автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.09, диссертация на тему:Разработка методов регулирования структуры электрофоретическиактивных композиций и катафорезной грунтовки на их основе

р г о ОД 1 з ш 1яя7

11А ПРАВАХ РУКОННСН

ДРОЗДОВА ЛЮБОВЬ АНАТОЛИЕМ

РАЗРАБОТКА КЕТОДОЗ РЕГУЖР0ВА1Ш СТРУКТУРЫ

элЕктрогоРЕТИчЕскиАкгашх композиций и

КАТАгОРЕЙНОЛ ГРУНТОВКИ НА ИХ ОСНОВЕ.

Специальность:ОГ». 17.09.-технология лапин,красок н

покрытиП

АВТОРЕФЕРАТ

Диссертации на соискание ученой степени кандидата технический наук

Санкт-Петербург 1937

- г -

Работа выполнена в открытом акционерном обществе научно-

производственной фирме "Пигмент"

Научный руководитель : доктор технических наук,

Бабкин Олег Эдуардович Официальные оппоненты: доктор химических наук,профессор

Толмачев Игорь Андреевич. Кандидат химических наук, Костовскал Екатерина Николаевна Ведущая организация: ЦНИИ КМ "Прометей"

Санкт-Петербург/

Защита диссертации состоится 'М?' С^/СсЛу 1997г. в часов на заседании диссертационного совета Д 0G3.25.08 в Санкт-Петербургском Государственном Технологическом институте(техническом университете).

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке Санкт-Петербургского Технологического института(технического университета).

Отзывы и замечания просим направлять по адресу:196013, г.Санкт-Петербург,Московский проспект,28 Санкт-Петербургский Государственный Технологический институт,Ученому секретарю.

Автореферат разослан /(?1937г.

Ученый секретарь"диссертационного совета, Д.063.25.08 л,У) •

к.х.н.,доцент . ',01'/ Н.И.Дувакина

1-У

' /

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ: В последние годы процессы нанесения покрытий на электропроводящие субстраты элэктроосагдениеы заняли ван.ое место в ряду современных методов окрашивания. К настоящему времени в насей стране разработан ряд материалов для грунтовочных и эмалевых покрытий. Из-за недостаточной изученности строения водных композиций и происходящие в их еорбционных взаимодействий,оптимальный состав композиции, параметры нанесения и другие факторы для каждой систеш определяется эмпирически с изучением' влияния различных технологических факторов на качество получаемых покрытий (электрические параметры,продолжительность процесса,' степень нейтрализации, концентрация и т.д.). Имеется ряд противоречивых мнений относительно влияния на процесс электроосаждения концентрации лакокрасочных материалов (ЖМ), когда при концентрации пленга-образующего олигомера меньше или больше оптимальной,покрытия обладают рыхлой упаковкой структурных элементов. Это сдерживает развитие разработок по получению высокоэффективных рецептур ЛКМ, наносимых методом электрофореза, с высокими защитными свойствами, стабильностью во времени,высокой рассеивающей способностью. Поэтому, данная работа направлена на разработку методов регулирования структуры электрофоретическиактиЕНЫх композиций и катафоретической грунтовки на их основе является актуальной.

Актуальность работы подтверждена также включением данной тематики в планы перспективных работ ОАО НПФ "Пигмент" на 1995-1У9?ГГ.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Целью работы является разработка методов регулирования структуры композиций наносимых методом электрофореза.

Для достижения поставленной цели решались следующие

задачи.

-обосновать оптимальное строение водной электрофоретической композиции, позволяющей получать высокоэффективные антикоррозионные покрытия;

-исследовать взаимосвязь критической концентрации мицеллооб-

разованил пленкообразующего олигомера со свойствами электрофо-резной композиции;

-изучить влияние дисперсности частиц пигментов и их химических свойств поверхности на свойства электрсфорезньк композиций и покрытий.

