Помощь в написании студенческих работ
Антистрессовый сервис

Противокоррозионные свойства пигмента, синтезированного на основе отработанного хром-алюминиевого катализатора, и разработка грунтовки на его основе

Диссертация: Противокоррозионные свойства пигмента, синтезированного на основе отработанного хром-алюминиевого катализатора, и разработка грунтовки на его основе
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

На защиту выносятся: способ получения противокоррозионного пигмента на основе ОХК результаты исследования технических и противокоррозионных свойств разработанных пигментов и защитной способности пигментированных ими алкидных покрытий, рецептура противокоррозионной грунтовки, содержащей пигмент оптимального состава. Показана возможность оптимизации соотношения противокоррозионных свойств… Читать ещё >

Противокоррозионные свойства пигмента, синтезированного на основе отработанного хром-алюминиевого катализатора, и разработка грунтовки на его основе (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Содержание

  • ГЛАВА 1. ПОЛУЧЕНИЕ ПИГМЕНТОВ НА ОСНОВЕ ТЕХНОГЕННЫХ ОТХОДОВ ДЛЯ ПРОТИВОКОРГОЗИОННЫХ ГРУНТОВОК
    • 1. 1. Общая характеристика проблем, связанных с образованием техногенных отходов
    • 1. 2. Защита от коррозии пигментированными покрытиями
    • 1. 3. Использование техногенных отходов при получении пигментов и наполнителей для противокоррозионных грунтовок
      • 1. 3. 1. Получение железооксидных пигментов
      • 1. 3. 2. Получение оксида цинка
      • 1. 3. 3. Получение противокоррозионных пигментов
      • 1. 3. 4. Получение наполнителей
  • ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
    • 2. 1. Характеристика исходных материалов
    • 2. 2. Методы исследования
      • 2. 2. 1. Методы исследования состава синтезированных веществ
      • 2. 2. 2. Методы испытания пигментов и наполнителей
      • 2. 2. 3. Методы испытания лакокрасочных систем
      • 2. 2. 4. Методы испытания лакокрасочных покрытий
      • 2. 2. 5. Методы исследования защитных свойств лакокрасочных покрытий
    • 2. 3. Выбор метода исследования противокоррозионных свойств пигментов и пигментированных покрытий
  • ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТОВ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
    • 3. 1. Исследование состава и свойств ОХК
    • 3. 2. Получение пигментов на основе ОХК
    • 3. 3. Исследование основных пигментных свойств
    • 3. 4. Исследование основных противокоррозионных свойств
    • 3. 5. Получение и исследование смесевых пигментов
    • 3. 6. Разработка грунтовочных составов на основе синтезированных пигментов
  • ВЫВОДЫ

Актуальность темы

.

К эффективным и относительно дешёвым методам защиты металлов от коррозии относится нанесение лакокрасочных покрытий, противокоррозионная эффективность которых в значительной мере определяется природой и содержанием пигментов. Высокой способностью подавлять коррозионные процессы стальных изделий характеризуются покрытия, содержащие пигменты ингибирующего типа* обеспечивающие подавление коррозионных процессов даже в случае нарушения сплошности лакокрасочной плёнки. К наиболее распространенным пигментам подобного типа относятся хроматные пигменты (содержащие в своём составе Сг*6).

Пигменты, содержащие хром, отличаются высокой стоимостью, что обусловлено ограниченностью сырьевой базы их производства. Одним из возможных путей её пополнения является использование хромсодержащих техногенных отходов, в частности отработанных катализаторов, повышенная токсичность которых создает значительные проблемы с их захоронением.

В связи с вышеизложенным, актуальны исследования, направленные на получение эффективных противокоррозионных пигментов с использованием техногенных отходов.

Цель работы заключалась в получении противокоррозионного пигмента ингибирующего типа путём утилизации отработанного хромсодержащего катализатора (ОХК) и в разработке рецептур алкидных грунтовок на основе полученного пигмента.

Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:

— разработан способ синтеза противокоррозионных пигментов с использованием в качестве исходного сырья ОХК и выбраны оптимальные условия синтеза;

— исследована способность полученных пигментов, индивидуально и в составе лакокрасочного покрытия, влиять на закономерности корразии стали- 5.

