vestiftИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Physical-technical series1561-83582524-244XThe Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1561-8358-2021-66-2-169-179vestift-664Research ArticleМАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ, МЕТАЛЛУРГИЯMATERIALS SCIENCES AND ENGINEERING, METALLURGYБарьерные свойства пленкообразующих систем «эпоксидная смола – аминный отвердитель»Barrier properties of “epoxy resin - amine hardener” film-forming systemshttps://orcid.org/0000-0002-8409-2955ПотапчикА. Н.PotapchikA. N.

Потапчик Александр Николаевич – а спирант

ул. Свердлова, 13а, 220006, Минск, Республика Беларусь

Alexander N. Potapchik – Postgraduate Student

13a, Sverdlov Str. 220006, Minsk, Republic of Belarus

alexander.potapchik@mail.ruЕгороваА. Л.EgorovaA. L.

Егорова Анна Леонидовна – кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры полимерных композиционных материалов

ул. Свердлова, 13а, 220006, Минск, Республика Беларусь

Anna L. Egorova – Ph. D. (Engineering), Associate Professor, Department of Polymer Composite Materials

13a, Sverdlov Str. 220006, Minsk, Republic of Belarus

a_l_egorova@mail.ruБелорусский государственный технологический университетБеларусьBelarusian State Technological UniversityBelarus202116072021662169179Copyright © Потапчик А.Н., Егорова А.Л., 20212021Потапчик А.Н., Егорова А.Л.Potapchik A.N., Egorova A.L.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestift.belnauka.by/jour/article/view/664

Изучены физико-механические и барьерные свойства непигментированных эпоксидных покрытий,  предназначенных для антикоррозионной защиты металлов и  сформированных из различных пленкообразующих систем на основе эпоксидных смол и аминных отвердителей. Барьерные свойства покрытий оценивали по характеру частотных зависимостей емкости и сопротивления окрашенных металлических пластин при контакте с 3%-ным водным раствором хлорида натрия, а также по величине смещения потенциала разомкнутой цепи с окрашенным электродом в сравнении с неокрашенным. Экспериментально установлено, что большее содержание гель-фракции характерно для покрытий, сформированных из низковязких пленкообразующих составов. Показано, что физико-механические и защитные свойства эпоксидных покрытий зависят от содержания функциональных групп в эпоксидной смоле и природы аминного отвердителя. Обнаружено, что для получения покрытий с лучшими свойствами предпочтительнее использовать аминные отвердители, которые характеризуются невысоким содержанием аминных групп и сниженной долей вторичных аминогрупп. Выявлена взаимосвязь между защитными свойствами покрытий и величинами водопоглощения. Предложено использовать изучение особенностей водопоглощения покрытий как простой экспресс-метод оценки их барьерных свойств. Рассмотрены технологические аспекты применения исследуемых составов при производстве антикоррозионных лакокрасочных материалов и показаны преимущества применения низковязких эпоксидных пленкообразующих систем, не содержащих инертных растворителей.

The article examines the physicomechanical and barrier properties of non-pigmented epoxy coatings formed from various film-forming systems based on epoxy resins and amine hardeners. The barrier properties of the coatings were evaluated by the nature of the frequency dependencies of the capacitance and resistance of the painted metal plates in contact with a 3 % aqueous solution of sodium chloride, and also by the magnitude of the displacement of the open circuit potential of the painted electrode compared to unpainted. It was experimentally established that a higher content of gel fraction is observed for coatings formed from low-viscosity film-forming compositions. It is shown that the physicomechanical and protective properties of epoxy coatings depend on the content of the functional groups in the epoxy resin and the nature of the amine hardener. It was found that to obtain coatings with better properties, it is preferable to use amine hardeners characterized by a low content of amine groups and a reduced proportion of secondary amino groups. A relationship was found between the protective properties of coatings and their water absorption. It is proposed to use the characteristics of water absorption of coatings as a simple method for assessing their barrier properties. The technological aspects of the use of the studied film-forming systems in the production of anticorrosive paints are considered. The advantages of using low viscosity epoxy film-forming systems without inert solvents are shown. 

