Новые виды преобразователей ржавчины в современных технологиях антикоррозионной защиты Предприятие «Научно-исследовательский комплекс «РЕИЗОС» Национальная металлургическая академия Украины Севастопольский национальный институт ядерной энергии и промышленности (Доклад на Международную научно-практическую конференцию-выставку «ДОНБАСС-РЕСУРС-2003: Противокоррозионная защита-диагностика-мониторинг», Украина, г. Донецк, 9-12 июня 2003 г.) Введение: Среди прочих первостепенных задач, определяемых промышленной политикой современного государства, особого внимания требует рассмотрение вопросов, связанных с решением проблемы коррозии. Актуальность этой проблемы обусловлена тем, что интенсивное развитие наиболее металлоемких отраслей промышленности сопровождается быстро растущим экономическим и экологическим ущербом, наносимым коррозией металлических изделий, оборудования и конструкций. Согласно статистическим данным, ежегодные потери металлов из-за коррозии в Украине и Российской Федерации составляют до 12 % общей массы металлофонда, что соответствует утрате до 30 % ежегодно производимого металла. Резкое старение основного металлофонда усугубляется недостаточной степенью его возобновления и совершенно несоответствующим объемом проводимых мероприятий по своевременной реконструкции и ремонту. Анализ сложившейся ситуации дает основания к логическому заключению: принятие эффективных и экономичных мер для продления остаточного ресурса и повышения надежности эксплуатируемых сооружений является приоритетным направлением в реализации оптимальных путей борьбы с коррозией. Новые виды преобразователей ржавчины: Современные технологии антикоррозионной защиты и ремонтно-восстановительных работ все уверенней и чаще опираются на применение функциональных материалов, обладающих специальными свойствами, а именно – преобразователей ржавчины. Необходимость их применения в каждом отдельном случае продиктована определенными причинами, основными из которых являются невозможность, ограниченность и экономическая нецелесообразность использования сложных технических и химических методов подготовки поверхности. За последние пять лет растущий спрос на преобразователи ржавчины в Украине и России стимулировал активное расширение ассортимента, но в основном за счет незначительного улучшения старых рецептур или внедрения дорогих импортных материалов. Доминирующие на потребительском рынке традиционные преобразователи ржавчины, как правило, представляют собой различного рода композиции на основе растворов кислот. Основное обоснование их популярности – низкая стоимость и доступность для рядового потребителя. Однако не стоит забывать, что эти материалы не только являются морально устаревшими, но и имеют ряд известных специалистам практических недостатков, связанных с их применением. Вопрос замены традиционных преобразователей ржавчины на более эффективные материалы был решен созданием грунтовочных лакокрасочных композиций, предназначенных для нанесения на прокорродировавшие металлические поверхности. Грунты-преобразователи ржавчины, изготовленные на основе различных пленкообразующих веществ, обладают практичностью, простотой в применении и стабильностью результатов при использовании в системах антикоррозионной защиты. Их применение ведет к сокращению технологического цикла окраски, уменьшению трудозатрат и снижению общих затрат на проведение антикоррозионных мероприятий. Ведущие позиции на территории СНГ в области исследования и разработки грунтов-преобразователей ржавчины по праву занимают четыре специализированные научно-производственные организации: Предприятие «Научно-исследовательский комплекс «РЕИЗОС» (г. Симферополь, Украина), ОАО «НИИ ЛКП с ОМЗ «Виктория» (г. Хотьково, Россия), ОАО «ЯРНИИ ЛП» (г. Ярославль, Россия) и ООО «НИПРОИНС ЛКМиП с ОП» (г. Санкт-Петербург, Россия). Разработанные этими организациями и освоенные в производстве материалы получили высокую оценку потребителей и пользуются все большим спросом. Сегодня в общей номенклатуре представлены следующие виды продукции: грунты «Фолиокс» (грунты-преобразователи ржавчины на битумной, алкидной, виниловой, эпоксидной, полиуретановой основе), грунтовки ЭП-0180, ЭП-0199, ЭП-0277, грунт-эмали ХВ-0278, ХС-0320, «ГРЭМИРУСТ», «КОРНИКА», «ДЕКОР» и «ДЕКОР М», грунтовки ГФ-0119, ГФ-021 и ФЛ-03к с эффектом преобразователей ржавчины. Выбор оптимального сырьевого продукта:
