Кремнійорганічні захисно-декоративні покриття на основі каоліну

Размещено на http://www.allbest.ru/

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ

“КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ”

БОНДАРЕНКО ЄВГЕНІЯ АНАТОЛІЇВНА

УДК 667.657 : 678.046.3 : 678.84

КРЕМНIЙОРГАНIЧНI ЗАХИСНО-ДЕКОРАТИВНI ПОКРИТТЯ НА ОСНОВI КАОЛIНУ

Спеціальність 05.17.11 - Технологiя тугоплавких неметалiчних матерiалiв

АВТОРЕФЕРАТ

дисертацiї на здобуття наукового ступеня

кандидата технiчних наук

Київ - 2003

Дисертацiєю є рукопис.

Робота виконана в Нацiональному технiчному унiверситетi України “Київський полiтехнiчний iнститут”, Міністерство освіти і науки України, кафедра хімічної технології в'яжучих, полімерних і композиційних матеріалів.

Науковий керiвник: доктор технiчних наук, професор,

академік АІН України, лауреат Державної премії УРСР

Свiдерський Валентин Анатолiйович,

Нацiональний технiчний унiверситет України

“Київський полiтехнiчний iнститут”,

завiдувач кафедри хiмiчної технологiї

композицiйних матерiалiв

Офiцiйнi опоненти:

доктор технiчних наук, професор Ємельянов Борис Михайлович,

Київський нацiональний унiверситет будiвництва та архiтектури, завiдувач кафедри хiмiї

доктор технiчних наук, доцент Мережко Нiна Василiвна,

Київський нацiональний торговельно-економiчний унiверситет,

доцент кафедри товарознавства та експертизи непродовольчих товарiв

Провiдна установа:

Iнститут надтвердих матерiалiв iм. В.М. Бакуля НАН України, м. Київ

Захист вiдбудеться “ 9 ” червня 2003 р. о 1430 годині на засiданнi спецiалiзованої вченої ради Д 26.002.05 в Нацiональному технiчному унiверситетi України “КПI” за адресою: 03056, м. Київ, пр. Перемоги, 37, корпус 21, ауд. 209.

З дисертацiєю можна ознайомитись в бiблiотецi Нацiонального технiчного унiверситету України “КПI” за адресою: 03056, м. Київ, пр. Перемоги, 37.

Автореферат розiсланий “5 ” травня 2003 р.

Вчений секретар

спецiалiзованої вченої ради

кандидат технiчних наук, професор Круглицька В.Я.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. На даний час надзвичайно гостро постає проблема отримання активних бiлих наповнювачiв для лакофарбових матерiалiв рiзного функцiонального призначення. В зв'язку з цим, увагу привертають широко розповсюджені на Україні каоліни - матеріали, що мають цінні властивості: високі хімічну стійкість, дисперсність, змочування водою й органічними сполуками. Обмежує використання каолiнiв в складах лакофарбових матерiалiв, особливо в базових емалях свiтлого колiру, невисока бiлизна данних наповнювачiв. Одним iз шляхів підвищення бiлизни є метод термоактивацiї вiтчизняних каолiнiв. Однак, використання методу термоактивацiї стримується відсутністю науково обгрунтованих досліджень, стосовно змiн оптичних, а також фiзико-хiмiчних властивостей поверхні каолiнiв в процесi термообробки.

Залишається вiдкритим питання механізму взаємодiї каолiнiв iз плiвкоутворювачами рiзної хiмiчної природи, зокрема поліорганосилоксанами. Серед існуючих захисних лакофарбових покриттiв, значна частина припадає на матеріали, в яких використовуються кремнійорганічні плiвкоутворювачі. Каоліни та кремнійорганічнi зв'язуючi мають подібну хімічну будову, що може забезпечити необхідну взаємодію між ними та задовільний рівень експлуатаційних властивостей композицiйних лакофарбових матеріалів.

Отже, поєднання в одній системі каолінових наповнювачів і кремнійорганічних зв'язуючих може бути перспективним для зниження собівартості базових захисно-декоративних покриттiв, підвищення їх фізико-хімічних властивостей, розширення галузей використання каолінів.

Сказане вище обумовило напрямки проведення досліджень даної дисертаційної роботи.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконана відповідно до плану науково-технічних робіт теми 05.03/01109 “Розробка технології отримання силікат-полімерних і оксидоелементоорганічних композиційних матеріалів та покриттів для хімічної, харчової промисловості та машинобудування” (договір 2/434-97, Наказ Міністерства освіти і науки України № 69 від 11.03.98 р.) у рамках пріоритетного напряму “Нові речовини та матеріали” Нацiонального технiчного унiверситету України “Київський полiтехнiчний iнститут”.

Мета дослідження полягає у встановленні закономірностей зміни фiзико-хiмiчних властивостей і оптичних характеристик каолінів під дією високотемпературного випалу та процесiв взаємодiї останніх iз кремнійорганічним плiвкоутворювачем для подальшого використання у якості активних наповнювачiв базових захисно-декоративних покриттів.

Задачі дослідження:

-кiлькiсно оцiнити рівень зміни фізико-хімiчних і оптичних властивостей дисперсних каолінiв Глуховецького і Просяновського родовищ в процесi випалу в iнтервалi температур 473 - 1323 К;

-встановити можливість і дослідити процеси взаємодії в системі поліметилфенілсилоксан - каолiн під час механоактивації залежно від фізико-хімiчних властивостей останнього таоцiнити зміни енергетичного стану їх поверхнi;

-розробити склади кремнійорганічних наповнених матерiалів з урахуванням особливостей процесів термообробки каолінiв та взаємодії в системі поліорганосилоксан - наповнювач, а також вимог до декоративних i захисних властивостей лакофарбових покриттів;

-оцiнити рiвень стабільності експлуатаційних властивостей отриманих композиційних матеріалів.

Об'єктом дослідження є каоліни Глуховецького, Просяновського родовищ України та родовища Джорджії, США.

Предметом дослідження є вплив випалу в діапазоні температур 473-1323 К на оптичні та фізико-хімiчні властивості каолінів, процеси їх взаємодії з поліорганосилоксаном, а також характеристики наповнених кремнійорганічних покриттів.

Методи дослідження. Вирішення поставлених у дисертації задач виконано з використанням методів: фізико-хімічного аналізу; досліджень оптичних показників, енергетичного стану поверхні; досліджень, загальноприйнятих у лакофарбовій промисловості.