эпоксидная смолааминный отвердительбарьерные свойстваемкость покрытиясопротивление покрытияпотенциал разомкнутой цепиводопоглощениеepoxy resinamine hardenerbarrier propertiescoating capacitycoating resistanceopen circuit potentialwater absorptionReferencesРозенфельд, И. Л. Антикоррозионные грунтовки и ингибированные лакокрасочные покрытия. / И. Л. Розенфельд, Ф. И. Рубинштейн. – М.: Химия, 1980. – 200 с.Rozenfel'd I. L., Rubinshtejn F. I. Anticorrosion Primers and Inhibited Coatings. Moscow, Khimiya Publ., 1980. 200 p. (in Russian).Получение нового материала на основе эпоксидных олигомеров для формирования защитного антикоррозионного покрытия / А. В. Пестов [и др.] // Журн. приклад. химии. – 2020. – Т. 93, № 3. – С. 385–391.Pestov A. V., Osipova V. A., Koryakova O. V., Gorbunova T. I., Smirnov S. V., Veretennikova I. A. Obtaining a new material based on epoxy oligomers to form a protective anti-corrosion coating. Russian Journal of Applied Chemistry, 2020, vol. 93, no. 3, pp. 400–405. https://doi.org/10.1134/s107042722003012xЗиганшина, М. Р. Влияние отвердителей на антикоррозионные свойства эпоксидных покрытий / М. Р. Зиганшина, Ф. А. Конов, А. В. Вахин // Вестн. Казан. технол. ун-та. – 2013. – Т. 16, № 11. – С. 228–229.Ziganshina M. R., Konov F. A., Vahin A. V. The effect of hardeners on the anticorrosive properties of epoxy coatings. Vestnik Kazanskogo tekhnologicheskogo universiteta = Bulletin of the Technological University, 2013, vol. 16, no. 11, pp. 228–229 (in Russian).Галкина, Ю. В. Отвердители для эпоксидных систем / Ю. В. Галкина // Лакокрасочные материалы и их применение. – 2016. – № 10. – С. 19–21.Galkina Yu. V. Hardeners for epoxy systems. Lakokrasochnye materialy i ih primenenie = Russian Coating Journal, 2016, no. 10, pp. 19–21 (in Russian).Влияние отвердителей на микроструктуру и свойства модифицированного эпоксидного связующего для топливостойкого покрытия / В. А. Кузнецова [и др.] // Все материалы. Энциклопедический справочник. – 2012. – № 11. – С. 38–41.Kuznecova V. A., Deev I. S., Kondrashov E. K., Kuznecov G. V. The effect of hardeners on the microstructure and properties of the modified epoxy binder for a fuel-resistant coating. Vse Materialy. Entsiklopedicheskii Spravochnik, 2012, no.11, pp. 38–41 (in Russian).Методы оценки противокоррозионной эффективности лакокрасочных покрытий / А. В. Сороков [и др.] // Вестн. Казан. технол. ун-та. – 2012. – Т. 15, № 24. – С. 68–75.Sorokov A. V., Stepin S. N., Kayumov A. A., Sitnov S. A., Kuznecova O. P. Methods for assessing the anticorrosive effectiveness of paint coatings. Vestnik Kazanskogo tekhnologicheskogo universiteta = Bulletin of the Technological University, 2012, vol. 15, no. 24, pp. 68–75 (in Russian).Murray, J. N. Electrochemical test methods for evaluating organic coatings on metals: an update. Part I. Introduction and generalities regarding electrochemical testing of organic coatings. / J. N. Murray // Progress in Organic Coatings. – 1997. – Vol. 30, iss. 4. – P. 225–233. https://doi.org/10.1016/S0300-9440(96)00677-7Murray J. N. Electrochemical test methods for evaluating organic coatings on metals: an update. Part I. Introduction and generalities regarding electrochemical testing of organic coatings. Progress in Organic Coatings, 1997, vol. 30, iss. 4, pp. 225–233. https://doi.org/10.1016/S0300-9440(96)00677-7Electrochemical