Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Антикоррозионные пигменты для лакокрасочных материалов 8
Глава 2. Объекты и методы исследования 45
2.1. Характеристика исходных материалов 45
2.2 Синтез пигментов 46
2.3. Методы и объекты исследования 46
2.3.1 Объекты исследования 46
2.3.2. Методы исследования состава синтезированных пигментов 48
2.3.3. Методы испытания пигментов и наполнителей 48
2.3.4. Методы испытания лакокрасочных систем 52
2.3.5 Методы испытания лакокрасочных покрытий 53
Глава 3. Результаты экспериментов и их обсуждение 61
3.1. Исследование свойств БХП 61
3.2 Получение пигментов на основе БХП 63
3.3. Разработка алкидной грунтовки на основе синтезированного пигмента 70
3.4. Поверхностная модификация ФКП 77
3.5. Использование ФКП в смеси с фосфонатами цинка и кальция 86
3.6. Разработка эпоксидной грунтовки 93
Выводы 102
Список литературы 103
Приложение 120
- Антикоррозионные пигменты для лакокрасочных материалов
- Методы исследования состава синтезированных пигментов
- Разработка алкидной грунтовки на основе синтезированного пигмента
- Использование ФКП в смеси с фосфонатами цинка и кальция
Введение к работе
Актуальность. К острым проблемам индустриально-развитого общества относятся защита металлофонда от возрастающей коррозионной активности окружающей среды и необходимость утилизации техногенных отходов.
К наиболее экономичным и одновременно эффективным методам предотвращения коррозионного поражения металлов относится их окрашивание, включающее нанесение грунтовок ингибирующего типа. Механизм защитного действия таких покрытий многообразен, однако практически во всех случаях, принцип защитного действия грунтовок определяется природой противокоррозионных пигментов, входящих в их состав. Наиболее эффективны в этом аспекте хромсодержащие пигменты, однако их токсичность делает настоятельно необходимым поиск альтернативных вариантов обеспечения высоких защитных свойств противокоррозионных лакокрасочных покрытий.
Заменой хроматов в составе защитных покрытий во многих случаях могут служить ферриты, относящиеся к экологически полноценным противокоррозионным пигментам. В качестве исходного сырья для их получения обычно используют оксиды железа и солеобразующего металла (кальция, цинка). Известно, что в процессе переработки черных металлов в виде расплавов улавливается большое количество аспирационной или бигхаузной пыли (БХП), которая в основном содержит оксид железа, а в процессе получения ацетилена из карбида кальция, в качестве отхода образуется водная суспензия гидроксида кальция (ВСГК). Эти отходы с одной стороны требуют утилизации, а с другой являются потенциальным сырьем для получения феррита кальция. Очевидно, что разработка технологии получения ферритного пигмента ингибирующего типа путем переработки перечисленных отходов является актуальной задачей, так как
5 является комплексным подходом к решению экологических проблем и
проблем, связанным с защитной металлов от коррозии.
Цель работы заключалась в разработке технологии ферритного пигмента ингибирующего типа на основе утилизации отходов металлургического производства и получения ацетилена, а также разработке рецептур алкиднои и эпоксидной грунтовок содержащих полученный пигмент в качестве противокоррозионного компонента.
Научная новизна. Установлена возможность использования в качестве сырья для получения противокоррозионного ферритного пигмента (ФПг) БХП и ВСГК - отходов литейного производства и получения ацетилена. Найдено, что наиболее высокими ингибирующими свойствами обладает пигмент полученный при мольном соотношении соединений железа и кальция в шихте 1:0,4, температуре и времени прокаливания 850 С и 4,5 ч соответственно.
Установлено, что включение синтезированного ФКП в состав
пентафталевых покрытий повышает их способность подавлять
подпленочную коррозию стали, но вызывает снижение барьерных свойств
лакокрасочной пленки, что связано с гидролизующим воздействием на
пленкообразователь водной вытяжки пигмента, обладающей сильной
щелочной реакцией. Найдено, что модификация ФКП
оксиэтилидендифосфоновой кислотой устраняет этот недостаток, способствую дополнительному повышению ингибирующих свойств пигмента.