Наукова новизна одержаних результатів:

1. Вперше досліджено вплив випалу в iнтервалi температур 473 - 1323 К на зміни кристалічної будови, густини, питомої поверхні, білизни, насиченості, змочування при натіканні, маслоємності каолінів Просяновського та Глуховецького родовищ, як потенційних активних наповнювачів поліфункціональних лакофарбових матеріалів на основі кремнійорганічних зв'язуючих. Показано, що оптичні показники погіршуються, зменшуються показники густини, змочування при натіканні та збільшуються питома поверхня і маслоємність каолінів в інтервалі температур 473-1073 К, а після випалу при 1173 - 1323 К підвищується білизна, зменшується насиченість тону, зростають показники густини, змочування при натіканні, зменшуються питома поверхня і маслоємність каолінів. В порівнянні з випаленими каолінами родовищ Джорджії (США) каоліни Просяновського родовища мають вищу білизну та меншу маслоємність, а каоліни Глуховецького родовища - меншу білизну та маслоємність.

2. Встановлено закономірності протікання процесів взаємодії каолінів різного ступеня термоактивації з полiметилфенiлсилоксаном при помелі, які характеризуються одночасним протіканням процесів дезагрегації, фізичної адсорбції, хімічним прищепленням поліметилфенілсилоксану, гідрофобізацією та підвищенням питомої поверхні наповнювачів.

3. На пiдставi проведених дослiджень, експериментально доведено можливість отримання захисно-декоративних лакофарбових матеріалів шляхом спільної механохімічної обробки поліорганосилоксанів та каолінів.

4. Розроблені науково обґрунтовані рецептури наповнених кремниійорганічних композицій. Отримано лакофарбовi матерiали та здійснено комплексну оцінку їх стiйкостi до дiї зовнiшнього середовища та експлуатацiйних факторiв.

5. Розроблена математична програма з використанням методів розпізнавання образів, за допомогою якої можна, спираючись на дані про рівень декоративних та експлуатаційних властивостей дослідних зразків, визначити оптимальний склад композиційного матеріалу.

6. Вперше встановлено ефективність застосування випалених каолінів в якості активних наповнювачів кремнійорганічних лакофарбових матеріалів.

Практичне значення одержаних результатів:

Розроблені наукові засади та одержані експериментальні дані дали змогу отримати якісні білі активні наповнювачі композиційних матеріалів - випалені каоліни, що дозволяє розширити сировинну базу мінеральних наповнювачів лакофарбової промисловості України.

На підставі проведених досліджень розроблено нові конкурентоспроможні базовi покриття на основi систем полiметилфенілсилоксан - каолiн, полiметилфенілсилоксан - каолiн - дiоксид титану для захисту будiвельних конструкцій в процесі експлуатації.

Розроблено технічні умови України ТУ У В. 2.7-249819 7.345-2002 “Емаль кремнійорганічна КО-168 МК”. Розроблені склади кремнійорганічних композицій захищені Патентом України та пройшли дослідно-промислову перевірку на державному підприємстві "Колоран" i Дослідному виробництві Iнституту хімії високомолекулярних сполук (м. Київ). Позитивнi результати пiдтверджено відповідними актами.

Особистий внесок здобувача. Обгрунтування та формулювання мети, завдань та програми досліджень здійснено при особистій участі дисертанта. За безпосередньою участю дисертанта проведені експериментальні дослідження у лабораторних умовах та промислова апробація композиційних лакофарбових матеріалів, розроблено нормативно-технічну документацію, проведено аналітичну обробку отриманих результатів досліджень, сформульовано висновки.

У наукових працях, опублікованих у співавторстві, здобувачеві належать теоретичні розробки, організація та участь у проведенні експериментальних досліджень, обробка та аналіз отриманих даних.

Апробація результатів дисертації.

Основні результати досліджень і можливості їх застосування викладені та обгрунтовані: на Міжнародній науково-технiчнiй конференції “Композицiйни матерiали” (Київ, 1998 р.); на науково- практичній конференції “Проблеми оптики та її освітнього аспекту на порозі 3-го тисячоліття" (Київ, 1999 р.); на регіональній конференції молодих вчених та студентів з актуальних питань хімії (Дніпропетровськ, 2000 р.); на Міжнародній науково-технiчнiй конференції “Композицiйни матерiали” (Київ, 2001 р.).

Публікації. За матеріалами дисертаційної роботи опубліковано 10 друкованих праць, в тому числі 3 статті у провідних фахових журналах, 1 патент України.

Структура й обсяг роботи. Дисертація складається з вступу, 5 розділів, висновків, списку використаної літератури з 167 найменувань, 5 додатків. Матеріал викладений на 168 сторінках друкованого тексту, до складу якого включено 22 рисунка і 30 таблиць.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

наповнювач світлий активний каолін

У вступі обгрунтовано актуальність, наукову та практичну вагомість завдань, які є предметом досліджень дисертаційної роботи.

У першому розділі розглянуто основні види мінеральних наповнювачів та їх вплив на фізико-хімічні і технологічні властивості композиційних матеріалів. Обгрунтовано доцільність застосування алюмосилікатних наповнювачів та використання ефективних методів поєднання їх з кремнійорганічними зв'язуючими при створенні композицій для захисних покриттів. Наведено порівняльну характеристику методів, спрямованих на покращення оптичних і физико-хімічних властивостей каолінів як білих активних наповнювачів. В результаті проведеного аналізу літературних джерел визначено мету і сформульовано основні завдання наукових досліджень.

В другому розділі приведено характеристику вихідних матеріалів та методи їх дослідження.

На пiдставi порiвняння оптичних властивостей вiтчизняних каолiнiв встановлено, що кращi показники мають каолiни Глуховецького та Просяновського родовищ. Об'єктами дослiджень обрано каолiни марок ЛКП, КН-83 Глуховецького та КВФ-91, КАО-89 Просяновського родовищ. Порівняння якостi наповнювачів здійснювалось з використаням кращих закордонних зразків каолінів (марок АSР-170, BUCA, SАТ-W та SАТ-5НВ родовища Джорджiї, США).

З метою оцiнки властивостей каолiнiв обрано дослiдження слiдуючих показникiв: бiлизни та вiдтiнку, густини, питомої поверхнi, гранулометрії, маслоємностi тощо. Вивчення структурних властивостей каолінів проведено при використанні методiв фізико-хімічного аналізу - хімічного, ІЧ-спектрального, диференційно-термічного.

