СОСТАВ ДЛЯ ПОКРЫТИЙ Российский патент 1996 года по МПК C09D109/00 C09D5/08 C09D109/00 C09D161/14 

Изобретение относится к области получения полимерных материалов, в частности составов для покрытий, обладающих антикоррозионными свойствами, позволяющих осуществлять защиту от коррозии оборудования, работающего в сильно агрессивных средах при повышенных температурах.

Большое значение в технике защиты оборудования от коррозионно-эрозионных разрушений приобрели жидкие гуммировочные составы, позволяющие гуммировать сложное профильное оборудование и объекты неограниченного размера. Получаемые на их основе покрытия в отличие от листовых резиновых обкладок однородны по физико-механическим и антикоррозионным свойствам (А.Л. Лабутин. Антикоррозионные и герметизирующие материалы на основе синтетических каучуков. Л. "Химия", 1982).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является состав для получения эбонитовых покрытий на основе низкомолекулярного цис-бутадиенового каучука СКД-Н, включающий серу, ускоритель серной вулканизации и наполнитель при следующем соотношении компонентов, мас.ч.

СКДН-Н 100
Сера 10-40
Оксид цинка 5-20
Тетраметилтиурамдисульфид 2-5
Сажа ПМ-15 15-20
(а.с. СССР N 1073255, С 08 L 9/00, опубл. 1984).

Недостатком указанных составов является низкая химическая стойкость при повышенных температурах в сильно агрессивных средах, что не позволяет применять их для защиты оборудования, работающего при повышенных температурах, а также работающего с перепадом температур, т.к. при этом снижается их химическая стойкость из-за растрескивания покрытия.

Для гуммирования изделий, работающих в агрессивных средах при повышенных температурах, необходимо применять составы, имеющую высокую химическую стойкость, а также высокую ударную и адгезионную прочность в условиях эксплуатации покрытия.

Эта задача решается тем, что состав для покрытий, включающий низкомолекулярный бутадиеновый каучук, серу, ускоритель вулканизации и наполнитель, содержит в качестве ускорителя вулканизации ди-(2-бензотиазолил)-дисульфид, в качестве наполнителя аэросил и дополнительно содержит пластификатор пара-трет-октилфенолформальдегидную смолу молекулярной массы 900-1200 с температурой плавления 75-90^oC при следующем соотношении компонентов, мас.ч.

Низкомолекулярный полибутадиен 100
Cера 40-50
Ди-(2-бензотиазолил)-дисульфид 5-10
Указанная пара-трет-октилфенолформальдегидная смола 5-10
Аэросил 30-40
Источников информации, в которых описано применение п-трет-октилфенолформальдегидной смолы для повышения химической стойкости гуммировочных покрытий на основе низкомолекулярных бутадиеновых каучуков, не обнаружено.

Признаками, отличающими предлагаемый состав для прототипа, являются использование в качестве ускорителя вулканизации ди-(2-бензотиазолил)-дисульфида, в качестве наполнителя аэросила и в качестве пластификатора пара-трет-октилфенолформальдегидной смолы молекулярной массы 900-1200 с температурой плавления 75-90^oС, что подтверждает соответствие заявляемого технического решения критерию "новизна".

Известно применение пара-трет-октилфенолформальдегидной смолы в качестве эффективного вулканизующего агента для бутилкаучука, натурального, бутадиен-стирольных, бутадиен-нитрильных и др. каучуков (Химические добавки к полимерам. Справочник. Под ред. Масловой И.П. Химия, 1981, с. 171).

Однако температура вулканизации смолами на основе пара-октилфенола 160-180^oC (А. А. Донцов и др. Каучук-олигомерные композиции в производстве резиновых изделий, М. Химия, 1986, с. 202) и активируется вулканизация смолами с помощью хлоридов металлов или хлорсодержащими полимерами в присутствии оксидов металлов (Ф.Ф.Кошелев и др. Общая технология резины. М. Химия, 1978, с. 159-160). Заявляемый состав вулканизуют при температуре 150^oC без введения хлорсодержащих добавок, что свидетельствует о неучастии пара-трет-октилфенолформальдегидной смолы в образовании поперечных связей. Таким образом, в заявляемом составе указанная смола не является вулканизующим агентом.

При серной вулканизации низкомолекулярных (жидких) каучуков и получении при этом эбонитовых покрытий образуется довольно жесткая система, обусловленная еще и высокой наполненностью композиции, в связи с чем возникает необходимость введения пластификатора для придания эластичности в условиях переработки и эксплуатации. В заявляемом составе функцию пластификатора выполняют пара-трет-октилфенолформальдегидная смола молекулярной массы 900-1200 с температурой плавления 75-90^oС. Расправляясь, смола заполняет свободное пространство структурной сетки и повышает плотность упаковки. Помимо пластифицирующих свойств вышеназванная смола, как оказалось, придает заявляемому составу высокую химическую стойкость.

