Цеолітонаповнені епоксидно- кам'яновугільні покриття для захисту від електрокорозії

Abstract

UA: Дисертація присвячена експериментально-теоретичним дослідженням з поліпшення властивостей епоксидно-кам'яновугільних захисних покриттів, що використовуюься для захисту від корозії та електрокорозії металевих конструкцій. Установлено, що при нанесенні раніше розроблених в УкрДАЗТ захисних складів ЗС-3 і ЗС-3М на металеву поверхню, особливо в сиру погоду при низькій температурі навколишнього середовища, відбувається «стягування» покриття з наступним утворенням кратерів, які є осередками корозії. Дослідження показали, що причина цього явища полягає в спрямованій коалесценції крапель легкої фракції кам’яновугільної смоли в її емульсії з водою під впливом електричного поля металевої поверхні. У зв'язку із цим була розроблена модель, визначені розміри (діаметр) кратерів, що утворюються. Виконані теоретичні дослідження й розвинені уявлення про механізм впливу різних факторів на якість нанесення епоксидно-кам'яновугільних покриттів. Розроблено кількісний механізм змочування поверхні металу на основі дії стягуючих і перешкоджаючих сил на контурі краплі та у шарі покриття між гребенями нерівностей поверхні сталі. Установлено, що для виключення «стягування» покриття необхідно виключити з дисперсійного середовища, яким є КВС, воду й речовини легкої фракції. Видалення цих компонентів досягається за допомогою натрієвого цеоліту NaХ, що уводиться у КВС безпосередньо перед приготуванням захисного складу. Але оскільки збільшення вмісту твердої фази в КВС, і одночасне зменшення кількості рідкої фази, у зв'язку з її сорбцією цеолітом, призведе до збільшення в'язкості складу, були виконані відповідні дослідження впливу наповнювача цеоліту на в'язкість, крайовий кут змочування і якість нанесення покриття на поверхню сталі. Теоретичні дослідження дозволили встановити важливі технологічні параметри  оптимальну кількість цеоліту і розчинника в епоксидно-кам'яно- вугільному складі, а також його умовну в'язкість. RU: Диссертация посвящена экспериментально-теоретическим исследованиям по совершенствованию свойств эпоксидно-каменноугольных защитных покрытий, используемых для защиты от коррозии и электрокоррозии металлических конструкций. Установлено, что при нанесении ранее разработанных в УкрГАЖТ защитных составов ЗС-3 и ЗС-3М на поверхность стали в сырую погоду при пониженной температуре окружающей среды происходит «стягивание» покрытия с образованием кратеров, впоследствии являющихся анодными участками очагов коррозии. Исследования показали, что причина этого явления заключается в направленной коалесценции капель легкой фракции каменноугольной смолы в ее эмульсии с водой под влиянием электрического поля поверхности стали. Была разработана физико- математическая модель, определены размеры (диаметр) образующихся кратеров. Выполнены теоретические исследования и развиты представления о механизме влияния различных факторов на качество эпоксидно-каменноугольных покрытий, в том числе температуры и влажности воздуха, состава и свойств покрытия и его компонентов и т.д. Основной параметр, определяющий качество покрытия – вязкость состава, зависящая от вязкости его жидкой дисперсионной среды, состоящей из незатвердевшей эпоксидной смолы с отвердителем, легкой фракции (бензола, толуола, ксилола), антраценового масла и воды КУС. Все остальные фракции КУС, в частности частицы пека, являются, как и наполнители, твердой дисперсной фазой. Разработан количественный механизм смачивания поверхности стали на основе действия стягивающих и препятствующих сил на контуре капли и в слое покрытия между гребнями неровностей поверхности стали во взаимосвязи с расстоянием между ними и вязкостью состава. Установлено, что для исключения «стягивания» покрытия необходимо исключить из дисперсионной среды воду и легкую фракцию КУС (бензол, толуол, ксилол). Их удаление достигнуто путем введения в КУС непосредственно перед приготовлением состава синтетического цеолита NaX. Однако, поскольку увеличение содержания твердой фазы в КУС и одновременное уменьшение количества жидкой фазы в связи с ее сорбцией цеолитом приведет к повышению вязкости состава, были выполнены соответствующие исследования влияния наполнителя цеолита на вязкость, краевой угол смачивания состава и качество эпоксидно-каменноугольного покрытия на поверхности стали. В результате исследований установлены важные технологические параметры состава  оптимальное количество цеолита, растворителя, предельная условная вязкость. EN: The thesis is devoted to experimental and theoretical studies to improve the properties epoxy-carboniferous coatings used for corrosion and electrocorrosion protection of metal structures. In this thesis performed theoretical research and development of the mechanism of the effect of various factors on the quality of the application of an epoxy-coating of coal, including temperature and humidity, the composition and properties of the coating, its components, etc. The main parameter that determines the quality of coverage  the viscosity, which is determined viscosity of its liquid phase (dispersion medium). The mechanism of crater formation, developed a quantitative mechanism for wetting the surface of the steel, the conditioned viscosity defined composition. It is established that to avoid contraction of coverage should be removed from the dispersion medium, which is the light fraction and water of epoxy-carboniferous resin (ECR) and, which can be achieved through the introduction of ECR synthetic zeolite NaX. But since the increase of the solid phase in ECR, and a simultaneous decrease in the amount of the liquid phase will increase the viscosity of the composition, were carried out relevant studies the influence of zeolite filler on the viscosity, contact angle and the quality of the application for coverage eepoxy-carboniferous steel plate. Theoretical studies have established important technological parameters  the optimal amount of zeolite in epoxy-carboniferous coverage (10% of ECR), as well as its viscosity.