Разработка полимерных покрытий на основе эпоксидно-акрилатного пленкообразователя с улучшенными эксплуатационными характеристиками тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Домниченко Раиса Григорьевна

• Домниченко Раиса Григорьевна
• кандидат наук
• 2024

Оглавление диссертации кандидат наук Домниченко Раиса Григорьевна

ОГЛАВЛЕНИЕ

ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Водно-дисперсионные лакокрасочные материалы. Состав, функциональное назначение компонентов

1.2 Пленкообразующие основы для водно-дисперсионных систем

1.3 Химическая структура и физико-химические свойства лакокрасочных материалов на основе акриловых и эпоксидных систем

1.4 Методы получения водно-дисперсионных материалов

1.5 Диспергационное получение эмульсий. Стабилизация водно-дисперсионных материалов 23 Выводы из литературного обзора

ГЛАВА 2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Схема постановки эксперимента

2.2 Объекты исследования 27 2. Методы исследования 35 Выводы к главе

ГЛАВА 3 ВОДНЫЕ ДИСПЕРСИИ ЭПОКСИДНО-АКРИЛАТНЫХ ПЛЕНКООБРАЗОВАТЕЛЕЙ (ПОЛУЧЕНИЕ, СВОЙСТВА)

3.1 Водные дисперсии на основе эпоксидной смолы ЭД-20

3.2 Водные дисперсии на основе эпоксидной смолы ЭД-20 и стирол-акрилового пленкообразователя Ucar DL

3.3 Реологические свойства водных дисперсий пленкообразователей

в динамических условиях

3.4 Особенности процессов отверждения водных дисперсий совмещенных эпоксидных и стирол-акрилатных пленкообразователей

Выводы к главе

ГЛАВА 4 НАПОЛНЕННЫЕ СИСТЕМЫ НА ОСНОВЕ ЭПОКСИ-АКРИЛОВЫХ ВОДНЫХ ДИСПЕРСИЙ

4.1 Карбонаты кальция и каолин в качестве наполнителей (состав, структура, свойства поверхности)

4.2 Адсорбционные и структурообразующие процессы в наполненных водных дисперсиях пленкообразователей

4.3 Исследование процессов отверждения наполненных эпоксидно-акриловых водно-дисперсионных композиций 91 Выводы к главе

ГЛАВА 5 ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ПОКРЫТИЙ НА ОСНОВЕ НАПОЛНЕННЫХ ЭПОКСИДНО-АКРИЛАТНЫХ ПЛЁНКООБРАЗОВАТЕЛЕЙ

5.1 Физико-химические свойства покрытий на основе наполненных эпоксидно-акриловых водных дисперсий

5.2 Исследование физико-технических свойств, наполненных эпоксидно-акрилатных покрытий под воздействием холода, тепла и УФ-облучения

5.3 Исследование устойчивости наполненных эпоксидно-акрилатных покрытий во влажных средах 112 Выводы к главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЯ

ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЯ

ЛКМ - лакокрасочные материалы

ГЛБ - гидрофильно-липофильный баланс

ПАВ - поверностно-активное вещество

ПЭПА - полиэтиленполиамин

ИКС - инфракрасная спектрометрия

ХОМ - химически осажденный мел

Метод БЭТ - по методу Брунауэра-Эммета-Теллера

ВД - водная дисперсия

ВД ЛКМ - водно-дисперсионные лакокрасочные материалы УФ облучение - ультрафиолетовое облучение ПФЭ - полный факторный эксперимент

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка полимерных покрытий на основе эпоксидно-акрилатного пленкообразователя с улучшенными эксплуатационными характеристиками»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Создание новых полимерных композиционных материалов с улучшенными эксплуатационными характеристиками и усовершенствование уже существующих является одним из приоритетных направлений развития науки, технологий и техники Российской Федерации, что особенно актуально в условиях замещения импортных аналогов и переориентации производства лакокрасочных материалов (ЛКМ) на отечественную сырьевую базу.

Тонкослойные покрытия на основе эпоксидных смол характеризуются рядом уникальных эксплуатационных свойств: высокая стойкость к действию растворителей и повышенных температур по сравнению с пленками на основе термопластичных полимеров, увеличенный срок эксплуатации в условиях действия агрессивных сред: ультрафиолета, аэрозолей, содержащих электролиты и др.

Уникальной особенностью использования эпоксидных олигомеров при производстве ЛКМ является возможность получения водных эмульсий на их основе, что позволяет создавать материалы без органических растворителей, и как следствие существенно минимизировать ущерб от применения этих материалов для окружающей среды, и снизить себестоимость покрытий. При этом открытым остается вопрос обеспечения стабильности таких эмульсий в течение нормативного срока хранения защитных лакокрасочных материалов.

Актуальной задачей является также использование в составе защитных и декоративных покрытий отечественных минеральных наполнителей, введение которых не требует разработки специальных технологических приемов по сравнению с существующими аналогами, например, наиболее используемым инертным наполнителем - турецким кальцитом.

Основные принципы создания водоэмульсионных ЛКМ разработаны в 7080-х годах XX века. Дальнейшее их развитие позволило сформулировать подходы к созданию водно-дисперсионных ЛКМ, что отражено в работах отечественных и зарубежных ученых, в частности Е.Е. Казаковой, О.Н. Скороходовой, В.В. Верхоланцева, Н.А. Петренко, Б. Мюллер, Р. Зомборна, В. Хайлена и других.

В то же время в научно-технической литературе недостаточно освещены вопросы формирования структуры и свойств водно-дисперсионных ЛКМ при одновременном использовании пленкообразующих разных классов.

Таким образом, создание новых эпоксидно-акриловых лакокрасочных материалов с улучшенным комплексом реологических и эксплуатационных свойств и разработка подходов к прогнозированию и контролю с учетом функциональных свойств пленкообразователей и наполнителей является актуальной задачей.

Цель диссертационной работы:

Целью работы является получение новых водно-дисперсионных лакокрасочных материалов на эпоксидной основе с улучшенными реологическими и эксплуатационными параметрами с использованием отечественного минерального сырья.

Для достижения этих целей поставлены и решены следующие задачи:

1. Обоснование выбора эффективных пленкообразователей и природных наполнителей различного химического состава и структуры для получения ВД ЛКМ.

2. Определение критерия стабильности и соответствующих режимов производства долговечных водных эмульсий эпоксидных смол, а также их смесей с дисперсиями других полимеров с заданными параметрами вязкости.

3. Установление закономерностей пленкообразования эпоксидиановых и эпоксидно-акриловых эмульсий и их отверждения аминами.

4. Выявление характера физико-химического взаимодействия пленкообразователя с поверхностью минеральных наполнителей в процессе получения механической смеси, при отверждении и эксплуатации.

5. Системный анализ процессов воздействия агрессивных факторов на полученные покрытия в зависимости от их состава, межфазного взаимодействия и технологии отверждения.

6. Разработка технологии получения лакокрасочных материалов с учетом установленных закономерностей.

Объект исследования - водно-дисперсионные лакокрасочные материалы на основе смешанных эпоксидно-акрилатных пленкообразователей с использованием наполнителей с химически модифицированной поверхностью.