Известно, что резины с улучшенным комплексом физико-механических свойств получают при вулканизации диеновых каучуков фенолформальдегидными смолами в сочетании с серной вулканизующей системой, наполненные высокодисперсным диоксидом кремния типа аэросил (А.А. Донцов и др. Каучук-олигомерные композиции в производстве резиновых изделий, М. Химия, 1986, с. 202). Однако, это утверждение касается случаев, когда смола участвует в процессе вулканизации в присутствии катализатора комбинации оксида цинка с хлорсодержащими веществами (там же, с. 201). В заявляемом составе пара-трет-октилфенолформальдегидная смола не участвует в процессе вулканизации. Кроме того, заявляемый состав обладает не только высокими физико-механическими свойствами, но и высокой химической стойкостью при сохранении ударной прочности и адгезии. Указанный комплекс свойств достигается использованием всей совокупности существенных признаков предлагаемого изобретения.

На основании изложенного можно сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "изобретательский уровень".

Введение пара-трет-октилфенолформальдегидной смолы в количествах меньших, чем указано в рецептуре, приводит к снижению стойкости покрытия в агрессивных средах, т.к. снижает плотность упаковки и увеличивает проницаемость покрытия.

Увеличение содержания пара-трет-октилфенолформальдегидной смолы снижает скорость и степень вулканизации, что приводит к получению покрытия, менее стойкого в агрессивных средах.

Сущность предлагаемого изобретения подтверждается примерами конкретного выполнения.

При проведении испытаний используют низкомолекулярный полибутадиен ПБ-Н по ТУ 38 40310-86, серу по ГОСТ 127-76, ди-(2-бензотиазолил)-дисульфид по ГОСТ 7087-75, аэросил по ГОСТ 14922-77, марок А-175, А-300, А-380.

Пример 1.

Полибутадиен интенсивно перемешивают с вулканизующими агентами, наполнителем и п-трет-октилфенолформальдегидной смолой в смесителе.

Полученный состав наносят на подготовленную поверхность кистью или валиком двумя слоями. Вулканизацию проводят послойно при температуре 150^oC в течение одного часа, затем обоих слоев при 150^oС 3 часа.

Составы 2-6 готовят аналогично, в таблице 1 приведена рецептура составов, в таблице 2 свойства покрытий.

Химическую стойкость покрытия оценивают по изменению массы при набухании покрытия в 20%-ных растворах НСl, Н₂SO₄, NАОН при температуре 90^oC в течение 5 месяцев (ГОСТ 9.068-76).

Адгезию покрытия к стали определяют методом равномерного отрыва по ГОСТ 14760-69.

Прочность покрытия при ударе определяют по ГОСТ 4765-73.

Как видно из данных, приведенных в таблице 2, покрытие из заявляемого состава обладает большей химической стойкостью, т.к. степень набухания его в концентрированных растворах кислот и щелочей при температуре 90^oС в 2 раза ниже, чем известного состава, при сохранении высокой ударной прочности и адгезии.

Использование заявляемого состава позволит значительно увеличить срок службы оборудования, работающего в агрессивных средах при повышенной температуре. ТТТ1

Использование: защита от коррозии оборудования, работающего в сильно агрессивных средах при повышенных температурах. Сущность изобретения: готовят состав на основе низкомолекулярного бутадиенового каучука - 100 мас.ч. Перемешивают его с 40-50 мас.ч. серы, 5-10 мас.ч. альтакса, 5-10 мас.ч. пластификатора п-трет-октилфенолформальдегидной смолы, 30-40 мас.ч. аэросила. Наносят на подготовленную поверхность двумя слоями. Вулканизацию проводят послойно при 150^oC 1 час. Затем обоих слоев при 150^oС 3 часа. Характеристика покрытия: прочность при ударе - 5 НМ, адгезия к стали - 13,0-14,9 МПа, изменение массы в средах: 20 % НСl - 3,2-3,8%, 20% Н₂S0₄ - 3,4-3,9%, 20% NOH - 2,2-3,1%. 2 табл.

Состав для покрытия, включающий низкомолекулярный бутадиеновый каучук, серу, ускоритель вулканизации и наполнитель, отличающийся тем, что состав содержит в качестве ускорителя вулканизации ди-(2-бензотиазолил)-дисульфид, в качестве наполнителя аэросил и дополнительно содержит пластификатор - п-трет-октилфенолформальдегидную смолу с мол. м. 900 1200 с температурой плавления 75 90^oС при следующем соотношении компонентов, мас.ч.

Низкомолекулярный бутадиеновый каучук 100
Сера 40 50
ди-(2-Бензотиазолил)-дисульфид 5 10
Указанная п-трет-октилфенолформальдегидная смола 5 10
Аэросил 30 40