— изучено влияние состава пигментной части, содержащей синтезированные пигменты, и уровня наполнения алкидных покрытий на их противокоррозионные и другие эксплуатационные характеристики, и на основе полученных результатов выбран оптимальный состав грунтовки.

Научная новизна.

В работе впервые показана возможность получения высокоэффективных противокоррозионных пигментов посредством утилизации ОХК, включающей высокотемпературный синтез хроматов щелочноземельных металлов (Са, Ва) на основе хромсодержащих соединений, входящих в состав утилизируемого отхода.

Показано, что добавление фосфата цинка к хроматным пигментам вызывает синергический эффект усиления их противокоррозионного действия.

Практическая значимость работы.

В результате исследования влияния температуры, времени термообработки смесей ОХК с оксидами кальция и бария, состава и метода получения этих смесей на содержание водорастворимых веществ в получаемых продуктах и их способности подавлять процесс коррозии стали, выбраны оптимальные состав и условия синтеза пигмента, по эффективности противокоррозионного действия не уступающего тетраоксихромату цинка ТОХЦ. Использование в качестве исходного сырья отработанного хромсодержащего катализатора позволяет избежать необходимости захоронения этого токсичного отхода (связанного со значительными материальными затратами), способствовать сохранению природных сырьевых ресурсов и значительно удешевить получаемый продукт.

На основе пигмента оптимального состава разработана рецептура алкидной грунтовки, по малярно-техническим характеристикам удовлетворяющей требованиям к этому классу лакокрасочных материалов, а по защитным свойствам покрытий не уступающей штатной грунтовке ГФ-0119. 6.

На защиту выносятся: способ получения противокоррозионного пигмента на основе ОХК результаты исследования технических и противокоррозионных свойств разработанных пигментов и защитной способности пигментированных ими алкидных покрытий, рецептура противокоррозионной грунтовки, содержащей пигмент оптимального состава.

Апробация работы.

Основные результаты работы обсуждались на научных сессиях КГТУ 1999, 2001, 2002 гг. в Казани и на Республиканской школе студентов и аспирантов «Жить в XXI веке». — Казань. 2002.

Публикации.

По материалам диссертации имеется 7 публикаций.

Структура и объём диссертации.

Диссертационная работа изложена на 123 страницах и состоит из введения, обзора литературы, методической части, результатов исследований и их обсуждения, выводов, списка цитируемой литературы и приложений. Работа содержит 50 рисунков и 16 таблиц.

выводы.

1. Исследован состав и малярно-технические свойства отработанного хромсодержащего катализатора ИМ-2201 и предложен способ получения на его основе противокоррозионного пигмента, основанный на термообработке этого отхода производства в смеси с оксидами кальция и бария.

2. Найдены температурно-временные параметры термообработки смесей отработанного катализатора и оксидов кальция и бария, обеспечивающие протекание процесса окисления содержащегося в катализаторе Сг+3 до Сг+6 с приемлемой, с технологической точки зрения, скоростью. Установлено положительное влияние присутствия воды при смешении исходных компонентов на их химическую активность.

3. Исследованы малярно-технические и противокоррозионные свойства пигментов полученных на основе отработанного катализатора с различным содержанием оксидов кальция и бария в шихте. Показано, что водные вытяжки кальцийсодержащего пигмента обладают более высокой способностью подавлять коррозионные процессы, однако повышенное содержание водорастворимых веществ в его составе вызывает снижение барьерных свойств пигментированных покрытий.

4. Показана возможность оптимизации соотношения противокоррозионных свойств получаемых пигментов и содержания в них водорастворимых веществ за счёт совместного использования в качестве исходных компонентов оксидов кальция и бария, найдено оптимальное содержание указанных оксидов в реакционной шихте.

5. Установлен синергический эффект совместного использования синтезированных хромсодержащих пигментов и фосфата цинка, обусловленный усилением водной экстракции ингибирующих коррозию соединений Сг**.

