автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.14, диссертация на тему:Антикоррозионные свойства грунтовки с малотоксичной пигментной частью

На правах рукописи

Для служебного пользования Экз. № /О

СМИРНОВА Светлана Анатольевна

АНТИКОРРОЗИОННЫЕ СВОЙСТВА ГРУНТОВКИ С ¡МАЛОТОКСНЧПОЙ ПИГМЕНТНОЙ ЧАСТЬЮ

(05.17.14 - Химическое сопротивление материалов и защита от коррозии)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Казань -1998

Работа выполнена в Казанском государственном технологическом университете

Научный руководитель д.х.н., профессор Степпн С.Н. Научный консультант к.т.н., доцент Светляков А.П. Официальные оппоненты: д.х.и., профессор Журавлей Б.Л.

к.ф.-м.н., доцент КГУ Желтухи» B.C. Ведущая организация: Казанская государственная архитектурно

строительная академия

Защита состоится « » 1999 г. в час. н

заседании диссертационного совета К 063.37.01 в Казанском государственно! технологическом университете, Казань, К. Маркса, 68.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Казанског государственного технологического университета.

Автореферат разослан « // » qjZXQcflS, I998i

Ученый секретарь j

диссертационного совета /у Ж.В. Межевич

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Металлы, используемые п настоящее время как основные онсфукцпонпыс ма1ери;ш.!, постепенно разрушаются под действием внешней среди. 1о1срн о| коррозии н промышлешю развитых странах составляют примерно 5-10 %от шшоии.Н.1Ю1 о дохода.

Лешеным и надежным способом борьбы с коррозией металла является нанесение омнлекеных лакокрасочных покрытии, противокоррозионное действие которых в пачигелыюй мерс определяется содержанием и типом пигментов. Наиболее ффсктипнмми п этом аспекте являются так назыпаемые нпгнбитишнле или шнкорротонние пигменты, присутствие которых п составе покрытия позволяет о.иш.шь коррозионные процессы даже при нарушении сплошности лакокрасочной ленки. Однако наиболее широко используемые гшгме1гги этого типа (хром- и шшсксолержащне), обладают высокой токсичностью.

Следует отметить, что снижение токсичности материалов, используемых для олучения покрытий, в течение последнего десятилетия относится к приоритетным управлениям развития лакокрасочной подотрасли. Это обстоятельство делает кгуалыюи проблему поиска альтернативных, малотоксичных антикоррозионных ш ментов и вызывает попышенпыП интерес к исследованиям противокоррозионных нойств различных соединений, обладающих характеристиками, необходимыми для ыполнения пигментных функций в защитных лакокрасочных покрытиях. До астоятего времени полноценной альтернативы токсичным пигментам, эффективным аспекте обеспечения заш1гш металлов от коррозии, не найдено.

Цель работы заключалась в разработке рецептуры и технологии изготеплешм лкидной грунтовки, содержащей противокоррозионные пигменты, отличающиеся оннженной токсичностью. В качестве пигмента, обеспечивающего антикоррозионные войства разрабатываемой грунтовки, было предложено использовать измельченный иролюзит - минерал, основу которого представляет диоксид марганца. Выбор пролюзига основывался на его относительной дешевизне и близости свойств ярганца и хрома, которые являются ¿-элементами смежных групп периодической истемы Менделеева. Оба элемента обладают переменной степенью окисления и поеобностью к комплексообразовашпо. Важным достоинством пиролюзита по равнению с хромсодержащими веществами яамстся значительно меньшая оксичность: он входит во вторую группу вредных веществ, его ПДК составляет

0,3мг/м\ в то время как ПДК соединений хрома о 30 раз ниже к они 01 нося гея первой группе вредных веществ.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следуюиии задачи:

• оценить способность пиролюзита индивидуально и в смеси с наполнителям!' влиять па закономерности электрохимической коррозии стали;

• разработать корректный способ оценки критического объемного содержания пигментов (КОСИ) в грунтовках, определить критическое и оптимальное содержание пиролюзита, а также содержащих его пигментных смесей в алкндиых покрытиях;

« изучить взаимосвязь структуры пленкообразоватедя, состава пигмеи пкн части грунтовок на противокоррозионные и другие эксплуатационные характеристик! покрытий, выбрать оптимальный состав грунтовки.