В качестве основных функциональных добавок, применяемых при изготовлении грунтов-преобразователей ржавчины, известны порошковые преобразователи ржавчины на лигниновой основе (изготавливаемые из отходов переработки растительного сырья) и различные модификации препаратов на основе производных таннина. Последние в основном представлены товарами, импортируемыми из Европы. Наиболее перспективным сырьевым продуктом являются порошковые преобразователи ржавчины, поскольку они обладают более широким спектром антикоррозионных свойств, комплексом преимущественных характеристик и сравнительно доступной ценой. Первые разработки и опытное производство порошковых преобразователей ржавчины на основе лигнина гидролизного были освоены в 80-е годы под руководством кандидата химических наук Форостяна Юрия Николаевича. Доступность сырьевой базы и активная внедренческая деятельность разработчиков обеспечили этим материалам широкое применение в различных отраслях промышленности. Возрастающие со временем потребительские требования к качеству продукции и формирование рыночных отношений стали причиной отказа от дешевого, но малоэффективного сырья и способствовали началу прогрессивного этапа работ по совершенствованию рецептур и доведению продукции до современного уровня. Предприятие «Научно-исследовательский комплекс «РЕИЗОС», являясь полноправным приемником передовых достижений и опыта своих основателей, в сотрудничестве с Национальной металлургической академией Украины и Севастопольским национальным институтом ядерной энергии и промышленности специализируется на исследовании и создании новых видов порошковых преобразователей ржавчины, а также отработке технологий применения изготовленных на их основе лакокрасочных композиций. Позитивным результатом проведенных работ стала разработка и производственное освоение нового продукта – порошкового преобразователя ржавчины Фолиокс ППР-Ф. Порошковый преобразователь ржавчины Фолиокс ППР-Ф Порошковый преобразователь ржавчины Фолиокс ППР-Ф (далее по тексту – Фолиокс ППР-Ф) – это высокоактивный антикоррозионный наполнитель, изготовленный на основе растительного сырья. Фолиокс ППР-Ф представляет собой комплекс природных макрополимеров с разветвленной структурой и широким набором функциональных групп, а также экстрактивных органических веществ, среди которых большую часть составляют алифатические жирные кислоты и альдегиды, таннинпроизводные, азотсодержащие и сернистые соединения. Основное назначение Фолиокс ППР-Ф – применение в качестве функциональной добавки при изготовлении грунтов-преобразователей ржавчины. Вводится в небольшом количестве – из расчета 1-7 % массы готового продукта. В сочетании с другими антикоррозионными пигментами и ингибиторами Фолиокс ППР-Ф рекомендуется для использования в рецептурах грунтовок на основе различных пленкообразующих веществ (битумных, масляных, глифталевых, пентафталевых, фенольных, полиакрилатных, перхлорвиниловых, на основе сополимеров винилхлорида, поливинилацетальных, эпоксидных, полиуретановых, кремнийорганических, а также водно-дисперсионных). Фолиокс ППР-Ф способствует замедлению и прекращению коррозионных процессов, предотвращая их развитие на протяжении срока эксплуатации покрытия. Улучшает адгезионную прочность лакокрасочных композиций, наносимых на прокорродировавшие поверхности черных металлов со слоем ржавчины до 100 мкм. Реакционно-способные компоненты, входящие в состав Фолиокс ППР-Ф, при взаимодействии с окислами железа образуют прочные нерастворимые и непроницаемые для коррозионно-активных агентов хелатные комплексы. Эффективность Фолиокс ППР-Ф обеспечивается универсальным механизмом защитного действия: повышение как