ФОСФОТИРУЮЩАЯ ГРУНТОВКА Российский патент 1994 года по МПК C09D111/00 C09D5/12 

Изобретение относится к грунтовкам фосфатирующего действия - модификаторам ржавчины (ГМР), применяемым в качестве защитного покрытия металлических конструкций в строительстве, машиностроении, судостроении. ГМР может наноситься как на чистый металл, так и на слой ржавчины, прочно связанный с металлическим основанием.

Известен состав фосфатирующего и преобразующего ржавчину грунта, содержащий фосфорную кислоту, латекс сополимера бутадиена, стирола и 2-метил-5-винилпиридина и поливиниловый спирт [1] .

Недостатком известной грунтовки является низкая водостойкость, прочность, что определяет невысокие защитные свойства, невозможность проведения антикоррозионных работ в зимнее время.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является фосфатирующая грунтовка, включающая хлоропреновый или хлорированный хлоропреновый каучук, пластификатор, активный наполнитель, орто-фосфорную кислоту, пиридиновый комплексообразователь и растворитель [2] .

Недостатком известной фосфатирующей грунтовки является сравнительно низкая адгезия. Следующий недостаток заключается в том, что при повышенных температурах прочностные свойства грунтовки значительно снижаются.

Технической задачей изобретения является повышение адгезии к металлу и стабилизация прочностных свойств при повышенных температурах.

Поставленная задача достигается тем, что фосфатирующая грунтовка, содержащая хлоропреновый каучук, орто-фосфорную кислоту, пластификатор, активный наполнитель, пиридиновый комплексообразователь и органический растворитель, дополнительно содержит алкилфенолформальдегидную смолу, полиизоцианат и оксид магния, при следующем соотношении компонентов, мас. % :
Хлоропреновый каучук 7-15
Пластификатор 1-8
Орто-фосфорная кислота 1,5-5
Пиридиновый комплексо-
образователь 0,5-2
Алкилфенолформальде-
гидная смола 3-15
Полиизоцианат 0,1-3,5
Активный наполнитель 0,1-8
Оксид магния 0,2-1,5
Органический растворитель Остальное
Оксид проявляет себя в композиции двойственным образом: как агент окисной вулканизации хлоропренового каучука, с одной стороны, и как образователь хелатных (координационных) связей с алкилфенолформальдегидной смолой.

Наряду с образованием комплексных связей между пиридиновыми пальцами и фосфатами железа различной степени замещения, образующимися при воздействии орто-фосфорной кислоты на продукты коррозии, и межмолекулярных мостиков двузамещенного фосфата пиридиния, что является сущностью процесса модификации продуктов коррозии металлического основания и характерно как для известной, так и для заявленной грунтовки, в предлагаемой композиции образуются также связи другой природы. Алкилфенолформальдегидная смола благодаря наличию гидроксильных и метилольных групп легко присоединяется по двойной связи непредельного каучука, кроме того, в растворе взаимодействует с окисью магния, образуя желатные (координационные) соединения, обеспечивающие высокие прочностные свойства при повышенной температуре. В то же время полиизоцианат, вступая во взаимодействие с алкилфенолформальдегидной смолой - гидроксилсодержащим компонентом, образует прочные пространственные структуры, в которых изоцианатные группы являются активными центрами, обеспечивающими высокий энергетический уровень адгезионных связей с компонентами системы (когезионная прочность) и с подложкой, что усиливается явно выраженной полярностью полимерной основы, обеспечивающей высокий уровень адгезионного взаимодействия на границе раздела покрытие - поверхность. Такая комбинация компонентов композиции для грунтовки определяет совокупность следующих свойств грунтовочного покрытия: высокую антикоррозионную способность, связанную с возникновением химических и физико-химических связей различной природы, включая комплексные и координационные (хелатные) высокие прочностные показатели при нормальной и повышенной температуре, низкую сорбционную способность покрытия.

Для экспериментальной проверки заявляемого состава были подготовлены шесть смесей ингредиентов, три из которых показали оптимальные результаты (см. таблицу).

В качестве хлоропренового каучука используют РНП-ТУ-6-01-925-74, ДП-ТУ-6-01-1319-85, ДКГ-ТУ-6- 01-1317-85 и их импортные аналоги. В качестве пластификатора используют хлорпарафин ХР-70, ХП-600 или дибутилфталат ГОСТ 8728-76, дибутилсебацинат ГОСТ 8728-76, велофат 1840-71. Орто-фосфорная кислота соответствует ГОСТу 6552-80.

