CC BY
28
УДК 667.6, 544.654.2, 544.022
Лвин Ко Ко, Пелясова Д.А., Квасников М.Ю.
ОПТИМАЛЬНЫЕ СОСТАВ КОМПОЗИЦИИ И НАПРЯЖЕНИЕ НАНЕСЕНИЯ ПРИ ПОЛУЧЕНИИ КАДМИЙ-ПОЛИМЕРНЫХ ПОКРЫТИЙ МЕТОДОМ КАТОДНОГО ЭЛЕКТРООСАЖДЕНИЯ
Лвин Ко Ко, аспирант кафедры химической технологии полимерных композиционных лакокрасочных материалов и покрытий.е-1шп1:1ицуапцу12()41 @gmail.com;
Пелясова Дарья Александровна, студент 4 курса бакалавриата кафедры химической технологии полимерных композиционных лакокрасочных материалов и покрытий;
Квасников Михаил Юрьевич, д.т.н., профессор кафедры химической технологии полимерных композиционных лакокрасочных материалов и покрытий.
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева. Москва. Россия 125190. Москва. Миусская площадь. д. 9
Для получения кадмий-полимерных покрытий методом катодного электроосаждения использовали водные композиции эпоксиаминного полиэлектролитного плёнкообразователя, нейтрализованного уксусной кислотой, и водного раствора ацетата кадмия при различном его количестве в композиции. Электроосаждение проводили в режиме постоянного напряжения при различных его значениях. Выбраны оптимальный состав композиции и напряжение её электроосаждения.
Ключевые слова: полимерные покрытия, ацетат кадмия, кадмиевые покрытия, концентрация, эмульсия, электропроводность, объем, оптимальное напряжение.
THE OPTIMAL CONSIST OF COMPOSITION AND APPLICATION VOLTAGE WHEN RECEIVING CADMIUM-POLYMER COATINGS BY METHOD OF CATHODIC ELECTRODEPOSITION
Lwin Ko Ko. Pelyasova D.A.. Kvasnikov M. Y.
D.I. Mendeleev University of Chemical Technology of Russia. Moscow. Russia.
To prepare cadmium-polymer coatings by the cathodic electrodeposition method, aqueous compositions of an epoxyamine polyelectrolyte film former neutralized with acetic acid and an aqueous solution of cadmium acetate at various amounts in the composition were used. Electrodeposition was carried out in the constant voltage mode with its various values. The optimal consist of composition and the voltage of its electrodeposition.
Keywords: polymer coatings, cadmium acetate, cadmium coatings, concentration, emulsion, electrical conductivity, volume, optimal voltage.
Метод окраски электроосаждением Работа проводилась. как и ранее. с
водоразбавляемых лакокрасочных материалов на полиэлектролитом - водным раствором основе плёнкообразователей-электролитов нашел эпоксиаминного аддукта. модифицированного широкое применение в промышленности. так как изоцианатом. нейтрализованного уксусной кислотой он является экологически полноценным и являющемся связующим грунтовки для катодного безотходным циклом [1-3]. Наибольший интерес электроосаждения GEN 6W 780/973. фирмы «PPG». представляет собой электроосаждение на катоде. как а также раствором ацетатата кадмия. вводимым в обеспечивающее большую стабильность рабочего систему в различном количестве. Использовалась раствора в процессе эксплуатации ванны лабораторная установка для катодного электроосаждения и обеспечивающее лучшую электроосаждения (рис. 1). представляющая собой антикоррозионную защиту окрашиваемых емкость объёмом 500 мл. вольтамперметр и поверхностей. Одним из направлений дальнейшего источник питания. Анодом являлась специальная развития этого метода является комбинация его с пластина из нержавеющей стали. Процесс гальваническими процессами. что позволяет перемешивания и термостатирования осуществлялся получать таким способом металлополимерные с помощью магнитной мешалки с подогревом. покрытия. Так были получены никель-полимерные. Термоотверждение проводили при 1800С в течение цинк-полимерные и медь-полимерные покрытия. 20 минут. В качестве подложек использовали обладающие новым ценным комплексом свойств обезжиренные пластинки из стали 08 КП. [4.5]. Представляет интерес получить подобным Фиксировалась также для каждой композиции образом кадмий-полимерное покрытие. так как удельная электропроводность. кадмий - металл. выдерживающий эксплуатацию в морском климате и солевых растворах.
