Наука

На основе базальтового микропластинчатого наполнителя и эпоксидной смолы создана серия инновационных защитных покрытий барьерного типа БАЗАЛИТ™, обладающих высокими уровнями химической стойкости и механической прочности.

Феномен химической стойкости базальтовых микропластин обусловлен химическим составом самого базальта, который чрезвычайно устойчив к воздействию любых агрессивных сред. По своей природе базальт является смешанным алюмосиликатом. В его химический состав входит до 50% оксида кремния, около 15% оксида алюминия, примерно по 10% оксидов железа и щелочных металлов. Кроме того, в состав базальта входят оксиды магния и титана, а также примеси марганца и воды. Именно такой сбалансированный состав определяет высокую химическую стойкость базальта. А связь Si-O-Si является одной из прочнейших химических связей (энтальпия разрыва ~ 0,5 МДж/моль).

В структуре базальта осуществляется плотнейшая упаковка атомов кислорода, в пустотах которого располагаются ионы электроположительных элементов – тетраэдры силикатов имеют общие атомы кислорода в вершинах и образуют двух- и трехмерные цепи. В связях алюмосиликата важным является периодическое замещение атомов кремния атомами алюминия. Наличие большого количества щелочноземельных металлов и железа приводит к образованию их очень прочных ковалентных связей с полианионами (кремниекислородными). Таким образом "сшивается" многомерная молекулярная неорганическая структура базальта. Ни пресная, ни морская вода не оказывают на базальт никакого воздействия, так как не содержат молекул и ионов, способных разрушить эти связи.

Под действием кислот (за исключением плавиковой) на поверхности базальта образуется пленка поликремниевых кислот (H2SiO3, H4SiO4, H2Si2O5), защищающих его. Под действием фосфорной кислоты образуется еще и пассивирующая пленка фосфатов железа. Устойчивость к щелочам обусловлена содержанием щелочноземельных металлов и железа. При контакте с ней образуются нерастворимые гидроокиси железа, кальция и магния, препятствующие разрушению силикатной структуры.

Таким образом, секрет стойкости базальта – в гармоничном сочетании элементов, делающем его неуязвимым для химического разрушения. Именно из-за своих уникальных характеристик природный материал базальт был выбран для производства микропластинчатого наполнителя композиционных защитных материалов БАЗАЛИТ™.

В качестве наиболее оптимального связующего для базальтовых микропластинок при создании защитного покрытия барьерного типа была выбрана эпоксидная смола. Важнейшим свойством эпоксидной смолы является способность легко превращаться из жидкости в твердое, эластичное и одновременно прочное покрытие. Благодаря совокупности основных эксплуатационных характеристик: адгезии, прочности, химической стойкости, технологичности применения эпоксидные смолы востребованы во многих отраслях промышленности.

Еще один феномен, который обуславливает уникальность защитного покрытия БАЗАЛИТ™ - химические связи базальтового микропластинчатого наполнителя и эпоксидной смолы (Патент РФ № 2306325, PCT/RU 2006/000134).

Вследствие термических нагрузок при плавлении на поверхности базальтовых микропластин накапливается большое количество пиков статического напряжения. При смачивании их эпоксидной смолой за счет поверхностного натяжения смолы и химической связи ее с базальтом (за счет полярных связей) это напряжение снимается, что приводит к сильной адгезии смолы к микропластинам. Наличие же двух поверхностей в сочетании с силами адгезии приводит к слипанию этих слоев с образованием между ними пленки смолы, близкой к мономолекулярной (слой Блоджетт – Ленгмюра). Дополнительно работает эффект коагуляции в коллоидной химии, при котором в стоянии в жидкости плоскости микропластинок располагаются друг к другу так, чтобы площадь взаимодействия между ними была максимальной, а расстояние между слоями – минимальным.

Таким образом, при введении базальтовых микропластин в связующую систему образуется покрытие барьерного типа, в котором пластины расположены параллельно друг другу послойно (в 1 мм покрытия содержит более 200 слоев базальтовых микропластин).

Как следствие, создается мощный барьерный эффект: перекрываясь "внахлест", пластины значительно увеличивают путь агрессивной среды к защищаемой поверхности. Преимущество этой системы - резкое увеличение диффузионной непроницаемости ввиду химической инертности базальта, а также возрастание механической прочности за счет равномерного распределения нагрузок.

В результате лабораторных исследований установлено, что защитные покрытия БАЗАЛИТ™ устойчивы к воздействию агрессивных сред – кислот и щелочей, а также различных видов топлива, (от сырой нефти до нефтепродуктов).

Применение базальтового микропластинчатого наполнителя в эпоксидных защитных покрытиях снижает скорость коррозии в несколько раз по сравнению с аналогичными пластинчатыми наполнителями, такими как стеклянная и керамическая чешуя, рубленое стекловолокно или железистая слюда. Базальтовые микропластины обладают более высокими показателями химической стойкости и механической прочности, а также отличаются более низкой себестоимостью ввиду использования доступного и экономичного сырья. Все это делает их перспективным наполнителем для защитных покрытий барьерного типа.

По сравнению с аналогами защитные покрытия БАЗАЛИТ™ обладают более мощным барьерным эффектом, высокой химической и коррозийной стойкостью, механической прочностью, абразивной и ударной стойкостью, более высокой степенью адгезии к защищаемым поверхностям, значительной устойчивостью к термоударам, а также универсальностью и экологичностью.

Экологичность защитных покрытий БАЗАЛИТ™ обусловлена применением эпоксидных смол, не содержащих органических растворителей, что позволяет производить работы в закрытых помещениях. Данная норма соответствует Директиве ЕЭС № 2004/42/ЕЕС от 21.04.04. "Об ограничении выделения летучих органических соединений в результате применения органических растворителей в лаках и красках".

Непроницаемость базальтовой чешуи для УФ-лучей обеспечивает защиту органической основы от разрушения и значительно увеличивает срок службы покрытия.

Обладая вышеперечисленными характеристиками, инновационные покрытия БАЗАЛИТ™ обеспечивают надежность и долговечность защиты металлических и бетонных поверхностей конструкций и объектов в различных отраслях промышленности.

Серия защитных покрытий под торговой маркой БАЗАЛИТ™ подразделяется на две продуктовые группы – антикоррозионные покрытия и наливные полы.