барьерных, так и пассивирующих свойств модифицированных лакокрасочных материалов. Фолиокс ППР-Ф не токсичен, не радиоактивен, пожаро и взрывобезопасен. Разрешен МОЗ Украины к применению в жилищном и гражданском строительстве без ограничений. Перспективным является применение Фолиокс ППР-Ф при изготовлении консервационных смазок, временных защитных покрытий и упаковочных материалов. Особые свойства нового материала Результаты исследования Фолиокс ППР-Ф на совместимость с традиционными антикоррозионными пигментами и наполнителями, применяемыми при производстве грунтовочных лакокрасочных композиций, заслуживают отдельного рассмотрения. Известно, что коррозионное поведение металла под защитным лакокрасочным покрытием можно моделировать путем испытаний его в водных экстрактах пигментов и наполнителей. Целью проводимого исследования являлось изучение эффективности водных экстрактов Фолиокс ППР-Ф, тетраоксихромата цинка (далее по тексту – ТОХЦ), фосфата цинка (далее по тексту – ФЦ), гидроксида алюминия (далее по тексту – ГА), а также смесей указанных компонентов с Фолиокс ППР-Ф в соотношении 1:1. Для испытаний были использованы прокорродировавшие металлические образцы и образцы с отполированной и обезжиренной поверхностью. Слой ржавчины на металле получали путем экспонирования образцов в течение суток в растворе, содержащем 150 мг/л хлористого натрия и 350 мг/л сульфата натрия. В качестве показателя скорости коррозии использовали величину плотности тока, определяемую методом поляризационного сопротивления с помощью коррозионно-индикаторной установки УК-2 от моста Р5126 Анализ полученных кривых зависимости скорости коррозии от времени испытаний в водных экстрактах свидетельствует о том, что наиболее эффективной антикоррозионной добавкой из перечня препаратов, поставленных на испытания, является Фолиокс ППР-Ф. В его водных экстрактах наблюдается самая низкая скорость коррозии как по чистой поверхности (Рисунок 1а), так и содержащей продукты коррозии (Рисунок 1б). Исследование антикоррозионной эффективности смесей показало, что при совместном использовании исследуемых препаратов в виде смесей с Фолиокс ППР-Ф растворение металла снижается по сравнению с применением препаратов в индивидуальном порядке. Максимальное торможение коррозии наблюдается при совместном применении Фолиокс ППР-Ф и тетраоксихромата цинка. При этом смесь, как показывают более ранние исследования, обладает ярко выраженными синергетическими свойствами. Результаты проведенных испытаний позволяют сделать заключение о целесообразности использования Фолиокс ППР-Ф в качестве целевой добавки не только при изготовлении современных грунтов-преобразователей ржавчины, но и в рецептурах антикоррозионных грунтовочных композиций, предназначенных для нанесения на подготовленные металлические поверхности. В целях детального исследования проводятся дополнительные работы. Общие выводы Новые виды преобразователей ржавчины позволяют достаточно эффективно проводить реализацию комплексных мер, направленных на решение проблемы коррозии, и раскрывают широкие возможности совершенствования технологий антикоррозионной защиты. Представленный Порошковый преобразователь ржавчины Фолиокс ППР-Ф является перспективной целевой добавкой, обладающей уникальными свойствами и применимой для изготовления современных антикоррозионных грунтовочных композиций. Авторы 1. Пилипченко Иван Иванович Генеральный директор Предприятия «НИК «РЕИЗОС» Украина, АР Крым, г. Симферополь тел.: +38 (0652) 570-998, тел./факс: +38 (0652) 570-470 2. Чигиринец Елена Эдуардовна Директор по качеству, научный консультант Предприятия «НИК «РЕИЗОС», кандидат технических наук, докторант кафедры покрытий, композиционных материалов и защиты металлов Национальной металлургической академии Украины 3. Ерофеев Виталий Андреевич Заместитель директора по науке Предприятия «НИК «РЕИЗОС», кандидат технических наук, доцент, член-корреспондент МАНЭБ и АНТКУ, заведующий кафедрой ДиРТК Севастопольского национального института ядерной энергии и промышленности
|