Научная нопизна паботы. В работе впервые исследована способное™ пиролюзита влиять на электрохимическую коррозию стали.

Показано, что в водной вытяжке пиролюзтга не происходит замедленш коррозии стали, в то время как в экстрактах алкндиых покрытий, пигментировании* пиролюзитом, наблюдается уменьшение тока коррозии (при 10 %-иом объемно* содержании пиролюзита ток коррозии снижается более, чем в три раза).

Установлено, что потенциал стали, окрашенной алкидными композициями < различным содержанием пиролюзита, при воздействии водного раствора КаС сложным образом зависит от уровня наполнения покрытая. При низкой объемной дол( пигмента (до 20 об. %) наблюдается ашжешге потенциала по сравнению со значением которое устанавливается под лаковым покрытием. По мере увеличения содержание пиролюзита выше указанного предела потенциал субстрата смещается I положительном направлении вплоть до критического уровня наполнения I ЦблюдасмыП характер зависимости Е = /(<?) объясняется одновременных проявлением отрицательного влияния пиролюзита на барьерные свойств; лакокрасочной пленки и его ингибирующнх свойств. Превышение КОСГ сопровождается резким снижением потенциала стали в область активного раствореши металла в результате появления сквозных пор в объеме покрытия.

Показано различное влияние кальцита и микроталька на барьерные свойств; покрытий, пигментированных пиролюзитом. Оба наполнителя способствуют росг начальной водостойкости. Однако при воздействии водной среды сопротивление переносу заряда покрытий, содержащих кальцит, быстро снижается, в то время ка;

слсинс н состав пигментной части микроталька обеспечивает стабильность этой ракюрмсшкп.

Ускшонлсно. чк» при пигментировании аткидпых покрытий смесыо пиролюзита шшкопыми бс.пмами наблюдается ашсргпческмП противокоррозионный эффект, оефаг шшки оказывает отрицательное влияние на защитные характеристики жрмшй. пигментированных пиролюзитом.

ItoH'aïauo. что снижение гидрофильное™ алкидного ол! ном ер а посредством ■сиынсшм ио.шрпых фрагментов а его составе одновременно ухудшает стойкость иезионных связей мокры гие-сталь к воздействию соды. Результирующее влияние кого изменения структуры плеикообразователя на защитные свойства покрытий рнпатслыю.

Практическая данность. На основе результатов проведенных исследований пработанм тсхио.юшя пзгогоплейия и рецептура грунтоькн, не содержащей лсокотоксичнмх ншмепгов, но защитным свойствам покрыт!»! и другим техническим |ракгеристкам не уступающей штатной гру!гшпке ингпбпругащего типа, шючакнцей токсичные хроматсодержащне пигменты.

На защиту выносится:

• результаты исследования влияния пиролюзита и ппгмептпроглшклх им жрытнй на коррозию стали;

• метод оценки критического объемного содержания пигменте:! в покрытиях ггикоррознонного назначен!«;

« рецептура и технология изготовления грунтовки с малотоксичпой пигментной !стыо !i результаты исследования свойств покрытой на се основе.

Апробация работы. Результаты работы обсуждались па VI междунгролпой зпферешшн по химии и физике одигомероа (г. Черноголовка, 1У97), международной зиференцнп молодых ученых «Синтез, исследование свойств, модификация н греработка высокомолекулярных соединений» (г.Казань, 1998), межвузог.схой аучной конференции студентов вузов Республики Татарстан (г. Казань, 1995), научной :сснн КГТУ (г. Казань, 1998).

Публикации. По материалам диссертации имеется.9 публикации и направлена ¡явка на получение патагга.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоэт из зедешм, литературного обзора, методической части, результатов исследований и их осуждения, выводов, списка цитируемой лптср.тгуры, содержащего 216

наименований, нтрех приложений. Диссертация изложена настраницах, содерж! '42 рисунка и 22 таблицы.

Объекты и метопы исследовании.

