Исследование антикоррозионных свойств нового кернового кальцитного пигмента с оболочкой из аминной соли фосфоновой кислоты

УДК 627.629

А. А. Каюмов, С. А. Ситнов, А. В. Вахин,

С. Н. Степин

ИССЛЕДОВАНИЕ АНТИКОРРОЗИОННЫХ СВОЙСТВ НОВОГО КЕРНОВОГО КАЛЬЦИТНОГО ПИГМЕНТА С ОБОЛОЧКОЙ ИЗ АМИННОЙ СОЛИ ФОСФОНОВОЙ КИСЛОТЫ

Ключевые слова: керновый кальциевый пигмент, оболочка из аминной соли фосфоновой кислоты, антикоррозионные свойства, лакокрасочное покрытие.

Синтезирован керновый пигмент на основе кальцита с фосфонатно-аминной оболочкой. Исследовано влияние синтезированного пигмента на антикоррозионные свойства алкидных покрытий, определен оптимальный уровень их наполнения, обеспечивающий максимально высокую защитную способность.

Keywords: core calcium pigment, shell amine salts of phosphonic acids, anti-corrosive properties.

Synthesized core pigment based calcite with phosphonate-amine shell. The effect of the synthesized pigment on corrosion properties of alkyd coatings, the optimum level of filling, to maintain the highest protective ability.

В настоящее время поиск нетоксичной альтернативы канцерогенным хроматам, широко используемым в составе антикоррозионных грунтовок, относится к важным задачам специалистов лакокрасочной отрасли.

В работе [1] синтезированы керновые пигменты, характеризующиеся высокими антикоррозионными свойствами, состоящие из инертного по отношению к водной среде ядра (кальцита или цинковых белил) и оболочки из соответствующего фосфоната. В данной работе исследовались свойства нового кернового пигмента полученного созданием фосфонатно-аминной оболочки на поверхности частиц кальцита.

Синтез проводили в два этапа: на первом суспендировали кальцит в 5%-ом растворе оксиэтилидендифосфоновой кислоты (ОЭДФ) в этиловом спирте и выдерживали полученную суспензию до установления постоянного значения рН, на втором - к полученной суспензии добавляли 5%-ый спиртовой раствор амина до достижения значения рН=7. После этого дисперсную фазу отделяли от дисперсионной среды центрифугированием и высушивали при 110 0С.

Значение рН определяли с использованием рН-метра рН-150М. Величину рН для водной суспензии образца пигмента определяли в соответствии с ИСО 787-9.

Диспергированием полученного пигмента в лаке ПФ-060 с помощью лабораторной бисерной мельницы до показателя по прибору «Клин» 30 ед. получили ряд композиций, отличающихся уровнем наполнения. Композиции наносили на кузовную сталь 08 кп центрифугальным методом в три слоя с 24 часовой промежуточной сушкой при комнатной температуре и окончательной сушкой в тех же условиях в течение 72 часов.

В качестве среды при коррозионных испытаниях использовали 3 % раствор NaCl. Коррозионный потенциал измеряли с помощью рН-метра рН-150М относительно хлорсеребряного электрода и пересчитывали на шкалу нормального водородного электрода (НВЭ). Измерение электрической емкости системы окрашенный металл-электролит осуществляли с помощью измерителя иммитанса Е7-21. Через 1000 ч испытаний осуществляли визуальный контроль за состоянием образцов.

На рисунках 1 и 2 представлены характерные хронограммы электрической емкости и коррозионного потенциала образцов с покрытиями наполненных 10 и 30 %об. соответственно.

©

G

&

«

<u

H

m

m

m

к

s

Ü

Ü

H

О

с

5S

к

о

s

м

о

а

а

о

«

Рис. 1 - Хронограммы емкости и коррозионного потенциала алкидных покрытий содержащих 10 % об. кернового пигмента

е

с

*

Щ

н

m

m

m

к

к

(U

н

о

С

«

о

S

п

о

ft

ft

о

«

Рис. 2 - Хронограммы емкости и коррозионного потенциала алкидных покрытий содержащих 30 % об. кернового пигмента

Как видно из приведенных данных величина электрической емкости стабилизируется после 100 часов испытаний, на уровне значений отвечающих высокой изолирующей способности покрытий. Хронограммы коррозионного потенциала образцов с покрытиями, содержащими 10 и 30 %об. пигмента значительно отличаются. В первом случае значение потенциала претерпевает значительные колебания во времени, во втором - потенциал стали через 250 ч достигает постоянного значения, причем даже максимальное значение потенциала в первом случае значительно ниже, чем установившийся уровень значений во втором.

Более наглядно сказанное иллюстрируют приведенные на рис. 3 зависимости значений коррозионного потенциала и электрической емкости, установившихся после

1000 часов испытаний, от содержания синтезированного пигмента в покрытии. Анализ полученных кривых позволяет сделать заключение о том, что керновый пигмент обладает определенной гидрофильностью, что сказывается на результатах емкостных измерений (наблюдается тенденция роста установившейся емкости по мере увеличения содержания пигмента в покрытии). Тем не менее, более высокий уровень коррозионного потенциала, измеренного через 1000 ч испытаний, свидетельствует о повышенной способности покрытий, содержащих синтезированный пигмент, подавлять коррозионные процессы, что коррелирует с результатами визуальной оценки состояния образцов, показавшей отсутствие коррозионного поражение стального субстрата после завершения испытаний. В случае образцов с лаковыми покрытиями наблюдалось коррозионное поражение в пределах 70-90 % площади образца.

I

8

Я

X

(О

н

о

с

=к

3

X

X

о

8

ет

О

а

а

о

Содержание пигмента в покрытии, %об.

Рис. 3 - Зависимость установившихся значений электрической ёмкости и коррозионного потенциала стали через 1000 ч испытаний от уровня наполнения

Таким образом, новый керновый пигмент, с аминно-фосфонатной оболочкой на поверхности частиц, проявил высокие антикоррозионные свойства и может быть использован в качестве антикоррозионного компонента лакокрасочных грунтовок.

Литература

1. Кузнецова, О.П. Противокоррозионные свойства фосфонатных пигментов и разработка грунтовок на их основе: дис. ... канд. техн. наук / О.П.Кузнецова. - Казань., 2008. - 139 с.

© А. А. Каюмов - асп. каф. химической технологии лаков, красок и лакокрасочных покрытий КГТУ; С. А. Ситнов - асп. той же кафедры; А. В. Вахин - канд. техн. наук, инж. каф. химической технологии лаков, красок и лакокрасочных покрытий КГТУ, vahin11@kstu.ru; С. Н. Степин - д-р хим. наук, проф., зав. каф. кафедры химической технологии лаков, красок и лакокрасочных покрытий КГТУ.