Предмет исследования - влияние химического состава, структуры и режимов получения водно-дисперсионных лакокрасочных материалов на потребительские и физико-химические свойства покрытий на их основе.

Научная новизна работы состоит в том, что:

1. Предложено использование смешанных эпоксидно-акрилатных пленкообразующих в соотношении 70:30 при наполнении 33 % масс. карбонатами и/или силикатами для регулирования физико-механических свойств полимерных покрытий.

2. Определены условия получения водной эмульсии эпоксидиановых смол в воде в три стадии с высокой стабильностью - более 240 суток: ступенчатое изменение температуры 60:80:60 (оС) и нарастающая продолжительность по времени 1:10:20 (мин). Для оценки действия стабилизатора предложен критерий оценки стабильности эмульсии Кэ.

3. Впервые исследован механизм отверждения эпоксидно-акрилатного пленкообразователя, полученного смешением эмульсии эпоксидиановой смолы и акрилового полимера. Показана взаимосвязь между степенью сшивания эпоксидного компонента, оцененной и физико-химическими свойствами пленочного покрытия.

4. Установлено, что модификация поверхности наполнителей функциональными соединениями, протекающая в реакции in situ в процессе получения ВД ЛКМ обеспечивает увеличение взаимодействия между поверхностью наполнителя и полимерной компонентой покрытий, что обуславливает повышение их атмосферостойкости, влагостойкости, износостойкости и механической прочности покрытий.

Практическая значимость работы. Разработана технология получения ЛКМ на основе эпоксидиановых и эпоксидно-акрилатных пленкообразователей и наполнителей карбонатного и силикатного типа и их комбинаций.

Разработаны рецептуры для производства водно-дисперсионных ЛКМ на основе минеральных наполнителей, физико-механическая модификация которых протекает в in situ, с улучшенными физико-механическими свойствами (устойчивостью к истиранию, твердостью, эластичностью, водостойкостью и др.) для различных условий эксплуатации.

Разработанные ЛКМ прошли промышленную апробацию на ООО «НПК Декор» (г. Воронеж), ООО «ФерроПолимер» (г. Старый Оскол).

Методы исследования. Научная методология исследований основана на базовых знаниях закономерностей влияния параметров водных эмульсий полимеров, содержания и типа наполнителей, функциональности их поверхности на физико-химические и эксплуатационные свойства лакокрасочных покрытий на их основе. В работе использованы современные инструментальные методы исследований: инфракрасная спектроскопия (спектроскоп Specord 75-IR дисперсионного типа), вискозиметрия (вискозиметр Brookfield VR 3000), оптическая и электронная микроскопия (REM Selmi 106-R), термогравиметрия (Derivatograph 1500) и стандартные физико-химические и механические методы анализа технических и эксплуатационных свойств покрытий.

Личный вклад соискателя: состоит в участии в постановке задач, поиске и анализе литературно-патентных данных, проведении экспериментальных исследований, обработке и анализе полученных данных, систематизации и интерпретации результатов, формулировке научных положений и выводов, написании статей и тезисов докладов по теме исследования.

Достоверность и обоснованность результатов работы. Научные положения и выводы, изложенные в диссертационной работе, базируются на анализе большого объема экспериментальных данных, которые согласуются с современными научными трактовками зарубежных и отечественных исследователей. Достоверность полученных результатов обеспечена применением апробированных методик и современного испытательного оборудования с высоким уровнем точности измерений.

Положения, выносимые на защиту:

- результаты стабилизации водных эмульсий эпоксидиановой смолы ЭД-20 и её смесей со стирол-акрилатным латексом, обеспечивающей формирование полимерной матрицы пленкообразователей и улучшения эксплуатационных свойств ЛКМ на их основе;

- результаты исследования взаимодействия пленкообразующих полимеров с поверхностью карбонатных и алюмосиликатных минеральных наполнителей;

- результаты исследования влияния состава смешанных плёнкообразователей ЭД-20 и исаг D 450 и дисперсных наполнителей на реологические показатели тонкопленочных полимерных композитов;

- взаимосвязи между компонентным составом тонкоплёночных полимерных композитов и их техническими характеристиками, эксплуатационными свойствами.

Достоверность и обоснованность результатов работы. Научные положения и выводы, изложенные в диссертационной работе, базируются на анализе большого объема экспериментальных данных, которые соотносятся с современными научными трактовками зарубежных и отечественных исследователей. Достоверность полученных результатов обеспечена применением апробированных методик и современного испытательного оборудования с высоким уровнем точности измерений.

Апробация работы: Результаты работы докладывались на I, II Международных научно-практических конференциях «Актуальные вопросы современного товароведения» (Донецк, 2012, 2013); II, VI Международной научно-практической конференции «Товароведение и коммерческая деятельность: актуальные проблемы, исследования и инновации» (Луганск, 2017, 2021); конференции «Молодежь и предпринимательство: проблемы теории и практики» (Шахты, 2018); Всероссийской конференции с международным участием «Проблемы и инновационные решения в химической технологии ПИРХТ-2022» (Воронеж, 2022); 1Х Международной конференции «Композит-2022» (Энгельс, 2022).

Публикации. По теме диссертационного исследования опубликовано 16 печатных работ, из них 3 статьи в рецензируемых изданиях из перечня ВАК Минобрнауки России, 13 тезисов докладов научных конференций, получено 2 патента на полезную модель.

Структура и объем диссертации: Диссертация состоит из введения, пяти разделов, выводов, списка использованных источников и приложений; основной вид работы изложен на 142 стр., содержит 29 рисунков и 39 таблиц. Список использованных источников включает 122 ссылки на труды отечественных и зарубежных исследователей.

ГЛАВА 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Водно-дисперсионные лакокрасочные материалы. Состав, функциональное назначение компонентов

Полимерные покрытия представляют собой дисперсные системы, роль дисперсной среды в которых выполняют полимерные пленкообразователи, а роль дисперсной фазы - наполнители, пигменты и другие, нерастворимые в твердых высокомолекулярных пленкообразователях добавки.

По составу пленкообразователи подразделяются на органические растворы, растворы мономеров или олигомеров, водные дисперсии и органические дисперсии. Из всех перечисленных типов материалов только водные дисперсии и олигомерные материалы характеризуются пониженным содержанием или отсутствием органических растворителей, что обусловливает соответствие экологическим стандартам и значительно снижает вред окружающей среде и здоровью человека [1].

Выходной (полуфабрикатной) формой водно-дисперсионных пленкообразователей является эмульсия или дисперсия полимеров в водной среде. Наиболее часто дисперсный полимер находится в состоянии частиц сферической формы со средним диаметром 0,05-0,3 мкм [2]. Коагуляционная и седиментационная стабильность системы достигается за счет стерической и электростатической стабилизации при использовании поверхностно-активных веществ, которые адсорбируются на поверхности капель мономера в случае использования конденсационных методов получения систем, или вводятся в систему во время получения вторичных дисперсий [3].

