Антикоррозионные составы на основе полимерных матриц и химических добавок неорганической природы

Актуальность. Коррозия металлических и железобетонных конструкций остается одной из самых серьезных проблем, влияющих на прочность и долговечность изделий. Она вызвана преимущественно такими факторами окружающей среды, как воздействие хлоридов, сульфатов и углекислого газа. Для защиты от коррозии широко применяются методы нанесения защитных слоев на поверхность металла. Анализ практического применения покрытий различной природы показывает, что использование полимерных матриц в сочетании с химическими добавками и наполнителями имеет явные преимущества в эффективности защиты, экономической целесообразности и экологической устойчивости.
Цель работы заключается в синтезе композиций на основе ряда полимерных матриц и химических добавок неорганической природы и оценке их антикоррозионных свойств.
Результаты. В работе представлены экспериментальные результаты синтеза композиций на основе металл-фосфатных связок, введенных в полиуретановую, поливинилацетатную или алкидную полимерную матрицу. Проведена сравнительная оценка адгезионных и антикоррозионных свойств предложенных композиций. Показано, что они могут применяться в качестве комплексного защитного покрытия. Установлено, что введение в полимерную матрицу полиуретана смеси оксидов железа переменной валентности приводит к существенному снижению скорости коррозии в хлорид-содержащей среде за счет протекания вторичных окислительно-восстановительных процессов в объеме защитного слоя. На основании определения краевого угла смачивания и адгезионной прочности композиции к поверхности стали, а также анализа диаграммы Пурбе приведено теоретическое обоснование представленным экспериментальным результатам.

1. Wenwen, Xiao, Haoping, Peng, Pengfei, Yu, Xinyan, Cai, Zhaolin, Luan, Song, Deng, Shuhao, Wang. An integrated epoxy rust conversion coating: Its anticorrosion properties and rust conversion mechanism // Journal of Alloys and Compounds. 2021. V. 853. № 5. Art. 157005. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.157005Get rights and content

2. Xiong, Y.M., Zhan, Q.W., Zhang, X., Fu, C.H., Pan, Z.H.H. Study on improving the corrosion resistance of potassium magnesium phosphate cement coatings in marine environments through the synergistic effects of crack sealing and ion exchange exchange // Journal of Building Engineering. 2025. V. 116. Art. 114483. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2025.114483

3. Xiaoxian, Wang, Jiaping, Liu, Ming, Jin, Yu, Yan, Jinhui, Tang, Zuquan, Jin. A review of organic corrosion inhibitors for resistance under chloride attacks in reinforced concrete: Background, Mechanisms and Evaluation methods // Construction and Building Materials. 2024. V. 433. Art. 136583. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2024.136583

4. Shehnazdeep, B.P. A study on effectiveness of inorganic and organic corrosion inhibitors on rebar corrosion in concrete: A review // Materials Today: Proceedings. 2022. V. 65. P. 1360–1366. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2022.04.29

5. Alexander, M., Beushausen, H. Durability, service life prediction, and modelling for reinforced concrete structures – review and critique // Cement and Concrete Research. 2019. V. 122. P. 17–29. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2019.04.018

6. Damme, H.V. Concrete material science: Past, present, and future innovations // Cement and Concrete Research. 2018. V. 112. P. 5–24. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2018.05.002

7. Коррозия в цифрах: статистика, которую стоит знать // Официальный представитель шведского концерна AUSON в России : [сайт]. URL: https://www.mercasol.ru/statyi/korroziya-v-cifrax-statistika-kotoruyu-stoit-znat.html?ysclid=mo0x70g9rr883079232 (дата обращения: 21.03.2026).

8. Miao, Yuan, Lulu, Zhao, Tiantian, Ping, Cuiyan, Fu, Xuteng, Xing, Xiaomeng, Chu, Shaojie, Liu, Erjun, Tang. Fabrication of cyclodextrin modified graphene oxide nanocontainers loading zinc ion and its application in water-based epoxy resin coatings // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 2025. V. 726. Art. 137679. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2025.137679

9. Castillo, A., Paulis, M., González, E. Direct-to-metal binders for waterborne anticorrosive steel coatings: Epoxy/styrene-acrylic blends and hybrids // Reactive and Functional Polymers. 2025. V. 215. Article 106378. https://doi.org/10.1016/j.reactfunctpolym.2025.106378

10. Chaogang, Zhou, Qiya, Chen, Jingjing, Zhao, Shuhuan, Wang, Jinyue, Li, Liqun, Ai, Tingzhen, Li, Chuanbo. Superhydrophobic epoxy resin coating with composite nanostructures for metal protection // Materials Today Communications. 2024. V. 38. Art. 107803. https://doi.org/10.1016/j.mtcomm.2023.107803

11. Ayaz, M., Sebit, G., Suleiman, A., et al. Polymer and eco-friendly inhibitors for corrosion protection of reinforced concrete: A comprehensive review // Journal of Building Engineering. 2026. V. 119. № 1. Art. 115119. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2025.115119

12. Судакас, Л.Г. Фосфатные вяжущие системы. Санкт-Петербург : Квинтет. 2008. 260 с.

13. Герасимов, А.А. Фосфатирование и оксидирование сталей, цинковых покрытий и сплавов // Коррозия: материалы, защита. 2008. № 11. С. 42–44.

14. Щегров, Л.Н. Фосфаты двухвалентных металлов. Киев : Наукова думка, 1987. 216 с.

15. Апанасевич, Н.С., Лапко, К.Н., Кудлаш, А.Н., Сокол, А.А., Клявлин, Ю.Д., Вишневский, К.В. Получение и исследование термостойких композитов на основе твердых магний-фосфатных и кальций-фосфатных связующих // Журнал Белорусского государственного университета. Химия. 2021. № 2. С. 50–61. https://doi.org/10.33581/2520-257X-2021-2-50-61

16. Голынко‑Вольфсон, С.Л., Сычёв, М.М., Судакас, Л.Г., Скобло, Л.И. Материалы на основе металлофосфатов. Москва : Химия, 1976. 200 с.

17. Копейкин, В.А., Петрова, А.П., Рашкован, И.Л. Пак, Ч.Г., Батрашов, В.М. Возможность регулирования структуры и свойств фосфатных композиционных материалов // Перспективы развития строительного материаловедения: энерго- и ресурсосбережение в строительстве : материалы Всероссийской научно-технической конференции. Челябинск, 2011. С. 54–56.