Практическая значимость работы
Разработана технология получения высокоэффективного
противокоррозионного ФКП с использованием отходов производства, что позволяет решить проблему их утилизации и значительно удешевить получаемый продукт.
На основе ФКП оптимального состава разработаны рецептуры алкиднои и эпоксидной грунтовок, по малярно-техническим характеристикам удовлетворяющих требованиям к этому классу лакокрасочных материалов а по защитным свойствам покрытий не уступающей штатным грунтовкам, и грунтовкам, полученным на основе промышленно выпускаемых пигментов -аналогов.
На защиту выносятся
Способ получения антикоррозионного пигмента на основе
бегхаузной пыли-отхода литейного цеха, и кальциевой пасты- отхода
производства ацетилена
- Результаты исследования антикоррозионных свойств алкидных
покрытий на основе ФКП.
Влияние поверхностной модификации ФКП
оксиэтилидендифосфоновой ішслотой, а также введение в состав керновых фосфонатов на защитные свойства пигментированных алкидных покрытий.
- Разработка рецептур антикоррозионных грунтовок, на основе
алкидного олигомера ПФ-060 и эпоксидного олигомера ЭД-40 и
разработанного ферритного пигмента.
Апробация работы. Результаты работы обсуждались на всероссийской научно-практической конференции студентов и молодых ученых «Жизнь в XXI веке» (Казань, 2008 г.); Материалы научной сессии КГТУ (Казань, ,2008 .г.); научно-практическая конференция «Комплексное использование ресурсов и отходов» (Москва, 2008).
Публикации. По материалам диссертации имеется 5 публикаций.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 139 страницах и состоит из введения, обзора литературы, методической части, результатов исследований и их обсуждения, выводов, списка
7 цитируемой литературы из 171 источников и 2 приложения. Работа содержит
45 рисунков и 24 таблиц.
Антикоррозионные пигменты для лакокрасочных материалов
Металлы и металлические сплавы являются основными конструкционными материалами. Для большинства технических металлов более устойчиво окисленное состояние, в которое они и переходят под действием различных физико-химических и биологических факторов, разрушаясь или теряя свои потребительские качества. Это явление получило название коррозии металлов [1]. Экономические потери от коррозии составляют от 2 до 5 % от внутреннего валового продукта индустриально развитых стран [2]. В коррозионных процессах участвуют три компонента атмосферы: вода, кислород (окислитель) и ионизированные частицы с высоким химическим сродством к металлу (анионы) [3]. Наиболее широко используемым способом снижения интенсивности коррозии металлических изделий, эксплуатируемых в атмосферных условиях, является нанесение па их поверхность лакокрасочных покрытий. Скорость электрохимической [4] коррозии пропорциональна коррозионному току, который в свою очередь зависит от электродных потенциалов и сопротивления в микроячейках. Скорость процесса в микроячейке выражается формулой: где соэч — скорость электрохимической коррозии; I — коррозионный ток; В - константа; єк и єа - электродные потенциалы катодного и анодного участков (начальные значения); г — суммарное омическое сопротивление; Ра и Рк — поляризация анодного и катодного участков, связанная с изменением анодного и катодного потенциалов при прохождении тока.
