Preparation of Polymer Coatings for Protection of Metal Structures from Corrosive Effects

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Сopolymers and the methodology for their synthesis are presented. In order to protect metal products and structures from the effects of corrosion processes, various fillers for polymer coating were selected: silicon production waste (microsilica) and titanium dioxide, as well as their combined mixtures. The obtained copolymers exhibit good adhesion required for composite protective coatings. An experiment was conducted to evaluate the corrosion resistance of metals subjected to aggressive environment, as well as to determine the hardness and thickness of the obtained polymer coatings. Thus, the corrosion score of the polymer coating with titanium dioxide filler is 2 in 5% NaCl and 5% KOH aggressive media and is 3-4 in acidic media with 10% KOH. Polymer coating with microsilica filler has a corrosion score of 2 in salt and acid aggressive media, but in alkaline media such coating performed worse and has a corrosion score of 4. The best corrosion resistance values are for the series 2 combination polymer coating consisting of methyl methacrylate, styrene and vinyl butyl ether, with a corrosion score of 2 in salt and acid media and a corrosion score of 4 in alkaline media. Series 1, methyl methacrylate, maleic anhydride, and vinyl butyl ether combined coating has the worst corrosion resistance: corrosion score of 4, 5, 6 in 10% H2SO4 and in an alkaline media (5 and 10% KOH), respectively. At the same time, the developed polymer coatings exhibit satisfactory adhesion properties even after the exposure to aggressive media.

About the authors

Vladimir V. Merkulov

Karaganda Industrial University

Email: smart-61@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-0368-3890

Candidate of Chemical Sciences, Associate Professor of the Department of Chemical Technology and Ecology

Temirtau, Kazakhstan

Gulnara A. Ulyeva

Karaganda Industrial University; Qarmet JSC

Email: g.ulyeva@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3600-1318

Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Leading Specialist of the Laboratory of Metallurgy and Flaw Detection of the Center for Analytical Control of Qarmet JSC

Temirtau, Kazakhstan

Anastasia A. Yepaneshnikova

Karaganda Industrial University

Email: aae9909@mail.ru
ORCID iD: 0009-0004-8295-1367

graduate student of the Department of Metallurgy and Materials Science

Temirtau, Kazakhstan

Irina E. Volokitina

Karaganda Industrial University

Author for correspondence.
Email: irinka.vav@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-2190-5672
SPIN-code: 8965-4704

PhD, Professor of the Department of Metallurgy and Materials Science

Temirtau, Kazakhstan

References

  1. Yakupov S.N., Gumarov G.G., Yakupov N.M. Experimental-theoretical method for assessing the stiffness and adhesion of the coating on a spherical substrate. Structural Mechanics of Engineering Constructions and Buildings. 2023; 19(6):577-582. http://doi.org/10.22363/1815-5235-2023-19-6-577-582
  2. Zhangabay N., Baidilla I., Tagybayev A., Anarbayev Y., Kozlov P. Thermophysical indicators of elaborated sandwich cladding constructions with heat-reflective coverings and air gaps. Case Studies in Construction Materials. 2023;(18):e02161. https://doi.org/10.1016/j.cscm.2023.e02161
  3. Kgabi N. A review of current and future challenges in paints and coatings chemistry. J Progress Multidiscipl Res. 2013;(3):75-76. Available from: http://hdl.handle.net/10628/469 (accessed: 12.02.2024)
  4. Khanna A.S. High-Performance Organic Coatings. Materials Science. Woodhead Publ.; 2008. https://doi.org/10.1533/9781845694739
  5. Elnaggar E.M., Elsokkary T.M., Shohide M.A., El-Sabbagh B.A., Abdel-Gawwad H.A. Surface protection of concrete by new protective coating. Construction and Building Materials. 2019;(220):245-252. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat. 2019.117987
  6. Nikolaenko A.A., Djigiris D.D. Patent RU 2306325, Polymer protective barrier coating, Published on 20.09.2007. Bulletin No. 26.
  7. Itsko E.F., Sidorova L.G., Gurvich R.Y., Mulin Y.A., Berzin V.I. Patent RU 2049100 C1, Method of obtaining anticorrosive composition, Published 27.11.1995.
  8. Kuzmitsky G.E., Fedchenko N.N., Alikin V.N., Parakhin A.N., Mokretsov I.I., Mineeva O.I., Obodova T.N. Patent RU 2215763 C1, Composition for anticorrosion coating, Published 10.11.2003.
  9. Merkulov V.V., Ulyeva G.A., Shishov J.D., Almazov A.I. Patent KZ 34563, Composition for protection of metal and concrete structures, Published 04.09.2020.
  10. Merkulov V., Ulyeva G., Akhmetova G., Volokitin A. Synthesis of copolymers for protective coatings. Journal Chemical technology and metallurgy. 2024;59(3):639-646. https://doi.org/10.59957/jctm.v59.i3.2024.18
  11. Bensalah W., Loukil N., Wery M.D.-P., Ayedi H.F. Assessment of automotive coatings used on different metallic substrates. International Journal of Corrosion. 2014: 838054. https://doi.org/10.1155/2014/838054
  12. Sarkar P.K., Naik R.B., Mahato T.K., Naik R.S., Kandasubramanian B. Anticorrosive self-stratified PDMS-epoxy coating for marine structures. Journal of the Indian Chemical Society. 2023;100(1):100865. https://doi.org/10.1016/j.jics.2022.100865
  13. Fernández-álvarez M., Velasco F., Bautista A., Lobo F.C.M., Fernandes E.M., Reis R.L. Manufacturing and characterization of coatings from polyamide powders functionalized with nanosilica. Polymers. 2020;12(10):2298. https://doi.org/10.3390/polym12102298
  14. Pourjavadi A., Fakoorpoor S.M., Khaloo A., Hosseini P. Improving the performance of cement-based composites containing superabsorbent polymers by utilization of nano-SiO2 particles. Materials and Design. 2012;42:94-101. http://doi.org/10.1016/j.matdes.2012.05.030
  15. Fallah F., Khorasani M., Ebrahimi M. Improving the mechanical properties of waterborne nitrocellulose coating using nanosilica particles. Progress in Organic Coatings. 2017;109:110-116. https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2017.04.016
  16. Malaki M., Hashemzadeh Y., Karevan M. Effect of nanosilica on the mechanical properties of acrylic polyurethane coatings. Progress in Organic Coatings. 2016;101:477-485. https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2016.09.012
  17. Hosseinzadeh K., Ganji D.D., Ommi F. Effect of SiO2 super-hydrophobic coating and self-rewetting fluid on two phase, closed thermosyphon heat transfer characteristics: An experimental and numerical study. Journal of Molecular Liquids. 2020;315:113748. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2020.113748
  18. Eduok U., Faye O., Szpunar J. Recent developments and applications of protective silicone coatings: A review of PDMS functional materials. Progress in Organic Coatings. 2017;111:124-163. http://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2017. 05.012
  19. Jain R., Wasnik M., Sharma A., Kr Bhadu M., Rout T.K., Khanna A.S. Development of epoxy, based surface tolerant coating improvised with Zn Dust and SiO2 on steel surfaces. Journal of Coatings. 2014:1-15. https://doi.org/10.1155/ 2014/574028
  20. Ulyeva G.A., Fomina T.A. Metal defects and quality control of metal products. Temirtau: KGIU; 2009. (In Russ.) Ульева Г.А., Фомина Т.А. Дефекты металлов и контроль качества металлопродукции. Темиртау: ГИУ, 2009. 154 с.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

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».