На правах рукописи АФАНАСЬЕВ ОЛЕГ ЛЕОНИДОВИЧ ИНГИБИРУЮЩИЕ СВОЙСТВА ПОЛИМЕРНЫХ ПОКРЫТИЙ, СОДЕРЖАЩИХ МАНГАНАТ БАРИЯ 05.17.03 – технология электрохимических процессов и защита от коррозии АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук Казань 2010 Работа выполнена в ГОУ ВПО «Казанский государственный технологический университет» Научный руководитель: Официальные оппоненты: кандидат химических наук, доцент Зиганшина Майя Рашидовна доктор химических наук, профессор Журавлев Борис Леонидович кандидат химических наук, профессор Индейкин Евгений Агубекирович Ведущая организация: ЗАО «Научно-производственная компания Ярославский лакокрасочный институт» Защита диссертации состоится 8 февраля в 14 00 на заседании диссертационного совета Д 212.080.10 при Казанском государственном технологическом университете по адресу: 420015, г. Казань, ул. <...> Наиболее распространенным и достаточно эффективным методом защиты стальных конструкций от коррозии является нанесение многослойных лакокрасочных покрытий, включающих грунтовочный слой, несущий основную противокоррозионную нагрузку. <...> Работами последних лет показано, что ряд соединений Mn (IV) и Mn (V) является полноценной заменой токсичных Cr (VI) содержащих пигментов, используемых для обеспечения защитных свойств большинства отечественных грунтовок ингибирующего типа. <...> Указанные соединения были получены методом окислительно-восстановительного осаждения с использованием в качестве окислителя перманганата калия, входящего в список веществ, подлежащих контролю, это значительно усложняет промышленное производство малотоксичных марганецсодержащих пигментов ингибирующего типа. <...> Помимо сложностей, связанных с использованием подобных веществ в промышленном синтезе, к недостаткам метода осаждения следует отнести сложность аппаратурного оформления технологического процесса и большое количество сточных вод, образующихся в <...>
Ингибирующие_свойства_полимерных_покрытий,_содержащих_манганат_бария._Автореферат.pdf
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность. Наиболее распространенным и достаточно эффективным
методом защиты стальных конструкций от коррозии является нанесение многослойных
лакокрасочных покрытий, включающих грунтовочный слой, несущий
основную противокоррозионную нагрузку.
Работами последних лет показано, что ряд соединений Mn (IV) и Mn (V) является
полноценной заменой токсичных Cr (VI) содержащих пигментов, используемых
для обеспечения защитных свойств большинства отечественных грунтовок
ингибирующего типа. Указанные соединения были получены методом окислительно-восстановительного
осаждения с использованием в качестве окислителя
перманганата калия, входящего в список веществ, подлежащих контролю, это
значительно усложняет промышленное производство малотоксичных марганецсодержащих
пигментов ингибирующего типа. Помимо сложностей, связанных с
использованием подобных веществ в промышленном синтезе, к недостаткам метода
осаждения следует отнести сложность аппаратурного оформления технологического
процесса и большое количество сточных вод, образующихся в процессе
синтеза и промывки получаемого продукта.
Учитывая вышеизложенное, следует признать актуальной задачу получения
высокоэффективных защитных покрытий, наполненных марганецсодержащим
пигментом, полученным методом исключающим применение КMnО4.
Цель работы заключалась в получении полимерных покрытий, содержащих
малотоксичный марганецсодержащий пигмент и исследовании их противокоррозионных
свойств.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
- изучить влияние времени, температуры синтеза и соотношения исходных
веществ на свойства марганец (V) соединений и оценить возможность их использования
в качестве пигментов;
- исследовать способность полученных соединений индивидуально и в составах
полимерных покрытий влиять на закономерности коррозии стали;
- исследовать влияние уровня наполнения на свойства и противокоррозионную
эффективность полимерных покрытий различной химической природы;
- разработать составы противокоррозионных органо- и водоразбавляемых
грунтовок, содержащих исследованный пигмент.
Научная новизна
В работе получен термическим способом малотоксичный противокоррозионный
марганецсодержащий пигмент; исследована способность полученных
соединений, отдельно и в составах полимерных покрытий влиять на закономерности
коррозионных процессов. В результате коррозионных испытаний установлено,
что водные вытяжки манганата бария обладают способностью ингибировать
коррозию стали.
Показана способность манганата бария подавлять коррозионные процессы
за счет высокого значения рН водных вытяжек.
3
Стр.3
Установлено, что в результате взаимодействия пигмента с алкидным
пленкообразователем образуются соединения, ингибирующие коррозию стали в
водной среде.
Показано, что для обеспечения воспроизводимости свойств синтезируемого
пигмента в случае использования в качестве сырьевого компонента пиролюзита
содержание диоксида марганца в нем должно быть не менее 80 масс. %.
Доказано, что применение манганата бария в смеси с наполнителями и оксидом
цинка позволяет добиться оптимального сочетания барьерных и ингибирующих
свойств пигментированных лакокрасочных покрытий.
Практическая значимость работы
В работе получены результаты исследования влияния температуры, времени
термообработки и соотношения исходных веществ на содержание водорастворимых
веществ в получаемых соединениях и их способность подавлять
процесс коррозии стали; выбраны оптимальные условия синтеза пигмента, по
эффективности противокоррозионного действия, не уступающего соосажденным
марганецсодержащим пигментам и тетраоксихромату цинка. Использование
в качестве исходного сырья руду пиролюзит позволяет значительно удешевить
пигмент.
На основе пигмента разработаны рецептуры алкидной, эпоксидной органоразбавляемых
и акрилатной водоразбавляемой грунтовок с повышенными
защитными характеристиками (по сравнению промышленных аналогов грунтовки
ГФ-0119 и ЭП-0191) и удовлетворяющими требованиями малярнотехнических
свойств, этого класса лакокрасочных материалов.
На защиту выносятся:
Результаты исследования влияния условий синтеза на противокоррозионные
свойства марганец (V) содержащих соединений, полученных термическим
способом; результаты оценки защитной способности полимерных покрытий
различной химической природы содержащих исследуемое вещество, составы
разработанных противокоррозионных грунтовок.
Апробация работы
Результаты работы обсуждались на всероссийской 7-ой международной
научно-практической конференции «Современные тенденции в производстве
антикоррозионных ЛКМ» (Москва 2009); общероссийской научно-практической
конференции "Актуальные вопросы современной науки и образования"(Красноярск,
2008); международной научно-практической конференции
«Современные проблемы и пути их решения в науке, транспорте, производстве
и образовании 2009» (Одесса, 2009); международной научно-практической
конференции «Перспективные инновации в науке, образовании, производстве и
транспорте 2010» (Одесса, 2010).
4
Стр.4