TECHNOLOGY FOR OBTAINING ANTI-CORROSION WATER-BASED EPOXY PAINTS

АННОТАЦИЯ

В статье приведена технология получения антикоррозионных эпоксидных красок на водной основе. Исследования коррозионной стойкости полученной краски показали, что она более устойчива к статическому действию 3%-ного раствора серной кислоты и к действию нефти Жетыбайского месторождения.

ABSTRACT

The article presents the technology for obtaining anti-corrosion water-based epoxy paints. Studies of the corrosion resistance of the obtained paint showed that it is more resistant to the static action of a 3% solution of sulfuric acid and to the action of oil from the Zhetybay field.

Ключевые слова: эпоксидная краска, эпоксидиановая смола, покрытие, пленка, агрессивная среда.

Keywords: epoxy paint, epoxy resin, coating, film, aggressive environment.

Защитные свойства покрытий определяются не только физико-химическими свойствами отдельных компонентов лакокрасочных материалов (ЛКМ), но и межфазными явлениями в гетерогенной системе покрытий и их структурой [1, 2].

Покрытия на их основе обладают высокой стойкостью к воздействию воды, окислителей, тепла и света. Важнейшим свойством защитной пленки является ее проницаемость, обусловленная протеканием в полимере диффузных и сорбционных процессов. Активный реагент из окружающей среды диффундирует к поверхности покрытия и сорбируется на его поверхности [3]. Проницаемость полимеров является сложной функцией, обусловленной структурой и строением пленкообразующего, а также химической природой конечных групп макромолекул. Наличие в полимерной матрице активных групп может менять полярность, оказывать влияние на проницаемость матрицы и характер межфазных взаимодействий [4, 5].

На основе проведенных лабораторных исследований разработаны рецепты антикоррозионных эпоксидных красок зеленого цвета (таблица 1).

Рецепт состоит из двух составов: А и Б. Каждый из составов помещается в отдельную упаковку, затем 2 упаковки помещаются в одну тару. Составы необходимо смешать перед употреблением.

Испытания полученного состава производили следующим образом. Состав А смешивали с составом В в соотношении 65:35 по массе. Полученный таким образом состав перемешивали в течение 20 – 30 мин. до полного совмещения после чего наносили на металлические пластины из стали СТ – 3 размером 150*70 мм толщиной 0,8 – 1,0 мм ГОСТ 16523 – 10. Для каждой серии готовились 3 образца. 2 – испытуемые, 1 – контрольный.

Испытания производились в статических условиях: а) – вода водопроводная, б) – 3% раствор серной кислоты, в) – нефть Жетыбайского месторождения.

Таблица 1.

Рецепт эпоксидной краски зеленого цвета

Исследования производились методом погружения испытуемого материала в агрессивную среду. Сущность метода заключается в определении защитных свойств покрытий после воздействия жидкостей в течении определенного времени.

Для проведения испытаний готовили 3 образца по одной и той же технологии один из которых является контрольным.

Образцы покрытий антикоррозийной грунтовки готовили согласно ГОСТ 8832 – 76. Грунтовку наносили на металлические пластинки на обе стороны. Перед испытанием покрытия выдерживали в течении 48 часов при температуре 25 ^оС в вертикальном положении.

В эксикаторе с исследуемой жидкостью вертикально помещали окрашенные образцы на 2/3 высоты так, чтобы расстояния между ними и до стенок эксикатора было не менее 10 мм, и закрывали крышку.

Для обеспечения вертикального положения пластину помещали между двумя стеклянными палочками, опирающимися концами в стенку эксикатора. Стеклянные палочки устанавливали над жидкостью в верхней части эксикатора. Уровень жидкости в процессе испытаний поддерживали постоянным.

Испытания в воде и 3 % растворе серной кислоты проводили каждый образец в отдельном эксикаторе при комнатной температуре, в нефти образцы помещали два параллельных образца в один эксикатор. Исследование устойчивости к нефти проводили в термостате при температуре   40 ^оС.

После испытания в воде образцы сушили фильтровальной бумагой.

После испытания в 3 % растворе серной кислоты образцы промывали в проточной воде и сушили фильтровальной бумагой.

После испытаний в нефти образцы промывали ксилолом от оставшейся на поверхности нефти. 

Предприятия Казахстана, специализирующиеся на производстве металлоконструкций, трубопроводов, резервуаров и металлического оборудования используют защитные антикоррозионные полимерные покрытия зарубежного производства. Это предопределяет их дороговизну и трудности, связанные с транспортировкой. Организация собственного производства антикоррозионных красок и покрытий  приведет к значительному сокращению расходов и расширению круга потребителей. Кроме того, возможность разработки новых технологий получения водно-дисперсионных полимерных защитных покрытий по металлам, не имеющих в своем составе токсичных легколетучих органических растворителей, позволит решить часть проблем, связанных с защитой окружающей среды.

Исследования коррозионной стойкости полученной краски показали, что она более устойчива к статическому действию 3%-ного раствора серной кислоты (на 9,4 %) и к действию нефти Жетыбайского месторождения (на 30%) по сравнению с антикоррозийной грунтовкой  «Алтын Эмель», выпускаемой ТОО «Фанкор Интернэшнл».

На основании проведенных исследований можно сделать выводы:

1. Новое антикоррозионное покрытие и грунтовка «Алтын Эмель» имеет во всех случаях хорошую адгезию к металлической подложке, а также коррозии стали  во всех случаях не наблюдалось.
2. Вода не оказывает никаких видимых изменений.
3. Новая грунтовка более устойчива к статическому действию 3 % раствора серной кислоты на 9,4 %.
4. Новое антикоррозионное покрытие более устойчива к действию нефти Жетысайского месторождения, чем антикоррозийная грунтовка «Алтын Эмель» более чем на 30%.

Новое антикоррозионное покрытие на основе эпоксидиановых смол можно рекомендовать для защиты металлов эксплуатируемых:

1. В слабокислых средах;

2. При хранении нефти Жетыбайского месторождения.

Список литературы:

1. Манин В. Н., Громов А. Н. Физико-химическая стойкость полимерных материалов в условиях эксплуатации. Л.: Химия, 1980. 248 с.
2. Полимерные нанокомпозиты. Мир материалов и технологий / под ред. Ю. Винг Май, ЖонгЖен Ю. М.: Техносфера, 2012. 689 с.
3. Тагер А. А. Физико-химия полимеров. М.: Научный мир, 2007. 576 с.
4. Полимерные композиционные материалы: прочность и технология / С. Л. Баженов [и др.]. Долгопрудный: Интеллект, 2010. 352 с.
5. Nicholas P. Cheremisinoff. Fiberglass reinforced plastics: manufacturing techniques and applications. New Jersey: Noyes Publication, 1995. 270 p.