АНТИКОРРОЗИОННАЯ КОМПОЗИЦИЯ, НАНОСИМАЯ НА МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ПОВЕРХНОСТИ, ПОКРЫТЫЕ КОРРОЗИЕЙ Российский патент 1997 года по МПК C23F11/00 

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при защите от коррозии в процессе гидроизоляции строительных металлических конструкций, трубопроводов и резервуаров.

Известен состав [1] для защиты от коррозии внутренних поверхностей нефтеналивных судов, где в качестве гидрофобного органического вещества используют кубовый остаток синтетических жирных кислот (КоСЖК), нейтрализованный оксидами кальция, магния или цинка при температуре соответственно 200, 250, 275^oC.

Достижению технического результата препятствует низкая коррозионная стойкость покрытия и невозможность его нанесения на ржавую поверхность без предварительной очистки от слоя ржавчины.

Известен также состав [2] включающий КоСЖК, соли тяжелых металлов с добавкой 5-10% каучука.

Причиной, препятствующей достижению технического результата является низкая адгезия покрытия к неочищенной от слоя ржавчины поверхности. После отверждения и испытаний в климатических камерах обнаруживались отставания покрытия, что создавало условия для проникновения агрессивных сред к защищаемой поверхности.

Наиболее близким [3] по технической сущности является композиция, включающая кубовые остатки синтетических жирных кислот и оксид магния. Для повышения защитных свойств и адгезии покрытия, композиция содержит дополнительно пероксид бария и полиметилсилоксан.

Достижению технического результата препятствует сложность исходной смеси, использование растворителя, невозможность использования композиции без предварительной очистки от ржавчины обрабатываемой поверхности.

Для достижения технического результата предлагается создание композиции, содержащей в качестве основы кубовые остатки синтетических жирных кислот и оксид элемента II группы Периодической системы Менделеева, а также вводимую дополнительно добавку. При этом композиция должна обладать защитными свойствами при нанесении ее на неочищенные от слоя ржавчины толщиной 50-300 мкм поверхности черных и цветных металлов; удешевление покрытия; улучшение экологической обстановки.

Технический результат достигается тем, что антикоррозионная композиция, наносимая на неочищенную от слоя ржавчины поверхность, содержит кубовые остатки синтетических жирных кислот, негашеную известь. В композицию дополнительно вводят побочный продукт производства капpолактама. При этом содержание указанных ингредиентов должно быть следующим, мас.

кубовые остатки СЖК 81-89
негашеная известь 4-10
побочный продукт производства капролактама 4-11
Плотность композиции составляет 1,28-1,32 г/см³.

Кубовые остатки СЖК являются отходами производства синтетических моющих средств и образуются в указанном производстве в процессе окисления парафиновых углеводородов. Кубовые остатки синтетических жирных кислот содержат, мас.

синтетические жирные кислоты С₁₇-C₂₀ 3-5
синтетические жирные кислоты С₂₀-C₂₇ 80-85
неомыляемые 15-20
оксикислоты остальное
Негашеная известь это известь пушонка, содержит СаО+MgO 60-70% Побочный продукт производства капролактама образуется в процессе производства капролактама на стадии дегидрирования продукта окисления циклогексанола и на стадии ректификации продукта окисления циклогексана. Из-за маслообразного внешнего вида побочный продукт производства капролактама получил наименование "масло ПОД" и содержит следующие ингредиенты, мас.

циклогексилиденциклогексанол-2 20-30
циклогексиловые эфиры 30-40
циклогексанол 7-12
натриевые соли моно-и-декарбоновых кислот 20-28
продукты полимеризации и поликонденсации 3-8
капролактам 0,004-0,006
Композицию готовят следующим образом. В расплав кубовых остатков синтетических жирных кислот, взятых в количестве 81-89 мас. при температуре 70-80^oС вводят побочный продукт производства капролактама ("масло ПОД") в количестве 4-11 мас. Затем вводят негашеную известь и температуру доводят до 180-190^oC и перемешивают до получения однородной массы. Готовую композицию наносят на поверхность металла, не очищенную от слоя ржавчины толщиной 50-300 мкм. Адгезию покрытия к поверхности металла и плотность покрытия определяют методом надреза и "грибка".

Обоснованием выбранных пределов количественных признаков композиции является следующее.

Если для изготовления композиции берут негашеную известь в количестве меньше 4% мас. то не происходит реакции сополимеризации ненасыщенных олигомеров, содержащихся в "масле ПОД", с синтетическими жирными кислотами в кубовых остатках СЖК, не происходит отверждения композиции.