З метою вивчення впливу термообробки на змiни комплексу властивостей просяновських та глуховецького каолiнiв, проведено поетапний випал матерiалiв в шахтнiй печi в iнтервалi температур 473 - 1323 К з інтервалом 100 град. Дослідження оптичних властивостей випалених каолiнiв проведено за показниками бiлизни, свiтлоти, насиченостi, чистоти та колiрного тону - з використанням приладу фотометр ФБ-1 та колiрного графiку Мiжнародної комiсiї з освiтлення МКО.

Поєднання каолінів з поліорганосилоксаном здійснено методом механохімічної активації в кульових та бісерних млинах. Дослідження фізико-хімічних процесів їх проведено з використанням методів ІЧ-спектроскопії, диференційної термогравіметрії.

Вивчення енергетичних властивостей поверхні вихідних наповнювачів і після механоактивації здійснено за методикою оцінки змочування при натіканні по воді та бензолу.

З використанням одержаних результатiв розроблено кремнiйорганiчнi лакофарбовi матерiали. Оптимальне співвідношення наповнювача, пігменту і зв'язуючого визначено за математичною програмою з використанням методів розпізнавання образів.

Оцінка рівня експлуатаційних і декоративних властивостей лакофарбових матеріалів проведені за загальноприйнятими в лакофарбовій промисловості методиками.

Результати вимірювань експериментальних даних підлягали статистичному аналізу з метою виявлення випадкових помилок експерименту. Визначення довірчих інтервалів проводилось з використанням t-розподілу Стьюдента.

Третій розділ присвячено дослідженням зміни структури, фізико-хімічних і оптичних властивостей каолінів в процесі термічної обробки при температурах 473 - 1323 К.

Найбільш розповсюдженим хромофором у природних каолінах є залізо в формі різноманітних сполук. На сьогоднішній день найбільш поширені два способи підвищення білизни каолінів: “мокрий” - з видаленням домішок у водному середовищі, та “сухий” - з випалом каолінів при температурі 773 К і вище. В основу сухого способу покладена реакція окислювання двовалентних іонів домішкових сполук заліза, з можливим ізоморфним входженням іонів Fe3+ в октаедричний шар структури мінералу. За деякими даними, підвищення температури випалу може призвести до зворотнього переходу іонів Fe 3+ в двовалентний стан, що має покращити білизну каолінів. Для перевірки цього припущення досліджено зміни властивостей каолінів Просяновського (КВФ-91, КАО-89) і Глуховецького родовищ (КН-83) при випалі в температурному інтервалі 473-1323 К (табл.1).

Таблиця 1

Зміни оптичних властивостей каолінів в процесі випалу

Каолін	Показник,	Температура, К
	од. вим.	293	473	723	823	923	1023	1123	1232	1323
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
	W, %	90	88	83	81	86	88	89	94	92
	L, %	98	97	94	94	95	98	98	99	98
КАО-89	S, цв.п.	2,2	2,7	2,2	2,4	2,4	2,5	2,4	1,2	1,8
	, %	1,2	1,5	1,1	1,1	1,1	1,4	1,3	0,9	1,2
	, нм	548	548	548	548	560	548	548	560	560
	W, %	86	82	80	78	80	81	82	92	92
	L, %	97	95	95	94	96	96	96	98	98
КВФ-91	S, цв.п.	3,9	4,1	6,0	6,2	7,4	7,1	6,6	1,9	2,2
	, %	1,6	1,9	2,2	2,4	2,9	2,7	2,6	1,1	2,2
	, нм	521	521	507	507	506	506	506	560	560
	W, %	81	78	73	71	72	75	78	86	82
	L, %	96	95	93	94	94	95	95	96	96
КН-83	S, цв.п.	5,5	7,3	8,6	9,2	10,2	9,6	8,3	2,9	5,8
	, %	6,3	8,7	10,8	11,6	12,1	12,3	10,7	3,9	6,1
	, нм	589	589	590	590	591	590	590	592	593

Встановлено, що серед вихідних матеріалів, максимальні значення показників білизни W - 90 %, світлоти L - 98 %, мінімальні значення показників насиченості тону S - 2,2 колірних порогів відмінності (к.п.в.) та чистоти - 1,2 % має каолін марки КАО-89. Аналогічна особливість спостерігається і на спектральних кривих відбиття для досліджуваних матеріалів (рис.1). Колірний тон просяновських каолінів пурпурний, = 506-560 (д) нм; глуховецького каоліну - жовтогарячий, = 589-593 нм. Термічна обробка помітно змінює оптичні показники каолінів: уже при 473 К погіршується білизна і насиченість тону. Мінімальні значення вказаних показників спостерігаються в інтервалі температур 723-823 К (білизна та світлота складають 71 -81 % та 93 -95 % відповідно, насиченість тону дорівнює 2,4 - 9,2 к.п.в., в залежності від марки каолінів). Подальше підвищення температури супроводжується загальним для досліджуваних каолінів підвищенням оптичних показників, а при випалі в інтервалі 1173-1223 К - білизна підвищується на 3- 5 %, насиченість тону зменшується в середньому в 2 рази. Підвищення температури випалу до 1323 і вище погіршує оптичні властивості каолінів. Зміна чистоти тону в залежності від температури випалу для досліджуваних каолінів відбувається неоднозначно. Так, чистота тону каоліну марки КН-83 помітно збільшується при випалі в інтервалі температур 473-1123 К, досягаючи значень 11,6 - 12,3 %. Вказаний показник знижується до 3,9 % при підвищенні температури до 1232 К. Майже не відбувається змін чистоти тону і колірного відтінку випалених каолінів КАО-89, у порівнянні з вихідним зразком. Колірний тон випаленого глуховецького каоліну відповідає жовтогарячому тону ( =589-593 нм). Колірний тон випалених просяновських каолінів відповідає пурпурному тону ( =506-560 (д) нм).

Підтвердження наведених закономірностей в зміні оптичних властивостей каолінів при випалі отримано і за результатами оцінки коефіцієнтів відбиття у діапазоні довжин хвиль 400-720 нм для КАО-89, як матеріалу з максимальною білизною (рис.1).