В качестве исследованного субстрата использовали кузовную сталь 08 К1 Пленкообразующей основой исследованных антикоррозионных композиций служи алкндный лак ПФ-060 и лак на основе алкпдного олцгомера, модифицировании! дициклопеитадиеном. В качестве антикоррозионных пигментов использовали молоти пиролюзит, тетраоксихромат цинка, цинковые белила, фосфат цинка, в качестс наполнителей - кальщгг н микротальк.

Подготовку стальной поверхности к шиесеншо покрытий осуществляли путе абразивной обработки и последующего обезжиривания уайт-спиритом и ацетопо? Покрытия наносили с помощью щелевого ракеля и цеитрифугальным методом, формировали в естественных условиях в течение 72 часов. При формнроаани свободных плёнок использовали фторопластовый субстрат. Толщину пленок покрытий измеряли с помощью микрометра, индикаторного толщиномера ТЛКП электрического прибора МТ-41НЦ.

Водные вытяжки пигментов и экстракты покрытий готовили по методика; описанным в литературе, и разбавляли перед измерением потенциала равны количеством воды, а перед поляризационными измерениями - 1 М раствора ЫаС1 дг получения рекомендуемой в литературе для коррозионных исследований концентраци хлорида (0,5 М).

Значения электродного потенциала. Е стали и рН водных сред измеряли помощью рН-метра потенциометра рН-340. Потенциал измеряли относнтельи хпорсеребряного электрода и пересчитывали на шкалу нормального водородног электрода,

Ток коррозии рассчитывали путем решения уравнения Штерна-Гир итеративным методом с использованием результатов реглстраци потенциодииамических кривых вблизи стационарного потенциала (поляризация с минус 30 мВ до 30 мВ). Потенцнодинамические кривые регистрировали математически обрабатывали на измерительно-вычислительном комплексе на ба: 1Ютснш!ОстатаПИ-50-1 и ПЭВМ. .

Сопротивление покрытий переносу заряда определяли путем компьютерно обработки частотного спектра импеданса окрашенного металла в контакте электролитом. Для регистрации спектра использовали импеданс-метр ВМ-50

змерсние электрической емкости осуществляли с помощью автоматического моста ¿ременного тока Р 5016. В качестве электролита использовали 0,5 M раствор NaCl.

Нормируемые характеристики лакокрасочных материалов н покрытий иреде.чяди по стандартным методикам!

Результаты эксперимента н их обсуждений

В качестве параметров, характеризующих противокоррозионную эффективность игментой, в данной работе использовали электродный потенциал и ток коррозии стали водных нигментных вытяжках и экстрактах пигментированных лакокрасочных ленок.

Полученные хронопотешшомстрпческпе данные свидетельствуют о том, что в :>;шых вытяжках пиролюзита, также как и известного противокоррозионного пигмента мраокенхромата цинка, значение потенциала стали находится в области активного acTiiopeiuw. Это подтверждает н сопоставление значении тока коррозии металла в оповом электролите и в вытяжках, содержащих хлорид натрия. То есть вещества, имываемые водой из пиролюзита н тетраоксихромата цинка, не оказывают заметного пияння на процесс коррозии металла.

Напротив, в случае контакта со сталью экстрактов покрытий, содержащих казанные пигменты, происходи заметное облагораживание потенциала металла, второе сопровождается заметным (в случае пиролюзита, как видно из крнпой 1 на uc.l, более, чем трехкратным) енпженнем тока коррозии. Этот факт подтверждает нтературиые данные о том, что ведущую роль в обеспечении противокоррозионных ионстп хроматцого пигмента грают продукты его занмодействия с пленкообразую-{ИМ.

Вещества, входящие в эстал природного пиролюзита в ачестве примесей, пе могут называть противокоррозионного ействия в покрытиях. Поэтому аблгодаемое смещение

отенциала стали в

оложительную сторону, как и в лучяе хроматов, может быть

Рис. 1. Зависимости тока коррозии стали (¡«) в экстрактах покрытий, пигментированных пиролюзитом (1), и рН экстрактов (2) от содержания пиролюзита

объяснено образованием соединений а результате реакции диоксида марынпа карбоксильными группами свободных кислот плеикообразоваимя. Взапмодейспля < стальной поверхностью, эти соединения способствуют торможению анодной рсакии Факт протекания реакций компонентов пленкообразующего с пиролюзите подтверждается повышением рН экстрактов по мере увеличения уровня наполнен! лакокрасочной пленки (рис. 1, кривая 2).

