Л.П. КОРТОВЕНКО, Т.В. КИРБЯТЬЕВА, А.Л. АНОХИН, инженеры (Астраханский научно-исследовательский и проектный институт газа)
Аппараты вихревого слоя нашли широкое применение в промышленности. Известно использование аппарата вихревого слоя при производстве лакокрасочных материалов (ЛКМ) [1]. Однако при анализе научно-технической и патентной литературы сведений о применении указанной технологии для улучшения качества уже готовых ЛКМ не выявлено.
Цель проведенной работы — исследование влияния обработки в аппарате вихревого слоя на качество лакокрасочных материалов, в том числе на качество ЛКМ с истекшим сроком хранения.
Для исследований использовали аппарат вихревого слоя типа В-150К-04. Под воздействием вращающегося магнитного поля обрабатываемые вещества подвергаются интенсивному перемешиванию и диспергированию, акустической обработке, трению, высоким локальным давлениям и т. д.
Для исследований были отобраны следующие ЛКМ:
- эмаль ПФ-115 (ГОСТ 6465);
- эмаль ПФ-266 (ТУ 6-10-822-84);
- эмаль Виниколор «Ц» марки А (ТУ 2313-451-0-05034239-95);
- кремнийорганическая эмаль КО-814 (ГОСТ 5494);
- эпоксидная грунтовка ЭП-0259 (ТУ-6-21-88—97).
Эмали ПФ-115 и ПФ-266 имели истекший срок хранения (5 лет).
Для данных лакокрасочных материалов определяли физико-механические свойства до и после активации в аппарате вихревого слоя. Кроме того, определяли физико-механические свойства эмалей ПФ-115 и ПФ-266 с добавкой алюминиевой пудры (в количестве 10 мас. %), также прошедших обработку в аппарате вихревого слоя.
Обработка лакокрасочных материалов в аппарате вихревого слоя проводилась при комнатной температуре в течение 30 с.
Для всех исследованных лакокрасочных покрытий были определены следующие показатели: условная вязкость (ГОСТ 8420), адгезия (ГОСТ 15140), твердость (ГОСТ 5233), прочность пленки при ударе (ГОСТ 4765), эластичность пленки при изгибе (ГОСТ 6806).
Результаты проведенных исследований указанных покрытий представлены в табл. 1, 2.
Как видно из приведенных данных, практически у всех ЛКМ, прошедших обработку в аппарате вихревого слоя, наблюдается улучшение физико-механических показателей.
У эмалей ПФ-115 и ПФ-266 (с истекшим сроком хранения) после обработки в аппарате вихревого слоя приводятся в соответствие с техническими требованиями такие показатели, как эластичность пленки при изгибе и адгезия, а также уменьшение условной вязкости. Таким образом, отпадает необходимость в дополнительном использовании растворителей для их дальнейшего применения. Добавление к исходному ЛКМ алюминиевой пудры с последующей обработкой в аппарате вихревого слоя приводит к более значительному снижению вязкости и увеличению прочности эмали. У эмали ПФ-115 активация в аппарате вихревого слоя не изменяет такой показатель, как прочность при ударе, но при добавлении алюминиевой пудры и последующей активации прочность при ударе возрастает в 2,5 раза. Также окрашивание алюминиевых профилей добавляет им прочности.
С целью исследования влияния обработки в аппарате вихревого слоя на защитные свойства ЛКМ были проведены электрохимические исследования эмалей КО-814, Виниколор и грунтовки ЭП-0259 без обработки и модифицированных в аппарате вихревого слоя.
Электрохимические испытания образцов с нанесенными ЛКМ проводились в ускоряющем лабораторном растворе (3% раствор KCl + 0,5М H3BO3) в диапазоне частот 20 Гц — 200 кГц импедансным методом [2, 3].
Таблица 1
Показатели |
Эмаль ПФ-115 |
Эмаль ПФ-266 |
||||
без обработки в аппарате вихревого слоя |
с обработкой в аппарате вихревого слоя |
с добавкой алюминиевой пудры и обработкой в аппарате вихревого слоя |
без обработки в аппарате вихревого слоя |
с обработкой в аппарате вихревого слоя |
с добавкой алюминиевой пудры и обработкой в аппарате вихревого слоя |
|
Условная вязкость по ВЗ-4 при 20оС, с |
150 |
70 |
25 |
100 |
95 |
35 |
Прочность при ударе по У-2, кгссм |
20 |
20 |
50 |
15 |
40 |
40 |
Адгезия, баллы |
2 |
1 |
2 |
2 |
1 |
1 |
Эластичность пленки при изгибе на стержне диаметром, мм |
5 |
1 |
1 |
5 |
1 |
20 |
Блеск по ФБ-2, % |
75 |
98 |
42 |
80 |
98 |
26 |
Твердость по М-3 при 20оС, усл. ед. |
0,07 |
0,09 |
0,11 |
0,18 |
0,07 |
0,13 |
Таблица 2
Показатели |
ЭП-0259 |
Виниколор |
КО-814 |
|||
без обработки |
с активацией |
без обработки |
с активацией |
без обработки |
с активацией |
|
Условная вязкость по ВЗ-4 при 20оС, с |
25 |
27 |
25 |
27 |
18 |
18 |
Прочность при ударе по У-1, кгс.см |
50 |
50 |
50 |
50 |
50 |
50 |
Время высыхания при 18-20оС, до степени 1, не более, ч |
1 |
1 |
3 |
2 |
2 |
1 |
Адгезия, баллы |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
Эластичность пленки при изгибе на стержне диаметром, мм |
3 |
2 |
3 |
2 |
3 |
1 |
Твердость по М-3, при 20оС, усл. ед. |
0,5 |
0,6 |
0,5 |
0,6 |
0,4 |
0,7 |
В результате исследований установлено, что дифференциальная емкость образцов с эмалью КО-814, прошедшей электромагнитную обработку в аппарате вихревого слоя, по сравнению с образцами с необработанной эмалью снижается вдвое и почти не изменяется в течение всего времени экспозиции в агрессивной среде. Это свидетельствует об улучшении защитных (эксплуатационных) свойств лакокрасочных покрытий.
Проведенные эксперименты показали, что электромагнитная обработка ориентировочно в два раза повышает эффективность покрытия эмалью КО-814 при одной и той же его фактической толщине, что очень важно как с технологической, так и с экономической точки зрения.
Такое увеличение эффективности покрытия на основе эмали КО-814 в результате электромагнитной обработки позволяет существенно повысить его срок службы. Это весьма важно для термостойких ЛКМ, так как толщина этого вида покрытий лимитируется их склонностью к растрескиванию из-за термических напряжений, возникающих при нагревании до высоких температур.
Заметного влияния электромагнитной обработки на электрохимические параметры образцов с эмалью Виниколор и грунтом ЭП-0259 не установлено.
Таким образом, проведенные исследования позволяют сделать вывод, что обработка в аппарате вихревого слоя позволяет улучшить качество готовых лакокрасочных материалов, в том числе ЛКМ с истекшим сроком хранения.
Список литературы
- А.с. 294477. СССР. БИ. 1971. № 6.
- Прогнозирование срока службы лакокрасочных покрытий в агрессивных средах // Проблемы освоения Астраханского газоконденсатного месторождения. Астрахань: ИПЦ «Факел». 1999. С. 282—285.
- Математическая модель и расчет ресурса лакокрасочных покрытий для реальных условий эксплуатации // Проблемы освоения Астраханского газоконденсатного месторождения. Астрахань: ИПЦ «Факел». 1999. С. 276-279.
Статья взята из журнала «Строительные материалы»