О механизме защиты стали полиуретановыми покрытиями PU-Stelpant

Выпуск 3(77) от 2015 года.
Страницы 46-62

Е.С. Иванов1, А.Л. Клюев2, А.В. Амежнов3, А.С. Гузенкова4


1ОАО «Всероссийский научно-исследовательский институт коррозии» (ОАО «ВНИИК»), Москва
2Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН, Москва
3ФГУП «ЦНИИЧермет» им. И.П. Бардина, Москва
4Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики НИУ ВШЭ», Москва


Ключевые слова: полиуретан, покрытие, сталь, защита от коррозии, импедансная спектроскопия, электронная микроскопия, фрактальная размерность, механизм защитного действия

Методом импедансной спектроскопии (EIS) и электронной микроскопии (SEM) исследова-ны коррозионные процессы на углеродистой стали с защитными покрытиями PU-Stelpant. Получены импедансные спектры, подобраны эквивалентные схемы, смоделированные элементами импеданса СРЕ, Rs, Rp, Rct, определены значения параметров, дан их анализ и установлена связь с физическими процессами, протекающими на металле под пленкой, в порах и в объеме покрытия. Электронно микроскопическими исследованиями установ-лена фрактальность полиуретановой матрицы, механизм формирования покрытия, его структурные особенности.

Определен основной состав полимерной матрицы и наполни-телей, в значительной степени определяющих эффективность противокоррозионной за-щиты. Введены понятия фрактальной размерности поверхности стали Dfm под покрытием и в порах полимерного покрытия Dfn; рассчитаны значения фрактальных размерностей Dfm и Dfn для индивидуальных и трехслойного покрытия; установлена связь между Dfm и Dfn и параметрами Rp и Rct. Показано, что цинкнаполненное покрытие PU-Zinc обеспечивает катодную защиту и образует физический барьер, затрудняющий проникновение агрес-сивных компонентов среды. Покрытия PU-Mica HS и PU-Mica UV, содержащие минеральные наполнители, обеспечивают защиту за счет создания плотной полимерной матрицы; плос-кие частицы наполнителя создают эффект «черепицы», перекрывая пути проникновения
электролита. Показано, что наиболее эффективно трехслойное покрытие PU-Zinc + PU-Mica HS+ PU-Mica UV.