Все это позволило сделать вывод о перспективности использования пиролюзи для пигментирования аткидиых грунтовок.

При разработке лакокрасочных композиций антикоррозионного назначен) следует учитывать, что ухудшение защитных свойств покрытий в результате снижет ниже определенного предела их изолирующих характеристик не может бы компенсировано включением в состав покрытия даже самого эффективного пигмент ингибитора. Именно к такому результату может привести превышение крнтическо! объемного содержания пигмента (КОСП) в лакокрасочной пленке, которое отвеч» заполнению пленкообразующим пространства между пигментными частицами при 1 максимально плотной упаковке.

При разработке рецептур грунтовок дтя достижения максимальной изолируют« способности покрытий обычно поддерживают значение объемного содержат пигментов (ОСП) в интервале (0,8 * 0,95) • ркр, где <рк( - численное значение КОС!

Близость величин ОСП и КОСП делают вполне реальным снижение защитно способности грунтовочного покрытия в результате его .переполнения вследсш неверного определении КОСП. 0

Современные методы оценки КОСП базируются на определении значения ОС1 выше которого наблюдается резкое ухудшение свойств лакокрасочной пленки из-: возникновения несшошиостей в полимерной матрице при превышении критнческо! уровня наполнена». ,

К сожалению, большинство используемых методов не связаны с оценке барьерных характеристик покрытий непосредственно на поверхности субстрата, I которые необходимо орнентнрозаться при разработке защитных покрытий.

В связи с этим был разработан новый метод, позволяющий более коррекл находить КОСП по зависимости установившейся электрической емкости С систем окрашенный металл-элехгролит от степени наполнения покрытия <р. В результа-проведенных экспериментов с использованием коррозионио-нейтрального красно! железоокендного пигмента, а также противокоррозионных тетраокс и хромата цинка

спшшопот сурика было покачано, ■ни мри превышении КОСИ тю.но.икчся скачкообрашый рост измеряемою ппрамс!р,1, снизанный с нарушением сплошности лакокрасочной пленки и появлением вклада электрохимической емкое-1и п местах образующегося непосредстненкого контакта

электролит - металл.

контакта

Е, мВ

600

С, икф/см1 3

Ф, об.%

г

Установленный факт несовпадения значений КОСП, определенных известными и разработанным методами, подтверждает

-200 -

целесообразность использования пиролюзита в лакокрасочной пленке <р. последнего с целью предотвращения ошибок при разработке рецептур грунтовок. КОСП пиролюзита в алкидпом пленкообразователе, определенное по зависимости С = /(<?) (рис. 2, кривая 1), составило 60 об. %. Время стабилизации значения емкости по данным предварительных экспериментов составило 24 ч.

Также на рис. 2 (кривая. 2) представлен"1, зависимость установившегося потенциала окрашенной стали в 0,5 М растворе №С1 от содержания пиролюзита в покрытии. ■•

От постельная стабилизация значения потенциала под покрытиями в зависимости от их состава наблюдалась через 150-300 ч от качала испытаний. Зависимость Е - /{(р) имеет сложный характер. Введение в состав покрытий 10 об. % пиролюзита вызывает снижение потенциала стали, что косвенно свидетельствует об ухудшении барьерных свойств лакокрасочной пленки, которое может бить связано с содержанием в пигменте гидрофильных примесей. При этом содержание пиролюзита слишком мало для компенсации уменьшения изолирующей способное™ лакокрасочной пленки за счет проявления ингибирующнх свойств пигмента.

Увеличение содержания пиролюзита в покрытии свыше 10об.% сопровождается повышением потенциала, который достигает в максимуме 570 мВ, что соответствует области пассивного состояния стали. Таким, образом, полученные резуисшм

свндтельствуст о том, что способность шфо-люшта смешан, нокчн пиал стали при се контакте с ьодмчп средой, содержатся ЫаС1. в полной мере реализуется лишь в условиях изоляции стальной поверхности лакокрасочной пленкой.