Увеличение содержания извести больше 10% мас. убыстряет полимеризацию, что приводит к старению покрытия, к появлению его хрупкости. При содержании "масла ПОД" в композиции меньше 4% мас. не удается изготовить однородную композицию, что не позволяет получить равномерность нанесения покрытия.

Если "масла ПОД" взято в композиции больше 11% мас. то происходит долгое отверждение смеси, слабая адгезия композиции к поверхности. Уменьшение содержания кубовых остатков синтетических жирных кислот в композиции менее 81% мас. приводит к увеличению содержания извести и "масла ПОД", а увеличение содержания КоСЖК более 89% мас. уменьшает содержание извести и "масла ПОД", что приводит к изменениям свойств композиции, описанным выше.

Отличием предлагаемого изобретения от прототипа является введение в основу, содержащую КоСЖК 81-89% мас. и негашеную известь (4-10%) - дополнительно побочного продукта производства капролактама ("масла ПОД") в количестве 4-11% мас. при этом плотность композиции составляет 1,28-1,32 г/см³.

Таким образом, рассматриваемое изобретение соответствует требованию новизны.

Доказательством соответствия заявляемого изобретения требованию изобретательского уровня, может служить следующее.

Кубовые остатки синтетических жирных кислот, получаемые в производстве синтетических моющих средств, содержат поверхностно-активные вещества (ПАВ) (4), применяемые в операциях по защите металлов от ржавления, коррозии и способствует улучшению адгезии с защищаемой поверхностью. "Масло ПОД" пластифицирует композицию до состояния, когда осуществимо равномерное нанесение покрытия на неочищенную от ржавчины поверхность металла, а также действует как ингибитор коррозии. Негашеная известь выступает в качестве катализатора сополимеризации исходных компонентов. Кубовые остатки синтетических жирных кислот, получаемые в производстве синтетических моющих средств, содержат поверхностно-активные вещества (ПАВ) [4] применяемые в операциях по защите металлов от ржавления, коррозии и способствуют улучшению адгезии с защищаемой поверхностью. А все вместе взятое позволяет получить композицию для антикоррозионных покрытий, нанесение которой возможно без предварительной очистки защищаемой поверхности металлов от слоя ржавчины, толщиной 50-300 мкм. с получением необходимой для защиты от коррозии - адгезии, плотности и равномерности покрытия. Кроме того, использование отходов производства моющих средств (КоСЖК) и производства капролактама (побочного продукта "масла ПОД") являются утилизацией отходов химических производств, что благоприятно для защиты экологии, а также снижает стоимость композиции.

Таким образом, предлагаемое изобретение соответствует требованию изобретательского уровня.

Заявляемая композиция реализуется следующим образом. При температуре 75^oC в расплав кубовых остатков синтетических жирных кислот, взятых в количестве 85% мас. вводят побочный продукт производства капролактама ("масла ПОД") в количестве 5% мас. вводят негашеную известь в количестве 7,5% мас. и температуру доводят до 185^oC. Смесь исходных материалов перемешивают до получения однородной массы. Готовую композицию наносят на прокорродировавшую поверхность, не производя предварительной очистки от ржавчины с толщиной слоя 200 мкм. Адгезию покрытия к поверхности металла и плотность покрытия определяют методом надреза и "грибка" по ГОСТ 15140-78. Составы композиции приведены в таблице 1.

Для проведения коррозионных испытаний по сравнению с прототипом была изготовлена композиция по а. с. N 1481268, которая включала (% мас.): кубовые остатки СЖК 92,5, оксид магния 6,0, пероксид бария 0,06, полиметилсилоксан 0,06, растворитель (уайт-спирит) остальное. Результаты сравнительных (с прототипом) коррозионных испытаний приведены в таблице 2.

Образцы покрытий, нанесенные на пластины размером 125х90 мм подвергались различным видам климатических воздействий (табл. 3).

Для проведения испытания по режиму Iк использовался аппарат искусственной погоды АИП (ИП-1-3), по режиму IIк ванны для водонасыщения с автоматическим регулированием температуры, изготовленные из нержавеющей стали. Испытания по режимам IIIк VIк осуществлялись соответственно в морозильном столе "Фритера", в шкафу переменных температур "Грюнланд" и в климатической камере "Фейтрон". После окончания режима Vк и последующей выдержки образцов при температуре 293±2 K (20^oC) в течение 1 часа, их осматривали и вскрывали, отмечая дефекты поверхности, места их расположения и размеры повреждений.

