Weather Resistance of Organosilicate Coatings in a Tropical Climate Depending on the Choice of the Pigment

V. I. Voshchikov; Вощиков В. И.; L. N. Krasil’nikova; Красильникова Л. Н.; Chi Văn Nguyên; Nguyên Chi Văn; A. M. Nikolaev; Николаев А. М.; V. A. Aseev; Асеев В. А.; O. A. Shilova; Шилова О. А.

doi:10.31857/S0132665123600346

Weather Resistance of Organosilicate Coatings in a Tropical Climate Depending on the Choice of the Pigment

Authors: Voshchikov V.I.¹, Krasil’nikova L.N.¹, Nguyên C.V.², Nikolaev A.M.¹, Aseev V.A.³, Shilova O.A.¹^,4
Affiliations:
1. Grebenshchikov Institute of Silicate Chemistry, Russian Academy of Sciences, 199034, St. Petersburg, Russia
2. Coastal Branch, Joint Vietnam–Russia Tropical Science and Technology Research Center, 5712, Nha Trang, Vietnam
3. ITMO University, 199034, St. Petersburg, Russia
4. St. Petersburg State Electrotechnical University “LETI”, 197022, St. Petersburg, Russia
Issue: Vol 49, No 6 (2023)
Pages: 689-699
Section: Articles
URL: https://rjmseer.com/0132-6651/article/view/663385
DOI: https://doi.org/10.31857/S0132665123600346
EDN: https://elibrary.ru/EMHFZP
ID: 663385

Cite item

Full Text

Open Access
Restricted Access

Access granted
Restricted Access

Subscription Access

Abstract

The results of a study of the weather resistance of protective and decorative organosilicate coatings prepared using organosilicate compositions based on polydimethylphenylsiloxane as a binder and hydrosilicates as fillers are presented. The color of the coatings varies due to the use of pigments: natural FeOx minerals of yellow, red-brown, and brown shades of flowers. Using X-ray phase and X-ray fluorescence (XRF) analysis, it is established that the composition of minerals is primarily determined by iron oxides in the crystalline modification of hematite (α-Fe2O3) and goethite (α-FeO(OH)). Pigments contain a small number of impurity compounds of a number of elements that contribute to the color range of the coatings. Organosilicate coatings are exposed for 11 months in the tropical climate of two climatic zones of Vietnam (in the suburbs of Nha Trang and Ho Chi Minh City). The high corrosion resistance and color stability of the coatings are established during the entire test period. According to slight changes in the color and gloss, revealed by spectrophotometric and photoelectric methods, it is shown that higher resistance to solar radiation and other adverse climatic factors is typical for coatings with a brown pigment based on hematite; and the lowest, with a yellow pigment based on goethite.

Keywords

organosilicate coatings, iron oxides, phase composition, color fastness, decorative properties, protective properties

References

Ицко Э.Ф. Экологические проблемы стойкости техники и материалов. Теория и практика натурных испытаний (Сб. докл. науч.-практ. конф. 29 октября–1 ноября 1996 г.). РАН. Ин-т проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцева. Субтропический испытательный центр. М. 1997. С. 126–130.
Андреева Н.П., Павлов М.Р., Николаев Е.В., Славин А.В. Влияние климатических факторов тропического и умеренного климата на свойства лакокрасочных покрытий на уретановой основе // Лакокрасочные материалы и их применение. 2018. № 4. С. 24–28.
Красильникова Л.Н., Макарова Ю.Н., Михалев В.А., Nguyên Văn Chi, Шилова О.А. Исследование цветовых характеристик органосиликатных покрытий с различными пигментами в условиях морского тропического климата // Физика и химия стекла. 2021. Т. 47. № 6. С. 689–696. [Krasil’nikova L.N., Makarova Y.N., Mikhalev V.A., Chi Văn Nguyên, Shilova O.A. Study of the Color Characteristics of Organosilicate Coatings with Various Pigments Under a Tropical Marine Climate. Glass Phys Chem. 2021. 47. 671–675].
Шевченко В.Я., Шилова О.А., Кочина Т.А., Баринова Л.Д., Белый О.В. Экологически безопасные защитные покрытия для транспорта // Вестник Российской академии наук. 2019. Т. 89. № 6. С. 593–602.
Семенова Л.В., Новикова Т.А., Нефедов Н.И. Климатическая стойкость и старение лакокрасочных покрытий // Авиационные материалы и технологии. № 53. М. 2014. С. 31–34.
Антонова М.В., Божевалов Д.Г., Котелевец Н.А., Обухов П.В., Соколов Ю.С. Анализ влияния экстремальных климатических условий на лакокрасочные покрытия и коррозионное поведение металлов // Научный вестник МГТУ ГА. 2009. С. 105–112.
Николаев Е.В., Павлов М.Р., Андреева Н.П., Славин А.В., Скирта А.А. Исследование процессов старения полимерных композиционных материалов в натурных условиях тропического климата Северной Америки. 2018. № 3–4 (20). С. 61–70.
Pauling L.T. The Nature of the Chemical Bond 3 rd ed. New York Cornell Univ. Press. 1960. 664 p.
Морозов А.Н. Синтез и каталитические свойства наноструктурированных покрытий диоксида титана. Дисс. … канд. хим. наук. М. 2014. 127 с.
Берт Ван Хахт Г. Диоксид титана TIPURE R-931 – оптимальное решение проблемы повышения укрывистости лкм для матовых покрытий // Лакокрасочная промышленность. 2008. № 1 С. 20–23.
Rochelle M. Cornell, Udo Schwertman. The Iron Oxides: Structure, Properties, Reactions, Occurrences and Uses, 2nd, Completely Revised and Extended Edition. 2004. 703 p.
Буслаев Г.С., Кочина Т.А., Красильникова Л.Н., Милютина П.А., Шилова О.А. Теплостойкие защитные органосиликатные покрытия для атомной энергетики // Физика и химия стекла. 2020. Т. 46. № 4. С. 444–448. [Buslaev G.S., Kochina T.A., Krasil’nikova L.N., Milyutina P.A., Shilova O.A., Heat-Resistant Protective Organosilicate Coatings for Nuclear Energy // Glass Phys Chem. 2020. 46 (4). 357–359].
Гуревич М.М., Ицко Э.Ф., Середенко М.М. Оптические свойства лакокрасочных покрытий. СПб. Профессия. 2010. 220 с.
Кочергин А.В., Краснобай Н.Г. Состояние рынка железооксидных пигментов и пигментированных наполнителей и перспективы использования природного сырья // ЛКМ. 2003. № 1. С. 3–14.
Новый справочник химика и технолога. Сырье и продукты промышленнсти органических и неорганических веществ. СПб.: АНО НПО Профессионал, 2005. Ч. II. 1142 с.
Libor Machala, Jirí Tucek, Radek Zboril Polymorphous Transformations of Nanometric Iron(III) Oxide: A Review // Chemistry of Materials. 2011. P. 3255–3272.
Каблов Е.Н., Старцев О.В. Фундаментальные и прикладные исследования коррозии и старения материалов в климатических условиях (обзор) // Авиационные материалы и технологии. 2015. № 4 (37). С. 38–52.
Нонг Куок Куанг, Нгуен Ван Чьеу, Май Ван Минь, Фан Ба Ты, Нгуен Ван Чи, Донг Ван Кьен, Ле Хонг Куан, Као Ньят Линь, Ануфриев Н.Г. Результаты натурных испытаний лакокрасочных покрытий для прибрежных сооружений и судов в тропическом климате Вьетнама // Журн. Практика Противокоррозионной Защиты. 2021. Т. 26. № 1. С. 17–27.