КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ЗАЩИТНОГО ПОКРЫТИЯ Российский патент 1995 года по МПК C09D163/02 C09D5/10 

Изобретение относится к составам для покрытия на основе эпоксидной смолы и может быть использовано для защиты металлоконструкций, эксплуатирующихся в щелочной среде.

Известна композиция, включающая жидкую эпоксидную смолу, отвердитель и наполнитель уголь, графит, кремнезем, кварцевую муку и т.д. Композицию используют в качестве клея или для изготовления отливок [1]
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту является состав эпоксидной шпаклевки для заделки глубоких язв состава, мас. ч. ЭД-16-100, гексаметилендиамин 20, порошок чугунный или железный 400 [2]
Недостатки данного состава сильное падение адгезии при циклическом перепаде температур, большая вязкость состава, проницаемость.

Цель изобретения повышение адгезии защитного состава при циклическом изменении температуры в щелочной среде, уменьшение проницаемости.

Это достигается тем, что защитная композиция, включающая эпоксидную диановую смолу, аминный отвердитель и чугунный порошок, в качестве эпоксидной диановой смолы содержит эпоксидную диановую смолу содержанием 18 23% эпоксидных групп ЭД-20, в качестве аминного отвердителя полиэтиленполиамин, а в качестве чугунного порошка высоколегированный никелем и медью чугунный порошок фракции 20 63 мкм, термообработанный в среде аргона при температуре 250 300^оС в течение 40 45 мин при следующем соотношении компонентов, мас. ч. Эпоксидная смола 100 120 Полиэтиленполиамин 15 18 Чугунный порошок 400 500
В качестве связующего используют эпоксидную смолу ЭД-20 ввиду того, что она обладает большим количеством эпоксидных групп 18 23% и вязкостью 75 с по шариковому вязкозиметру при 25^оС. Применение ЭД-20 не требует использования растворителей или пластификаторов, введение которых увеличивает проницаемость композиции. Кроме того, с увеличением молекулярной массы снижается теплостойкость эпоксидного вяжущего.

В качестве отвердителя выбран полиэтиленполиамин (ПЭПА), т.к. гексаметилендиамин используют в виде 50%-ного раствора в этиловом спирте, что ведет к увеличению пористости покрытия.

Химический состав порошка ПР-ЧН15Д7, мас. C 2 3; Cr 7 2,3; Si 2 3; Mn 0,5 1,5; Cu 5,8 7,8; Ni 8,8 18,5, остальное Fe.

Порошок обладает высокой износостойкостью при повышенных температурах и в коррозионно-активных средах.

Порошок ПР-ЧН15Д7 обрабатывают в среде аргона в течение 40 мин при 300^оС. В результате такой обработки происходит сферодизация частиц порошка, что увеличивает его текучесть. Это приводит к понижению вязкости смеси. Вязкость смеси ЭД-20 100 и 400 мас. ч. необработанного порошка 180 с.

Вязкость смеси ЭД-20 100 + 400 мас. ч. порошка обработанного 120 с.

При термической обработке порошка в среде аргона активируется поверхности частиц, уменьшается напряжение на границе раздела фаз: наполнитель связующее.

Введение активированного наполнителя снижает скорость диффузии агрессивной среды (NaOH при 70^оС) на 8 10% при оптимальном количестве наполнителя. При введении того же наполнителя без обработки в аргоне снижение скорости диффузии составляет 5 6% при оптимальном количестве наполнителей.

Использование порошка ЦР-ЧН15Д7 значительно улучшает защитные свойства предлагаемой композиции при защите зоны сварных швов емкостей хранения жидких агрессивных сред с рН > 7, изготовленных из конструкционной стадии, при температуре среды до 85 90^оС.

Использование порошка ПР-ЧН15Д7 позволяет выровнять разность поверхностных потенциалов основного материала и материала сварного шва, предотвращая тем самым возникновение гальванопары, в которой роль анода играет материал в зоне сварного шва.

П р и м е р. Для приготовления используют эпоксидную смолу ЭД-20 ГОСТ 10587-84, полиэтиленполиамин ТУ 6-02-594-85, порошок ПР-ЧН15Д7 ТУ 14-1-4086-85, отвердитель N 1 ТУ 6-10-1263-77 (50%-ный раствор гексаметилендиамина в этиловом спирте).

Порошок ПР-ЧН15Д7 просеивают и отбирают фракции 20 63 мкм. После этого порошок обрабатывают в среде аргона при 250 300^оС в течение 40 45 мин.

Оптимальное время обработки определяют по текучести смеси. Время обработки, мин Вязкость, с 0 180 10 175 20 160 30 140 40 120 45 120 50 120
В табл. 1 приведены составы предлагаемой защитной композиции и прототипа, а также сравнительные составы, в табл. 2 свойства.

Обработанный порошок смешивают с эпоксидным связующим в соотношениях, указанных в табл. 1. Смесь может храниться при 20^оС в течение года, расслоения не наблюдается.

Основу и отвердитель смешивают за 15 20 мин до употребления. Образцы из ст. 3 со сварным швом дробеструют, обезжиривают, покрывают композицией толщиной 1,5 2 мм.

Параллельно по табл. 1 образцы покрыли композицией прототипа и сравнительных составов.

При изготовлении состава 1 использован чугунный порошок 412-24 фракцией 20 60 мкм состава, мас. С_общ. 3,29; С_граф. 2,99; С_вязан. 0,3; Si 2,97; Mn 0,56; Р 1,15; S 0,08; Fe остальное.

Использование: для защиты металлоконструкций, эксплуатирующихся в щелочной среде. Сущность изобретения: композиция для защитного покрытия, включающая, мас.ч. эпоксидную диановую смолу с содержанием 18 23% эпоксидных групп ЭД 20 100 120, полиэтиленполиамин 15 18, высоколегированный никелем и медью чугунный порошок фракции 20 63 мкм, термообработанный в среде аргона при температуре 250 300°С в течение 40 45 мин. Предел прочности при сдвиге составляет до 51 МПа, при отрыве до 35 Мпа, предел прочности после 50 циклов нагрева до 85° до 49,5 МПа, при сдвиге до 35 МПа, при отрыве 99,5 МПа. Шелочестойкость в 40% -ной NaOH до 99,5% после 50 циклов 99% проницаемость -0,28·10^-8 по H₂ м²/ч. 2 табл.

КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ЗАЩИТНОГО ПОКРЫТИЯ, включающая эпоксидную диановую смолу, аминный отвердитель и чугунный порошок, отличающаяся тем, что она содержит в качестве эпоксидной диановой смолы эпоксидную диановую смолу с содержанием 18 23% эпоксидных групп ЭД-20, в качестве аминного отвердителя - полиэтиленполиамин, а в качестве чугунного порошка высоколегированный никелем и медью чугунный порошок фракции 20 63 мкм, термообработанный в среде аргона при 250 300^oС в течение 40 45 мин, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.

Указанная эпоксидная диановая смола 100 120
Полиэтиленполиамин 15 18
Указанный чугунный порошок 400 500