1 2 3
Рис. 1. Установка электроосаждения: 1 - источник; 2 - выпрямитель; 3 - вольтметр; 4 - катод; 5 - анод; 6 - установка; 7 - амперметр; 8 - тумблер; 9 -диодный мост
Для изучения свойств покрытий, полученных на основе кадмий-полимерных композиций, были приготовлены составы с различным содержанием ионов кадмия. Для этого использовался готовый 15% раствор плёнкообразующего и раствор ацетата кадмия с концентрацией 7,9% в различных объёмах (таблица 1). После этого в лабораторной ванне электроосаждения на основе полученных композиций производилось нанесение
лакокрасочных покрытий в ванне электроосаждения при температуре 33°С в режиме постоянного напряжения при различных его значениях в интервале 110-240 В для каждой коипозиции в течение 120 секунд.
Таблица 1. Состав^ изучаемых композиций
Состав композиции Концентрация Cd2+, г/мл Удельная электропроводность, цСм/см
№ Объём 15% раствора эмульсии, мл Объем 7,9% раствоа ацетата кадмия, мл
1 500 0 0 1716
2 500 10 0,0015 1990
3 500 20 0,003 2440
4 500 30 0,0044 2700
5 500 50 0,0072 3430
6 500 100 0,0127 4560
7 500 120 0,0153 4870
8 500 140 0,0178 4930
9 500 160 0,0202 5300
10 500 400 0,0351 6500
Образцы, полученные после нанесения перечисленных композиций, обладают следующими свойствами:
1 - равномерное глянцевое покрытие желтоватого цвета без видимых дефектов;
2-8 - равномерные матовые покрытия с золотистым оттенком без видимых дефектов;
9 - темно-желтоватое покрытие с точечными дефектами;
10 - неравномерное покрытие, имеющее разнооттеночность и многочисленные дефекты.
На рисунке 2 представлена зависимость удельной электропроводности композиции в зависимости от объёма вводимой добавки. Как известно, удельная электропроводность - это величина, обратная удельному сопротивлению. Она прямо пропорционально зависит от концентрации ионов в единице объема, скорости их движения и переносимого каждым ионом заряда, что
согласуется с полученными данными. Измерение удельной электропроводности проводились лабораторным кондуктометром.
Рис. 2. Зависимость удельной электропроводности от объёма вводимой модифицирующей добавки
На рисунке 3 представлен график, из которого следует, что оптимальный состав композиции, исходя из качества получаемых покрытий (бездефектность, равномерность), составляет от 10 до 100 мл 7,9%-го раствора ацетата кадмия на 500 мл 15%-го раствора полиэлектролита (15- 130 мг Cd+2 в системе). При большем количестве ацетата кадмия существенно увеличивается
электропроводность, что может интенсифицировать электролиз воды.
Рис. 3. Выбор оптимального напряжения электроосаждения
Оптимальным интервалом напряжений в процессе электроосаждения из модифицированных кадмием композиций является 160-180 В. Покрытия, полученные в этом режиме, обладают оптимальной толщиной и хорошим качеством.
Список литературы
1. Krylova I.A. // Prog. in Organic Coatings.-2001. VoL 42.- Р.119-131.
2. Квасников М.Ю., Крылова И.А. // Лакокрасочные материалы и их применение.-2001.-№ 4.- С. 10-15.
3. Величко А.И., Дворниченко Г.Л. Окрашивание электроосаждением.- К.: УкрИздат. Центр,1994.-319 с.
4. Kvasnikov M.Y, O.A. Romanova, K.N. Smirnov, I.F. Utkina, M.R. Kiselev, Y.M. Korolev, I.A. Krylova, E.M. Antipov, A.A. Silaeva. Obtainment of a Metal- Polimer Coatings via the Simultaneous Combination on the Cathode of Oligomeric Electrolytes and Electrodeposition of Metals.// PolymerScience, Ser. A.- 2015.VoL 57. № 4.- P. 473-479.
5. A.A. Silaeva, M.Y. Kvasnikov, A.V. Varankin, E.M. Antipov, M.R. Kiselev and I.A. Krylova. Heat-Conducting Copper-Polymer Paint and Lacquer Coatings// Russian Journal of Applied Chemistry.-2015. VoL 88. № 12.- P. 1946-1949.
