Анотація до роботи:

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.

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 -40^оС, 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 Омм.

1. 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.

Публікації автора:

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 Є.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. Кремнiєорганiчна композицiя для фасадних захисних покриттiв: Пат. № 55280А Україна, МПК 7 С 09 Д 183/05 / В.А. Свiдерський, Є.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:

7 Бондаренко 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 Є.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 Є.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.