Тезисы
апрель 2017

Дослідження впливу деполяризаторів на властивості безгрунтових склопокриттів


Чернявська М. О. , Нагорна Т. І. , Науменко С. Ю. , Кислична Р. І. , Голеус В. І.
Химия и современные технологии
Abstract / Full Text

Однією із основних вимог до безґрунтових склопокриттів, що використовуються при емалюванні внутрішньої поверхні сталевих труб при спорудженні систем гарячого водопостачання є їх довговічність. В свою чергу останнє забезпечується необхідними властивостями емалевих фрит (водостійкість і розтічність) та покриттів на їх основі, а саме: гладка щільна поверхня, відповідні до таких покриттів хімічна стійкість і термостійкість та міцність зчеплення емалі з металевою основою.

Враховуючи сучасний економічний стан країни та вартість сировинних матеріалів, що використовуються при виготовленні склофрит для отримання безґрунтових емалевих покриттів, які застосовуються при виготовленні емальованих труб на підприємствах України, перед нами була поставлена задача, яка заключалась у розробці емалей зі зниженим вмістом дорогокоштуючого СоО при збереженні необхідних властивостей.

Нами було проведено дослідження впливу оксидів-деполяризаторів у складі безґрунтових емалей на властивості фрит та покриттів.

Для створення згаданих емалей з необхідними властивостями було проведено коригування хімічного складу уже розробленої на кафедрі хімічної технології кераміки та скла емалі шляхом заміни дорогокоштуючого активатора зчеплення СоО на оксиди- деполяризатори MnO2 і Fe2O3. Вказані заміни проводились за симплекс-гратчастим планом експерименту в кількості 0,1-0,3 мас.%.

Об′єктами досліджень було 10 складів емалей з різним співвідношенням СоО, MnO2 і Fe2O3. Для їх отримання використовували наступні сировинні матеріали: кварцовий пісок, натрієву та калієву селітри, оксид кобальту, соду кальциновану, буру кристалічну, цирконовий концентрат, діоксид титану, плавиковий шпат, марганцеву руду та залізну окалину. Температура в печі під час варки емалей складала 1260-1280°С, термін варки 58-65 хв.

Одержання шлікерів проводилось шляхом мокрого помелу фрит сумісно з вогнетривкою глиною, кварцовим піском, вуглекислим калієм (K2CO3), нітритом натрію (NaNO2), молібденовокислим амонієм [(NH4)6Mo7O24∙4H2O], бурою кристалічною (Na2B4O7∙5H2O) та водою. Експериментальні шлікери наносили на підготовлені до емалювання зразки та елементи сталевих труб, після чого випалювали в муфельній печі в інтервалі температур 840-880°С. Оптимальною для дослідних зразків є температура 860°С.

Результати аналізу властивостей отриманих покриттів свідчать, що на щільність та гладкість склошару позитивно діє MnO2, введений у склад емалі замість СоО в основному в кількості 0,1 мас.%, та вибірково в кількості 0,2 мас.%.

Підвищенню міцності зчеплення сприяє Fe2O3, причому у всіх дослідних концентраціях (0,1-0,2-0,3 мас.%), в той час як MnO2 лише в кількості до 0,2 мас.%.

Розроблені емалі за водостійкістю відносяться до Ι-го гідролітичного класу, покриття мають наступні показники водостійкості (0,006-0,1 мг/см2·год), лугостійкості (0,13-0,21 мг/см2·год), кислотостійкості (0.51-0,62 мг/см2·год) та термостійкості (330-360°С). Міцність зчеплення досліджуваних емалей склала 3,5-5,0 Дж.

Таким чином розроблені склади безґрунтових емалей, ефективність використання яких забезпечується високою термостійкістю, хорошими міцністю зчеплення та корозійною стійкістю, що забезпечує довговічність водопровідних сталевих мереж, які експлуатуються в умовах високої вологості.