Поляризация возникает из-за концентрационной неоднородности электролита вблизи поверхности электрода, образования пленки из продуктов коррозии и других причин. В целом скорость коррозии зависит от «электрохимической однородности» металла єк - єа, электросопротивления электролита и поляризационных эффектов. Любое лакокрасочное покрытие понижает доступ влаги к поверхности металла, сохраняя высокие значения суммарного омического сопротивления и часто уменьшая разность єк - єа, и тем самым обеспечивает определенную защиту от электрохимической коррозии. Однако наиболее эффективно от этого вида коррозии защищает покрытие, содержащее антикоррозионные пигменты, способные повышать значения Ра и Рк и изменять соотношение между ек и еа таким образом, чтобы ск - єа 0 [4,5]. По влиянию на коррозионные процессы пигменты подразделяют на три группы [4]: 1) Ингибитивные (антикоррозионные): алюминиевая пудра, цинковая пыль, хромат цинка, основной хромат свинца, свинцовый сурик и другие. Пленки с ингибитивными пигментами обладают способностью защищать металл даже после их повреждения. 2) Коррозионно-нейтральные: барит, хромат свинца, некоторые окислы железа, свинцовые белила и другие. Пленки с нейтральными пигментами таким свойством не обладают. 3) Стимуляторы: графит, сажа и другие.
Пленки же, содержащие пигменты — стимуляторы, могут в случае повреждения даже несколько ускорять коррозию. По механизму защитного действия противокоррозионные пигменты делятся на пигменты-ингибиторы анодного процесса и пигменты-ингибиторы катодного процесса, чаще всего они выполняют обе функции. В некоторых случаях пигменты играют роль растворимых анодов по отношению к поверхности железа (пигмент-протектор); иногда защитное действие достигается за счет «барьерного эффекта» — создания механических препятствий проникновению влаги и так далее [6]. Исследования действия электрохимически активных и барьерных пигментов в водо- и органоразбавляемых грунтовках показали, что эффективность антикоррозионного действия в значительной степени зависит от барьерных свойств покрытия. Если проницаемость грунтовки низкая, то доминирующим будет защитный эффект барьерного пигмента. С другой стороны, действие ингибиторного пигмента будет более явственным в покрытии с определенной степенью проницаемости, поскольку в этом случае будут играть важную роль растворимость пигмента и условия массообмена внутри покрытия [7]. Максимально положительное влияние на изолирующие свойства покрытий оказывают пигменты, имеющие чешуйчатую форму частиц при их ориентации параллельно поверхности субстрата [8]. Это иллюстрирует множество математических выражений, описывающая взаимосвязь объемной доли пигментов лакокрасочной пленки и ее проницаемости [9-13], в частности формула [1.2]: где Vu и (р - объемные доли связующего и наполнителя, L и W -соответственно длина и толщина частиц наполнителя, Рнп и Рп проницаемости наполненного и ненаполненного полимера. Анализ приведенного выражения показывает, что, повышению барьерных свойств покрытий помимо анизотропии формы пигментных частиц должны способствовать минимальная проницаемость связующего и повышение объемной доли пигмента в лакокрасочной пленке. Поэтому очевидно, что при разработке противокоррозионных пигментированных покрытий барьерного типа следует использовать пленкообразующее с минимальной гидрофильностью [14] и достигать максимально возможного содержания пигментов. Рекомендуемый уровень наполнения грунтовочных покрытий составляет 75-95 % от критического объемного содержаниям пигментов (КОСИ) [15,16]; К достоинствам:лакокрасочных композиций, содержащих пигменты с пластинчатой формой? частиц, является пониженная; склонность к, расслаиванию- и образованию потеков [17,18]. Последнее позволяет формировать толстослойные покрытия при однократном нанесении: лакокрасочного материала [19]! Сопоставление: различных, путеш противокоррозионной защиты металлов- показывает, что несомненными преимуществами покрытия барьерного; действия; пигментированные порошками с частицами, пластинчатой формьц имеют в случае невозможности обеспечения должного», качества подготовки - поверхности: изделия-перед окрашиванием [20]. К широко используемым пигментам чешуйчатой, формы относится: алюминиевая пудра; получаемая. главным, образом методом дробления; листового алюминия (в том числе фольги) или гранул с;размером частиц от 0,1 до 10 мм:[8,21 ,22]. Частицы алюминиевой;пудрьъобладают способностью всплывать в лакокрасочной: пленке и; располагаться параллельно .ее поверхности, образуя; как бы; сплошную металлическую поверхность, что позволяет этому пигменту эффективно повышать: барьерные свойства: покрытия.