-разработать катафорезную грунтовку с необходимым комплексом эксплуатационных свойств.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА.В результате изучения изменений, происходящих в ЛКМ электрофоретического нанесения с позиции агрегатного мицеллярного строения системы при варьировании рабочей концентрации, теоретически к экспериментально обосновано оптимальное, строение водной электрофоретической композиции,которая состоит из агрегатов,частиц пигмента с сольважным слоем олигомера, при отсутствии в суспензии молекул олигомера или мицелл .находящихся вне сольватного слоя.Такое агрегативное строение электрофоретических композиций позволяет получать покрытия с высокими защитными свойствами(стойкость в камере солевого тумана более 500 часов).

На примере широкого круга электрофоретическиактивных материалов, в том числе промышленных марок,показано, что критическая концентрация мицеллообразованил(ККМ)пленкообразующего олигомера существенно влияет на рассеивающую способность.С ростом ККМ растет рассеивающая способность.Выявлено,что в электрофоретической композиции можно повышать критическую концентрацию мицеллообразования благодаря сорбционному взаимодействию пигмент-олигомер,повышая при этом ее рассеивающую способность.Причем направленное модифицирование химических свойств поверхности пигментов,повышение или понижение их гидрофильных своств, с целью увеличения сорбционного взаимодействия для конкретных ЛКМ,позволяет повысить эксплуатационные характеристики электрофоретической системы(седиментационную стабильность,рассеивающую способность), и защитных свойств покрытий на их основе(стойкость в камер* солевого тумана).

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ. Разработана и выпушена опытная партия катафоретической грунтовки 3-01-90 на заводе !ЛЗ ОАО НПш "Пигмент", характеризующаяся по сравнен;:« о ЛКМ аналогичного назначения более высокой экологической ^опасностью (отсутствие силтп свинца и хрома), вчоскои ¡••з-хгивакадгЛ способностью (к- ненгг 18 см).высокими 1.ш%;:к>> г.- :нл 1«сюыг и гадцкгна-ми си.)йс'[ ч ,„1.>.:1! покрытия (стшк. •-•!& р кто и! •• -клеве:* туимя

менее 720 часов). Разработана методика аттестации электрофоре-тических композиций с использованием метода высокоэффективного капиллярного электрофореза, которая была внедрена на НШ>"Карбо-хим"г.Дзержинск Новгородской обл.и рассмотрена Институтом органической и неорганической химии Академии наук г.Минск.

АПРОБАЦИИ РАБОТЫ.Результаты работы докладывались на V111 Международной конференции "Теория и практика адсорбционных процессов" Москва 1996 и на семинарах кафедры лаков к кра-сок(СПбТИ) и отдела промышленных и строительных ЛКЩНИПРО-ИНС).По материалам диссертации опубликовано 4 печатные работы.

ОБЪЕМ И СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ . Диссертационная работа изложена ка 146 страницах машинописного текста,содержит 33 рисунка и 13 таблиц, и состоит из введения, пяти глав, выводов, списка использованной литературы из 155 наименований и приложения.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ . Объектами исследования служили промышленные композиции наносимые методом электрофореза "¡3311-0101 ", "ЭЛЕКТРОГОР", а также катафорезные композиции .полученные на основе:

1)эпоксидкой смолы(3-20), которая аминируется этаноламином с последующим удвоением молекулярной массы путем сплавления и присоединением жирных кислот таллозого масла;

2) эпоксидных смол(Э-23,3- 05,3-40)с протонированныш аминогруппами, получаемых путем введения аминогрупп в полимерные цепочки ирганпческих смсл реакцией оксираноного цикла зпскспдных смол с вторичными эшшами,с последующим присоединением мирных кислот и нейтрализацией,образующихся третичных аминсгрупп,органическими кислотами ;

3)эпоксидной смолы Э-ЕЗ с прогонировонными aMiiHorpynnai.nl, получаемых гц""ем внеденш в полимерные цепочки органических смол реакцией окслраж зого цикла эпоксидных смол с аминами,-аддукт, взаимодействия эгюксиалкидной сию Э-30 п полиамидного отвер-дителл И-оШпродукт взаимодействия тетраэтиленпентаамина и ме-• иловоь. эфира кислоты соевого масла).

