Подготовка полимерных покрытий для защиты металлических конструкций от коррозионного воздействия
- Авторы: Меркулов В.В.1, Ульева Г.А.1,2, Епанешникова А.А.1, Волокитина И.Е.1
-
Учреждения:
- Карагандинский индустриальный университет
- АО «Qarmet»
- Выпуск: Том 20, № 4 (2024)
- Страницы: 311-330
- Раздел: Численные методы расчета оболочек
- URL: https://journals.rudn.ru/structural-mechanics/article/view/41542
- DOI: https://doi.org/10.22363/1815-5235-2024-20-4-311-330
- EDN: https://elibrary.ru/TYJZYZ
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Представлены сополимеры и разработана методика их синтеза. Для полимерного покрытия были выбраны различные наполнители - отходы производства кремния (микрокремнезем) и диоксид титана, а также их комбинированные смеси с целью защиты металлических изделий и конструкций от воздействия коррозионных процессов. Полученные сополимеры обладают хорошей адгезией, необходимой для создания композитных защитных покрытий. Проведен эксперимент по определению коррозионной стойкости металлов под воздействием агрессивных сред, а также по определению твердости и толщины полученных полимерных покрытий. Таким образом, коэффициент коррозии полимерного покрытия с наполнителем из диоксида титана составляет 2 в агрессивных средах с содержанием 5 % NaCl и 5 % KOH и 3-4 в кислых средах с содержанием 10 % KOH. Полимерное покрытие с микрокремнеземным наполнителем имеет показатель коррозии 2 в солевых и кислотных агрессивных средах, но в щелочных средах такое покрытие работает хуже и имеет показатель коррозии 4. Наилучшие показатели коррозионной стойкости имеют комбинированные полимерные покрытия серии 2, состоящие из метилметакрилата, стирола и винилбутилового эфира, с показателем коррозии 2 в соленой и кислой средах и 4 в щелочной среде. Комбинированное покрытие серии 1, состоящее из метилметакрилата, малеинового ангидрида и винилбутилового эфира, обладает наихудшей коррозионной стойкостью: показатель коррозии составляет 4, 5, 6 10 % H2SO4 и щелочной среде (5 и 10 % KOH) соответственно. В то же время разработанные полимерные покрытия обладают удовлетворительными адгезионными свойствами даже после воздействия агрессивных сред.
Об авторах
Владимир Витальевич Меркулов
Карагандинский индустриальный университет
Email: smart-61@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-0368-3890
кандидат химических наук, доцент кафедры химической технологии и экологии
Темиртау, Республика КазахстанГульнара Анатольевна Ульева
Карагандинский индустриальный университет; АО «Qarmet»
Email: g.ulyeva@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3600-1318
кандидат технических наук, доцент, ведущий специалист лаборатории металловедения и дефектоскопии Центра аналитического контроля АО «Qarmet»
Темиртау, Республика КазахстанАнастасия Андреевна Епанешникова
Карагандинский индустриальный университет
Email: aae9909@mail.ru
ORCID iD: 0009-0004-8295-1367
магистрант кафедры металлургии и материаловедения
Темиртау, Республика КазахстанИрина Евгеньевна Волокитина
Карагандинский индустриальный университет
Автор, ответственный за переписку.
Email: irinka.vav@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-2190-5672
SPIN-код: 8965-4704
доктор PhD, профессор кафедры металлургии и материаловедения
Темиртау, Республика КазахстанСписок литературы
- Yakupov S.N., Gumarov G.G., Yakupov N.M. Experimental-theoretical method for assessing the stiffness and adhesion of the coating on a spherical substrate. Structural Mechanics of Engineering Constructions and Buildings. 2023; 19(6):577-582. http://doi.org/10.22363/1815-5235-2023-19-6-577-582
- Zhangabay N., Baidilla I., Tagybayev A., Anarbayev Y., Kozlov P. Thermophysical indicators of elaborated sandwich cladding constructions with heat-reflective coverings and air gaps. Case Studies in Construction Materials. 2023;(18):e02161. https://doi.org/10.1016/j.cscm.2023.e02161
- Kgabi N. A review of current and future challenges in paints and coatings chemistry. J Progress Multidiscipl Res. 2013;(3):75-76. Available from: http://hdl.handle.net/10628/469 (accessed: 12.02.2024)
- Khanna A.S. High-Performance Organic Coatings. Materials Science. Woodhead Publ.; 2008. https://doi.org/10.1533/9781845694739
- Elnaggar E.M., Elsokkary T.M., Shohide M.A., El-Sabbagh B.A., Abdel-Gawwad H.A. Surface protection of concrete by new protective coating. Construction and Building Materials. 2019;(220):245-252. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat. 2019.117987
- Nikolaenko A.A., Djigiris D.D. Patent RU 2306325, Polymer protective barrier coating, Published on 20.09.2007. Bulletin No. 26.