Методы исследования состава синтезированных пигментов
Содержание в пигментах водорастворимых веществ определяли методом горячей экстракции [165]. Для получения горячего экстракта к навеске 2-ь20±0,01г неорганического пигмента, помещенной в стакан емкостью 300 мл, приливают 200 мл дистиллированной воды, нагревают при перемешивании до кипения и кипятят в течение 5 мин. После быстрого охлаждения суспензию переносят в мерную колбу емкостью 250 мл, доливают водой до метки, тщательно перемешивают содержимое, отстаивают и фильтруют на воронке под вакуумом через беззольный фильтр. Из водной вытяжки горячего экстракта отбирают пипеткой 100 мл, переносят в фарфоровую чашку и выпаривают досуха на водяной бане, остаток высушивают в термостате при 105±2 єС до постоянной массы. Содержание водорастворимых веществ (Х,%) вычисляют по формуле: где т - навеска пигмента, г; тх - масса остатка после высушивания, г; Vy - объем разбавленной водой суспензии, мл, F,=250 мл; V - объем фильтрата, отработанного для высушивания, мл, =100 мл. Маслоем кость пигментов первого рода определяем с помощью стеклянной палочки. Взвешиваем навеску пигмента с точностью до 0,01 г и помещаем ее в высушенный до постоянной массы стакан. Перемешивая содержимое стакана стеклянной палочкой длиной 150-170мм. и диаметром 8-12мм с оплавленным концом, из микробюретки вместимостью 5 мл приливают по каплям к пигменту льняное масло. Вначале вводят по 4-5 капель масла, тщательно перемешивая массу после каждой прибавки, а после образования не слипающихся комочков вводят по одной капле.
Переход комочков в большой комок однородной, не крошащийся и не растекающийся пасты соответствует маслоемкости первого рода. Маслоемкость первого рода (М1 , г/100г), вычисляют по формуле: где V — объем израсходованного масла, мл; тп— навеска пигмента, г; рч — плотность льняного масла, рд/ = 0,93 г/см" при 20 єС. Плотность пигмента определяется с помощью стеклянного пикнометра вместимостью 5-10 мл, в качестве смазывающей жидкости используют уайт-спирит. Предварительно исследуемый пигмент и тщательно вымытый пикнометр высушивают при 105 єС до постоянной массы. Пикнометр высушивают с точностью до 0,0002г, наполняют пигментом приблизительно до половины его объема и снова взвешивают с точностью до 0,0002г. Затем с помощью пипетки в пикнометр с пигментом наливают уайт-спирит, осторожно встряхивая содержимое пикнометра, так, чтобы над поверхностью пигмента образовался слой жидкости высотой 5-7 мм.
Пикнометр закрывают пробкой и для удаления пузырьков воздуха из смеси помещают в водяную баню, нагретую до 60 єС. Через 1-1,5часа пикнометр вынимают из бани, охлаждают до 20 єС в водяном термостате, заливают немного выше метки уайт-спиритом и снова выдерживают при 20 єС в течение Ічаса. Вынимают пикнометр из термостата, тщательно обтирают фильтровальной бумагой, доводят до метки уровень уайт-спиритом, отбирая излишек фильтровальной бумагой, и взвешивают с точностью до 0,0002г. Затем вымытый и высушенный при 105 єС пикнометр заполняют уайт-спиритом немного выше метки, выдерживают в водяном термостате при 20 єС в течение 30 минут, доводят уровень жидкости до метки, так же как и было указано выше, насухо вытирают пикнометр и взвешивают с точностью до 0,0002г. Плотность пигмента рп. ( в r/cMJ) вычисляют по формуле: где т— масса пустого пикнометра, г; ш,— масса пикнометра с уайт-спиритом, г; т2 - масса пикнометра с пигментом, г; тл — масса пикнометра с пигментом и уайт-спиритом, г; рК1 — плотность уайт-спирита, г/см . Плотность пигментной смеси ( г/см ) рассчитывали по формуле: где С, - содержание пигмента или наполнителя в пигментной смеси, объемная доля, р, — плотность пигмента и наполнителя, г/см3 При визуальном методе определения укрывистости пигментов получают однопигментную краску и подготавливают стеклянную пластинку с известной площадью. Наносят краску движениями кисти вдоль и поперек пластинки, чтобы получить слой краски равномерной толщины. Выдержав пластинку до исчезновения штрихов от кисти, накладывают ее на горизонтально расположенную непрозрачную подложку вида шахматной доски размерами 120x120 мм с белыми и черными квадратами (30X30 мм). На этой