Б качестве пигмгнтив лакокрасочных материалов использовали те нпческпи угл-р«д марок: К-354, ТГ-Ю.ПМ-ЮО.Ш-^Б, ПМ-^и, ГЕ'?' - 2,11 - 803 ; дно .сид титана:Е-ИД2(.4. Tioxide), X-RR2 i !'!-:íii ! -i ■ i О-» , Я059 - (1. r.rc.nos), красный железосксидпш пиг-•tx ь i.

- в -

Композиции готовили диспергированием компонентов в Сиссерной мельнице до необходимой степени перетира твердых Еешэств(не более 20 мкм по прибору "Клин").

На основа лакокрасочных композиций, путем разбавления деминерализованной водой, готовили суспензии с концентрацией 0,05-30% мае. в воде. По стандартным методикам определяли электрокинетический потенциал, удельную электропроводность , pH, седиментационную стабильность,рассеивающую способность по методу фирмы "Фиат"для водных композиций,стойкость покрытий в камере -солевого тумана,адгезию пленки,стойкость при ударе,прочность при изгибе,стойкость к статическому воз-дэйствш лидкосгей для покрытий на их основе, защитные свойства лакокрасочных покрытий путем измерения их импеданса в широком интервале частот.

В работе использовали инфракрасную спектроскопии^ ИК- Фурье спектрометр 1720Х фирмы "Perkin Eimer"),жидкостную хроматографию(хроматограф $npMbi"Waters"), рентгеновскую фотоэлектрическую спектроскопию, метод светорассеивания,высо-ко-эффективный капиллярный электрофорезе прибор СКВ АЛ РАН).

Капиллярный электрофорезный метод разделения молекул, основанный на различии их электрофоретической подвижюс-ти, обладаглцэй при высокой скорости анализа высоким разрешением. Уэтод позволяет одновременно разделять молекулы различной полярности,используя нанолитровые объемы пробы и микролигро-выв объемы буферов. Системы капиллярного электрофореза состоит га дозатора на 4 стандартных пробирки для микропроб типа Epen- dorf; -регулируемого высоковольтного блока с выходным напряженном до +20 кВ или -30 кВ;ультрафиолетового фотометрического детектора на длину волны 254 нм.

ИЗУЧЕНИЕ СТРОЕНИЯ ЭЛЕКТРОФОРЕТИЧЕСКИХ КОМПОЗИЦИЙ.

Лакокрасочные материалы для электрофоретического осайдекия представляют собой сложные многокомпонентные композиции, в которых компоненты находятся в различных фазовых и агрегативных состояниях. Это могут быть отдельные молекулы, их ассоциаты и те же образования в той или иной степени сорбированные ка частицах пигментной суспензии. Так как перечисленные

образования могут обладать различными электрокияетическими свойствами,то это будет сказываться ,как на составе,так и на структуре электрофоретического осадка, а также на постоянстве состава ванны. Чтобы композиция покрывала и эффективно защшэ-.. ла поверхность металлам суспензии долины наход1^ся"агрегаты" достаточно однородные по строеник^петмент-сольватный с'лоД) и функциональности. В противном случае^как показали эксперименты по определении электрокинетт'еского потенциала ¡композиций, нельзя получить высоких значений рассекающий спрсобкости композиции и защитных свойств покрытий на их основе.

Ппеякообразователи , используемое.в качестве связующих водорагбовляемых лакокрасочных материалов, для электроо-савдения , предствлялт собой водорастворимые олигомерные электролита Для анод гаго электроосаждения используются смолы, которым способность к растворению в. воде и образованию ионизированных групп придается введением карбоксильных групп.