Спектри коефіцієнтів відбиття каолінів КАО-89 в залежності від температури випалу мають три типові різновиди. Каолін, випалений при 1223 К, відбиває світло [ () > 0,9] майже однаково у всій області видимого діапазону хвиль. Коефіцієнт відбиття каоліну, випаленого при 823 К, у всій області видимого спектру менший в середньому на 10%, поглинання світла в короткохвильовій області спектра свідчить про більш насичений червонуватий відтінок. У цілому, спектри коефіцієнтів відбиття, підтверджують вірогідність перерахованих вище загальних для досліджуваних каолінів закономірностей змінювати білизну і колір у залежності від температури випалу.

Порівняльна оцінка оптичних властивостей випалених в лабораторних умовах каолінів Глуховецького, Просяновського родовищ та каолінів родовища Джорджії, які отримані комплексним методом збагачення і на останній стадії випалені в обертових печах при температурі 1273 К. Встановлено, що каоліни марок КАО-89 і КВФ-91 мають показники білизни на 2-4% вищі та в 4 рази меншу величину чистоти тону в порівнянні з американськими наповнювачами. Аналіз спектрів коефіцієнтів відбиття випалених каолінів також підтверджує, що кращими з досліджених каолінів є марки КАО-89 і КВФ-91 ( рис. 2).

З метою дослідження процесів, що відбуваються в структурі каолінів при випалі, виконані диференційно-термічний і інфрачервоний спектроскопічний аналізи вихідних і випалених при різних температурах каолінів Глуховецького і Просяновського родовищ.

Відсутність низькотемпературних ендотермічних ефектів на кривих ДТА в інтервалі температур 293-523 К підтверджує досконалість кристалічної структури вихідних каолінів. Видалення хімічно зв'язаної води каолінів відбувається в досить вузькому інтервалі температур близько 873 К. Втрата маси, що відбувається в основному через видалення хімічно зв'язаної води, становить від 12,32 до 14,29 мас. %.

ІЧ-спектри каолінів, випалених при температурах 473, 613, 893, 1188, 1323 К (у відповідності з температурами перегину на кривих ДТА вихідних зразків) показали невелике зменшення інтенсивності смуг валентних і деформаційних коливань адсорбованої води 1630, 3430 см-1 (473 К), що вказує на незначні втрати адсорбованої води. ІЧ-спектри каолінів, випалених при 613 К, характеризуються послабленням інтенсивностей смуг поглинання гідроксильних груп в області 3600- 3700 см-1 (починається дегідратація каоліну). В інфрачервоних спектрах досліджуваних зразків, термооброблених при 893 К, повністю зникають смуги поглинання гідроксильних груп в області 3600-3700 см-1.

На ІЧ- спектрах каолінів, випалених при температурах 893 К і вище, виявлені зміни, що вказують на структурні порушення головним чином в октаедрічних шарах кристалічної ґратки каоліну. Інфрачервоні спектри каолінів, випалених при 853 К і вище вказують на те, що підвищення температури випалу приводить до порушення зв'язків між тетра- і октаедрічними сітками каолінітового шару, тому що відбувається послаблення кристалічної структури. Це підтверджує зникнення смуги поглинання 900-920 см-1, що відбувається при розриві зв'язку Н-O-Al; змінюється розщеплення смуги SiO- - валентних коливань - дублет при 1000, 1030 см-1; різко зменшується інтенсивність смуги Sі-O-Al деформаційних коливань при 520 см-1. Наяність широких смуг поглинання з максимумами 1050, 800, 530, 440 см-1, що належать відповідно SiO- - валентним і деформаційним коливанням вихідного каоліну, вказує на збереження деякої упорядкованості тетраедрічних сіток кристалічних ґраток.

Хімічний склад досліджуваних каолінів близький до теоретичної формули Al2O3 х 2 SіО2 х 2Н2О. Встановлено незначний вміст забарвлюючих домішок: так, для каолінів марки КН-83 вміст оксидів заліза складає 0,68 %, знижуючись в процесі випалу при 1223 К до 0,34 %.

За даними гранулометричного аналізу, досліджувані вихідні каоліни однорідні по складу і представляють собою високодисперсні порошки, що містять 82,0 - 87,5 мас.% фракції з розміром часток менш 0,001 мм. Найбільш високодисперсним з них є каолін марки КВФ-91. При випалі розміри часток каолінів зростають, що обумовлено процесами агрегації. Вміст фракції з розміром часток менш 0,001 мм знижується до 67 мас. %, зростає вміст часток з розмірами більше 0,001 мм і з'являється фракція з розміром часток більше 0,063 мм. Попри це, білизна наповнювача зростає, що може бути обумовлено зменшенням вмісту вільних оксидів заліза.

Кількісно оцінено властивості каолінів, що можуть характеризувати їх як наповнювачів. Українські каоліни мають слідуючі властивості: показник густини змінюється від 2,74 до 2,97 г/см3, питома поверхня дорівнює 1,22-1,85 м2/г, маслоємність складає від 40 до 46 мас. %, коефіцієнт ліофільності дорівнює 1,87 -1,97. В порівнянні з ними, природні каоліни родовища Джорджії мають більш високі показники дисперсності 3,22 - 3,59 м2/г, маслоємності - 90-92 %, коефіцієнту ліофільності 2,41-2,49, що при еквівалентному наповненні має призвести до одержання композицій з більш високою в'язкістю.

Термічна обробка помітно змінює фізико-хімічні властивості каолінів. Мінімальні значення густини, змочування при натіканні по воді і бензолу, максимальні значення питомої поверхні та маслоємності спостерігаються в інтервалі температур 723-1123 К (густина та змочування при натіканні по воді і бензолу складають 2,67 - 2,81 г/см3, 0,56 - 0,62 і 0,26-0,32 відповідно; питома поверхня та маслоємність дорівнюють 1,93-1,97 м2/г і 56-58 %, в залежності від марки каолінів). В діапазоні 1173 - 1323 К зростають показники густини, змочування при натіканні, та зменшуються питома поверхня і маслоємність каолінів.

Четвертий розділ присвячений дослідженню процесів взаємодії в системах мінеральний наповнювач - поліорганосилоксан.

З метою досягнення високої ефективності диспергування та порівняльної її оцінки обрані кульові і бісерні млини.

Встановлено методом електронної мікроскопії, що в процесі диспергування частки гексагональної форми природного каоліну подрібнюються і втрачають чітке огранення; агреговані частки випаленого каоліну руйнуються, зменшуються їх розміри. В процесі помелу частки природних та випалених каолінів стають однаковими за формою і розмірами (менш 1 мкм).

Процес механоактивації супроводжується взаємодією поліметилфенілсилоксану з каолінами, вже після диспергування протягом 8-10 годин (табл. 2).