Evaluation Technologies of Organic Coatings [Electronic Resource]. – Mode of access: https://www.intechopen.com/books/coatings-and-thin-film-technologies/electrochemical-evaluation-technologies-of-organic-coatings – Date of access: 07.06.2020.Electrochemical Evaluation Technologies of Organic Coatings. Available at: https://www.intechopen.com/books/coatings-and-thin-film-technologies/electrochemical-evaluation-technologies-of-organic-coatings (accessed 7 June 2020).Murray, J. N. Electrochemical test methods for evaluating organic coatings on metals: an update. Part II: single test parameter measurements. / J. N. Murray // Progress in Organic Coatings. – 1997. – Vol. 31, iss. 3. – P. 255–264, https://doi.org/10.1016/S0300-9440(97)00084-2Murray J. N. Electrochemical test methods for evaluating organic coatings on metals: an update. Part II: single test parameter measurements. Progress in Organic Coatings, 1997, vol. 31, iss. 3, pp. 255–264. https://doi.org/10.1016/S0300-9440(97)00084-2Murray, J. N. Electrochemical test methods for evaluating organic coatings on metals: an update. Part III: Multiple test parameter measurements. / J. N. Murray // Progress in Organic Coatings. – 1997. – Vol. 31, iss. 4. – P. 375-391, https://doi.org/10.1016/S0300-9440(97)00099-4Murray J. N. Electrochemical test methods for evaluating organic coatings on metals: an update. Part III: Multiple test parameter measurements. Progress in Organic Coatings, 1997, vol. 31, iss. 4, pp. 375–391. https://doi.org/10.1016/S0300-9440(97)00099-4.Loveday, D. Evaluation of Organic Coatings with Electrochemical Impedance Spectroscopy. Part 1: Fundamentals of Electrochemical Impedance Spectroscopy / D. Loveday, P. Peterson, B. Rodgers // JCT CoatingsTech. – 2004. – № 1. – P. 46–52.Loveday D., Peterson P., Rodgers B. Evaluation of Organic Coatings with Electrochemical Impedance Spectroscopy. Part 1: Fundamentals of Electrochemical Impedance Spectroscopy. JCT Coatings Tech, 2004, no. 1, pp. 46–52.Barsoukov, E. Impedance Spectroscopy. Theory, Experiment, and Applications / E. Barsoukov, J. Ross Macdonald. –John Wiley & Sons, 2005. – 595 p. https://doi.org/10.1002/0471716243Barsoukov E., Ross Macdonald J. Impedance Spectroscopy. Theory, Experiment, and Applications. John Wiley & Sons, 2005. 595 p. https://doi.org/10.1002/0471716243Карякина, М. И. Испытание лакокрасочных материалов и покрытий / М. И. Карякина. – М.: Химия, 1988. – 272 с.Karyakina M. I. Testing of Paints and Coatings. Moscow, Khimiya Publ., 1988. 272 p. (in Russian).Эпоксидные олигомеры и клеевые композиции / Ю. С. Зайцев [и др.]. – Киев: Наук. думка, 1990. – 200 с.Zajcev Yu. S., Kochergin Yu. S., Pakter M. K., Kucher R. V. Epoxy Oligomers and Adhesive Compositions. Kiev, Naukova dumka Publ, 1990. 200 p. (in Russian).Гайдышев, И. П. Анализ и обработка данных / И. П. Гайдышев. – СПб: Питер, 2001. – 752 с.Gaidyshev I. P. Analysis and Data Processing. St. Petersburg, Piter Publ., 2001. 752 p. (in Russian).Дринберг, А. С. Антикоррозионные грунтовки / А. С. Дринберг, Э. Ф. Ицко, Т. В. Калинская. – СПб.: ООО «НИПРОИНС ЛКМ и П с ОП», 2006. – 168Drinberg A. S., Icko E. F., Kalinskaya T. V. Anticorrosion Primers. St. Petersburg, OOO «NIPROINS LKM i P s OP» Publ., 2006. 168 p. (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.