В случае катодного электроосаадения используется связующие на основе аминных или аммониевых и. других ониевых соединений, водорастворимость которых достигается "переводом пленкообразов.ателя в солевую форму при добавлении кислот. Вследствие мелмэлекулярного взаимодействия макроионов следует ожидать высокую степень• мицйллообразоваиия. На рис. 1приведены зависимости влияния концентрации раствора на удельную электропроводноеть(э?)и поверхностное натя*,ение(<г) ), подтверждающие , что происходит изменение структуры растворов, которое связано с процессом мицеллообразования.

Изменение структуры раствора, как видно иа рис. 2,оказывает влияние и на рассеивающую способность(Ь).которая имеет экстремальны:! характер. Максимум рассеивающей способности у изучаемых образцов находится в области критической концентрации шце мообразования( ККМ). Причем , чем выше ККМ, тем больше рассеивающая способность(Ь).

Введение пигментов в " электрофоретпчески.е материалы позволяет повысить ШШ композиции за счет того , что часть олпгомэров сорбируется на поверхности частиц пигментов. На рис. 3 показам изменения происходящие * суспензии на основе олигомера с Ш-чООО после их пигментирования диоксидом титана.

Рис. 1 Зависимость поверхностного натяжения и удельной электропроводности систем от концентрации пленкообразовате-дя .подученных на основе эпоксидных смол.

Рис.2 Зависимость рассеивающей способности катаО:регных систем,полученных на основ» эпоксидных смол, от концентрации пленкообразующего.

Зависимость рассивашцэй способности от концентрации по характер/ аналогична . зависимости для непигментирован-ных(рис. 2),но у пигментированных композиций достигаются Солее высокие значения Ь,в час^цостй пигментирование ции приведенной на рис. 3, позволяет повысить рассеивающую способность с 12 до15 см.

Изучение защитных свойств покрытий пигментированных композиций в зависимости от концентрации: нанесения выявило экстремальный характер (рис.4).Максимальная стойкость покрытий в камере солевого тумана наблюдается' в случае их нанесения в области критической концентрации млцеллообразования.что ловидимому связано с наиболее плотной' упаковкой структурных элементов. .

Анализ характеристик промышленных электрофорезных материалов во взаимосвязи с ККМ также подтверждает вышесказанное. В частности грунтовка ФЛ-093 на основе реэидрола с ККМ=2% имеет рассеивающую способность 10 см, а эмаль МС--27В на основе ЕВДсополимер малеинизированного льняного масла и ети-

исходной(1) композиции на основа олигомср? е Ш~4000 и пиг-ментировагной^й).

• - 10 -

Для каждого Ж\! электрофоретического .нанесения существует . своя рабочая конЦэйтрация(оптимальная),при которой идёт процэсс электроосаидения о.образованием покрытия с высокими защитными свойствами. При концентраций пленкообразуюшрго больше или меньше оптимальной, покрытия обладают рыхлой упаковкой структурных элементов. Это вызвано тем, что в годной композиции происходят перераспгеделение компонентов, например, в результате образования Лай рарушения мицелл.

В сильно разбавленных суспензиях,наряду с сорбированными на частицах пигмента,находятся несвязанные молекулы оли-гошровЦ.рис.Б).С повышение« концентрации суспензии возрастает доля сорОироЕэлного о;~1гомера на поверхности пигмен-та(2,3.рис.Б).фи этом растет однородность -композиции по аг-регатшшому составу, в растворе уменьшается доля свободных олигомеров , которые обладая большим зарядом при значительно меньшей молекулярной массе при нанесении, и существенно более высоким электрокинетическш. потенциалом , достигают поверхности покрываемого электрода в первую очередь,нарушая ,тем самым, как состав ванны ,так и ухудши защитные свойства покрытия.