Таблиця 2

Зміни властивостей поверхнi досліджуваних каолінів

Марка каоліну	Змочування по воді	Змочування по бензолу	Ефективна питома поверхня по бензолу, м2/г
Природний каолін
КН-83	0,60 / 0,04	0,32 / 3,50	26 / 40
КВФ-91	0,61/ 0,02	0,31 / 3,59	27 / 45
ASP-170	1,30 / 0,02	0,57 / 3,56	21 / 38
Випалений каолін
КН-83	0,94 / 0,02	0,45 / 4,71	15 / 38
КВФ-91	1,10 / 0,02	0,52 / 4,24	16 / 41
SAT-5HB	1,30 / 0,04	0,54 / 4,50	23 / 42

*У чисельнику дані вихідних каолінів, у знаменнику - після диспергування і відмивання бензолом.

Показано, що дисперговані в середовищі поліорганосилоксану, природні та випалені каоліни мають високу гідрофобність = 0,01 … 0,004 і практично не змочуються водою (Вн= 0,04…0,02). Після механоактивації вони краще змочуються бензолом, що характеризується значеннями В'н в межах 3,50 - 4,71. Найбільші зміни дисперсності зазнають каоліни, що пройшли термічну обробку - питома поверхня наповнювачів марок КН-83 та КВФ-91 після механоактивації збільшується в 2,5 рази.

Наявність процесів взаємодії поліорганосилоксану з поверхнею наповнювача підтверджується і даними диференційно-термічного та ІЧ-спектрального методів аналізу.

На кривих ДТА природного та випаленого каолінів після механоактивації спостерігаються екзоефекти, пов'язані з термодеструкцією органічних груп поліорганосилоксана з максимумом при температурах 893-923 К (кульовий млин) та при температурах 753-763 К та 963-973 К (бісерний млин). Крім того, спостерігається збільшення на 30-35 % площі й інтенсивності ендоефекту на кривих ДТА модифікованих природних каолінів у порівнянні з вихідними зразками. Втрата маси відмитих природних і випалених каолінів складають 13,50 -15,27 та 2,75- 4,27 мас.% відповідно, порівняно з 11,25 -12,50 та 0 - 0,50 мас. % у вихідних матеріалів. Втрата маси невідмитих природних і випалених каолінів складають відповідно 22,10 -25,20 та 13,50- 18,11 мас.%. Зіставлення втрат маси природних і випалених каолінів свідчить, що адсорбція поліметилфенілсилоксану на поверхні випаленого каоліну помітно вища, ніж на поверхні природного. Цю відмінність варто віднести до механоініційованого підвищення адсорбційної здатності випаленого каоліну. Підтвердженням сказаному служить збільшення питомої поверхні наповнювача.

На ІЧ-спектрах каолінів після механохімічної обробки і подальшого відмивання в кип'ячому бензолі відмічені смуги поглинання, що належать зв'язкам Si-С6Н3 і Si - СН3 (730, 1040 - 1120, 3040 - 3060 і 800 - 820, 1250 - 1270, 1400 - 1470, 2600 - 2990 см -1) не характерні для вихідних матеріалів, інтенсивність смуг поглинання метильного радикала дещо вища, ніж для фенільного. Вказане дає підставу твердити про можливість незворотної сорбції поліметилфенілсилоксану. Смуги поглинання, характерні для зв'язків атома кремнію з метильним і фенільним радикалами, виражені слабкіше, а смуги 3620-3700 см-1 практично відсутні, що підтверджує хімічну прививку поліметилфенілсилоксану на поверхні каоліну за участю силанольних груп. Інтенсивність смуг поглинання на ІЧ-спектрах невідмитого каоліну, характерних для зв'язку кремнію з метильним та фенільним радикалами вища в середньому на 25 %, що пояснюється фізичною адсорбцією поліметилфенілсилоксану.

П'ятий розділ містить результати досліджень експлуатаційних властивостей лакофарбових матеріалів на основі каолінів.

З урахуванням виявлених закономірностей змін властивостей каолінів під час випалу та протікання процесів взаємодії в системі поліметилфенілсилоксан - каолін розроблено рецептури кремнійорганічних композицій, що містять природні й випалені каоліни та оксидні пігменти, де співвідношення мінерального наповнювача і кремнійорганічного лаку складає 65:35 мас. % (по сухому залишку лаку). Їх технологічні властивості знаходяться на рівні: сухий залишок складає 56-58 мас.%, вихідна в'язкість - 40-50 с. (візкозиметр ВЗ-246), максимальна покрівельна здатність 115-125 г/м2 отримана для складів КО20 - КО25. Доведено можливість змін вказаних властивостей в досить широкому інтервалі, за рахунок виду та співвідношення компонентів системи. Отримані склади можливо використовувати в якості базових, одержуючи емалі різних кольорів, шляхом введення в композиції КО1 - КО25 пігментів та пігментних паст.

Визначено режими затвердження композицій (повітряна сушка; термообробка при 453-503 К; введення диетиламіну до 3,5 % від маси композиції). Встановлено, що максимальну твердість - 0,33 умовн. од. мають кремнійорганічні покриття, наповнені випаленими каолінами, затверджені диетиламіном. Аналогічно змінюється показник мікротвердості покриттів. Ступінь полімеризації кремнійорганічних матеріалів по вмісту гель-фракції становить 76,6 - 87,7 мас. %.

Фізико-механічні властивості розроблених покриттів такі: міцність на удар дорівнює - 4,4 - 5,5 Нм; еластичність при згинанні складає 1 - 3 мм; адгезія до стальних підкладок оцінюється в 1-2 бали. Попередній випал каолінів зумовлює поліпшення властивостей наповнених ними композиційних матеріалів. Міцність на удар у таких покриттів збільшується на 18- 25%, твердість та мікротвердість - на 15 -22 %, покрівельна здатність на 5 -10 %, крайовий кут змочування на 8- 27%; вологопоглинання зменшується в 4-10 раз залежно від марки каоліна.

Декоративні властивості розроблених покриттів КО4-КО19 оцінені по оптичних показниках та визначенню граничних значень білого кольору по рівняннях стандарту ISO 11475 / 1998.

