Органосиликатные композиции (ОСК) - уникальные материалы, сочетающие лучшие свойства полимеров и неорганических соединений. ОСК широко применяются для создания защитных покрытий в промышленности, на транспорте, в строительстве. Что представляют собой ОСК, каковы их особенности и области использования? Давайте разберемся!
1. История создания органосиликатных композиций
Первые работы по созданию органосиликатных композиций в СССР были начаты в 1953 году в Институте химии силикатов им. И.В. Гребенщикова АН СССР. Целью было получить термо- и влагостойкие покрытия и герметики с электроизоляционными свойствами для эксплуатации в тропических условиях.
Успешное решение этой задачи послужило толчком к развитию нового научного направления - химической технологии органосиликатных композиций. В начале 1960-х годов вошел в обиход термин «органосиликатные» для обозначения нового вида композиционных материалов на основе органодисперсных систем.
Первое промышленное производство органосиликатных композиций в СССР было организовано в 1959 году на заводе им. Н.А. Морозова во Всеволжском районе Ленинградской области.
Среди основателей этой области знаний можно выделить таких ученых, как Б.Н. Долгов, Н.П. Харитонов, В.А. Кротиков, В.А. Кривцов, Ю.И. Худобин, В.В. Островский, Н.Е. Глушкова, П.А. Веселов и др.
2. Основные компоненты органосиликатных композиций
Основу органосиликатных композиций составляют полиорганосилоксаны - кремнийорганические полимеры, образующие матрицу материала.
Гидросиликаты выполняют роль наполнителей и упрочнителей, придавая композиции необходимую структуру.
Оксиды металлов используются в качестве модификаторов, улучшающих различные свойства ОСК.
Пигменты и наполнители добавляются для получения нужного цвета и дополнительных эксплуатационных характеристик.
В состав ОСК могут входить также органические полимеры наряду с кремнийорганическими и специальные целевые добавки.
Взаимодействие всех компонентов в органосиликатной композиции позволяет получать материалы с уникальным комплексом свойств.
3. Области применения органосиликатных композиций
Органосиликатные композиции нашли широкое применение:
- В качестве лакокрасочных материалов различного назначения - антикоррозионных, защитно-декоративных, теплоизоляционных и др.
- Для производства клеев, герметиков, связующих.
- В электротехнике в качестве электроизоляционных материалов.
- Для создания теплоизоляционных покрытий.
- Для специальных защитных покрытий.
Органосиликатные композиции применяются на объектах промышленного, транспортного и гражданского строительства, в машиностроении, на предприятиях химической, нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей отраслей, в энергетике, на железнодорожном транспорте и др.
Например, органосиликатные покрытия используются для защиты металлических и железобетонных конструкций мостов, опор контактной сети, цистерн, резервуаров, трубопроводов, газоходов, фасадов зданий и сооружений.
Таким образом, области применения органосиликатных композиций весьма разнообразны благодаря широкому спектру их уникальных свойств.
4. Марки органосиликатных композиций
Наиболее распространенными и широко применяемыми являются органосиликатные композиции марок ОС-12-01 и ОС-12-03. Они используются для создания защитных покрытий в различных отраслях промышленности, на транспорте, в строительстве.
Для специальных областей применения предназначены органосиликатные композиции ОС-11-07 и ОС-51-03. Например, ОС-51-03 обладает повышенной радиационной стойкостью и используется в атомной энергетике.
Существуют и другие марки органосиликатных композиций с определенным комплексом свойств - ОС-92-07, ОС-82-05 и т.д. Они различаются техническими характеристиками и особенностями применения.
Например, ОС-82-05 обладает повышенной электроизоляционной способностью, а ОС-92-07 - термостойкостью. Подбор конкретной марки осуществляется в соответствии с условиями эксплуатации покрытия.
5. Технология нанесения органосиликатных композиций
Технология нанесения органосиликатных композиций включает следующие основные этапы:
- Подготовка поверхности - обезжиривание, обеспыливание, шлифовка.
- При необходимости - нанесение грунтовки.
- Смешивание компонентов органосиликатной композиции.
- Нанесение методом распыления, валиком, кистью в 1-2 слоя.
- Сушка и отверждение слоя покрытия.
- Контроль качества полученного покрытия.
Толщина одного слоя обычно составляет 30-60 мкм. Сушка покрытия происходит естественным путем или с применением нагрева.
Для разных марок органосиликатных композиций могут применяться особые режимы подготовки поверхности и отверждения покрытий.
6. Применение ОСК марки ОС-12-01
Органосиликатная композиция ОС-12-01 широко используется для антикоррозионной защиты металлоконструкций, оборудования, трубопроводов, эксплуатируемых в атмосферных условиях, в т.ч. в условиях повышенной влажности и агрессивной среды.