Рис.4 Влияние концентрации композицииСна основе олиго-мара Ш«4000) в ванне на стойкость покрытий в камере солевого тумана.

' ЛА^ ЛЛ-

\ г

Г14 ^ * Л^ 5-

Рис. 5 Схема изменения состояния композиции щ.и разбавлении.

При концентрациях выш ЯШ частицы тзткжга оорбцкопно связаны не с единичными олшгокэраш,а с' ищэллами(8,]рйо. Б). Из растворов на поверхности пигментов сорбируются не отдельные изол!!рованные молекулы олигоьероэ ,а мицеллы, котзргэ.закреп-ляясь на одном активны.! центре пигмента , могут блокировать соседние участки и образуют, как бы, многослойное покрытие. В результате сорбции мицелл количество фактически связанных с твердой поверхностью полимерных молекул значительно считается. В композиции образуются мяцеллн, несвязанные с частица: ш пигмента. Появляется вероятнсЗсть при нанесении покрытий .из композиций такого .строения' самостсцельно достигать поверхности покрываемого электрода ницелдай олйгомера,ухудшая при' этом рассеивающую способность,образуй'рыхлую пленку с относительно большой толщиной ( 40 игеи) и плохими защитными свойствами. Проведение исследования о привлечением высокоэффективного капиллярного электрофореза(ВсКЭ) подтвердили выиесказан-ное(рис.б). В области гажцентраций меньших ККЫ СО") в суспензии находятся свободные молекулы-олигомера (а Я) и сорбцион-носвязанныа с поверхностью пигмента (вТ). При концентрации значительно выше НИМ (20%). в суспензии свободные мицеллы оли-гомера (611) и сорОциошго связанные "с пигментом (оГ).В облас-. ти критической концентрации мицэллобрааованиь композиции она однородна по составу(а!),В суспензии присутствуй! только агрегаты пигмент с сольватним слоем олигомэра. ■

Таким образом,для определения оптилалыюй рабочей тон-

- 1.2 -

центрации злектрофоретичэских систем необходимо определение критической концентрации мицедлсбразоЕания композиция. Оптимальная рабочая концентрация нанесения методом электрофореза гткокрасочного материала связала с критической концентрацией мицеллообрразования.Чем выше рабочая концентрация .когда ко)л-лозиция однородна до агрегативному строению,тем больше рассеивающая способность к лучше защитные характеристики покрытия.

' Сорбциощше взаимодействия пигмвнг-пленкообразователь могут изменять Шй1 композиции. Варьируя сорбционным взаимодействием пигмент-пленкообразователь, путем изменения природы или химических свойств поверхности цигментов.момно направленно регулировать свойствами злектрофоретических композиций и покрытиями на их основе. •

Рис. 6. Элек^рофореграммы копозиций на основе (Ш ^4000) при концентрации: а-10%; 6-20%; в-5%. .

ВЛИЯНИЕ ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОВЕРХНОСТИ ПИГМЕНТОВ НА ЭКСПЛПАЩЮ:ШЫР- ХАРШТРИСТИ1Ш ЭЛЕКТРО<ЕОРЕТйЧЕСКИХ композиции И ПОКРЫГИЯ НА ИХ OCHjEE.

- 1Я -

Значительный интерес к исследованию процессов сорбции полимеров(олигомеров)на твердой поверхности обусловлен тем,что они определяют формирование структуры и свойств полимерных композиционных материалов в целом для всех систем. Наибольший теоретический и практический интерес представляют процессы сорбции из концентрированных растворов олигоме-ров,когда концентрация их больше или соизмерима с концентрацией твердых Наполнителей , поскольку именно эти сведения необходимы для описания свойств реальных многокомпонентных систем.