Показники білизни складів КО4 - КО11, наповнених вихідними каолінами, змінюються в межах 58 - 68%, в залежності від марки наповнювача. Мінімальне відхилення від білизни зафіксовано для покриттів КО6, КО7, КО10, КО11- від 9,6 до 10,2 к. п. в. Для складів КО12-КО19, наповнених випаленими каолінами, показник білизни змінюється в діапазоні від 61 до 85%. Мінімальне відхилення від білизни - 4.9 - 5.5 к. п. в. належить покриттям КО14-КО17. Колірний тон покриттів КО4-КО19 змінюється від жовтого до жовтогарячого ( =581-590 нм). Найкращі показники чистоти тону та світлоти, які складають 5-10 та 90-94 % відповідно, отримані для складів КО6 - КО11 та КО14-КО17, наповнених вихідними або випаленими каолінами марок ASP-170, КАО-89, КВФ-91.

Таким чином, за результатами проведених досліджень оптичних властивостей покриттів КО4-КО19, встановлено, що максимальні показники мають кремнійорганічні матеріали, наповнені вихідними каолінами марок КАО-89 та ASP-170 та випаленими каолінами КАО-89, КВФ-91.

Оцінка рівня захисних властивостей розроблених кремнійорганічних покриттів показала, що після випробування на водостійкість, вологостійкість, вологопоглинання не виявлено змін зовнішнього вигляду, гідрофобності покриттів та корозії підкладок. Після випробувань на вологопоглинання протягом 5 діб максимальні значення крайових кутів змочування склали 103-106 град., а мінімальні значення вологопоглинання - 0,06-0,28 мас.% для покриттів, наповнених випаленими каолінами.

Розроблені кремнійорганічні покриття забезпечують також ефективний захист металів у корозійно-активних середовищах. Після перебування у 3% розчині хлориду натрію протягом 36 діб, електричний опір змінюється в межах 5109...1,81011 Ом. Максимальні значення електричного опіру належать покриттям, наповненим випаленим каоліном, що свідчить про позитивний вплив попереднього випалу наповнювача на протикорозійні властивості покриттів.

Покриття витримали 50 циклів заморожування - розмерзання, 60 діб в кріостаті при -40оС та від 10 до 60 годин УФ-випромінювання, залежно від вида каоліну. Натурні випробування розроблених покриттів протягом 5 років (м. Київ) засвідчили, що зовнішний вигляд залишається без змін, гідрофілізації, крейдування поверхні зразків не спостерігається. Зберігаються захисні властивості покриттів.

З урахуванням результатів досліджень, розроблено ТУ У В. 2.7-249819 7.345-2002 “Емаль кремнійорганічна КО-168МК”, згідно з якими на Дослідному виробництві Iнституту хімії високомолекулярних сполук та ДП “Колоран” (м. Київ) випущено та випробувано дослідно-промислову партію кремнійорганічного захисного покриття. На підставі випробувань встановлено, що отримана кремнiйорганiчна емаль, по сукупності експлуатаційних властивостей, не поступається аналогiчним за призначенням лакофарбовим матерiалам вітчизняних виробників і може бути використана в якостi фасадної емалi. Прогнозований термін служби кремнійорганічного захисного покриття складає: на цеглі і залізобетоні - 15 років, на сталі - 5 років в умовах дії агресивного середовища хімічного виробництва. Наведенi результати підтверджено актами випуску та випробувань дослідно-промислової партії композиційного лакофарбового матеріалу.

ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ

1.Аналіз сучасного стану наукових досліджень з питань хімії і технології активних світлих наповнювачів засвідчив перспективність використання попередньо збагачених каолінів вітчизняних родовищ в складі захисно-декоративних лакофарбових матеріалів. Наведено оцінку рівня їх оптичних, фізико-хімічних і експлуатаційних властивостей та методів керованої зміни останніх.

2.Доказані принципова можливість і перспективність суттєвого покращення оптичних властивостей каолінів Просяновського родовища шляхом термоактивації (1173-1223 К протягом 1 год.). Їх білизна зростає на 3-5%, а насиченість тону зменшується в 2 рази в порівнянні з вихідними матеріалами, що відповідно перевищує показники каолінів родовища Джорджія на 1-4% та в 4 рази.

3.З використанням методів фізико-хімічного аналізу досліджено зміни в структурі каолінів при термоактивації. В інтервалі температур 473-1223 К протікають процеси, зумовлені дегідратацією, частковим руйнуванням кристалічної гратки, ізоморфним заміщенням та агрегацією. Подано кількісну оцінку змін властивостей термоактивованих каолінів (питома поверхня зменшується на 20-35%, густина зростає до 3,04 г/см3, коефіцієнт ліофільності зростає до 1,9-2,1, маслоємність змінюється в межах від 46 до 52%).

4.Запропоновано поєднання термоактивованих каолінів з поліметилфенілсилоксаном механохімічним методом з використанням кульових та бісерних млинів. Встановлені оптимальні режими отримання композицій на основі каолінів (співвідношення наповнювач: кремнійорганічний лак 65:35, час помелу в кульових млинах - 8-10 год., бісерних - 15-20 хв., дисперсність каоліну після помелу - близько 1 мкм).

5.Встановлено, що процес взаємодії каолінів з поліметилфенілсилоксаном при механоактивації протікає з руйнуванням їх структури та збільшенням питомої поверхні до 40-45 м2/г, значним зростанням гідрофобності поверхні (коефіцієнт ліофільності змінюється з 1,9-2,1 до 0,01-0,004) та фізичною і хімічною адсорбцією поліорганосилоксану (до 2,77 - 3,35 мас.%).

6.З врахуванням особливостей процесів фізико-хімічної взаємодії в системі поліметилфенілсилоксан - каолін різного ступеню термоактивації розроблено склади базових декоративно-захисних лакофарбових покриттів. Показано, що застосування термоактивованих каолінів зумовлює підвищення білизни кремнійорганічних покриттів на 5,2-25,0 %.

7.Визначено технологічні властивості (в'язкість - 40-50 с. по ВЗ-4, сухий залишок - 56-58 мас.%, покрівельна здатність - 115-125 г/м2), оптимальні режими затвердження (48 год. повітряна сушка, термообробка при 453-503 К 1 год., введення до 3,5 мас.% диетиламіну). Використання термоактивованих каолінів у складі кремнійорганічних покриттів підвищує їх міцність на удар (18-25%), твердість і мікротвердість (8-27%), покрівельну здатність (5-10%), зменшує вологопоглинання (в 4-10 разів).