доске коэффициенты отражения света после наложения стеклянной пластинки (т. е. с учетом светопоглощения самой пластинкой) должцы для белых квадратов составлять 0,80-0,85, для черных — не более 0,05. Просвечивание через слой краски белых и черных квадратов рассматривают при рассеянном дневном свете или искусственном дневном свете. Толщину слоя краски увеличивают постепенно до тех пор, пока визуально под слоем краски полностью не исчезнут белые и черные квадраты. Особенно осторожно (т. е. добавляя весьма небольшие количества краски) нужно увеличивать толщину слоя краски при приближении к этому пределу, так как его визуальное установление при отсутствии опыта определения укрывистости является источником ошибок. При наличии опыта погрешность визуального метода определения укрывистости составляет ± 5 %. Достигнув полного укрытия, удаляют подтеки краски с обратной стороны и ребер пластинки и взвешивают ее с точностью до 0,01 г.
Разработка алкидной грунтовки на основе синтезированного пигмента
На следующем этапе работы проводилась разработка антикоррозионной алкидной грунтовки содержащей в качестве основного пигмента выбранный ФКП. За основу была взята пигментная часть грунтовки ГФ-021, содержащая кроме КЖП микротальк, цинковые белила и кальцит. Объемные доли микроталька и цинковых белил были зафиксированы: 7 и 2 % соответственно, КЖП в разной степени заменялся на ФКП. Уровень наполнения и соотношение между ФКП и кальцитом варьировались. Возможность установить оптимальное наполнение и соотношение между пигментами обеспечивается использованием нейронных сетей при планировании эксперимента, позволяющих провести аппроксимацию данных. В таблице 3.4 приведен план 3-х факторного эксперимента, в качестве 3-х варьируемых компонентов выбраны ФКП в интервале содержания в составе грунтовки от 5 до 21 %мас, лак ПФ-060 в интервале от 46 до 54 %мас. и наполнители.
Защитные свойства лакокрасочного покрытия определялись электрохимическими методами. Критериями сравнения покрытий между собой выбраны коррозионный потенциал стали (Е) с покрытием, электрическая емкость (С), сопротивление (R) и величина коррозионного поражения стальной подложки под покрытием после 1000 часов испытания в контакте с раствором электролита. ;
В качестве примера для рассмотрения приведены результаты измерений С и Е для двух композиций Ф02 и Ф10, с разным уровнем наполнения и содержанием ФКП. На рисунке 3.9 представлены данные для композиции Ф02. Покрытие характеризуется невысоким значением сопротивления переносу заряда — менее 0,5 МОм через 1000 часов испытаний, а также повышение значения электрической емкости со временем говорит о невысоких барьерных свойствах покрытия, при этом потенциал стали остается в области соответствующей пассивному состоянию поверхности. Для композиции Ф10 (рисунок 3.10), содержащей 15,67% ФКП при более низком общем пигментном наполнении значения емкости системы стабилизируются при монотонном повышении коррозионного потенциала стали. Сопротивление имеет максимальное значение из всех композиций — более 2 Мом. По истечении 1000 часов под покрытием отсутствуют следы коррозионного поражения. электрической емкости системы металл-Пк-электролит для композиции Ф10 По значениям рассматриваемых параметров полученных для всех десяти композиций была проведена аппроксимация с построением гауссовых поверхностей отклика. Результаты аппроксимации представлены на рисунках 3.11-3.14. Как видно из рисунка 3.11, при повышении наполнения, покрытия, содержащие большее количество ФКП характеризуются снижением барьерными свойствами при одинаковом уровне наполнения. Максимум значений потенциала стали с покрытием (рисунок 3.12) не совпадает с областью минимальных значений емкости. Величина сопротивления покрытия переносу заряда складывается из двух составляющих -сопротивления самого покрытия и сопротивления протеканию фарадеевских реакций. Потому и оптимум этого параметра, как видно на рисунке 3.13, расположен между оптимумами предыдущих рассматриваемых характеристик. На контурной диаграмме представленной на рисунок 3.14 область значений поражения коррозией менее 0,5 % совпадает с оптимумом по сопротивлению покрытий.