Для проверки предположения о негативном влиянии пиролюзита на барьерные свойства олкндиых покрытий методом ныиеданспой спектроскопии исследовали зависимость сопротивления лакокрасочной пленки переносу заряда Яп от времени испытаний. Параллельно проводили хронопотснцномстршо окрашенных образцов. Сопоставление кривых 2 и 4 на рис. 3 показывает, что значение И„ лакового покрытия на иршяжешш всего испытания пример;¡о на порядок выше, чем у покрытия, содержащего пиролюзит. Тем не менее потенциал субстрата, окрашенного композицией с пиролюзитом, достаточно бистро смещается в область пассивного состояния (рие.З, кривая 3). Очевидно именно это предотвращает быстрое развитие коррозионного процесса, как правило наступающее при таком уровне барьерных свойств покрытия.

Только через 300 ч испытания наблюдается тенденция к снижению значения потенциала субстрата, что позаоляет прогнозировать со временем активизацию коррозионного процесса. Правильность этого прогноза была подтверждена более низкими результатами комплексной сценка состсяшш образцов с покрытием, содержащим пиролюзит, полученные после 500-часовых испытаний, по сравнешио с образцами, окрашенными лаком.

Па основании полученных результатов был сделан вывод о том, что для повышения защитных свойств покрытий, наполненных пиролюзитом, необходимо снижение их водопроницаемости. Известно, что этой цели можно достичь дополни-

4(10

200 ■

П„, МО.м-см

-200

100 /200 300 400 Т,ч

Рис. 3. Записимость нотстшшм стали Е (1. 3) под покрытием и сопротивления лакокрасочной пленки переносу заряда Г(ц (2, 4) ог времени испытании: !, 2 - лаконое покрытие; 3, 4 -ппхрм те, содержащее пиролюзит (<р = 0,8 • ).

тельным введением в состан лакокрасочной пленки наполнителей или повышением гидрофобное! и нленкообразо-ваюля. «

13 качестве наполнителей использовали широко применяемые и пакокрасочной промышленности микротальк и кальцит. Исследование нтшкоррозионного дей-гтвия зкетрактоз пигментированных покрытии показало, что даже три 10 %-ном со дер; каши пиролюзита в пигментной смеси наблюдается заметное облагораживание тотеициала стали. Сопоставление результатов, приведенных на рис. 4, показывает, что »ведение наполнителей в состав покрытия действительно способствует повышению шачений Ел. У покрытий с микротальком начальнс; значение Яп выше и в течение (спытаний держ!гтся на стабильно высоком уровне (кривая 2). В то время как, у токрытнй, содержащих кадьшп, исходное Яп нижг «"быстро уменьшается со фемекем (кривая 4). Потенциал стали под - покрытием, содержащим микротальк, ¡ыстро устанавливается в области пассивного состояния и стабильно держится па вы-:оксм уровне (кривая 1). Начальный рост потенциала стали под покрутнем, содержа-цнм кальцит, через 300 ч сменяется падением (кривая 3).

Значения потенциала стали под этим покрытием находится в области, харакге-шзуюшейся протеканием подпленочиого коррозионного процесса. Последнее подтьер-кдается результатами визуальной оценки подпленочкой коррозии через 500 ч юздействия на окрашенные обрати 0,5 М раствора МаС1: площадь йорротнонного юражения стали под покрытием с кальшпом составляет 2,5%, а с инкротальком юдплеиочная коррозия отсутствует.

Рис. 4. Зависимость потенциала стали Е (1,3) под покрытием и сопротивления лакокрасочной пленки переносу заряда Еи (2, 4) от времени испытаний: 1,2- покрытие, пигментированное смесью (.час.%) 10 пиролюзита и 90 микроталька; 3, 4 -покрытие, пигментированное смссыо 10 пиролюшта и 90 кальцита (¡р- 0,8 • (р^),

С целью определения ошнмальнон» содержания напо.шше.тей и пнро.тмша к грунтовке после указанных испытаний была нронедена комплексная опенка окрашенных образце», включающая обобщенную опенку их еооонння. жжазак-.ш адгезии а сгснени коррозионного норажсии* покерхноеш спин под никрытсм. Соопшшспня компонентой « нигменпюй част исследованных нокрьиий 0Mia11.1t1a.1u точками симплекс-плана с определенным пином нею иракшчески значимую on.i.icii, пигментных комнознциЛ. Диализ полученных данных позволил сделан, ш.шол о юм. что кальцит но способстиуст повышению 'инкиihi.ix cnoiiciii алкндных покрышп.. ншмеигирошшнмх пиролюзитом, а мнкро тальк способствует и значшелыюй мере.