Формирование пленки из такой дисперсии происходит вследствие ряда процессов [4]: 1) удаление до 70-80% дисперсионной среды вследствие высыхания системы и дестабилизации эмульсии (образование геля);

2) приближения и контакта между частицами диспергированной фазы;

3) удаления остаточной воды, слипание и деформация частиц полимера под

действием капиллярных сил, что приводит к образованию сплошной пленки. При этом стабилизирующее дисперсию поверхностно-активное вещество выдавливается на поверхность пленки, либо остается в ее объеме [5].

В случае использования термопластических материалов (которые не образуют после отверждения пространственной молекулярно-сшитой полимерной сетки) процесс прекращается на третьей стадии [6]. В тех случаях, когда используются реактопластические материалы (на основе эпоксидных, алкидных или полиуретановых систем или их смесей) возникает дополнительная стадия формирования пленки, которая происходит за счет сшивания полимерных частиц, преимущественно за пределами межфазных границ, под влиянием соответствующих отвердителей. При этом важным фактором для образования сплошной пленки является предварительное удаление жидкой воды из системы, что гарантирует отсутствие пустот, заполненных воздухом в готовом покрытии. Таким образом, системы с дополнительным отверждением, обязательно должны быть спроектированы с учетом определенной задержки действия сшивающего отвердителя. Особенностью реактопластичных пленкообразователей является тот факт, что они могут использоваться в виде суспензий, то есть получение твердых пленок на их основе будет происходить не путем слияния частиц, а путем создания связей между отдельными твердыми частичками полимера под действием отвердителя [7, 8].

Свойства отвержденных покрытий могут гибко регулироваться за счет использования смешанных пленкообразователей. Например, известны системы на основе акрилового полимера - жидкое стекло, которые проявляют достаточную степень паропроницаемости и при этом являются непроницаемыми для жидкой воды [9]. Системы на основе алкидных и полиуретановых полимеров проявляют достаточную гибкость, при этом достигается существенное снижение себестоимости материала в сравнении с чисто уретановыми.

Природа и состояние пленкообразователя в большой степени определяет такие характеристики покрытия как износостойкость, механическая прочность,

устойчивость к воздействию агрессивных сред, коррозионная стойкость, влагостойкость, эластичность, твердость и др. [10].

Эти характеристики и соответствующие им потребительские свойства пленкообразователей могут быть существенно изменены при добавлении в покрытие функциональных добавок, из которых наиболее значительное место занимают наполнители [11].

Применение наполнителей не только повышает эксплуатационные характеристики покрытия, но и повышает рентабельность производства лакокрасочного материала, так как, цена на наполнители варьируется в пределах 0,20-0,25 % от цены пленкообразователя [12, 13], особенно при использовании местного сырья карбонатного или силикатного типа для их получения.

В современных ЛКМ можно довести степень наполнения возможно довести до 50-60 % масс. За счет чего обеспечить существенную экономию дорогостоящего полимера [14].

Следует отметить, что тип наполнителя и его количество в покрытии определяют такие свойства покрытия как проницаемость по отношению к жидкостям, парам, механические свойства (прочность, твердость, эластичность), адгезионную прочность между покрытием и субстратами, а также эксплуатационную надёжность ЛКМ, оцененную по таким показателям, как водостойкость, коррозионная устойчивость, стойкость к действию атмосферных факторов [15].

Проницаемость по отношению к парам жидкостей за счет стерического эффекта экранирования и изменения свойств в межфазной области может быть спрогнозирована по классическому уравнению Нильсена [16]:

й = -й--Л + (1.1)

йп йпФп+йм (1 - ф)

г\ ^ ( г ■м Л гл где Qн - проницаемость сквозь наполненный полимер —- ; Qп -

проницаемость сквозь ненаполненный полимер

V м ■ с ■ Па )

2г м— | Ф - объемная доля

V м ■ с ■ Па

наполнителя, об. ч; Vп - объемная доля полимера, об. ч.; V! - объемная доля

диффундирующего вещества в межфазной области (при условии достижения сорбционного равновесия), об. ч; v2 - объемная доля диффундирующего вещества в полимере (при условии достижения сорбционного равновесия) об. ч.;

- проницаемость по межфазной границе ^ г м

п - константа,

V м2 • с • Па )

характеризующая удельный путь диффундирующей молекулы сквозь композит (принимает значения от 0 до 1 в зависимости от формы и ориентации частицы в пространстве); т - фактор кривизны поверхности частицы; т* - фактор кривизны межфазной области.

Как видно из этого уравнения, степень контакта между полимером и наполнителем вносит значительный вклад в свойства композиционного материала. Иммобилизация диффундирующего вещества вследствие повышения контакта приводит к существенному повышению непроницаемости композиции.

Механическую прочность покрытия за счет эффекта ингибирования развития дефектов типа дислокаций при разрушении [17] (на примере наполнителя с короткими волокнами: асбеста, волластонита и др.):

Г т \

, (1 -) - (Л Ь

= ^т~-— + ^ 1---

к т V 1 VI 2Ь

(1.2.)

С 'С V 2Ь)

где ак - прочность композита на растяжение, Па; а'т - прочность при растяжении полимерной матрицы, Па; аТ - прочность при растяжении волокнистого наполнителя; У - объемная доля волокнистого наполнителя; Ус - объемная доля матрицы; Ьс - критическая длина волокна для данной композиции; Ь - средняя длина волокна наполнителя.

При этом классические модели [18] не учитывают значение межфазной адгезии материалов, лишь иногда включая ее в уравнения в виде полуэмпирического коэффициента или силы разрушения межфазного контакта, которую невозможно оценить прямыми экспериментальными измерениями.

Существует ряд косвенных методов для оценки адгезионного взаимодействия в системе полимер-наполнитель, например, путем оценки

тангенса угла механических (диэлектрических) потерь ненаполненого полимера и композиции [19]:

1 №п

где tgaк - тангенс угла механических потерь композиции; tgaп - тангенс угла механических потерь ненаполненного полимера; фн - степень наполнения, об.ч.

Физико-химический смысл коэффициента А заключается в том, что он характеризует изменение молекулярной подвижности полимера на границе раздела фаз. В случае сильного межфазного взаимодействия подвижность макромолекул у поверхности наполнителя заметно снижается, что приводит к снижению значения tgOк, и, как следствие - к снижению значения коэффициента А.

Кроме того, существуют подходы к экспериментальному определению прочности межфазного слоя [20], сравнение которого с прочностью ненаполненного полимера может быть одним из путей оценки адгезионной прочности полимер-наполнитель:

аА = 1,4 -105 •

5

Фмф

2 • N • £ • I • С

2 14 А О 10 Сш у

(1.4.)

где Ыа - число Авогадро; 5 - площадь сечения макромолекулы; 1о - длина скелетной связи основной цепи; С» - характеристическое отношение композиции; фмф - относительная доля межфазных областей.

Последний параметр определяется по уравнению:

АСк

<Рмф -1 ; а5)

где АСкр и АСпр - колебания теплоемкости композиции и ненаполненного полимера соответственно.

В работе [21] проведена попытка установить взаимосвязь между упомянутыми выше параметрами и конфигурацией межфазных слоев макромолекул, но полученные зависимости пригодны только для экспериментальной оценки взаимодействия, а не для ее прогнозирования.