Образцы, прошедшие один условный годовой цикл испытаний на атмосферостойкость, подвергались испытаниям, имитирующим условия эксплуатации в грунте. Испытания проводятся по режиму I-Г, II-Г. Режим I-Г. Производилось замачивание в кислом растворе с рН 2 при температуре 23±2^oC в течение 144 часов, замачивание в щелочном растворе с рН 12 при температуре 23±2^oC в течение 144 часов. Общее время режима I-Г шесть суток. Для режима I-Г использовалась камера жидких агрессивных сред. Результаты испытаний по режиму I-Г приведены в таблице 2, графа 9.

Анализ результатов испытаний, приведенных в таблицах 1, 2, 3 показывает, что в случае применения в антикоррозионной композиции побочного продукта производства капролактама (масла "ПОД") происходят следующие процессы.

В пленках покрытия наблюдается сополимеризация ненасыщенных олигомеров (в составе масла "ПОД") с синтетическими жирными кислотами (в составе кубовых остатков СЖК).

2. Происходит замедление процессов старения, протекающих в процессе эксплуатации антикоррозионных покрытий за счет добавки в антикоррозионную композицию пластификатора (масла "ПОД").

3. В состав масла "ПОД" входят циклоалифатические соединения, которые аналогично смоляным кислотам (канифоли) повышают отверждение олигомера, что ускоряет высыхание антикоррозионной композиции.

4. Введение в состав композиции циклоалифатических соединений (масла "ПОД") повышает защитные свойства пленкообразователей, происходит ускорение взаимодействия окислителей находящихся в кубовых остатках СЖК с маслом "ПОД", которое происходит в виде реакции поликонденсации с образованием соединений, обладающих ингибирующим свойством. По отношению к алюминию А-2 и дюралюминию Д-16 защитный эффект составляет 80%
Доказательством соответствия заявляемого изобретения требованию промышленной применимости может служить следующее.

Композиция предназначена для антикоррозионных покрытий и наносится на не очищенные от слоя ржавчины толщиной 50-300 мкм поверхности металлов.

Возможность осуществления композиции отражена сведениями, подтверждающими возможность осуществления изобретения. Предлагаемая композиция при ее осуществлении (изготовлении и последующем использовании) способна обеспечить достижение технического результата, выражающегося в получении композиции, наносимой на неочищенные от слоя ржавчины (50-300 мкм) металлические поверхности и обладающей адгезией, плотностью, равномерностью покрытия, требуемыми защитными свойствами.

Таким образом, заявляемое изобретение соответствует требованию промышленной применимости.

Использование: для защиты от коррозии строительных металлических конструкций, трубопроводов и резервуаров. Родовое понятие по отношению к объекту изобретения: вещество. Технический результат, предлагаемый для достижения: создание композиции, обладающей адгезией, защитными свойствами при нанесении на неочищенные от слоя ржавчины толщиной 50-300 мкм, поверхности; снижение стоимости композиции, улучшение экологической обстановки. Сущность изобретения: антикоррозионная композиция содержит в %: кубовые остатки синтетических жирных кислот (КоСЖК) 81-89; негашеную известь 4-10, побочный продукт производства капролактама ("Масло ПОД") 4-11. В расплав КоСЖК при температуре 70-80^oC вводят "масло ПОД", а затем негашеную известь. Температуру доводят до 180-190^oC смесь перемешивают до получения однородной массы. Плотность композиции 1,28-1,32 г/см³. Готовую композицию наносят на неочищенную от слоя ржавчины толщиной 50-300 мкм поверхность металла. Адгезию покрытия определяют методом надреза и "грибка". Достигаемый технический результат: применение антикоррозионной композиции позволяет увеличить срок службы металлических конструкций, трубопроводов и резервуаров. 1 з.п. ф-лы, 3 табл.

Антикоррозионная композиция, наносимая на металлические поверхности, покрытые коррозией, содержащая кубовые остатки синтетических жирных кислот и оксид элемента II группы Периодической системы, отличающаяся тем, что в качестве оксида используют негашеную известь и композиция содержит дополнительно побочный продукт производства капролактама при следующем соотношении компонентов, мас.

Кубовые остатки синтетических жирных кислот 81 89
Негашеная известь 4 10
Побочный продукт производства капролактама 4 11
2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что плотность ее составляет 1,28 1,32 г/см³.