Изучали водные 15%'коШгазищш при содержании пигмента 5% и мольном соотношении алкидная' смола/модифицированная эпоксидная смола=1:1. В таблице 1 приведены результаты испытаний композиции в зависимости от марки технического углерода по дисперсности и химическим свойствам поверхности,которые определяются способом его получения. В частности д.яя печной сади марки Ш-75 количественное отношение функциональных групп карбоксильных: феноАышх: хинонных: иактоновых составляет 13:3:74:46 - при общем содержании кислорода 1,4%. С момента смешения пигмента с раствором пленкообразующих вещзств происходит конкурентная сорбция одних компонентов и десорбгчя других до установления равновесия. С ростом дисперсности частчц технического углерода и с ростом удельной поверхности,седи-ментационная стабильносать водной композиции ^енызается. выпадает осадок,который идентифицировали с помощью ИК-спектрос-копии,как модифицированную эпоксидную смолу. По видимому, это можно объяснить преимущественной сорбцией алкндной смолы, на поверхности технического углерода,в результате которого нарушается равновесие соотношения алкидная смола-эпоксидная смола в растворе, и часть ее выпадает в осадок. Чём выше величина удельной поверхности технического углерода (от марок П-803 до Ш-100 она возрастает в семь раз),тем выше сорбционная способность ло смоле. На рис. 7 приведена кинетика сорбции изучаемых смол на техническом углероде марки ПМ-100 из их смеси,которые подтверждают правомерность вышеизложенных рассуждений о более высоком сродстве алкидной смолы к гидрофобной поверхности технического углерода. Как ыщно из кривых, если в начальный момент времени -10 часов обе смолы в равной степени

-, ■H -*•:•.

Сорбируются на позерхнос :и технического углерода,то через 12 часов .алкзвдная " ^иола начинает вытеснять с поверхности эпоксидную смолу. Ц через 24 часа величина их сорбции из смеси Г1зличается а три раза.

В случае , кргда поверхность пигмента покрыта гид-роксильньо;« группами TiO^):, изучаемые смрды сорбируются на поверхности рашюглачнр ва ' счет образования' водородных связей и комярзкции цодучаотся ст^шшныьш го Ереы2кк(сс-дк-мэнтацис'шая с.;абщськрсть >6р дней). "' /

' На рис, 8 , приведены рентгеновские фотоэлектронные спектры(РЖЭ) Ois исходного технического углерода марки Ш-ЮО л ' модифицированных '.образцов. Высоко,тешзрат^рная обработка техн:-ческогр Ma^Kif Щ-IQQ при 2000 Ç в течении двух часов, снижает содержание' поверхностных •щсдородцых групп более чем в 10 раз. Гидрокси'шрование( энергия связи 01s 531 эЕ ),позволяет получить на поверхцости технического углерода один гидроксил на 0,8 "hé Гранитизация приводит к ухудшению седиментационной стабильности композиции до двух дней,и напротив, гидроксилирование увеличивает этот показатель до 50 дней (табл.1)

С уменьшением значений удельной поверхности технического' углерода, с ростом размера частиц пигмента композиции, при сохранении ¿го массовой концентрации на прежнем уровне, ухудоаётся рассеивающая способность и толщина осажда-егой пленки , причем для образцов , где в качестве пигмента исподьзсэали технический углерод марки П-803,наносимая пленка не была сплошной . Этс объясняется тем, что. в результате уменьшения удельной поверхности пигмента при сохранении прочих факторов постоянными .(концентрация,мольное соотношение смол и т. д. ) щеньшается и количество олигомеров сорбированных на поверхности пигмента. Происходит относительное увеличение их концентрации ь растЕоре. В результате эдектрорсаждения таких комгэзиций по сыеиыннрму шхаызму, включающему электроосаждение одномерного электролита ва счет потери растворимости в призлегсгродном слое,и элекгрофоретичес. ше ocs-кдекие частиц 1.игы.нта с сорбированным слоем олигомеров, на электроде образуется композиционное покрытие с псслойно-неодаородным распределением компонентов. Первичный сдой на электроде при

Таблица 1

СБОЯСТВА КОМПОЗИЦИИ НАНЕСЕННЫХ ИЕТОДСИ АНАГОРЕЗА.