Адгезия на границе полимер-наполнитель, которая обусловливается действием межмолекулярных сил типа ван-дер-ваальсовых, водородных или химического взаимодействия играет решающую роль в укреплении композиции [22, 23]. Для повышения этого взаимодействия используют технику аппретирования, которая заключается в предварительной обработке наполнителя таким модификатором, который обеспечивает существенное повышение сродства между поверхностью минерального материала и полимерной матрицей [24].

Большинство природных наполнителей имеет гидрофильную природу поверхности, что обусловливает пониженную степень контакта ее с полимерной матрицей. С целью повышения прочности контакта используют модификацию поверхности этих дисперсных материалов широким рядом соединений, которые характеризуются дифильностью и способностью при адсорбции ориентироваться гидрофильным (реакционноспособным) участком молекулы в направлении поверхности наполнителя, а гидрофобной - в направлении дисперсной среды. Вещества такого класса включают жирные кислоты [25], силиконаты [26], полиакрилаты, соли четвертичных аммониевых основ [27] и др.

При выборе поверхностно-активного стабилизатора учитывается как способность к взаимодействию его с поверхностью наполнителя, так и способность к образованию прочного контакта с дисперсионной средой [28, 29].

Выбор подходящего модификатора по первому принципу проводится в соответствии с зарядом поверхности наполнителя [30]. Например, наполнители класса карбонатов (мел, дробленый мрамор, доломит) обладают положительным поверхностным зарядом, что определяет их взаимодействие с анионными ПАВ [31]. В то же время наполнители алюмосиликатного типа (каолин, монтмориллонит, смектиты) взаимодействуют с катионными ПАВ вследствие отрицательного заряда поверхности [32].

Согласно второму принципу, олеофильная часть молекулы модификатора должна быть подвержена сольватации в дисперсионной среде. При этом достигается значительное повышение объема молекулы модификатора, вызванное повышением энтропии на границе раздела фаз, что предопределяет высокую

степень энтропийного отталкивания между стабилизированными частицами наполнителя.

В некоторых случаях, гидрофобизирующие вещества вводятся в состав композиции во время ее создания, при этом используются необработанные наполнители. Такая практика получила распространение при приготовлении лакокрасочных композиций.

Примером модифицирования поверхности во время приготовления композиции может быть адсорбция полиакриловых диспергаторов на поверхности оксидных наполнителей [33] (рис. 1.1).

Рисунок 1.1 - Схема двухступенчатой адсорбции полиакрилатов на поверхности оксидного наполнителя: а - стадия адсорбции полиакрилата с образованием водородной связи; Ь - необратимая адсорбция полиакрилата с образованием химической связи с поверхностью наполнителя.

Другие добавки, которые используются в составе полимерных композиционных покрытий включают в себя большой класс декоративных пигментов, основной функцией которых является придание покрытию определенных декоративных свойств [34].

Основным классом химических соединений, которые традиционно вводятся в состав покрытий для получения цветовой окраски являются оксиды металлов: титана, железа, хрома, марганца и др. [35], которые подразделяются на

ахроматические (диоксид титана, технический углерод, смешанный оксид железа) и хроматические (железоокисные, хроматные, кадмиевые, оксиды свинца, цинка, марганца).

Величина частицы пигмента обычно ниже, чем величина частицы наполнителя. Например, оптимальная средняя дисперсность первичных частиц диоксида титана для достижения наивысшей степени белизны должна достигать 0,1-0,15 мкм [36], таким образом, приближаясь к размеру частиц эмульгированного полимера. Это вызывает необходимость использования ПАВ для стабилизации частиц, которые будут аналогичными ПАВ, используемым для стабилизации полимеров. Особенностью создания пигментированных систем является отличие плотности пигментов и наполнителей, что обуславливает определённый диапазон вязкости и реологических свойств этих лакокрасочных материалов. Так, например, плотность наиболее часто используемого белого пигмента - диоксида титана составляет 4,23 г/см3, а карбоната кальция -2,67 г/см3, что обуславливает более высокую седиментационную устойчивость последнего [37].

Механическая прочность, хрупкость и стойкость к действию динамических нагрузок лакокрасочных систем может регулироваться введением пластификаторов - веществ, которые имеют определенное сродство с полимерным пленкообразователем и во время контакта с ними могут проникать в межглобулярные промежутки (пластификаторы второго рода), или непосредственно внутрь глобул, связываясь с элементами макромолекул за счет вандерваальсовых сил (пластификаторы первого рода). Основным действием таких соединений является повышение подвижности полимерных цепей, что отражается на макроуровне как увеличение пластичности, уменьшение хрупкости и механической прочности [38]. По химическому составу пластификаторы чаще всего представляют собой полиолы или эфиры жирных кислот.

Пеногасители и деаэраторы вводятся в состав водно-дисперсионных композиций с целью снижения содержания диспергированного воздуха, который повышает значение пористости покрытия, его влагопоглощение, уменьшает

прочность и обусловливает дефекты внешнего вида. Механизм действия этих добавок заключается в увеличении поверхностного натяжения на границе разделения фаз, за счет чего достигается стабилизация пены, образованной диспергаторами и смачивающими агентами [39]. По химическому составу пеногасители представляют собой модифицированные растительные масла, минеральные масла или гидрофобные частицы (например, поверхностно модифицированный диоксид кремния или алюминия [40]).

1.2 Пленкообразующие основы для водно-дисперсионных систем

Наибольшее распространение в качестве архитектурных покрытий получили дисперсии на основе полимеров акриловой и метакриловой кислоты и их эфиров [41], модифицированные добавлением стирола и бутилакрилатов. Преимуществом этих материалов является возможность точного регулирования таких параметров покрытий как атмосферостойкость, влагостойкость, эластичность покрытий (способность перекрывать трещины в субстрате) в зависимости от химического состава пленкообразователя. Кроме того, полимерные дисперсии этого класса являются наиболее экономически выгодными в использовании по сравнению с силиконовыми и полиуретановыми. Наиболее крупными мировыми производителями таких водных дисперсий являются известные компании: Dow Chemical и BASF. К недостаткам дисперсий данного вида можно отнести сравнительно низкую паропроницаемость, низкую стойкость к механическому истиранию, низкую твердость. Последние два фактора лимитируют использование указанных систем в условиях постоянного механического контакта (например, для окраски полов и подоконников) [42].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Домниченко Раиса Григорьевна, 2024 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Steinerova D. et al. Environmentally friendly water-based self-crosslinking acrylate dispersion containing magnesium nanoparticles and their films exhibiting antimicrobial properties // Coatings. 2020. V. 10. № 4. P. 340.

2. Казакова Е.Е., Скороходова О.Н. Водно-дисперсионные акриловые лакокрасочные материалы строительного назначения. - М.:Пейнт-Медиа, 2003. -136 с.

3. В.И. Елисеева Полимерные дисперсии. - М.:Химия, 1980. - 294 С.

4. Т. Брок, М. Гротеклаус., Л. Мишке под ред. У. Цорля Европейское руководство по лакокрасочным материалам. - М.:Пейнт-медиа, 2007. - 548 с.

