gototopgototop

УДК 544.72.05

Зависимость физико-химических свойств покрытия на основе нанодисперсного силиката калия от концентрации оксида цинка на подложке из тротуарной плитки

Боев Антон Олегович - студент Белгородского государственного национального исследовательского университета. (НИУ БелГУ, г.Белгород)

Аннотация: Были исследованы физико-химические свойства покрытия на основе нанодисперсного силиката калия на подложке из тротуарной плитки в зависимости от концентрации оксида цинка. Измерение краевого угла смачивания проводилось методом растекающейся капли, поверхностное натяжение измерялось сталагмометрическим методом. Были найдены составы покрытий, обладающие наилучшими свойствами.

Ключевые слова: Физико-химические свойства, покрытие на основе нанодисперсного силиката калия, оксид цинка, сталагмометрический метод, метод растекающейся капли.

Исходя из разнообразия применения лакокрасочных материалов (ЛКМ) на сегодняшний день разрабатывается большое число разнообразных красок различных составов и свойств.

Применение жидкого стела в качестве пленкообразователя для производства лакокрасочных материалов основано на его способности при отверждении химическими реагентами образовывать прочное водостойкое покрытие, обладающее необходимыми техническими свойствами (атмосферостойкостью, химической стойкостью) [1,c.12]. Эффективность использования жидкого стекла обусловлено также его доступностью, дешевизной, большим объемом промышленного производства.

В эксперименте использовался водный раствор нанодисперсного силиката калия, с концентрацией 25масс.%, марки МОНАСИЛ К, производства ООО «ЭКОХИМ СПБ».

В пленкообразователе в качестве связующего использовался латекс марки НОВОПОЛ 110, производства ООО «Группа «ХОМА».

В работе использован оксид цинка марки «ч», ГОСТ 10262-73.

Исследование свойств защитно-декоративного покрытия на основе нанодисперсного силиката калия (НСК), латекса и оксида цинка проводилось на подложке из тротуарной плитки.

Измерение краевого угла смачивания и поверхностного натяжения, а также расчет работы адгезии, когезии и смачивания, а также коэффициент растекания описаны в [2,c.63].

Интересно заметить, что коллоидно-химические свойства неотвержденного защитно-декоративного покрытия ведут себя неоднозначно в зависимости от содержания оксида цинка. В большинстве случаев поверхностное натяжение, работа адгезии, когезии, смачивания, абсолютное значение коэффициента растекания увеличиваются при содержании оксида цинка в количестве 5 масс.% по сравнению с поверхностным натяжением в отсутствии окисида цинка, а при 10 масс. % эти характеристики снова снижаются, иногда достигая данных чистых растворов. Косинус краевого угла смачивания и коэффициент смачивания снижаются при добавке 5 масс.% оксида цинка и затем увеличиваются при 10 масс.%, однако не достигают первоначальных значений. Сводные данные об изменении свойств покрытий в зависимости от содержания оксида цинка для разных составов приведены в таблице 1.

Таблица 1. Влияние оксида цинка на коллоидно-химические свойства неотвержденной композиции защитно-декоративного покрытия.

Содержание оксида цинка, масс.%

σ, мН/м

cosθ

Wа, мН/м

Wk, мН/м

Wсм, мН/м

S

f, мН/м

латекс 5%, НСК 95%

0

45,24

0,9284

87,24

90,48

42

0,96

-3,23

5

55,36

0,4116

78,14

110,72

22,78

0,70

-32,57

10

52,18

0,8572

96,90

104,36

44,72

0,92

-7,45

латекс 10%, НСК 90%

0

43,03

0,8987

81,70

86,06

38,67

0,95

-4,36

5

53,00

0,7469

92,59

106,00

39,59

0,87

-13,41

10

44,62

0,8873

84,21

89,24

39,59

0,94

-5,03

латекс 20%, НСК 80%

0

47,90

0,8819

90,14

95,80

42,24

0,94

-5,65

5

56,07

0,7591

98,63

112,14

42,56

0,87

-13,50

10

44,82

0,8873

84,58

89,64

39,76

0,94

-5,05

 

латекс 30%, НСК 70%

0

43,23

0,9101

82,57

86,46

39,34

0,95

-3,88

5

63,10

0,7145

108,18

126,20

45,08

0,85

-18,01

10

36,03

0,8091

117,46

129,86

52,53

0,90

-12,39

латекс 40%, НСК 60%

0

37,60

0,9352

72,76

75,20

35,16

0,96

-2,43

5

75,25

0,5348

115,49

150,50

40,24

0,76

-35

10

29,50

0,6765

60,40

72,06

24,37

0,83

-11,65

латекс 50%, НСК 50%

0

38,02

0,9367

73,63

76,04

35,61

0,96

-2,40

5

64,49

0,8168

117,16

128,98

52,67

0,90

-11,81

10

64,86

0,8955

55,91

59

26,41

0,94

-3,08

латекс 60%, НСК 40%

0

39,48

0,9138

75,55

78,96

36,07

0,95

-3,40

5

54,63

0,7794

97,20

109,26

42,57

0,88

-12,05

10

54,22

0,718

111,42

129,72

46,56

0,85

-18,29

 

Таким образом, наилучшим комплексом коллоидно-химических свойств обладают составы (латекс – 48,65 масс.%, НСК – 46,27 масс. %, оксид цинка – 5,07 масс.%) и (латекс – 44,43 масс.%, НСК – 43,37 масс. %, оксид цинка – 10,11 масс.%). Эти покрытия имеют высокий косинус краевого угла смачивания, достаточные показатели работ адгезии и смачивания, коэффициента смачивания, минимальное значение работы когезии, поверхностного натяжения, модуля коэффициента растекания. Это обеспечивает хорошее сцепление покрытия с подложкой и высокую технологичность.

Выяснено, что лучшими показателями обладают покрытия, в состав которых входит 45-50 масс.% нанодисперсного силиката калия, 45-50 масс.% латекса и 5-10 масс.% оксида цинка. Такие покрытия обладают высокими технологическими показателями, характеризуется высокой адгезией пленкообразователя с подложкой, хорошей смачиваемостью и растекаемостью.

Список литературы

1. Цыренова С.Б., Балдынова Ф.П. Методические указания (с программой) и контрольные задания по коллоидной химии (поверхностным явлениям и дисперсным системам) для студентов заочного отделения технологических специальностей и биотехнологии. – Улан-Удэ.: ВСГТУ, 2004.

2. Богданов В. Н., Воронцова О. А., Везенцев А. И. Коллоидно-химические свойства неотвержденной композиции защитно-декоративного покрытия. – Лакокрасочные материалы и их применение. 2013. № 1-2. С. 70-73.

3. Anna R. Roudman, Prof. Francis A. DiGiano, Surface energy of experimental and commercial nanofitration membranes: effects of wetting and natural organic matter fouling // Department of Environmental Sciences and Engineering, University of North Carolina, Chapel Hill, 2000, p.62–65.

Интересная статья? Поделись ей с другими:

Внимание, откроется в новом окне. PDFПечатьE-mail

Отправить статью

...

Форма оплаты

Номер статьи, присвоенный редакцией
Количество страниц в статье
Количество экземпляров журнала
Доставка: РФСНГ
Скидка (%)
Заказать свидетельство о публикации
1. Стоимость публикации каждой страницы статьи составляет 200 рублей.
2. Стоимость каждого экземпляра журнала, включая его изготовление и доставку, составляет 300 рублей для России и 600 рублей для стран СНГ.
3. Стоимость печатного свидетельства о публикации составляет 100 рублей

Реквизиты для оплаты через банк