Пигмент Показатель ш-юо ПМ-75 ПЫ-50 ПГЫ-33 п-аоз ТГ-10 Т10£ ПЫ-100 графити зирозан ЕиМОО гидрок -силиро -ван П-803

1Лолвдна пленки, мкм. б 12 20 15 13 л -х. пленка не сплошная 3 17 10 14 18

2. Рассеивающая способность композиции, СМ. 8 10 12 10 5 <2 <2 11 В .12 8

3. Седеытационная стабильность коы-позиции,сутки >80 10 60 70 80 ч >80 >80 >60 2 50 50

4. Средний диаметр частиц, нм, 24 33 50 70 120 120 — 24 24 120

3. Удельная поверхность пигмента, ю'г — 100 74 48 35 14 8 — 98 101 14

ЗГом всегда ется из одцгомера,так как электрофоретический механизм, в соответствии с которым эде.ктро.осаждается пигментная дисперсия, предполагает наличие' периода задержки. Как следствие, для таких ■композиций ухудшается рассеивающая способность. Свойства этой композиции можно улучшить, если' увеличить поверхность,на которой происходит сорбция олигомеров,путем увеличения количества кигманта,например более чем в два раза (таблица 1). '

43Î

й

VÎ

/У

// g/

г/ х

ta 69 3Q 1

Рис. 7Кинетические кривые сорбции модифицированных алкидыой (1)и эпоксидной смол(2)из водного раствора на техническом уг те роде шрки ПМ-100 при его содержании 10 г/дм?

Рис. ЗРентгеновские фотоэлект-ные спектры 01s образцов технического углерода шрки Ш-100.

1-исходный,2-гидроксилиро-ванный, 3-графитизированный.

АПРОБАЦИЯ В НАРОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ.

На оснсзе предлогкеннож'о подхода к изучению агрегат ив-ного строения дакркраеочнгх композиций, наносимых методом элегрофорез.а, разработана катафорезная грунтовка 8-01-96.

Композиция .обладающая рассеиващай способностью

_ -

Я8см , наносится на металлические поверхности при 220-300 В и формируют покрйпгя толщиной 15-24икм. Грунтовка перекрывается материалами типа ЭП-0223 и Ж Фйз1мэ-механические свойства покрытия: изгиб-1,удар> 50см, прочность плешл при растякении > 7мм, стойкость в камере солевого туъша > 720 часов. В состав разработанной композйй?ш,в отличии от грунтовки КЭП-0101 при аналогичных физико-мэхайичэских и защитных свойствах покрытий не входит соли свинца.

Предложен метод с использованием высокоэффективного капиллярного электрофореза по определению совершенства элект-рофоретических кошозиций, который позволяет коррегспгров'ать рецептуру лакокрасочного материала. Мётодика позволяет оценить агрегат:шное строение рабочих суспензйй электрофоретических систем и дать рекомендации по повышений эксплуатационных характеристик рабочих ванн(седиментаЦиолная стабильность .рассеивающая способность) и защитных покрытий(стойкость в камере солевого тумана).

ВЫВОДЫ:

1. Разработаны методы регулирования структуры композиций электрофоретического нанесения путем варьирования: концентрации электроосаэядения, содержания количества пигментов, физическими и химическими свойствами поверхности пигментов, -что позволило научно обосновать и разработать рецептуру нового катафоретического материала, имеющего преимущества перед известными.

2. Рассмотрены изменения, происходящие в электрофоре-тическиактивных композициях электрофоретического нанесения пленкообразователь-пигмент-растворитель.с позиции агрегатив-ного шцеллярного строения системы при варьировалии рабочей концентрации. В разбавленных композициях при концентрациях много меньше критической концентрации шщеллообразования система состоит из агрегатов: частиц пигмента с сорбированными молекулами пленкообразующего и молекул и(или) ассоциатов оли-гомера. С уменьшением содержания растворителя в системе возрастает величина сольватного слоя и уменьшается доля свободных молекул или ассоциатов олигомера. Дальнейшее уменьшение содержания растворителя в системе приводит к образованию мицелл.