5. B. Muller, U. Poth Coating Formulation: An International Textbook. -Vincentz network GmbH & Co KG, 2006. - 290 p.

6. Elliot Peter, Glass Edward. Water-born coatings // Applied Polymer Science: 21st Century. 2000. P. 563-588., Strokova V.V. et al. Influence of a hydrophobic emulsion on the surface properties of coatings of water-dispersion acrylic paint // Materials Science Forum. 2021. V. 1040. P. 165-171.

7. Kowalczyk K., Spychaj T. Protective epoxy dispersion coating materials modified a posteriori with organophilized montmorillonites // Surface and Coatings Technology. 2009. V. 204. № 5. P. 635-641.

8. Fujitani T. Stability of pigment and resin dispersions in waterborne paint // Progress in Organic Coatings. 1996. V. 29. № 1-4. P. 97-105.

9. R.Miniotatie Vapour permeability and water absorption of different exterior paint systems: NSB 2011 9th Nordic Symposium on Building Physics. Tempere, Finland 29 May - 2 June 2011. - P. 25-27.

10. Alvarez V., Paulis M. Effect of acrylic binder type and calcium carbonate filler amount on the properties of paint-like blends // Progress in Organic Coatings. 2017. V. 112. P. 210-218.

11. Geurts J., Bouman J., Overbeek A. New waterborne acrylic binders for Zero VOC paints // Journal of Coatings Technology and Research. 2007. V. 5. № 1. P. 57-63.

12. Maier C., Calafut T. Fillers and reinforcements // Polypropylene. 1998. С. 49-56.

13. Rudawska A. Experimental study of mechanical properties of epoxy compounds modified with calcium carbonate and carbon after hygrothermal exposure // Materials. 2020. V. 13. № 23. P. 5439.

14. Rothon R., Paynter C. Calcium carbonate fillers // Fillers for Polymer Applications. 2017. P. 149-160.

15. Hu Z. et al. Water resistance improvement of paper by superhydrophobic modification with microsized caco3 and fatty acid coating // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 2009. V. 351. № 1-3. P. 65-70.

16. Рейтлингер C.A. Проницаемость полимерных материалов/ С.А. Рейтлингер. - М.:Химия, 1974. - 272 с.

17. Нарисава И. Прочность полимерных материалов. - М.:Химия, 1987. -400 с. С. 12.

18. Harris B. Engineering of composite materials. - The Institute of Materials:London, 1999. - 194 p. P. 74.

19. Kybat Y., Rigdahl M., Welander M. Characterization of interfacial interactions in high density polyethylene filled with glass spheres using dynamic-mechanical analysis // J. Appl. Polymer Sci. - 1990. - V. 39. - No. 5. - P. 1527 - 1539.

20. Kozlov G.V., Zaikov G.E. Structure of the Polymer Amorphous State. -Leiden: Brell Academic Publishers, 2004. - 465 p.

21. Козлов Г.В., Буря А.И., Алоев В.З. Структурный аспект межфазной адгезии в углепластиках // Физическая мезомеханика. - №8, т.2. - 2005. - С.35-38.

22. Samal S., Blanco I. Investigation of dispersion, interfacial adhesion of isotropic and anisotropic filler in polymer composite // Applied Sciences. 2021. V. 11. № 18. P. 8561.

23. Kun D. et al. The role of interfacial adhesion in polymer composites engineered from Lignocellulosic Agricultural Waste // Polymers. 2021. V. 13. № 18. P. 3099.

24. Composite materials handbook. Vol. 1. Polymer matrix composites guidelines for characterization of structural materials. - NY:Department of defence, 2002. - 108 p. P.38.

25. Пат. США. US20110159290 МПК C08K5/101, C09K3/00 Stearic acid-treated calcium carbonate compositions having low or no detectable free stearic acid and related methods / K. Yash, T.David: заявник та власник патенту IMERYS PIGMENTS INC. - № US13/063498 заявл. 4.09.2009 опубл. 20.06.2011.

26. Пат. США US4255489(A) МПК C04B14/18, C04B20/10 Perlite filler / N.Richard, заявник та власник патенту GREFCO. - № US06/019576 заявл. 12.03.1979 опубл. 10.03.1981.

27. Пат. Китай CN100434463C МПК C08K9/04, C08L5/08 Chitozan quaternary ammonium salt/organic montmorillonite nano composite material and preparation method thereof / D. Y. Wang, заявник та власник патенту UNIV WUHAN. - № CN200610124485 заявл. 8.09.2006 опубл. 19.11.2008.

28. Wu B. et al. Study on a polyacrylate-based waterborne coating: Facile preparation, convenient self-healing behavior and photoluminescence properties // Journal of Materials Chemistry C. 2020. V. 8. № 36. P. 12638-12647.

29. Sbardella F. et al. Waterborne acrylate-based hybrid coatings with enhanced resistance properties on stone surfaces // Coatings. 2018. V. 8. № 8. P. 283.

30. Braig A. 10. light stabilizers for waterborne coatings // Additives for Waterborne Coatings. 2019. P. 162-182.

31. Pandya H., Mahanwar P. Fundamental insight into anionic aqueous polyurethane dispersions // Advanced Industrial and Engineering Polymer Research. 2020. V. 3. № 3. P. 102-110.

32. Liu H. et al. Synthesis and characterization of cationic waterborne epoxy acrylic resin // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. V. 774. № 1. P. 012048.

33. С. Rodel, M. Muller, M. Glorius et al. Effect of varied powder processing routes on the stabilizing performance and coordination type of polyacrylate in alumina suspensions // Journal of European ceramic society. - Vol. 32, Is. 2, 2012. - P. 363-370.

34. Top?uoglu O., Altinkaya S.A., Balkose D. Characterization of waterborne acrylic based paint films and measurement of their water vapor permeabilities // Progress in Organic Coatings. 2006. V. 56. № 4. P. 269-278.

35. О.Н. Скороходова, Е.Е. Казакова Неорганические пигменты и их применение в лакокрасочных материалах. - Москва:ООО „Пэйнт-Медиа", 2005. -168 с.

36. DuPont Ti-Pure titanium dioxide. Titanium dioxide for coatings. -NY:DuPont, 2007. - 30 p. P.16.

37. Gysau D. Fillers for paints. Hannover: Vincentz Network, 2011.

38. A.D. Wilson, J. Nicholson, H. Prosser Waterborne coatings. - Springler, 1991. - 320 p. P. 240.

39. Shnelle Ralf R., Klocker O. Keeping ahead of foam control // Asia Pacific coating Journal. - 2004. - No 6. - P. 14-17.

40. Stout W., Louis Ch. Molecular defoamers - resolving stability and compability problems // European coating journal. - 2005. - No 4. - P. 132-137.

41. Machotova J. et al. Waterborne coating binders based on self-crosslinking acrylic latex with embedded inorganic nanoparticles: A comparison of nanostructured zno and mgo as Crosslink density enhancing agents // Coatings. 2020. V. 10. № 4. P. 339.

42. Jiao C. et al. Advances in waterborne acrylic resins: Synthesis principle, modification strategies, and their applications // ACS Omega. 2021. V. 6. № 4. P. 24432449.

