CC BY
58
ЗАЩИТНЫЕ ПОКРЫТИЯ НА ОСНОВЕ ВОДНЫХ ДИСПЕРСИЙ
ПОЛИМЕРОВ
Каптелева Альбина Олеговна
магистрант Казанского национального исследовательского технологического
университета, г. Казань E-mail: albina-kapteleva@mail. ru Пилипенко Алексей Валерьевич аспирант Казанского национального исследовательского технологического
университета, г. Казань E-mail: plexkazan@mail. ru Зиганшина Майя Рашидовна канд. хим. наук, доцент Казанского национального исследовательского
технологического университета, г. Казань
E-mail: zigmay4@mail. ru
COATINGS BASED ON AQUEOUS POLYMER DISPERSIONS
Albina Kapteleva
Master of the Kazan National Research Technological University, Kazan
Alexey Pilipenko
Postgraduate of the Kazan National Research Technological University, Kazan
Maya Ziganshina
Candidate of chemical sciences, Associate Professor of the Kazan National Research
Technological University, Kazan
АННОТАЦИЯ
Актуальны исследования, направленные на разработку менее токсичных соединений, обеспечивающих высокие защитные свойства грунтовочных покрытий. Перспективны для изучения композиционные материалы на основе водных дисперсий. Они более стойкие и долговечные, соответствуют современным требованиям. В качестве пленкообразующего вещества в работе использовали водную стирол-акрилатную дисперсию — Лакротэн Э-241. Покрытия на основе синтезированного пигмента сравнивались с другими покрытиями, имеющими в составе другие компоненты. Полученные результаты характеризуют наши разработки с хорошей стороны.
ABSTRACT
Relevant research to develop less toxic compounds, providing high protective properties undercoats. Perspective for the study of composite materials based on aqueous dispersions. They are more resistant and durable, to-date. As a film-forming
agent used in aqueous dispersion of styrene-acrylate — Lakroten E-241. Coatings based on synthesized pigment compared to other coatings which have in the other components. These results describe our development on the good side.
Ключевые слова: защитные покрытия; пигмент; манганит кальция; лакротен
Keywords: protective coating; pigment; calcium manganite; lakroten
В последние десятилетия во всех промышленно развитых странах в связи, с возрастающими требованиями к охране среды и безопасности труда людей, сохраняется устойчивая тенденция роста выпуска и применения композиционных материалов на основе водных дисперсий полимеров. Водные лакокрасочные материалы лидируют в списке экологически благоприятных систем, обладая низким содержанием летучих органических соединений, малой токсичностью и пожаробезопасностью. Они более выгодны с экономической точки зрения, легко наносятся. Покрытия на основе водных дисперсий полимеров более стойкие и долговечные, соответствуют самым высоким современным требованиям. Преимущества водных лакокрасочных материалов способствовали тому, что в развитых странах они опередили, по объемам потребления, все прочие виды лакокрасочной продукции. Прежде всего, это касается строительной индустрии, в которой потребление водных лакокрасочных материалов превышает 70—80 % от общего объема лакокрасочных материалов. А именно этот сегмент рынка в последнее время характеризуется наибольшими темпами роста, в том числе и на российском рынке, в частности отмечается увеличение потребления декоративных водных лакокрасочных материалов в структуре спроса [1, с. 138]. В связи с этим весьма актуальны исследования, направленные на разработку менее токсичных соединений, обеспечивающих высокие защитные свойства грунтовочных покрытий. В качестве пленкообразующего вещества в работе использовали широко используемый в лакокрасочной промышленности водная стирол-
акрилатная дисперсия отечественного производства — Лакротэн Э-241, которая, как показали предварительные исследования, оптимально пригодна в противокоррозионных грунтовках. В качестве противокоррозионного пигмента был использован манганит кальция, полученного керамическим способом, показавший хорошие ингибирующие свойства [2]. Свойства полученного пигмента представлены в таблице 1.
Таблица 1
____________Свойства пигмента манганат (IV) кальция___________
Свойства
Плотность, г/см3 3,9
Маслоёмкость I рода, г/100г 21
Содержание водорастворимых веществ, % 0,2
рН водной вытяжки 8,03
Так как к основным факторам, способствующим протеканию коррозионных процессов под покрытием, относится воздействие влаги, содержащей электролиты, особое внимание следует уделять уровню изолирующей способности лакокрасочной пленки [3, с. 112].
Были приготовлены композиции на основе Лакротэн Э241 объемное содержанием пигмента, в которых изменяли от 2 до 12об %. Приготовленные образцы краски наносили на пластинки из стали 08кп. размером 70х150х1 мм методом пневмораспыления, толщина высохшей пленки 70±5 мкм. Для исследования барьерных и ингибирующих свойств покрытий на основе синтезированного пигмента были использованы результаты значения электрической емкости системы окрашенный металл-электролит (С) и установившегося коррозионного потенциала (Е) стали 08 кп под покрытием, а также визуальной оценки состояния образцов, через 1000 ч воздействия на окрашенную сталь 3 %-го водного раствора хлорида натрия [4, с. 517].
При электрохимических испытаниях использовали двух электродную ячейку. Ее готовили наклеиванием на образец с покрытием полого стеклянного цилиндра с внутренним диаметром 3 см. Рабочими электродами служил участок стали с покрытием, образующий дно стакана с площадью 7,07 см2, и
параллельно расположенная платиновая пластинка. В образующуюся ячейку заливали 20 мл электролита. Данная система рассматривается как общий конденсатор с потерями, обкладкой которого служит стальная подложка и электролит, а диэлектрической прокладкой лакокрасочное покрытие.
Используя переменно-токовый метод исследования, определяли электрохимическую емкость (С) при частоте 1 кГц на измерители иммитанса Е7-21. С помощью потенциометра рН-340 получали зависимости неравновесного электродного потенциала стали с ЛКП от продолжительности коррозионных испытаний.
Результаты сравнительной комплексной оценки экспериментальных пигментированных покрытий и покрытия с содержанием ТОХЦ (тетраоксихромат цинка) представлены в таблице 2.
Таблица 2
Комплексная оценка покрытия и металла под ним после 1000 часов
испытаний
ОСП, % С, нФ Е, мВ площадь пузырей, % Площадь коррозии, % Адгезия, балл
до опыта после опыта
2 0,26 284 0 0 1 1
4 0,53 117
6 0,34 147
8 0,70 373
10 1,12 342
12 3,44 -119 5
непигментированное покрытие
0 3,96 -210 0 5 1 1
ТОХЦ
4-7 62 00 - 134- 195 0 0 1 1
8 3,20 -117 1
Выводы
Судя по результатам (малое значение емкости и положительное значение неравновесного электродного потенциала) можно сделать вывод о том, что композиционные полимерные материалы на основе синтезированного пигмента по противокоррозионной эффективности не уступают, а в некоторых случаях
превосходят ТОХЦ (применение которого во многих странах законодательно
ограничено).
Список литературы:
1. Беленький Е.Ф., Рискин И.В. Химия и технология пигментов. — Л.: Химия, 1974. — 656 с.
2. Зиганшина М.Р. Противокоррозионные свойства покрытий, пигментированных соединениями марганца / 5-я Международная научнопрактическая конференция. Современные тенденции в производстве лакокрасочных материалов. — Москва, 2007 г.
3. Розенфельд И.Л., Рубенштейн Ф.И., Жигалова К.А. защита металлов от коррозии лакокрасочными покрытиями, — М.: Химия, 1987. — 224 с.
4. Olaf Luckert, Pigment [und] Füllstoff Hptb.,5, [Hauptband], — Laatzen, 1994. — 639 c.