8.Прискорені (50 циклів заморожування - розмерзання, 60 діб в кріостаті при -40оС, 60 годин УФ-випромінювання) та натурні - протягом 5 років (м. Київ) кліматичні випробування показали, що розроблені кремнійорганічні покриття мають високу стійкість до дії факторів навколишнього середовища і запобігають руйнуванню підкладки.

9.Розроблені покриття забезпечують високу корозійну стійкість металу в середовищі 3% розчину хлориду натрію. Зменшення електричного опору складає 0,1-0,01%. Максимальні значення електричного опору і корозійної стійкості мають покриття, наповнені випаленим каоліном, для яких опір зменшується з 1012 до 1010 Ом?м.

На підставі проведених досліджень розроблено і затверджено Технічні умови ТУ У В. 2.7-249819 7.345-2002 “Емаль кремнійорганічна КО-168 МК”. Дослідним виробництвом Iнституту хімії високомолекулярних сполук НАН України та ДП “Колоран” (м. Київ) випущено та випробувано дослідно-промислову партію кремнійорганічного захисно-декоративного покриття згідно вимог цих ТУ в кількості 12,5 т. Показано, що розроблене покриття знаходиться на рівні кращих вітчизняних аналогів.

ПЕРЕЛІК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

Статті у наукових виданнях:

1.Свидерский В.А., Бондаренко Е.А. Особенности применения каолина в кремнийорганических покрытиях // Сборник Украинского Научно-исследовательского института строительных материалов и изделий “НИИСМИ”. - 2000. - №15. - С. 65-66.

Здобувачеві належать організація та участь у проведенні експериментальних досліджень, обробка та аналіз отриманих даних.

2.Свiдерський В.А., Бондаренко .А. Оптичнi властивостi каолiну i кремнiйорганiчних покриттiв на його основi // Хiмiчна промисловiсть України. - 2000. - № 3. - С. 13-15.

Здобувачем запропонована методіка проведення експериментальних досліджень та узагальнення їх результатів.

3.Свидерский В.А., Бондаренко Е.А. Особенности взаимодействия каолинов с кремнийорганическим пленкообразователем // Экотехнологии и ресурсосбережение. - 2000. - № 6. - С. 18-20.

Здобувачем проведено експериментальні дослідження та узагальнення їх результатів.

4.Бондаренко Е.А., Федоренко М.А., Бондаренко Ю.А. Перспективы применения алюмосиликатов в защитных кремнийорганических эмалях для механического оборудования строительных материалов // Материалы межвузовского сборника статей “Энергосберегающие технологии в дорожной и строительной технике”. - Белгород: Изд-во БелГТАСМ.. - 2002. - С. 38-41.

Здобувачеві належать організація та участь у проведенні експериментальних досліджень, обробка та аналіз отриманих даних.

5.Бондаренко Е.А., Федоренко М.А., Бондаренко Ю.А. Защитные кремнийорганические покрытия, наполненные алюмосиликатами, для механического оборудования промышленности строительных материалов // Материалы межвузовского сборника статей “Энергосберегающие технологии в дорожной и строительной технике”. - Белгород: Изд-во БелГТАСМ.. - 2002. - С. 42-46.

Здобувачеві належать організація та участь у проведенні експериментальних досліджень, обробка та аналіз отриманих даних.

Патент:

6.Кремнiорганiчна композицiя для фасадних захисних покриттiв: Пат. № 55280А Україна, МПК 7 С 09 Д 183/05 / В.А. Свiдерський, .А. Бондаренко. - № 2002107900; Заявлен 04.10. 02; Опубл. 17.03.03. Бюл. №3. - 2 с.

Здобувачем запропонована технічна ідея патенту, методика експериментальних досліджень та проведено узагальнення одержаних результатів.

Тези доповідей:

7Бондаренко Е.А. Особенности использования алюмосиликатов в кремнийорганических покрытиях // Материалы Международной научно-технической конференции “Композиционные материалы”. - К.: НТУУ “КПИ”. - 1998. - С. 16-17.

8.Свiдерський В.А., Бондаренко .А. Оптичнi властивостi випаленого каолiну // Матерiали Мiжнародної науково-практичної конференцiї “Проблеми оптики та її освiтнього аспекту на порозi 3-го тисячолiття”. - К.: Київський університет. - 1999. - С. 28.

Здобувачем проведено експериментальні дослідження та узагальнення їх результатів.

9.Бондаренко .А. Перспективи використання каолiну у лакофарбових матерiалах // Матерiали регіональної конференції молодих вчених та студентів з актуальних питань хімії “. - Дніпропетровськ: УДХТУ. - 2000. - С. 103.

10.Бондаренко Е.А. Защитно-декоративные кремнийорганические эмали, наполненные каолинами // Материалы второй Международной научно-технической конференции “Композиционные материалы”. - К.: НТУУ “КПИ”. - 2001. - С. 59.

АНОТАЦІЇ

Бондаренко Є.А. Кремнійорганічні захисно-декоративні покриття на основі каоліну. - Рукопис.

Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук за фахом 05.17.11 - технологія тугоплавких неметалічних матеріалів. - Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут”, Київ, 2003.

У дисертації проаналізовано сучасний стан питання хімії і технології активних світлих наповнювачів та встановлено перспективність використання попередньо збагачених каолінів вітчизняних родовищ у складі захисно-декоративних лакофарбових матеріалів. Доведено принципову можливість і перспективність істотного поліпшення оптичних властивостей каолінів Просяновського родовища шляхом термоактивації (1173-1223 К протягом 1 год.). Їх білизна зростає на 3-5%, насиченість тону зменшується в 2 рази в порівнянні з вихідними каолінами.

Встановлено оптимальний режим одержання композицій на основі каолінів. Механоактивація каолінів у присутності поліметилфенілсилоксану супроводжується фізичною і хімічною адсорбцією полімеру (до 2,77-3,35 мас. %).

З урахуванням особливостей процесів фізико-хімічної взаємодії в системі "поліметилфенілсилоксан - каолін" розроблені склади базових захисно-декоративних лакофарбових покриттів. Використання випалених каолінів у складі кремнійорганічних покриттів підвищує міцність при ударі (18-25%), твердість і мікротвердість (8-27%), покрівельну здатність (5-10%), зменшує вологопоглинання (в 4-10 разів).

На підставі проведених досліджень розроблено Технічні умови ТУ У В. 2.7-249819 7.345-2002 "Емаль кремнійорганічна КО-168МК” та випущено дослідну партію емалі.