43. Wu Y. et al. The implication of benzene-ethanol extractive on mechanical properties of waterborne coating and wood cell wall by nanoindentation // Coatings. 2019. V. 9. № 7. P. 449.

44. Zarras P., Soucke M., Tiwari A. Handbook of waterborne coatings. Amsterdam: Elsevier, 2020.

45. Чернин И.З., Смехов Ф.М., Жердев Ю.В., Эпоксидные полимеры и композиции. - М.:Химия, 1982. - 230 с.

46. ГОСТ 10587-84 Смолы эпоксидно-диановые неотверждённые. Технические условия.

47. Клебанов М.С. Эпоксидные смолы и материалы на их основе // Пласт. массы. 2003. № 11. С. 26-27.

48. Еселев А. Д Отвердители для клеев на основе эпоксидных смол / А. Д. Еселев,В. А. Бобылев // Клеи герметики. Технологии. 2005. - №4. - С. 2-8.

49. N. Wu, J. Parris Interaction of water-soluble acrylic polymers with alcohols in aqueous solution // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. - Vol. 167, Is. 1-2. - 2000. - P. 179-187.

50. Yan X., Tao Y., Qian X. Preparation and optimization of waterborne acrylic core microcapsules for waterborne wood coatings and comparison with epoxy resin core // Polymers. 2020. V. 12. № 10. P. 2366.

51. Zhang K. et al. Waterborne epoxy - acrylic dispersions modified by Siloxane // Journal of Dispersion Science and Technology. 2007. V. 28. № 8. P. 12091217.

52. V. Elsiner Emulsion Processing with rotating membrane. - Dissertation for the degree Doctor of sciences. - University of Karlsrhue, 2007. - 112 p.

53. Пат. 2154081 Российская федерация, МПК7 C09D163/02, C09D5/02. Способ получения эпоксидной эмульсии / Манеров В.Б., Сапрыкин М.В., Куликова О.А. и др. ; заявитель и патентообладатель - ОАО «Ярославский научно-исследовательский институт лакокрасочной промышленности», ОАО «Лакокраска». - 99100041/04, заявл. 12.01.1999, опубл. 10.08.2000, Бюл. № 21.

54. X.Guo, Z. Rong, X.Ying Calculation of hydrophile-lypophile balance for polyetoxylated surfactants by group method // Journal of Colloid and Interface science. - No.298, 2006. - P. 441-450.

55. A.M. Spasic, J.Hsu Finely dispersed particles: micro-, nano-, and atto-engineering. - CRC Press, 2005. - 936 p.

56. Kostromina N.V. et al. Modification of ed-20 epoxy resin with polyvinyl formal Ethylal // Plasticheskie massy. 2020. № 9-10. P. 56-58.

57. Колышкин В.А., Тузова С.В., Кравченко Т.П., Коротеев В.А., Казаков С.И., Кербер М.Л., Дорошенко Ю.Е., Горбунова И.Ю. Изучение влияния условий отверждения на свойства клеев на основе эпоксидных олигомеров // Пластические массы. - 2013. - No 10. - С. 24-26.

58. Горбунова И.Ю., Кербер М.Л., Шустов М.В. Особенности поведения эпоксидных связующих, модифицированных термопластом // Пластические массы. - 2003. - No 12. - С. 38-41.

59. Домниченко Р.Г., Мережко Н.В. Исследование процессов взаимодействия в системе наполнитель — эпоксидно-акриловый пленкообразователь // Технологический аудит и резервы производства. 2013. Т. 5. № 1(13). С. 7-9.

60. Ермилов П.И. Пигменты и пигментированные лакокрасочные материалы / П.И. Ермилов, Е.А. Индейкин, И.А. Толмачев. - Л. : Химия, 1987. -198 с.

61. Яковлев А.Д. Химия и технология лакокрасочных покрытий / А.Д. Яковлев. - 3-е изд., перераб. - СПб. :Химиздат, 2008. - 448 с.

62. Gysau D. Fillers for Paints / D. Gysau 2nd revised edition. -Hannover : Vincentz Network, 2011. - 207 p.

63. Свойства, область применения и способы производства химически осажденного карбоната кальция / [Е.А. Михайлова, А.Я. Лобойко, А.А. Сахаров и др.] // Вопросы химии и химической технологии. - 2004. - № 1. - C. 81-84.

64. Валиуллин А.К. Производство химически осажденного мела / А.К Валиуллин. - М.: НИИТЭХИМ, 1984. - 73 с.

65. Пустовгар А.П. Применение природного мела в составах лакокрасочных материалов / А.П. Пустовгар // Лакокрасочные материалы и их применение. - 2008. - № 7. - С. 20-23.

66. Толмачев И.А. Водно-дисперсионные краски: краткое руководство для инженеров-технологов / И.А. Толмачев, H.A. Петренко. - М. : Пейнт-Медиа, 2010. - 106 с.

67. Наполнители для полимерных композиционных материалов / под ред. Г.С. Каца, Д.В. Милевски. - М. : Химия, 1981. - 386 с.

68. Караваев Т.А. Свойства поверхности каолинов / Т.А. Караваев, В.А. Свидерский // Техника и технология силикатов. - 2013. - Т. 20, № 4. - С. 11-16.

69. Stoye D. Paints, Coatings and Solvents / D. Stoye , W. Freitag. -Weinheim; New York; Basel; Cambridge; Tokyo : Wiley-VCH, 1998. - 417 p.

70. Судовцова Л. Диспергирующие добавки от BYK-Chemie / Л. Судовцова // Украинский лакокрасочный журнал. - 2007. - № 7-8. - C. 28-32.

71. Сиразиева Л.Ф. Диспергирующие добавки для водно-дисперсионных лакокрасочных материалов. Обзор литературы / Л.Ф. Сиразиева, С.Н. Степин, Л.Ю. Махоткина // Лакокрасочные материалы и их применение. - 2004. - № 10. -С. 25-28.

72. Зомборн Р. Добавки / Р. Зомборн. - 2-е изд., стереотип ; пер. с нем. -М. : Пейнт-Медиа, 2007. - 88 с., Handbook of Coatings Additives / Edited by John J. Florio, Daniel J. Miller. - New York : CRC Press, 2004. - 500 р.

73. Верхоланцев В.В. Водно-дисперсионные краски на основе смесей синтетических латексов / В.В. Верхоланцев. - Л. : Ленинградское отделение организации «Знание», 1968. - 16 с.

74. Chern C. Principles and applications of emulsion polymerization / C. Chern. - Weinheim : Wiley-Vch Verlag GmbH, 2008. - 350 p.

75. Свон П. Основные принципы выбора коалесцента при разработке современных водно-дисперсионных красок / П. Свон // Лакокрасочная промышленность. - 2009. - № 1-2. - С. 24-26.

76. Ai D., Mo R., Wang H., Lai Y. et all. Preparation of waterborne epoxy dispersion and its application in 2K waterborne epoxy coating // Progress in organic coating, 2019, V. 136, P. 105-258.

77. Preparation of waterborne epoxy dispersion and its application in 2K waterborne epoxy coatings / Majid Soleimani, Ehsan Bagheri, Peiman Mosaddegh et al.]. // Progress in Organic Coatings. - 2021. - №156. - P. 106250.