По результатам анализа полученных данных сформулирована рецептура алкидной грунтовки (таблица 3.5) обладающей наиболее высокими защитными свойствами и удовлетворяющая нормативным требованиям для противокоррозионных грунтовок (таблица 3.6). Таблица 3.5 - Рецептура разработанной Факт гидролиза подтверждает сопоставление хронограмм твердости покрытий, сформированных на основе лаке ПФ-060, контактирующих с водой и водной вытяжкой пигмента (рисунок 3.15). Более высокая скорость снижения твердости в последнем случае свидетельствует о гидролитической деградации полимерного покрытия.
Таким образом, очевидно, что для повышения барьерных свойств алкидных покрытий, содержащих ферритный пигмент, в процессе эксплуатации необходимо снизить уровень щелочной реакции воды, проникающей через лакокрасочную пленку. Для достижения этой цели использовали два пути: обработку пигмента оксиэтиллидендифосфоновой кислотой (ОЭДФК) с целью получения оболочки из фосфоната и введение в состав покрытий кернового фосфоната кальция и цинка.
На следующем этапе работы, была поставлена задача снизить рН пигмента путем модификации его поверхности оксиэтилидендифосфоновой кислотой (ОЭДФК), широко применяемым ингибитором коррозии. Предполагается взаимодействие ОЭДФК и содержащегося в пигменте кальцием с образованием комплексного соединения, обладающего более высокими ингибирующими свойствами.
Был поставлен эксперимент для определения соотношения между ФКП и ОЭДФК при котором происходит скачкообразное изменение значений рН, свидетельствующие об определенных процессах, происходящих на поверхности пигмента. Обработка пигмента производилась следующим образом: готовилась 30 % суспензия пигмента в воде при постоянном перемешивании, при контроле рН порциями добавляли 20 % раствор ОЭДФК. На рисунке 3.16. Показана зависимость изменения рН от содержания ОЭДФК.
Использование ФКП в смеси с фосфонатами цинка и кальция
На следующем этапе работы проводились исследования направленные на усиление защитных свойств разрабатываемых грунтовок введением в состав керновых пигментных фосфонатов - фосфоната кальция и фосфоната цинка.
Керновые пигменты были получены конверсионным превращением поверхностного слоя частиц соединений, реагирующих с ОЭДФК с образованием ее солей. Синтез пигментов осуществляли по методике, описанной в диссертационной работе О.П. Кузнецовой.
Реакционные массы в процессе взаимодействия компонентов, рассчитывались таким образом, чтобы соотношение между ними соответствовало получению продукта с массовым соотношением оболочка:ядро равным 1:9.
На базе разработанной в первой части рецептуры были сформулированы грунтовки, в которых наполнитель (кальцит) был частично заменен на керновый фосфонатный пигмент (цинковый или кальциевый) от 2 % до 30 %мас. относительно ФКП [171]. На рисунках 3.24 - 3.27 показаны зависимости электрической емкости и коррозионного потенциала от продолжительности испытаний.
По полученным данным были построены зависимости установившихся к концу . эксперимента значений электрической емкости и коррозионного потенциала от содержания керновых фосфанатных пигментов в смеси с ФКП, которые показаны на рисунках 3.28 и 3.29.