- Itsko E.F., Sidorova L.G., Gurvich R.Y., Mulin Y.A., Berzin V.I. Patent RU 2049100 C1, Method of obtaining anticorrosive composition, Published 27.11.1995.
- Kuzmitsky G.E., Fedchenko N.N., Alikin V.N., Parakhin A.N., Mokretsov I.I., Mineeva O.I., Obodova T.N. Patent RU 2215763 C1, Composition for anticorrosion coating, Published 10.11.2003.
- Merkulov V.V., Ulyeva G.A., Shishov J.D., Almazov A.I. Patent KZ 34563, Composition for protection of metal and concrete structures, Published 04.09.2020.
- Merkulov V., Ulyeva G., Akhmetova G., Volokitin A. Synthesis of copolymers for protective coatings. Journal Chemical technology and metallurgy. 2024;59(3):639-646. https://doi.org/10.59957/jctm.v59.i3.2024.18
- Bensalah W., Loukil N., Wery M.D.-P., Ayedi H.F. Assessment of automotive coatings used on different metallic substrates. International Journal of Corrosion. 2014: 838054. https://doi.org/10.1155/2014/838054
- Sarkar P.K., Naik R.B., Mahato T.K., Naik R.S., Kandasubramanian B. Anticorrosive self-stratified PDMS-epoxy coating for marine structures. Journal of the Indian Chemical Society. 2023;100(1):100865. https://doi.org/10.1016/j.jics.2022.100865
- Fernández-álvarez M., Velasco F., Bautista A., Lobo F.C.M., Fernandes E.M., Reis R.L. Manufacturing and characterization of coatings from polyamide powders functionalized with nanosilica. Polymers. 2020;12(10):2298. https://doi.org/10.3390/polym12102298
- Pourjavadi A., Fakoorpoor S.M., Khaloo A., Hosseini P. Improving the performance of cement-based composites containing superabsorbent polymers by utilization of nano-SiO2 particles. Materials and Design. 2012;42:94-101. http://doi.org/10.1016/j.matdes.2012.05.030
- Fallah F., Khorasani M., Ebrahimi M. Improving the mechanical properties of waterborne nitrocellulose coating using nanosilica particles. Progress in Organic Coatings. 2017;109:110-116. https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2017.04.016
- Malaki M., Hashemzadeh Y., Karevan M. Effect of nanosilica on the mechanical properties of acrylic polyurethane coatings. Progress in Organic Coatings. 2016;101:477-485. https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2016.09.012
- Hosseinzadeh K., Ganji D.D., Ommi F. Effect of SiO2 super-hydrophobic coating and self-rewetting fluid on two phase, closed thermosyphon heat transfer characteristics: An experimental and numerical study. Journal of Molecular Liquids. 2020;315:113748. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2020.113748
- Eduok U., Faye O., Szpunar J. Recent developments and applications of protective silicone coatings: A review of PDMS functional materials. Progress in Organic Coatings. 2017;111:124-163. http://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2017. 05.012
- Jain R., Wasnik M., Sharma A., Kr Bhadu M., Rout T.K., Khanna A.S. Development of epoxy, based surface tolerant coating improvised with Zn Dust and SiO2 on steel surfaces. Journal of Coatings. 2014:1-15. https://doi.org/10.1155/ 2014/574028
- Ulyeva G.A., Fomina T.A. Metal defects and quality control of metal products. Temirtau: KGIU; 2009. (In Russ.) Ульева Г.А., Фомина Т.А. Дефекты металлов и контроль качества металлопродукции. Темиртау: ГИУ, 2009. 154 с.