказывает большое влияние на оптические свойства лакокрасочных материалов, а также на маслоемкость и противокоррозионные его свойства, оказывает значительное влияние на защитные свойства покрытий, формируемых на их основе. При диспергировании происходит не измельчение частиц пигментов, а их дезагригация до первичных частиц и распределение его в пленкообразующей системе [6]. Поэтому, на первом этапе исследовали кинетику дезагрегации частиц исследуемого ферритного пигмента в лаке SAS-150 во времени. На рисунке 1 представлены соответствующие хронограммы диспергирования.
Рис. 1 - Хронограммы диспергирования ферритного пигмента в лаке SAS-150
В результате исследования скорости дезагрегации частиц в лаке SAS-150, установлено, что скорость разрушения агрегатов частиц ферритного пигмента составляет 25 минут до 35 мкм по прибору «Клин» и больше не меняется во времени (кривая 1), что привело к дальнейшим исследованиям. Из литературных данных [7] известно, что для улучшения дезагрегации частиц используется олеиновая кислота, которая улучшает смачиваемость поверхности частиц пигмента и способствует увеличению скорости их дезагрегации.
Как видно из рисунка 1 (кривая 2) применение олеиновой кислоты в качестве диспергирующей добавки позволило повысить степень диспергирования и измельчить агрегаты до размеров 25 мкм, что отвечает требованиям, предъявляемым к лакокрасочным материалам [8].
Известно, что от технологических показателей лакокрасочных материалов зависит качество получаемых покрытий в исходном состоянии, что определяет их надежность в эксплуатации. Поэтому направленное регулирование технологических свойств материалов является одним из путей получения покрытий с заданными свойствами [6]. Следовательно, исследование основных пигментных характеристик, таких как, мас-лоемкость, укрывистость, массовая доля летучих веществ и т.п. является актуальной задачей.
Далее проведены исследования ферритного пигмента на его малярно-технические свойства, данные которых представлены в таблице 1.
Таблица 1 - Малярно - технические характеристики ферритного пигмента
Наименование показателя Значения
Цвет коричневый, оттенок не нормируется
Массовая доля летучих веществ, %, не более 0,5
рН водной вытяжки, не менее 10
Маслоемкость, г/100г пигмента, не более 20
Укрывистость, г/м2, не более 15
Диспергируемость, мкм, не более 30
Содержание водорастворимых веществ, %, не более 1,0
Остаток после мокрого просеивания на сите с сеткой № 0063, %, не более 0,5
Из данных, представленных в таблице 1, видно, что ферритный пигмент относятся к пигментам с высокой укрывистостью, таких как красный железо-оксидный пигмент (15-20 г/м2). Однако этот показатель не является определяющим противокоррозионные свойства пигментов, а служит мерой минимального количества пигмента, необходимого для создания непрозрачной пленки.
К наиболее важным характеристикам противокоррозионных пигментов относятся их частичная растворимость в воде. Для исследуемого ферритного пигмента растворимость в воде составила 0,5%, что допускается для материалов такого типа.
Таким образом, ферритный пигмент «Акофер-Б» отвечает всем требованиям, предъявляемым в области противокоррозионной защиты металлов и в дальнейшем может использоваться в качестве противокоррозионного пигмента при разработке защитных грунтовок.
Литература
1. Э.Д. Гатауллина. Автореф. дисс. канд.технических наук, Казанский гос. технологический ун-т, Казань, 2008. 20 с.
2. Э.Д. Гатауллина. Дисс. канд. технических наук, Казанский гос. технологический ун-т, Казань, 2008. 139 с.
3. М.Р. Зиганшина, С.Н. Степин, Э.Д. Гатауллина, Вестник Казан. технол. ун-та. 2006. № 4. С. 144-151.
4. И.В. Усманов, А.В. Вахин, А.П. Светлаков, С.Н. Степин, Ферритный пигмент на основе отходов литейного производства // Лакокрасочные материалы и их применение. 2008. № 10. С. 40-42.
5. И.В. Усманов, А.П. Светлаков, С.Н. Степин, Утилизация промышленных отходов переработкой в антикоррозионный пигмент //Научно - практическая конференция «Комплексное использование ресурсов и отходов». 2008. С.28-30.
6. М.И. Карякин, Испытание лакокрасочных материалов и покрытий. М.:Химия,1988. - 272 с.
7. П.В. Гришин, А.О. Юсупов, М.В. Баранский, С.А. Ка-рандашов, Вестник технологического университета. 2015. Т.18. № 20. С.65-66.
8. Э.Д. Усманова, М.Р. Зиганшина. Современные тенденции развития науки и технологий, АПНИ. г. Белгород. 2016. №2-3, 121-123с.
© Э. Д. Усманова - к.т.н., доцент каф. «Химическая технология лаков, красок и лакокрасочных покрытий», КНИТУ, engi23@mail.ru; М. Р. Зиятдинова - бакалавр той же кафедры, marina04ziyatdinova@mail.ru; В. С. Сучков - бакалавр той же кафедры, suchkov.vs@mail.ru; М. В.Новикова - магистр кафедры МТ КНИТУ, novikova.mv@mail.ru.
© E D. Usmanova - Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the "Chemical technology of varnishes and paint coatings" Department, engi23@mail.ru; M. R. Ziyatdinova - bachelor of the "Chemical technology of varnishes and paint coatings" Department, marina04ziyatdinova@mail.ru; V. S. Suchkov - bachelor of the "Chemical technology of varnishes and paint coatings" Department, suchkov.vs@mail.ru; M. V. Novikova - postgraduate of the " Moda and Technology" Department, noviko-va.mv@mail.ru.