Значение коррозионного потенциала для всех грунтовок находится в области соответствующей пассивному состоянию поверхности стали. Из грунтовок содержащих фосфанат кальция наилучшими барьерными свойствами обладает покрытие с содержанием 5 %. Что подтверждают данные по сопротивлению, которые показаны на рисунке 3.30. При превышении этого значения наблюдается ухудшение защитных свойств.
При сопоставлении свойств разработанных грунтовок можно сделать вывод, что наилучшими защитными свойствами обладает грунтовка, содержащая ФКП и керновый фосфанат цинка 30 % от массы феррита. Таким образом, найдены составы алкидных грунтовок с высокими защитными свойствами содержащие исходный разработанный пигмент или модифицированный ОЭДФК. По защитным и малярно-техническим параметрам оба материала либо не уступают, либо превосходят широко применяемые грунтовки ГФ-021 и ГФ-0119.
На следующем этапе работы с целью расширения области возможного применения разработанный пигмент исследовался в составе эпоксидной грунтовки. Эпоксидные смолы относятся к одному из наиболее востребованных классов термореактивных полимеров. Защитные свойства покрытий сформированных из эпоксидных ЛКМ существенно превосходят алкидные составы.
Эпоксидные пленкообразующие являются слабогидролизующимися в сравнении с алкидными, что возможно позволит использовать разработанный ферритный пигмент без поверхностной модификации.
Для исследований был выбран эпоксидный олигомер Э-40 (ТУ 2225-154-05011907-97) в композиции с аминным отвердителем сшивающего действия производства фирмы Cardolite. Существенным преимуществом последнего является высокая дезагрегирующая способность. В работах проведенных на кафедре показано повышение противокоррозионных и физико-механических свойств покрытий сформированных из эпоксидной грунтовки полученной диспергированием пигментов в растворе указанного отвердителя в сравнении с традиционным методом диспергирования в растворе эпоксидного олигомера.
За основу была взята пигментная часть грунтовки ЭП-0191, содержащая кроме КЖП микротальк, и кальцит. Объемная доля микроталька, наличие которого необходимо в эпоксидном покрытии, характеризующихся высокой твердостью для снятия внутренних напряжений была зафиксирована и составляла 7 % обьемнных. Были получены алкидные и эпоксидные грунтовки, содержащие микротальк и ФКП, с различным уровнем наполнения. На рисунке 3.32 представлена зависимость электрической емкости системы электролит-покрытие-сталь после 1000 часов испытаний. Потеря изолирующей способности эпоксидного состава происходит при гораздо более высоком уровне наполнения по сравнению с алкидным. Величина сопротивления испытуемых эпоксидных покрытий на два порядка выше сопротивления алкидных при уровне наполнения от 60 до 80 % от КОСП и составляет от 300 до 700 МОм.
Для установления оптимального уровня наполнения и содержания ФКП в эпоксидном покрытии был спланирован эксперимент по аналогии со схемой формулирования рецептуры алкидной грунтовки проведенной выше. КЖП в разной степени заменялся на ФКП. Уровень наполнения и соотношение между ФКП и кальцитом варьировались. С учетом данных по определению КОСП эпоксидный грунт может быть более наполнен, поэтому интервал содержания как ФКП так и кальцита в случае эпоксидного пленкообразователя повышен па 10-15 %. Объемная доля микроталька также была фиксированной и составляла 7 % об.
Аппроксимация данных проведена с использованием нейронных сетей позволяющих построить гауссовы поверхности значений ряда параметров исследуемых покрытий. В таблице 3.11 приведен план 3-х факторного эксперимента, в качестве 3-х варьируемых компонентов выбраны ФКП в интервале содержаний в составе грунтовки от 20 до 50 %мас, раствор Э-40 (69,5 %) с раствором отвердителя Cardolite (60 %) в интервале от 35 до 65 %мас. и наполнители - кальцит и микротальк в интервале 15-45 % масс.