Ключові слова: кремнiйорганiчнi полімери, каоліни, лакофарбові матеріали.

Бондаренко Е.А. Кремнийорганические защитно-декоративные покрытия на основе каолина. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.17.11 - технология тугоплавких неметаллических материалов. - Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт", Киев, 2003.

В диссертации проанализировано современное состояние научных исследований по вопросам химии и технологии активных светлых наполнителей и установлена перспективность использования предварительно обогащенных каолинов отечественных месторождений в составе защитно-декоративных лакокрасочных материалов. Приведена оценка уровня их оптических, физико-химических и эксплуатационных свойств, а также методов управляемого изменения последних.

Доказана принципиальная возможность и перспективность существенного улучшения оптических свойств каолинов Просяновского месторождения путем термоактивации (1173-1223 К на протяжении 1 ч.). Их белизна возрастает на 3-5%, насыщенность тона уменьшается в 2 раза в сравнении с исходными каолинами. Изменения в структуре каолинов при термоактивации исследованы методами физико-химического анализа; установлено, что в интервале температур 473-1223 К протекают процессы, обусловленные дегидратацией, частичным разрушением кристаллической решетки, изоморфным замещением и агрегацией. Определено изменение свойств обожженных каолинов - удельная поверхность уменьшается на 20-35%, плотность возрастает до 3,04 г/см3, коэффициент лиофильности возрастает до 1,9-2,1, маслоемкость изменяется в пределах 46-52 %.

Предложено механохимическое совмещение обожженных каолинов с полиметилфенилсилоксаном с использованием шаровых и бисерных мельниц. Установлен оптимальный режим получения композиций на основе каолинов (соотношение наполнитель: кремнийорганический лак 65:35, время помола в шаровых мельницах - 8-10 ч., бисерных - 15-20 мин., дисперсность каолина после помола - около 1 мкм). Установлено, что механоактивация каолинов в присутствии полиметилфенилсилоксана сопровождается разупорядочиванием поверхностного слоя и увеличением удельной поверхности до 40-45 м2/г, значительным возрастанием гидрофобности поверхности (коэффициент лиофильности изменяется с 1,9-2,1 до 0,01 -0,004) и физической и химической адсорбцией полиорганосилоксана (до 2,77-3,35 мас. %).

С учетом особенностей процессов физико-химического взаимодействия в системе “полиметилфенилсилоксан - каолин” разработаны составы базовых декоративно-защитных лакокрасочных покрытий. Показано, что применение обожженных каолинов обусловливает повышение белизны кремнийорганических покрытий на 5,2-25,0 %.Определены технологические свойства (вязкость - 40-50 с. по ВЗ-4, сухой остаток - 56-58 мас. %, укрывистость - 115-125 г/м2), оптимальные режимы отверждения (48 ч. воздушная сушка, термообработка при 453-503 К, введение до 3,5 мас. % диетиламина). Использование обожженных каолинов в составе кремнийорганических покрытий повышает их прочность при ударе (18-25%), твердость и микротвердость (8-27%), укрывистость (5-10%), уменьшает водопоглощение (в 4-10 раз).

Ускоренные климатические испытания - 50 циклов замораживания - оттаивания, 60 суток в криостате при -40оС, 60 часов Уф-излучения, а также натурные климатические испытания на протяжении 5 лет (г. Киев) показали, что разработанные кремнийорганические покрытия имеют высокую стойкость к воздействию факторов окружающей среды и предотвращают разрушение подложки. Разработанные покрытия обеспечивают высокую коррозийную стойкость металла в среде 3% раствора хлорида натрия. Уменьшение электрического сопротивления составляет 0,1-0,01%. Максимальные значения электрического сопротивления и коррозионной стойкости имеют покрытия, наполненные обожженным каолином.

На основании проведенных исследований разработаны и утверждены Технические условия ТУ У В. 2.7-249819 7.345-2002 "Эмаль кремнийорганическая КО-168МК", в соответствии с которыми на Исследовательском производстве Института химии высокомолекулярных соединений и ГП "Колоран" (г. Киев) выпущена и испытана опытно-промышленная партия кремнийорганического защитно-декоративного материала в количестве 12,5 т. На основании испытаний установлено, что полученная кремнийорганическая эмаль, по совокупности эксплуатационных свойств, не уступает аналогичным отечественным лакокрасочным материалам и может быть использована в качестве фасадной эмали. Прогнозируемый срок службы кремнийорганического защитного покрытия составляет: на подложке из кирпича и железобетона - 15 лет, на стали - 5 лет в условиях действия агрессивной среды химического производства.

Разработанные кремнийорганические композиции защищены Патентом Украины на изобретение № 55280А “Кремнiорганiчна композицiя для фасадних захисних покриттiв”

Ключевые слова: кремнийорганические полимеры, каолины, лакокрасочные материалы.

Bondarenko E.A. Kaolin based silicone-organic protective-decorative coatings. - a Manuscript.

The Thesis on competition degree candidate of the technical sciences on professions 05.17.11 - technology silicate and refractory non-metallic building materials. - a National technical university of the Ukraine "Kiev polytechnical institute", Kyiv, 2003.

In a thesis the state of the art of a problem of chemistry and technology of fissile light filling materials is parsed and the prospects of usage of previously enriched kaolins of domestic fields in a structure protective and decorative paints is established. The principled capability and prospects of substantial improvement of an optical behaviour of Prosianovsk field kaolins demonstrated by thermal treatment (1173-1223 K during 1 hours). Their whiteness increases on 3-5 %, the saturation of tone decreases in 2 times in matching with initial kaolins.

The optimum regime of obtaining of kaolin based compositions is established. Mechanical activation of kaolins in presence of polymethylphenylsiloxane is accompanied by a physical and chemical adsorption of polymer (up to 2,77-3,35 %w).

With allowance for of features of processes of a physicochemical interaction in a system “ poly - methylphenilsiloxane - kaolin ” the structures of base decorative - protective paint coatings are designed. Usage of burnt kaolins in a structure of silicone coatings increases their strength at impact (18-25 %), hardness and microhardness (8-27 %), hiding power (5-10 %), reduces water absorption (at 4-10 of time).

It is ground of the conducted researches the Technical condition of the technical specifications ТУ У В 2.7-249819 7.345-2002" Enamels silicone KO - 168МК” has been daveloped and the experimental batch of an enamel is exhausted.

Key words: silicone polymers, kaolins, paint material.

Размещено на Allbest.ru