78. Wang K. et al. Preparation and properties of nonionic waterborne epoxy resin // Journal of Applied Polymer Science. 2021. V. 139. № 7. P. 51655.

79. Preparation and properties of nonionic self-emulsified waterborne epoxy resin / [L. Y. Zhao, H. R. Ma, Z. G. Sun et al.]. // Gaofenzi Cailiao Kexue Yu Gongcheng/Polymeric Materials Science and Engineering. - 2010. - №26. - P. 19-22.

80. Bandiera M. One-Pot Synthesis of Waterborne Polymeric Dispersions Stabilized with Alkali-Soluble Resins / M. Bandiera, R. Balk, M. J. Barandiaran. // Polymers. - 2018. - №10. - P. 88.

81. Page S.A. Characterization of epoxy resin surface energies. / S.A. Page, J.C. Berg, J.A. Manson. - Journal of Adhesion Science and Technology, V. 15, N. 2, 2001, P. 153-170.

82. Soleimani M. et al. Stable waterborne epoxy emulsions and the effect of silica nanoparticles on their coatings properties // Progress in Organic Coatings. 2021. V. 156. P. 106250.

83. Wang F. et al. Preparation optimization and performance evaluation of waterborne epoxy resin for roads // Advances in Civil Engineering. 2021. V. 2021. P. 112.

84. Пат. 2154081 Российская федерация, МПК7 C09D163/02, C09D5/02. Способ получения эпоксидной эмульсии / Манеров В.Б., Сапрыкин М.В., Куликова О.А. и др.; заявитель и патентообладатель - ОАО «Ярославский научно-исследовательский институт лакокрасочной промышленности», ОАО «Лакокраска». - 99100041/04, заявл. 12.01.1999, опубл. 10.08.2000, Бюл. № 21.

85. Chu F. et al. A study of the preparation and mechanism of the ambient temperature curing of acrylic latex with epoxy resins // Polymer. 1997. V. 38. № 25. P. 6157-6165.

86. Пат. Украши на корисну модель №78249, МПК: C09D 163/02 (2006.01), C08J 3/03 (2006.01) Водно-дисперсшний плiвкоутворювач на основi

епоксидно!' смоли / Н.В. Мережко, Р.Г. Домшченко - № 2012 11074 ; заявл. 24.09.2012 ; опубл. 11.03.2013, бюл. № 5, 2013 р.

87. Домшченко Р.Г. Воднодисперсшш матерiали на 0CH0Bi епоксидних смол / Р.Г. Домшченко, Н.В. Мережко, О.В. Миронюк, В.А. Свщерськш. «Схщно-Свропейський журнал передових технологш» №5\6 (59), 2012. С. 7-10.

88. Nikolic G. et al. Fast fourier transform IR characterization of epoxy GY systems crosslinked with aliphatic and cycloaliphatic eh polyamine adducts // Sensors. 2010. V. 10. № 1. P. 684-696.

89. Sakr A. et al. Preparation and characterization of modified reclaimed asphalt by using styrene - butyl acrylate nanoemulsion copolymer // Egyptian Journal of Chemistry. 2018. V. 61. № 2. P. 280-290.

90. Rheological, EMI and corrosion properties of epoxy coating with nanoparticle and conductive carbon black / [A. O. Amorim, M. G. Oliveira, M. C. Mancini et al.]. // SN Applied Science. - 2021. - №3. - Р. 236.

91. Performance Characterization of Waterborne Epoxy Resin and Styrene-Butadiene Rubber Latex Composite Modified Asphalt Emulsion (WESAE) / J.Yang, Z. Zhang, Y. Fang, Y. Luo. // Coatings. - 2020. - №10. - P. 352.

92. Yang Z. Z. Rheological behavior of epoxy resin waterborne dispersions / Z. Z. Yang, Y. Z. Xu, D. L. Zhao. // Chinese Journal of Polymer Science (English Edition). - 2001. - №19. - P. 471-476.

93. Рейнер М. Реология. М.: Наука, 1965. - 224 с.

94. Effect of some curing methods on acrylic maxillary denture base fit / Ghani Fazal, Kikuchi Masahiko, Lynch Christopher, Watanabe Makoto. // The European journal of prosthodontics and restorative dentistry. - 2010. - №18. - P. 132-138.

95. Sun H. et al. Synthesis and characterization of emulsion-type curing agent of water-borne epoxy resin // Journal of Applied Polymer Science. 2013. V. 130. № 4. P. 2652-2659.

96. Sheng J.G., Zeng P., Shan Y.D. Study on the synthesis and properties of waterborne epoxy resin and curing agent // Advanced Materials Research. 2013. V. 815. P. 547-551.

97. Alkoxyamine with reduced homolysis temperature and its application in repeated autonomous self-healing of stiff polymers / Ze Ping Zhang, Min Zhi Rong, Ming Qiu Zhang, Chan'e Yuan. // Polymer chemistry. - 2013. - №4. - P. 4648-4654.

98. Домниченко Р.Г., Вострикова Г.Ю., Никулин С.С. Получение эпоксидно-акриловых водно-дисперсионных покрытий // Химия, физика и механика материалов, 2019, №3 (22), с. 14-22.

99. Старовойтова И.А., Дрогун А.В., Зыкова Е.С., Семенов А.Н., Хозин В.Г., Фирсова Е.Б. Коллоидно-химическая устойчивость водных дисперсий эпоксидных смол // Construction materials. 2014. №10.

100. Индейкин, Е.А. Научно-технический прогресс в производстве и применении неорганических пигментов и наполнителей/Е.А.Индейкин, П.И.Ермилов// Журнал ВХО им. Д.И.Менделеева, 1988 - т. 33, № 1 - с. 72 - 79.

101. Чистяченко Юлия Сергеевна. Получение и физико-химическое исследование свойств твердых дисперсий липофильных низкомолекулярных органических веществ с гидрофильными полимерами: диссертация ... кандидата Химических наук: 02.00.04 / Чистяченко Юлия Сергеевна;[Место защиты: ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр «Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук»], 2017.- 121 с.

102. Фиговский Олег Львович, Кудрявцев Павел Григорьевич Жидкое стекло и водные растворы силикатов, как перспективная основа технологических процессов получения новых нанокомпозиционных материалов // ИВД. 2014. №2.

103. Ma Y.-K. et al. Facile and fast determination of Si/Al ratio of zeolites using FTIR spectroscopy technique // Microporous and Mesoporous Materials. 2021. V. 311. P. 110683.

104. Saikia B.J., Parthasarathy G. Fourier transform infrared spectroscopic characterization of kaolinite from Assam and Meghalaya, Northeastern India // Journal of Modern Physics. 2010. Т. 01. № 04. С. 206-210.

105. Грег С., Синг К. Адсорбция, удельная поверхность, пористость : монография. Москва : Мир, 1970. 408 с.

106. Никитин Ю. И., Петасюк Г. А. Методы, приборы и результаты определения удельной поверхности алмазных порошков. Сверхтвердые материалы, 2008. №. 1. С. 365-368.