ОС-12-01 наносится без грунта в 2 слоя толщиной 50-60 мкм каждый. Время высыхания одного слоя - не менее 2 часов при температуре 20°C. Полная полимеризация покрытия происходит в течение 3 суток.
Органосиликатные покрытия на основе ОС-12-01 эксплуатируются в диапазоне температур от -60 до +300°С и обеспечивают надежную долговременную защиту от коррозии.
7. Применение ОСК марки ОС-51-03
Органосиликатная композиция ОС-51-03 обладает повышенной радиационной стойкостью благодаря введению свинца в состав.
ОС-51-03 применяется для создания защитных покрытий оборудования атомных электростанций, внутренних поверхностей ядерных реакторов, помещений и сооружений атомной промышленности.
Покрытия на основе ОС-51-03 устойчивы к радиации дозой более 1 МГр и легко дезактивируются. ОС-51-03 наносится по грунтовке в 2 слоя толщиной до 50 мкм каждый.
8. Сертификация органосиликатных композиций
Все органосиликатные композиции проходят обязательную сертификацию в соответствии с требованиями нормативных документов.
ОСК должны соответствовать техническим условиям ТУ 84-725-78 "Композиции органосиликатные", в которых прописаны все необходимые показатели качества.
Кроме того, на отдельные марки ОСК разрабатываются индивидуальные технические условия, устанавливающие особенности их состава и свойств.
Например, для ОС-12-01 действуют ТУ 2312-001-54359536-08 с указанием конкретных технических характеристик и областей применения данной композиции.
Наличие сертификата на ОСК подтверждает качество и безопасность материала при эксплуатации покрытий на его основе.
9. Достоинства органосиликатных композиций
Органосиликатные композиции имеют ряд значительных преимуществ по сравнению с традиционными лакокрасочными материалами:
- Высокая механическая прочность и износостойкость покрытий.
- Стойкость к воздействию агрессивных сред и УФ-излучения.
- Термостойкость в широком интервале температур.
- Эластичность и адгезия к различным поверхностям.
- Электроизоляционные свойства.
- Технологичность - возможность нанесения традиционными методами.
Благодаря таким характеристикам срок службы органосиликатных покрытий достигает 15 лет, что значительно превышает аналогичный показатель для традиционных ЛКМ.
10. Недостатки органосиликатных композиций
При всех достоинствах у органосиликатных композиций есть и некоторые недостатки:
- Высокая стоимость по сравнению с традиционными ЛКМ.
- Ограниченная цветовая гамма покрытий.
- Необходимость строгого соблюдения технологии нанесения и эксплуатации.
- Наличие токсичных компонентов в составе отдельных марок ОСК.
Кроме того, органосиликатные композиции не рекомендуется использовать при температурах выше 400°С, для длительного контакта с органическими растворителями, для окраски пластиковых поверхностей.
11. Перспективы применения органосиликатных композиций
Среди перспективных направлений развития ОСК можно выделить:
- Создание новых марок для специальных областей применения.
- Улучшение технических характеристик существующих марок ОСК.
- Разработка технологий нанесения ОСК в электростатическом поле.
- Замена токсичных компонентов на экологичные аналоги.
Совершенствование органосиликатных технологий позволит расширить области использования ОСК и повысить надежность получаемых покрытий.
12. Правила безопасной работы с ОСК
При работе с органосиликатными композициями необходимо соблюдать следующие меры безопасности:
- Использовать средства индивидуальной защиты - перчатки, очки, респиратор.
- Исключить контакт композиции с открытыми участками кожи.
- Обеспечить вентиляцию помещений при нанесении и сушке ОСК.
- Соблюдать правила пожарной безопасности из-за огнеопасности растворителей.
Следует учитывать возможность токсичного воздействия компонентов отдельных марок ОСК и принимать необходимые меры защиты персонала и окружающей среды.
13. Производители органосиликатных композиций
В России крупнейшими производителями ОСК являются: ЗАО "Химсервис", АО "Эмпилс", ЗАО НПХ ВМП, ООО "ТД ВМП". Они производят широкий ассортимент различных марок органосиликатных композиций и обеспечивают полный комплекс услуг.
Среди зарубежных компаний, выпускающих ОСК: Nitto Denko (Япония), Dow Corning (США), Wacker Chemie (Германия). Они поставляют высокотехнологичные органосиликатные материалы для промышленности и научных разработок.
Лидеры рынка ОСК постоянно расширяют ассортимент продукции, осваивают новые технологии производства и применения органосиликатных композиций.