Крайне низкий уронеш. Rtl покрытий, наполненных пиролюзитом, и аепепь повышения, а главное, стабилизация этой величины нрн ннедешш мпкротька. позволяет сделать предположение о том, что гидрофильные примеси ппро.тм ш и образуют н обьеме лакокрасочной пленки каркас из цепочечных структур. ')гн непочки образуют транспортные каналы для коррозиоино-актшшой среды от поверхности пленки до поверхности стали. Шюденнс микрогалька с анизометрической (пластинчатой) формой частиц, в отличие от кальцита с частицами изометрической формы, предотвращает формирование сквозных каналов. Сопоставление всех параметров, характеризующих защитные свойства покрытии, позволило выбрать в качестве оптимального содержания микроталька в пигментной части - 45 мае. %.

При планировании дальнейших экспериментов по доработке состава пигментной части грунтовочной композиции исходили из уже упомянутой аналогии соединений хрома и марганца. Известно о возможности усиления противокоррозионного действия хроматиых пигментов посредством введения в состав пигментной части оксида цинка (цинковые белила) и фосфата цинка. Эти соединения способствуют увеличению экстрагарусыостп хроматиых ионов. Кроме того амфотерный оксид цинка входит в состав многих антикоррозионных грунтовок для .стабилизации рН водной среды, проникающей через покрытие к поверхности субстрата. С целью проверки возможности аналогичного усиления противокоррозионного действия пиролюзита были исследованы защитные свойства покрытий, в которых при сохранении 45 %-го содержания микроталька в пигментной смеси, пиролюзит частично заменяли на фосфат цинка н цинковые белила.

Введение в состав покрытий фосфата цинка способствует быстрому росту потенциала субстрата и некоторому повышению Rn покрытий. Однако через 300 ч испытания оба параметра претерпевают заметное снижение, связанное, по-видимому, с

ысоким содержанием но-орастнорпмых немнссш и юсфате. К концу пены-анмя (1000 ч) наблю-ается полная потеря арьернм ( свойств аико-расочиой пленки.

Иные 'зависимости или полечены в случае змены часП1 пиролюзита покрытиях цинковыми елилами. При оптималь-ом содержании (21 % ел ил в пигментной смеси) покрытие в процессе испытания сохраняет высокие барьер-ые свойства, а потенциал стабилен и находится с области пассивного состояния в еченпе 1000 ч контакта с раствором К'аС! (рис. 5, кривые 1 и 2). В случае отсутссвия ли меньшего содержания оксида цинка в покрытии через 600 ч наблюдаете:! падение отешшала и коррозия стали. Полученные данные подтверждаются результатами омплекспой визуатыгоп оценки состояния образцов после проведения коррозионных спытаний.

После выбора оптимального.состава ¡шгмепг'оП части в работе была сдельна опытка оптимизации свойств грунтовки за счег снижения гидрофилыюсти ленкообразователя.

С зтой целью были разработаны технология синтеза алкилтчо слшомсра с [еньшим содержанием полярных фрагментов и лак на его основе, которому при формлешш технических условий была присвоена марка ПФЦ-01. Исследования оказали, что такое изменение структуры плеакообразозатсля, наряду с повышением ндрофобности покрытий, приводит к быстрой потере их адгезии к стали под оздействнем водной среды. В связи с этим в качгсше пленкообразующей основы рунтовкн при дальнейших исследованиях использовали лак Г1Ф-060, а в качестве птимальной пигментной части - смесь (мае. %): 34 пиролюзита, 45 микроталька и 21 .пиковых белил.

