29 Июнь 2016

 

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

  1. А.с. 294477. СССР. БИ. 1971. № 6.
  2. Прогнозирование срока службы лакокрасочных покрытий в агрессивных средах // Проблемы освоения Астраханского газоконденсатного месторождения. Астрахань: ИПЦ «Факел». 1999. С. 282—285.
  3. 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»