6. На основе проведённых исследований разработана оптимальная рецептура алкидной грунтовки, содержащей в качестве действующего начала смесь синтезированного пигмента и фосфата цинка, по защитному действию не уступающая штатной грунтовке ГФ-0119.

Показать весь текст

Список литературы

  1. П. Л. Глобальные научные проблемы ближайшего будущего. В кн.: Эксперимент, теория, практика -М.: Наука, 1981.
  2. И. А. Глобальные проблемы человечества. М: АО АСПЕКТ ПРЕСС, 1994. — 142 с.
  3. И. П., Печковский В. В. Утилизация и ликвидация отходов технологии неорганических веществ. М.: Химия, 1984. — 240 с.
  4. В. Д. Семенюк, В. П. Батюк, Н. П. Стасюк и др. Складирование отходов химических производств М: Химия, 1983. — 240 с.
  5. Андзэн Когаку. Оценка риска загрязнения окружающей среды токсичными химическими веществами, выделяющимися при обработке отходов // J. Jap. Soc. Safety Eng. 1990. — Vol. 29, № 6. — p. 468−475.
  6. И. Ф., Воронов Ю. В. Охрана окружающей среды: Учеб. Пособие. М: Стройиздат, 1988. — 191 с.
  7. Порядок накопления, транспортировки, обезвреживания и захоронения токсичных промышленных отходов (Санитарные правила). М: Минздрав СССР, 1985.
  8. Временный классификатор токсичных промышленных отходов и методические рекомендации по определению класса токсичности промышленных отходов. Утв. Минздравом СССР 13.05.87 и ГКНТ СССР от 15.05.87.
  9. Н. Ф. Природопользование. М.: Мысль, 1990.
  10. А. А., Звонов В. И., Чижов С. Г. Влияние отраслей народного хозяйства на состояние окружающей среды. М.: Изд. Центр «Метеорология и гидрология», 1995.
  11. В. А. Конференция ООН по окружающей среде и развитию (Рио-де-Жанейро, июнь 1992): Информ. Обзор. Новосибирск, 1992. — 64 с.
  12. Закон РФ «Закон об охране окружающей природной среды». № 2060 1, -М: 19 декабря 1991.
  13. И. П. Технология катализаторов. Л.: Химия, 1979. — 324 с.
  14. А. П. Комплексное использование сырья в цветной металлургии. М: Металлургия, 1986. — 384 с.
  15. В. И., Таужнянская 3. А., Дорохина Л. Н. Пути утилизации и обезвреживания токсичных отходов предприятий цветной металлургии // Цвет. Металлургия. 1991. — № 6. — с. 42−44.1.l
  16. Сокращение отходов в Луизиане (США) // Enz. 1990. — Vol. 224, № 19. -p. 18.
  17. Обработка отходов в США // Integrated Waste Management. 1991. — Apr.-п. 8.
  18. А.Ф. Состояние производства пигментов, наполнителей и их сырьевой базы // Лакокрасочные материалы и их применение. 1992. № 5. -с. 18−22.
  19. Е. А. Физическая химия пигментов и пигментированных материалов. Ч. 1. Изд. 2-е Ярославль: ЯПИ, 1977. 88 с.
  20. А.Д. Химия и технология лакокрасочных покрытий. Л.: Химия, 1981.-352 с.
  21. Ю.С. Физическая химия наполненных полимеров. М: Химия, 1977. — 304 с.
  22. Мэнсон Дж, Сперлинг Л. Полимерные смеси и композиты. М.: Химия, 1979. — 440 с.
  23. С.Н., Светлаков А. П., Смирнова С. А. Метод оценки критического объёмного содержания пигментов в грунтовочных покрытиях // Лакокрасочные материалы и их применение. 1996. -№ 11.-с. 12−15.
  24. Штерн М А., Цибизов А. Н. // ЛКМ, 1974, № 5, с. 21−23.
  25. В. В., Ламака Т. А. // ЛКМ, 1979, № 2, с. 26−28.
