Эпоксидные полимеры и композиции - Чернин И.3.
Скачать (прямая ссылка):
* Для краткости будем называть сопротивлением и емкостью покрытий.
183.
182
Таблица 7.2. Зависимость сопротивления и емкости эпоксидно-уретановых покрытий от молекулярной массы исходной смолы Э-ООС
исходной смолы Частота, Гц Я, 0М'СМ2 С, ПФ/СМ2
до воздействия через 26 сут до воздействия через 26 сут
4 ¦ 102 5,0 108 3,3 108 74 84
1 ООО 1 • 104 5,0 107 6,8 • 106 74 83
2 • 104 1,7 107 2,3 • 106 74 83
4 • 102 4,3 108 2,1 ю8 124 140
2 800 1 • 104 2,0 107 5,5 106 124 139
2 ¦ 104 1,4 107 1,8 106 124 138
4 • 102 3,3 108 1,6 ю8 168 196
21 ООО 1 • 104 1,7 107 4,1 106 168 195
2 • 104 1,0- 107 1,5 10s 168 195
4 ¦ 102 2,7- 108 1,3 ю8 213 245
50 ООО 1 • 104 1,3- 107 1,6 106 213 244
2 • 104 7,8- 106 1,3 10s 213 243 •
В табл. 7.2 приведены результаты испытания тем же методом эпоксидно-уретановых покрытий на основе смолы Э-ООС с разной молекулярной массой, отвержденной дигликольурета-ном (продукт ДГУ) при 120°С в течение 2 ч [36]. Электролитом служил 3%-ный раствор сульфата натрия.
При контакте электролита с покрытием в течение почти месяца происходит небольшое изменение частотной зависимости сопротивления и уменьшение абсолютного значения а также некоторое увеличение С, что, очевидно, обусловлено сорбцией полярных молекул воды.
Известно, что селективная диффузия ионов через сплошную лакокрасочную пленку протекает со скоростью, примерно на три порядка меньшей, чем скорость диффузии воды [37]. Диффузия ионов вызывает снижение сопротивления покрытий на несколько порядков [30, 38].
Увеличение молекулярной массы исходной диановой смолы также приводит к некоторому снижению сопротивления и увеличению емкости покрытий, т. е. к ухудшению защитного действия. При визуальном осмотре образцов после контакта с электролитом в течение месяца на металле обнаруживаются отдельные мелкие очаги коррозии, число которых увеличивается с ростом молекулярной массы эпоксидной смолы. Это, видимо, связано с уменьшением адгезии.
Неорганические пигменты и наполнители и их содержание в композиции могут заметно влиять на защитные свойства покрытий. На рис. 7.1 показана зависимость сопротивления и паропроницаемости покрытий из композиции с высоким содержанием нелетучих компонентов (на основе смолы Э-33) от объемной концентрации пигмента — диоксида титана рутильной мо-
184
рис. 7.1. Влияние концентрации диоксида у^, титана на сопротивление покрытий Я (в Ом), контактирующих с электролитом, и паро-лроницаемость пленок Р [в кг/(м • с • Па)];
/—Я в начале испытания (при частоте 400 Гц); с '¦ 2—Н через 360 ч; 3—1/Р.
и
дификации [39]. При концентрации пигмента 20% покрытия характеризуются наиболее высоким сопротив- 2 лением и наименьшей проницаемостью для водяного пара (макси- 0 мум 1/Р). Далее # заметно сни- ю го зо ио 50" . жается с ростом концентрации, что [1Ю2],%(об.)
связано с достижением критической
концентрации, когда связующего н? хватает для создания сплошной полимерной оболочки вокруг частиц наполнителя, и перенос молекул воды и ионов в основном происходит по границам раздела и по порам [40]. Радиохимическое исследование влияния объемной концентрации пигмента на диффузию ионов через пленки, в частности эпоксидно-полиаминоамидных покрытий, наполненных диоксидом титана рутильной модификации, показало, что диффузия ионов Ыа+ и С1- подчиняется законам диффузии Фика, а скорость проникновения данных ионов уменьшается с ростом концентрации до некоторого оптимального значения, а далее вновь возрастает [41].
Ниже приведены значения стационарного потенциала стали под рассматриваемыми покрытиями на основе смолы Э-33 [39]:
Концентрация пигмента, % (об.) .... 10 20 30 40 50
рВ......... -0,25 +0,10 -0,15 -0,32 -0,47
С ростом содержания пигмента потенциал изменяется экстремально. При этом наибольший сдвиг потенциала в положительную область, свидетельствующий о пассивации металла, Достигается при той же концентрации, при которой наблюдаются оптимальные значения # и 1/Р. Отрицательное значение потенциала при малом содержании данного инертного пигмента, видимо, связано с некоторым увеличением проницаемости пленки для кислорода и воды из-за нарушения ее гомогенности. В области критической концентрации пигмента и выше активация поверхности стали, очевидно, обусловлена проникновением ионов электролита.
Введение в эпоксидный лак на основе смолы Э-41 пассивирующего цинкхроматного пигмента приводит к ухудшению защитных свойств покрытия, так как образующийся на поверхности стали пассивирующий комплекс Сг2Оз-РеО разрушается
185
под воздействием проникающей воды [27, с. 46]. И только пу. тем нанесения дополнительного слоя лака или эмали удается обеспечить долговременную защиту металла в различных средах.
Эффективность защиты зависит также от метода подготовки поверхности, способа нанесения, толщины пленки, типа компонентов системы покрытия и других факторов [3, с. 14]. Немаловажное значение имеет и специфика воздействия внешней среды. Так, изменение связующего при гидролизе, окислении, омылении и т. п. может ухудшать не только барьерные свойства пленок, но и адгезионное взаимодействие с защищаемой поверхностью [42].