- 18 -

Показано,что для электрофоретических водных композиций существует область концентраций,в которых они претерпевают существенные изменения в строении .связанные с критической концентрацией ьшцеллообразования. Композиция может состоять из:

1)агрегатов-частиц пигшнта и сольватныы слоем олигомера и молекул или ассоциатов олнгомера;

2) агрегатов и 'мицелл, олнгоыэра;

3) агрегатов.

3. Вдавлено,что введение пигментов в состав электрофо-ретической композиции повышает критическую концентрацию ьшцеллообразования системы. 1Ьдифицирование химических свойств поверхности пигментов', с целью увеличения сорбционного взаимодействия пигмент-пленкообразователь для конкретных систем, -метод повышения эксплуатационных характеристик зодных электрофоретических композиций и защитных свойств покрыт!1й на их основа. •

4. Путем анализа зависимости рассеивающей способности от концентрации электрофоретическт э нанесения для ряда ЛКЫ(ВЭП-ОЮ1,ЭЛЕКГРОгОР, ФЛ-093, ЭП-0117, АУ-0112, ВКЧ-0207, Ш-278,8-01-96,..ВАУ-0150) .показано, что с ростом критической концентрацщ1 мицеллобразования растет рассеивающая способность композиции, связанная с тем ,что композиции мождо наносить при; более высоких концентрациях в ванне, когда не наблн>-дается образование мицелл,ухудшающих физико-механические и защитные свойства покрытий. Для. получения композиций с высокой рассеивашэй способность» и покрытиями на их основе,обладающих высокими защитными свойствами.злектрофоретическая система должна состоять из агрегатов частиц пигмента с сольватныы слоем олигомера.

5. На основе предложенного подхода к изучению лакокрасочных композиций, наносимых методом элетрофореза,разработана и выпущена ' опытнопромышленная катафорезной грунтовки 8-01-96,характеризующаяся по сравнению с ЛКН аналогичного назначения .Солее высокой экологической безопасностью( отсутствие солей свинца - и хрома),высокой рассеивающей способность^ не мелее 18 см),еысокими физико-механическими и защитными свойствами покрытия( стойкость в камере солевого тумана

не менее 720 часов).

6.Предложена методика,с использованием высокоэффективного капиллярного электрофореза, позволявшая определять совер-. шенство существующих и разработываемых электрофоретическиХ, систем и целенаправленно корректировать рецептуру ЛКМ,с целью повышения его зкоплутационных и защитных свойств.

По материалам диссертации опубликовании следующие работы:

1.Бабкин О.Э..Дроздова Л.А.Влияние сорбционных взаимодействий на стабильность электрофоретических композиций.//Журнал прикладной химии.-1997.-Т.70.-N2.-С.343-345.

2.Бабкин О.Э. .Дроздова Л.А.Изучение строения элект^хэфоретичес-ких композиций.//Лакокрасочные материалы и их применение.-1997.- Nl.-C.6-7.

3.Бабкин О.Э..Дроздова Л.А. Влияние сорбционных взаимодействий ; в водных лакокрасочных композициях на электрофоретическое нанесение покрытий.//VIII Международная конференция "Теория и практика адсорбционных процессов". Тез.докл.-М.,1996.-с.89.

4.Бабкин О.Э..Дроздова Л.А.,Попов Н.С. Определение состава электроосалдаемой композиции о помощью тсашшщрного электрофореза// Лакокрасочные материалы и иг.»применение.-1996 г.-Ы 11. -С.4.5.

07.С4.97 Зак 46-80 РТП ИХ СИНТЬЗ Иосковскм'З гтр. ,26