  26. В. П., Романова И. С., Бергман А. Г. ЛКМ, 1973, № 2, с. 4042.
  27. Е.А., Лейбзон Л. Н., Толмачев И. А. Пигментирование лакокрасочных материалов. Л.: Химия, 1986. -160 с.
  28. Л.Ф., Калинская Т. В., Степин С. Н. Неорганические пигменты. Справ, изд. СПб.: Химия, 1992. — 336 с.
  29. С. М, Бабин Е. П. Пигменты и пигментированные лакокрасочные материалы. Киев: УМК ВО, 1989. — 205 с.
  30. Barry Т.A., Scanlon D.P. Stainless steel metallic flake pigments // Polym. Paint Colour J. 1988. — V. 178. — № 4208. — P. 120,122.112
  31. Walkinson С. Flake glass coating: The practical solution for corrosion control // Polym. Paint Colour J. 1990. — V. 180. — № 4270. — p. 602, 604.
  32. Runde W., Ganxin W., Bingshen J. The performances of impermeability of resin filled glass flakes // C’orros. And Corros. Contr. Offshore and Mar. Constr.: Proc. Int. Conf., Xiamen, Sept 6−9, 1988, Beijing, 1989. — p. 288 294.
  33. Неорганические пигменты. Каталог ЛНППО «Пигмент». Черкассы: НИИТЭХИМ, 1979. -122 с.
  34. Белый В. А, Егоренков Н. И., Плескачевский Ю. М. Адгезия полимеров к металлам. Минск: Наука и техника, 1971. — 288 с.
  35. В. К, Санжаровский А. Т. ЛКМ, 1974, № 2, с. 21.
  36. И. С., Калаус Э. Э. ЛКМ, 1972, № 1, с. 5−6.
  37. Н. И., Кузавков А. И., Докторова В. А. // Высокомол. соед., 1982, т. 24 (А), № 12, с. 2475.
  38. И.Л., Рубинштейн Ф. И. Антикоррозионные грунтовки и ингибированные лакокрасочные покрытия. М: Химия, 1980. — 200 с.
  39. С.Ф., Михайловский Ю. Н., Зубов П. И. Влияние паро- и газопроницаемости полимерных пленок на их свойства // Лакокрасочные материалы и их применение. -1966. № 2. — с. 30−33.
  40. С.Ф.Наумова, В. Д. Гербер, Ю. Н. Михайловский и др. Влияние проницаемости и адгезии полимерных покрытий к металлу на скорость развития коррозионного процесса под защитной пленкой // Лакокрасочные материалы и их применение. 1966. — № 5. -С. 31−34.
  41. С. А. Проницаемость полимерных материалов. М.: Химия, 1974. — 270 с.
  42. А.Е. Диффузия в полимерных системах. М.: Химия, 1987. — 312 с.
  43. А.А. Физико-химия полимеров. М.: Химия, 1968. — 536 с.
  44. I. Е. Ochronaprzed korozja, 1974, t. 17. № 3, s. 82−88.
  45. Ю.Р., Коррозия и окисление металлов. М.: Машгиз, 1962. — 856 с.
  46. Bambara G, Lunazzi G. С, Martini В. Werkst. Und Korros., 1982, Bd. 33, № 11, s. 610−617.
  47. Lambert X. Doubl Liasion, 1976, v. 23, № 256, p. 19−36.
  48. Э. Пер. со шведск. / под ред. Колотыркина Я. М. М.: Металлуогия. 1991. 158 с.113
  49. М. К проблематике изучения защитных свойств лакокрасочных антикоррозионных грунтовок // Защита металлов, 1986,-т. 22.-№ 3,-с. 405−411.
  50. W.Funke Umweltfreundlicher Korrosionshutz // Farbe und Lack. -1981.- Bd. 89.-№ 2.-s. 86−91.
  51. Doren K., Freitag W., Stove D. Wasserlake: Umweltschonende Alternative fur Beschichtgungen. Koln: Verl. TUV Rheinland, 1992. — 243 s.
  52. B.B., Теоретические основы коррозии металлов. Л.: Химия, 1973. — 264 с.
  53. И. Л. Атмосферная коррозия металлов. М.: АН СССР, 1960. -372 с.
  54. Svoboda М, Meziva I. Propertien of coatings determined by anticorrosion pigments // Progress in Organic Coatings. 1984 — v. 12. — p. 251−297.
