Calcium silicate based material as a filler for paint coatings

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Paint coatings with optimal performance properties are an important element in the safety and efficiency of marine and river vessels, as well as other objects exploited in the aquatic environment. In this work for modification of paint and varnish coatings we used a material based on calcium hydrosilicate, obtained by hydrothermal method from technogenic waste in the form of borogypsum. The synthesis product with specific surface 155.2 m2/g and density 3.1 g/cm3 is characterized by the presence of phases of calcium sulfate, tobermorite and xonotlite and consists of mainly from needle particles. The influence of calcium hydrosilicate, partially replacing calcium carbonate, on the properties of paint coatings based on acrylic copolymer has been studied. Physical and mechanical properties, antifouling effect, water absorption and erosion rate of paint coatings were studied.The results of the study showed the efficiency of calcium silicate use to improve the physical and mechanical properties of coatings: an increase in strength by 1.5 times was found. At the same time, the addition of calcium hydrosilicate at partial replacement of calcium carbonate does not decrease the antifouling effect.

Full Text

Restricted Access

About the authors

S. B. Yarusova

Institute of Chemistry, Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: yarusova_10@mail.ru
Russian Federation, Vladivostok

U. V. Kharchenko

Institute of Chemistry, Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: yarusova_10@mail.ru
Russian Federation, Vladivostok

P. S. Gordienko

Institute of Chemistry, Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: yarusova_10@mail.ru
Russian Federation, Vladivostok

S. N. Danilova

North-Eastern Federal University M.K. Ammosova

Email: yarusova_10@mail.ru
Russian Federation, Yakutsk

D. A. Nguyen

Primorsky branch of the Joint Russian-Vietnamese Tropical Research Center

Email: yarusova_10@mail.ru
Viet Nam, Khanh Hoa

I. A. Beleneva

National Scientific Center for Marine Biology, Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: yarusova_10@mail.ru
Russian Federation, Vladivostok

D. Kh. Shlyk

Institute of Chemistry, Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: yarusova_10@mail.ru
Russian Federation, Vladivostok

References

  1. Liang H., Shi X., Li Y. // Coatings. 2024. V. 14. P. 1487. https://doi.org/10.3390/coatings14121487
  2. Yan Z., Zhou D., Zhang Q. et al. // Desalination. 2023. V. 553. P. 116504. https://doi.org/10.1016/j.desal.2023.116504
  3. Perera D.Y. // Prog. Org. Coat. 2004. V. 50. P. 247. https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2004.03.002
  4. Коврижкина Н.А., Кузнецова В.А., Силаева А.А. и др. // Авиац. матер. технол. 2019. №4. С. 41.
  5. Кузнецова В.А., Е.А. Тимошина, Г.Г. Шаповалов и др. // Труды ВИАМ. 2023. № 10. С.132–144.
  6. Montoya L.F., Muñoz -Rivera I., Jaramillo A.F. et al. // Mater. Chem. Phys. 2025. V. 329. P. 130056. https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2024.130056
  7. Wernera R., Krysztafkiewicza A., Dec A. et al. // Dyes and Pigments. 2001. V. 50. P. 41. https://doi.org/10.1016/S0143-7208(01)00029-8
  8. Buyondo K.A., Kasedde H., Kirabira J.B. // Case Stud. Chem. Environ. Eng. 2022. V. 6. P. 100244. https://doi.org/10.1016/j.cscee.2022.100244
  9. Deng Y., Song G.-L., Zhang T. et al. // Compos. Sci. Technol. 2022. V. 221. P. 109312. https://doi.org/10.1016/j.compscitech.2022.109312
  10. Pourhashema S., Seif A., Saba F. et al. // J. Mater. Sci. Technol. 2022. V. 118. P. 73. https://doi.org/10.1016/j.jmst.2021.11.061
  11. Zhevtun I.G., Mikhailov M.M., Gordienko P.S. et al. // Opt. Mater. 2024. V. 157. P. 116040. https://doi.org/10.1016/j.optmat.2024.116040
  12. Karakaş F., Ҫelik M.S. // Prog. Org. Coat. 2012. V. 74. P. 555. https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2012.02.002
  13. Abdalla J.A., Thomas B.S., Hawileh R.A. et al. // Clean. Mater. 2022. V. 4. P. 100061. https://doi.org/10.1016/j.clema.2022.100061
  14. Guerra-Garcés J., García-Negrete C.A., Pastor-Sierra K. et al. // Mater. Today Sustain. 2022. V. 19. P. 100166. https://doi.org/10.1016/j.mtsust.2022.100166
  15. Grodzka J., Krysztafkiewicz A., Jesionowski T. // Adv. Powder Technol. 2005. V. 16. P. 181. https://doi.org/10.1163/1568552053621678
  16. Somtürk S.M., Emek İ.Y., Senler S. et al. // Prog. Org. Coat. 2016. V. 93. P. 34. https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2015.12.014.
  17. Wolfe M.A. // Paints Coat. Ind. 2012. V. 28. https://www.pcimag.com/articles/96381-calcium-metasilicate-maintains-performance--minimizes-cost
  18. Karle A.H., Tungikar V.B. // Mater. Today: Proc. 2021. V. 45. P. 5153. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2021.01.688
  19. Skachkov V.M., Pasechnik L.A., Medyankina I.S. // Russ. J. Inorg. Chem. 2023. V. 68. № 11. P. 1532. https://doi.org/10.1134/s0036023623602040
  20. Папынов Е.К., Ярусова С.Б. Функциональные керамические и композитные материалы практического назначения: синтез, свойства, применение: монография / Под науч. ред. акад. РАН В.И. Сергиенко; Владивосток: Изд-во ВВГУ, 2022. 240 с. https://doi.org/10/12466/0677-0-2022
  21. Данилова С.Н., Харченко У.В., Ярусова С.Б. и др. // Керамика и композиционные материалы: тез. докл. X Всероссийской научной конференции. г. Сыктывкар, 26-27 окт. 2021 г. ФИЦ Коми научный центр УрО РАН. С. 88.
  22. Yarusova S.B., Gordienko P.S., Kozin A.V. et al. // IOP Conf. Series: Mater. Sci. Eng. 2018. V. 347. P. 012041. https://doi.org/10.1088/1757-899X/347/1/012041
  23. Gordienko P.S., Yarusova S.B., Buravlev I.Yu. et al. // Russ. J. Phys. Chem. A. 2021. V. 95. P. 38. https://doi.org/10.1134/S003602442101009X
  24. Frydenberg T., Weinell C.E., Dam-Johansen K. et al. // J. Coat. Technol. Res. 2023. V. 20. P. 935. https://doi.org/10.1007/s11998-022-00713-y

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Diffraction pattern of the precipitate obtained as a result of autoclave treatment of boric acid production waste at a temperature of 220°C for 6 hours.

Download (119KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. SEM images of calcium silicate sample.

Download (278KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Thermogravigram of a SC sample dried at a temperature of 20°C.

Download (80KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Antifouling efficiency of coating samples with different fillers: control – unpainted plexiglass panel; antifouling coatings: coating 1 – with CaCO3 as a filler; coating 2 – with partial replacement of CaCO3 with calcium hydrosilicate; coating 3 – with complete replacement of CaCO3 with calcium hydrosilicate.

Download (1MB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Water sorption and coating erosion rates with varying filler composition.

Download (79KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».