Результаты исследования (рис. 5) позволяют сделать вывод о том, что азработанная грунтовка" по защитным свойствам покрытии не уступает широко

Рис. 5. "Зависимость потенциала стали Е (I, 3) под покрытием и сопротивления лакокрасочной пленки перекосу заряла /?„ (2, 4) от времени испытании: !, 2 покрытие, пигментированное смссыо (мае. %) 34 пиролюзита, 45 микроталька. 21 цинковых белил (р = 0,8 -^„р); 3, 4 -покрытие на основе грунтовки ГФ-0119.

распространенной упннереальной iiuaiim/i ipjmoiiKir 1Ф-011У. инокшленжш на оспонс лака НФ-060. Умшышш. чю н составе шнмешной част I Ф-0119 содержится более 20 мае, % токсичных хромеодержаших соединении. uuciaiuciiimn и punoic задачу можно сшннь пынолненной. I'eiteuiypa и скиНе uia ратрабокшнон фушонкн приведены н таблицах I и 2.

I ап.шна I

Рецептура разрабоншной груикшкн

1 laiiMciioiiaiiiie комшшемкш С'о.и'рл.шне. мае. "»

llnpillllOIIII 'ММ

MllhpOUIJIl.K 11 .М

Цинковые белила 5.42

Лак ПФ-060 57.SU

Уин|-снирнт 15.90

Ииио: 100.00

Скккагин к массе трупгонки 5.70

Таблица 2

Срашииедьиая характеристика качественных показателей грушовок

1 laitMeuonailiie поката icjm Грунтовка ГФ-0119 Ратрабо пшная грунтовка

1. Цвет пленки грушовки Краспо-кормчнснын Черный

опенок не нормируется

2. ПнешшЛ пил пленки грушонкн П<>сле иыеыхання пленка 11<хлс высыхания

должна быть ровной. пленка ройная.

однородной. матовой однородная, матовая

или иолуглиииеиой

.4. Массовая доля нелетучих веществ, % 53-58 58

4. Степень неретирп, мкм, не более 30 " 25

5. Нрсмя высыхания грунтовки до степени

3 не более, при (105±5)°С. мин 35 35

(20±2)°С,ч 12 12

6. Твердость пленки по маятниковому

прибору М-3, условные единицы,

не менее 0.35 0.36

7. Эластичность пленки при изгибе, мм не

более 1 1

8 Прочность пленки при ударе на приборе

У-Л.см 50 50

Ч Адгезия пленки, балды, не более -> 1

М.Сюйкость пленки к действию 0,5 М

раствора хлористого натри* при

(20±2) Ч\ч. не менее 48 более 48

1 ГГлселаиванне, мл. не более 5 4

На основании исследований разраГюкшы проект технических условий па новую рицовку (привело! н приложении диссертации) и технология ее изготовления. Подана аянка на патеш «Ашикоррошоиный пигмент для грункток».

ВЫВОДЫ

1. Исследована способность веществ, жстрагируеммх водой из пиролюзита, и :нгчснгированных им аткнднмх покрытий изменять закономерности нронесса оррозии сшн. Покатано, что экстра! нрусчме полой придуктм взаимодействия нролюныи с кислыми комноисшами пленкообразующею нызмпанн горможепие орротиоиио! о процесса.

2. Разработан метол корректной оценки кршическою уровня наполнения юкрытий антикоррозионного назначения, основанный иа определении обьемжио одержания пигментов, превышение которого приводит к резкому возрастанию лектрической емкости системы окрашенная сталь - электролит, связанному с худшением барьерных свойств лакокрасочной пленки.

3. Установлено, что сопротивление переносу заряда алкидимх покрытий при велении пиролюзита значительно снижается, что связано с наличием в составе юследиего гидрофильных примесей, способных к образованию цепочечных структур » (бьеме лакокрасочной пленки, которые играют роль сквозных транспортных каналов :ля водной среды.

4. Включение в состав пигментной части грунтовки помимо пиролюзита [аполнителей (кальцита и .микроталька) способствует существенному повышению опротивления лакокрасочных пленок переносу заряда. Стабильность этого показателя [ри воздействии водной среды, и, как следствие, защитные свойства покрытий, начителыю выше в случае применения микроталька, пластинчатая форма частиц второго препятствует формированию цепочечных структур гидрофильных примесей щролюзита в объеме лакокрасочной пленки.