  55. И.Л., Рубинштейн Ф. И., Жигалова KA. Защита металлов от коррозии лакокрасочными покрытиями. М.: Химия, 1987. — 224 с.
  56. И. Л. Ингибиторы коррозии. М.: Химия, 1977. — 350 с.
  57. Meyer G. Chromate als moderne Korrosionsinhibitoren // Farbe und Lack. -1962. Bd.68. — № 12. — s.853−859.
  58. K. // Werkstoffe und Korrosions 1964. — Bd. 15. — № 1. — S.70.
  59. Mansfeld R, Uhlig H. // Corros.Sci. 1969. — v.9. — № 5. — p. 377.
  60. А. Г. Технология серной кислоты. Учебн. пособие для вузов 2 изд. перераб. — М.: Химия, 1983 — с. 360.
  61. А. С. 1 623 963 СССР. Способ регенерации растворов разложения пиритного огарка.
  62. Pigmenty zelazowe otrzymywane z odpadov i ich wykorzustame do barwienia elewacji. Bandrowska Czeslawa. «Przem. Chem.», 1983, 62, № 11, 621−623, 594, 594.
  63. Ф. M., Никулин С. С., Шаповалова Н, Н. и др. Получение пигментов из отработанного железохромового катализатора /У Лакокрасочные материалы и их применение. 1990. — № 3. — с. 98−99.
  64. П. И., Индейкин Б. А, Толмачёв И. А. Пигменты и пигментированные лакокрасочные материалы: Учеб. Пособие для вузов. Л.: Химия, 1987. — 200 с.114
  65. Е.Ф., Рискин И. В. Химия и технология пигментов. Л.- Химия, 1974. — 656 с.
  66. Ф. Н. Получение магнитных порошков и железооксидных пигментов из твёрдых промышленных отходов- Дис. канд. тех. наук. -М.: 1998.-193 с.
  67. А. А. Элементы безотходной технологии в металлургии: Учебн. пособие для вузов М.: Металлургия, 1991. — 174 с.
  68. Ю. Ф., Шергин Н. В., Ященко А. А. Отходы литейного производства и охрана окружающей среды II Литейное производство. -1993. -№ 6.-с. 34−35.
  69. Pigment grade iron oxide from L-D dust, blue dust and pickling ferrous sulphate. Satpathy В. K, Rao R V. Ramana. «Res. And Lnd 1983, 28, № 2, s. 99−103.
  70. A. C. 649 732 СССР. Способ получения железосодержащего пигмента
  71. А. С. 2 073 695 СССР. Способ пер^>абоши золы ТЭЦ с получением железосодержащего пигментного наполнителя.
  72. А. С. 94 015 581 СССР. Способ переработки золы ТЭЦ с получением железосодержащего пигментного наполнителя.
  73. А. С. 1 792 951 СССР. Способ получения КЖП.
  74. Ю. П. Получение неорганических пигментов из возгонов титановых хлораторов //Лакокрасочные материалы и их применение. -1986.-№ 1.-е. 19−18.
  75. Ю. П. Технология получения железооксидных пигментов из отходов титанового производства и на их основе эмалей и красок // Литейное производство. 1993. — № 6. — с. 34−35.
  76. Пат. 2 043 303 Россия. Способ получения железооксидного пигмента и установка для его получения.
  77. Л. Г., Дзюба Л. В. Получение железооксидных пигментов на основе отходов Курской магнитной аномалии / Техногенные продукты и совершенствование технологии вяжущих. -М., 1983. с. 234−237.
  78. А. С. 1 507 830 СССР. Способ получения КЖП.
  79. А. С. 709 650 СССР. Способ получения железо-кальциевого пигмента.
  80. А. С. 779 374 СССР. Способ получения железоокисных пигментов.
  81. А С. 1 318 603 СССР. Способ получения КЖП.
  82. А. С. 1 784 625 СССР. Способ получения КЖП.11 585.
Заполнить форму текущей работой

Сессия? Спокойно!