107. Липатов Ю. С. Физическая химия наполненных полимеров : монография. Москва : Химия, 1977. 304 с.

108. Shenoy A. V. Rheology of Filled Polymer Systems : monograph. Springer Science & Business Media, 2013. 476 p.

109. Effect of solid loading and aggregate size on the rheological behavior of PDMS/Calcium Carbonate suspensions / Behzadfar E. et al. Brazilian Journal of Chemical Engineering, 2009. Vol. 26, №. 4.

110. Lee F.Y., Htar T.T., Akowuah G.A. ATR-FTIR and spectrometric methods for the assay of Crocin in commercial saffron spices (Crocus SAVITUSL.) // International Journal of Food Properties. 2014. V. 18. № 8. P. 1773-1783.

111. Jain A.K., Jha A.K., Shivanshi. Geotechnical behaviour and micro-analyses of expansive soil amended with marble dust // Soils and Foundations. 2020. V. 60. № 4. P. 737-751.

112. Seredin V.V. и др. Formation of the kaolin structure treated by pressure // Perm journal of petroleum and mining engineering. 2021. V. 21. № 1. P. 9-16.

113. Jones F.N., Nichols M.E., Pappas S.P. Organic coatings: Science and technology. : Wiley, 2017.

114. Tator K.B. Protective Organic Coatings. Materials Park, OH: ASM International, 2015

115. Walker F.H., Cook M.I. Two-component waterborne epoxy coatings // ACS Symposium Series. 1997. P. 71-93.

116. Li J. et al. Enhanced Corrosion Resistance and weathering resistance of waterborne epoxy coatings with polyetheramine-functionalized graphene oxide // Journal of Coatings Technology and Research. 2019. Т. 17. № 1. P. 171-180.

117. Xu L. et al. Corrosion resistance of waterborne epoxy resin coating cross-linked by modified tetrabutyl titanate // Scanning. 2020. V. 2020. P. 1-9.

118. Cai X. et al. Study of pavement performance of thin-coat waterborne epoxy emulsified asphalt mixture // Frontiers in Materials. 2020. V. 7.

119. Galgoci E.C., Komar P.C., Elmore J.D. High performance waterborne coatings based on dispersions of a solid epoxy resin and an amine-functional curing agent // Journal of Coatings Technology. 1999. V. 71. № 4. P. 45-52.

120. Takeshita Y. et al. States of water absorbed in water-borne urethane/epoxy coatings // Polymer. 2014. V. 55. № 10. P. 2505-2513.

121. Xu S. et al. Mechanical and thermal properties of waterborne epoxy composites containing cellulose nanocrystals // Polymer. 2013. V. 54. № 24. P. 65896598.

122. Карякина М.И. Лабораторный практикум по техническому анализу и контролю производств лакокрасочных материалов и покрытий: Учебное пособие для техникумов. / М.И. Карякина - 2-е изд. перераб. и доп. - М. : Химия, 1989 г. -208 с.

ПРИЛОЖЕНИЕ А ИК-спектры эпоксидного пленкообразователя:

1 - ЭД-20; 2 - водная дисперсия ЭД-20

ИК-спектры латекса исаг DL 450 (1) и системы эмульсия ЭД-20 + Ucar DL 450 (2)

1

ИК-спектр отверждённых эпоксидных систем: 1 - ЭД-20 + ПЭПА; 2 - эмульсия ЭД-20 + ПЭПА; 3 - эмульсия ЭД-20 + ИСАЯ БЬ 450

ИК-спектры системы минеральный наполнитель - эпоксидно-акриловый плёнкообразователь: 1 - Normcal-20; 2 -ММС-2; 3 - КС-1

Результаты промышленной апробации

Общество с ограниченной ответственностью «ФерроПолимер»

(ООО «ФерроПолимер»)

309540, Белгородская обл., г. Старый Оскол, станция Котел промузел, площадка "Складская", проезд М-5, строение 15-в ОГРН 1163123074069, ИНН3128114712, КПП 312801001

УТВЕРЖДАЮ Генеральнь

«ФерроПолимер»

АКТ с—V Z-

испытаний опытных образцов лакокрасочных материалов v^^^Sl. на основе эпоксидной смолы ЭД-20 и латекса USAR DL 450

Настоящий акт составлен в том, что на предприятии ООО «Ферроплимер» проведены работы по испытанию полимерных покрытий, полученных с применением диановой эпоксидной смолы ЭД-20 и латекса USAR DL 450, разработанных сотрудниками ФГБОУ ВО «ВГУИТ» (проф. Карманова О.В., проф. Никулин С.С., соискатель Домниченко Р.Г.).

В условиях ООО «Феррополимер» изготовлены водно-дисперсионные лакокрасочные материалы (ВД ЛКМ) на основе комбинированного пленкообразователя (ЭД-20 и USAR DL 450) и наполнителей (микрокальцит Normcal-20, мел ММС-2, каолин КС-1) по предложенным сотрудникам ВГУИТ рецептуре и технологии. Полученные ЛКМ нанесены на подложки из стали и бетона. Проведена оценка эксплуатационных свойств покрытий.

Испытания показали соответствие нормам контроля на ВД ЛКМ. Отмечено улучшение прочностных и антикоррозионных свойств ВД ЛКМ на основе комбинированного пленкообразователя при использовании каолина, в том числе в комбинации с мелом и микрокальцитом. Покрытия с каолином характеризовались лучшей адгезией и водостойкостью после тепловлажностнго старения.

Заключение. ВД ЛКМ на основе ЭД-20 и USAR DL 450, наполненные каолином или комбинацией микрокльцита/мела с каолином^обеспечивают требуемый уровень свойств и могут быть рекомендованы для применения в технологии конструкционных материалов.

Главный технолог 24.04.2023 г.

Смирнов A.H.

У_

Оскор

Общество с ограниченной ответственностью «Научно-промышленная компания «Декор»

ИНН 3666187477 ОГРН 1133668043244

394036, г. Воронеж, ул. Орджоникидзе, д. 14/16

Телефон: [phone] Электронная почта: [e-mail] Интернет: www.npkdekor.ru

УТВЕРЖДАЮ Генеральный директор ООО «НПК «Декор» Голиков А.И.

« ¿с »

2023 г.

АКТ

промышленной апробации композиционных материалов на основе эпоксидной смолы ЭД-20 и акрилатного латекса исаг 01 450

За период с 05.04.2023 г. по 30.06.2023 в условиях ООО «НПК «Декор» были изготовлены и испытаны водно-дисперсионные лакокрасочные материалы - покрытия на основе смешанных эпокси-акрилатных пленкообразователей, рецептура которых разработана на кафедре технологии органических соединений, переработки полимеров и техносферной безопасности ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет инженерных технологии» (проф. Карманова О.В, проф. Никулин С.С., соискатель Домниченко Р.Г.).

В соответствии с предложенной технологией получены композиции при соотношениях ЭД-20:иСАЯ ОЬ 450=3:1, наполненные мелом МТД-1 (образец М-1) и каолином КС-1 (образец К-1).

Исследованы технические свойства покрытий: водопоглощение, пористость, стойкость к истиранию, адгезия к бетону и стали (табл.).