5. Показано, что замена части пиролюзита в составе грунтовки, содержащей в ачестве наполнителя микротальк, на цинковые белила или фосфат цинка при птимальном содержании цинковых белил приводит к повышению антикоррозионных войств покрытий, а высокое содержание водорастворимых веществ в фосфате ызывает быстрое снижению барьерных свойств и защитной способности акокрасочной пленки.

6. С целью повышения барьерных свойств пигмешированных адкидных юкрытий а водных средах была сделана попытка использования в качестве их [.теикообразующей основы олигомера, отличающегося пониженным содержанием юлярных, гидрофильных фрагментов, который был синтезирован по специально азработанной технологии. Однако, наряду с достижением поставленной задачи, [зменение стр>ктуры и' состава пленкообразующей основы мокр тин привело к встрой потере их адгезии к стальному слбетрагу при воздействии волной среды.

7. П результате проведенных исследовании разработаны оишмальная ренешлр и технология изготовления фушовкн на основе пиролюзит. но евойанам н уступающей шташоп грунтовке, пш мокшая час п. котрой включает высоко ткенчны хрома геодержапше пигменты,

Список работ, опубликованных по томе диссертации:

1. Стенин С.И.. Смирнова С.Л. Члектрохичичеекин меюд опенки криипссмя содержания пигментов н грунннмчнмх нокрышяч: Ici. докл. межнуюьскон научно конференции студеннш пуюп Республики Tuiapcun. - Капни.. I W> -г 34.

2. Сгсшш С.П., Светлаков Л.И..Смнрноиа СЛ. Меюд оценки критическою oûi.cmik» содержания ннгметои в грунтовочных цокрмшях //Лакокрасочные материалы и п применение. -19%. - № 11. - С. 12-15.

3. Смирнова С.Л., Островская Л.В., Стенин C.1I. Онтимшшшя свойсiв алкндны олнгомеров посредством модификации днцнклопенгаднепом: Го. докл. VI международно конференции по химии и фишке олтомерон. - Т.2. - Черншо.тонка. 1497. - С. 85.

,4. Стешш С.И., Свсглакоп Л.II, Смирнова С.Л., Сафина М.Р. Метод оненк критического содержания ивгменгон в грунтовочных; покрытиях: Tes. докл. научной сссси КГТУ. - Казань, 1998. - С. 19.

5. Исследование взаимосвязи защитных свойств- пигментированных покрытий электрохимическими характеристиками коррозии стали » водных вытяжках пигментов экстрактах покрытий / С.П. Степан, А.П. Свсглакоп. С.Л. Смирнова и др.: Тез. докл. нау чно сессии КГТУ. - Коза.......... - С. 20.

6. Смирнова С.Л., Островская Л.В.. Сгсшш С.11. Л.ткндиые олиюмер! модифицированные цнклонентадненом, для лакокрасочных своем с повышенны содержанием нелетучих веществ / Синтез, исследование свойств, модификация н иереработт высокомолекулярных соединений: Тез. дох. международной конференции молодых ученых. Казань. 1998.- С.185.

7. Сафина М.Р., Смирнова С.Л., Сгепнн С.Н., Светлаков Л.П.иМеюд оценк критического наполнения полимерных покрытий/ Синтез, исследование свонст модификация н переработка- высокомолекулярных соединений: Тез. док. международно конференции молодых ученых. - Казань, 1998. - С.185.

8. Островская Л.В., Стенин С.11.. Смирнова С.Л. Ллкндные олнгомерт модифицированные цнклопентадисном, для лакокрасочных систем с повышенны содержанием нелетучих веществ // Лахохрасочные материалы и их применение. - 1998. - № 7. С. 3-5.

9. Стешш С.Н., Светлаков А.П., Смирнова С.Л. Исследование антикоррозионны свойств покрытий, пигментированных пиролюзитом // N1.: Деп. в ВИНИТИ. №2721-098 с 28.08.^8 г.

Соискатель

¿Г-

С.А. Смирнова-

Заказ ô„ M "___Тираж SO экз.

Офсетная лаборатория КГТУ. 420015. Казань, К. Маркса. 68.

Ф.КП Аи.геГ К I:»8I8