В качестве пиридинового комплексообразователя используют 2- метил-5-винилпиридин или винилпиридин ТУ-38.103409-80.

В качестве алкилфенолформальдегидной смолы используют трет- бутилфенолформальдегидную смолу 101 К-ТУ-6-10-1261-80 или п- трет-октилфенолформальдегидную смолу ВТУ 14-64.

Используют полиизоцианат марки Б ТУ-113-03-375-75, марки Д ТУ-113-03-603-86. В качестве активного наполнителя используют свинцовый глет, свинцовый скрик и диоксид свинца.

В качестве оксида магния используют ГОСТ 844-80. В качестве органического растворителя используют смесь этилацетата с бензином-растворителем для резиновой промышленности БР-1 в соотношении преимущественно 2: 1 или смесь этилацетата с толуолом 1: 3.

Фосфатирующую грунтовку готовят следующим образом: в резиносмеситель 7-12 последовательно загружают хлоропреновый каучук, 50% алкилфенолформальдегидной смолы, хлорпарафин, оксид магния. Загруженную массу перемешивают в течение 6-10 мин, при этом ее саморазогрев не должен превышать 90^оС. Затем смесь выгружают на охлаждаемые вальцы (1500 мм), вальцуют в течение 8 мин при температуре не выше 90^оС и режут на полосы шириной 100 мм и толщиной 5 мм. Полученные на ротационном ноже полосы режут в лапшу размером 100х200 мм, а затем в дробилке ДКУ измельчают в крошку, которую загружают вместе с растворителем в диспергатор, представляющий собой емкость типа усеченного конуса с нижним спуском, снабженную пропеллерной четырехлопастной мешалкой со скоростью вращения 2500 об/мин и охлаждающим устройством. Заранее приготавливают раствор из оставшейся от загрузки 50% массы алкилфенолформальдегидной смолы с добавкой оксида магния. Этот раствор выдерживают в течение 15-20 ч, а затем загружают вместе со всей композицией в диспергатор. В приготовленную композицию вводят пиридиновый комплексообразователь. В диспергаторе происходит мокрый помол наполнителя и перемешивание его со связующим. Температура массы в диспергаторе во время приготовления грунтовочной композиции не должна превышать 70-90^оС. Готовую грунтовочную композицию выгружают в герметически закрывающуюся тару. Срок хранения грунтовки без орто-фосфорной кислоты 6 мес. Срок хранения грунтовки с кислотным разбавителем не более 10 дней. Грунтовку наносят слоями на металлическую поверхность с помощью пневматических распыляющих устройств. При необходимости нанесение грунтовки может быть произведено кистью или валиком. Наносят первый слой, а после высыхания - второй.

Использование: для защитного покрытия металлических конструкций ржавчины. Сущность изобретения: грунтовка содержит, % хлоропреновый каучук 7 - 15; пластификатор 1 - 8; орто-фосфорная кислота 1,5 - 5,0; пиридиновый комплексообразователь 0,5 - 2,0; алкилфенолформальдегидная смола 3 - 15; полиизоцианат 0,1 - 3,5; активный наполнитель 0,1 - 8,0; оксид магния 0,2 - 1,5; органический рстворитель - остальное. Грунтовку готовят обычным способом для приготовления резиновых смесей. Характеристика свойства: адгезия при отрыве от металла при 20С 20, 1-24,8 кгс/см², при 60С 17-19,8 кгс/см², прочность на отрыв при растяжении, кгс/см²: при 20С 21,6 - 28,1, при 60С 15,1 - 21,6, при 80С 13 - 18. 1 табл.

ФОСФОТИРУЮЩАЯ ГРУНТОВКА, включающая хлоропреновый каучук, пластификатор, ортофосфорную кислоту, пиридиновый комплексообразователь, активный наполнитель и органический растворитель, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит алкилфенолформальдегидную смолу, полиизоцианат и оксид магния при следующем соотношении компонентов, мас. % :
Хлоропреновый каучук 7 - 15
Пластификатор 1 - 8
Ортофосфорная кислота 1,5 - 5,0
Пиридиновый комплексообразователь 0,5 - 2,0
Алкилфенолформальдегидная смола 3 - 15
Полиизоцианат 0,1 - 3,5
Активный наполнитель 0,1 - 8,0
Оксид магния 0,2 - 1,5
Органический растворитель Остальное