СОСТАВ ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПРОТИВООБРАСТАЮЩЕГО ПОКРЫТИЯ Российский патент 1998 года по МПК C09D193/04 C09D5/14 C09D5/16 

Изобретение относится к составам термопластичных противообрастающих покрытий, используемых, например, для защиты корпусов морских судов и других объектов от обрастания прикрепляющимися водными организмами.

Известны составы термопластичных красок на основе парафина и канифоли, используемые для защиты судов от обрастания [1].

Известен состав, в котором в качестве биоцида используют закись и окись меди совместно с "парижской зеленью" [2].

Однако для всех вышеприведенных составов характерно малое время их активного действия. Они защищают поверхность от обрастания не более 3 - 4 месяцев.

Известен состав [3] для нанесения термопластичного покрытия, содержащий, мас.%:
Канифоль - 50 - 55
Парафин - 10 - 15
Меди оксид - 25 - 30
Тальк - 5 - 10
Состав обладает достаточно длительным действием, но его существенным недостатком является низкая температура размягчения краски - 45 - 55^oC, что приводит к плавлению краски под действием прямых солнечных лучей. Кроме того, краска имеет темный цвет, не позволяющий целенаправленно варьировать цветовую гамму покрытий.

При создании изобретения ставилась задача повышения температуры плавления состава для нанесения противообрастающего покрытия, а также получения неокрашенного состава, позволяющего изменять цвет покрытий.

Это достигается тем, что в качестве биоцида он содержит сульфиды мышьяка, полученные при сульфидировании мышьяковистых отходов переработки полиметаллических руд или трехсернистый мышьяк (I) и дополнительно соединение, выбранное из ряда AsA, As₂S₂, As₄S₄, As₂S₅, As₄S₃ или их смесь (II) в массовом соотношении (I): (II) = 20:1 - 1:20 при следующем содержании других компонентов, мас.%:
Канифоль - 40 - 60
Парафин - 5 - 15
Биоцид - 25 - 55
Для получения противообрастающего состава необходимые компоненты взвешивают и тщательно перемешивают. Смесь нагревают до температуры плавления и наносят затем на поверхность защищаемого материала, предварительно очищенную и подготовленную известным способом.

Полученный состав имеет T_пл = 59 - 69^oC и обладает светло-желтым цветом, который можно варьировать путем добавления пигментов, например оксида хрома для получения зеленого цвета.

Предлагаемые в качестве биоцида сульфиды мышьяка образуются в процессе сульфидирования отходов, содержащих мышьяк, которые получаются при переработке полиметаллических руд. Отходы содержат мышьяк в виде смеси оксидов переменного состава. Отходы токсичны, хорошо растворимы в воде и являются опасными в экологическом смысле. Для их хранения проводят операцию сульфидирования отходов либо сероводородом, либо сульфидами металлов. В результате получают смесь сульфидов мышьяка, которая содержит, мас.%: As₂S₃ 20 - 90; As₂S₂ 5 - 20; As₄S₃ 5 - 30, As₂S₅ 5 - 20. Смесь представляет собой рыхлый, мелкодисперсный, однородный порошок, не требующий дальнейшей тепловой и механической обработки.

Заявляемую смесь сульфидов мышьяка можно составить из индивидуальных фаз, встречающихся в природе в виде минералов - аурипигмента As₂S₃, реальгара As₄S₄, диморфита As₄S₃, пентасульфида As₂S₅.

Сульфиды можно также получить и обычным препаративным путем как непосредственным взаимодействием мышьяка с серой при нагревании, так и путем обменного взаимодействия в растворах. (Синтезы неорганических соединений. Под ред. У.Джолли. М.: Мир, 1970; Рцхиладзе В.Г. Мышьяк. М.: 1969(.

Концентрация биоцида определена опытным путем. При концентрации биоцида ниже 25% снижается длительность сопротивления обрастанию, а при концентрации биоцида более 55% ухудшаются физико-химические свойства покрытия: пластичность, однородность, адгезия и т.д.

Ниже приведены примеры приготовления составов для необрастающих покрытий, их температуры плавления и необрастающие свойства.

Температуру размягчения состава определяли согласно ГОСТ 11955-82.

Для определения устойчивости покрытия к обрастанию морскими организмами проводили морские стендовые испытания в прибрежной части Японского моря. Для этого заявляемый состав в расплавленном виде кистью наносят на испытываемую пластинку из пликсиглаза или стали, загрунтованную или окрашенную предварительно противокоррозионным составом. Размер пластинок 150 • 100 мм. Пластинки покрывают испытуемым составом с обеих сторон и с торцов.

Образцы затем погружают на испытания в море в начале сезона обрастания (май) на глубину 0,5 - 2,5 м. Глубина моря в точке проведения испытания составляет 6 - 7 м. Осмотры и фотографирование образцов проводили через каждые 7 - 10 сут, извлекая рамы с образцами на поверхность. Визуально методом экспертных оценок определяют часть поверхности образца, занятую обростом.

Пример 1. Взвешивают 6,0 г As₂S₃(I) и 3,0 г As₄S₃(II) (соотношение I:II = 2:1, 30%, биоцида), добавляют 18 г (60%) канифоли, 3 г (10%) парафина. Компоненты состава тщательно перемешивают, перетирают, нагревают до плавления при перемешивании и выдерживают при 100 - 120^oC 20 мин. Получают состав светло-желтого цвета, который затем наносят в расплавленном виде на стальную пластину.

T_пл = 59 - 62^oC.

Пластину погружают в море для испытания как описано выше.

Результаты испытаний.

Экспозиция 130 сут - обрастания нет.

Экспозиция 392 сут - обрастание незначительное, краевой эффект.

Пример 2. Состав для нанесения покрытия аналогичен описанному в примере 1, но в качестве биоцида используют As₂S₃ - 4,5 г (I) и As₄S₄ (II) - 4,5 г (соотношение 1:1).

T_пл = 55 - 58^oC.

Результаты испытаний.

Экспозиция 130 сут - обрастания нет.

Экспозиция 392 сут - обрастание незначительное, краевой эффект.

Пример 3. Состав для нанесения покрытия аналогичен описанному в примере 1, но в качестве биоцида используют As₂S₃ - 8,1 г (I) и As₄S₃ - 0,9 г (II) (соотношение 9:1).

T_пл = 59 - 63^oC.

Результаты испытаний.

Экспозиция 130 сут - обрастания нет
Экспозиция 392 сут - обрастание незначительное, наблюдается краевой эффект.

Пример 4. Взвешивают 14,85 г As₂S₃ (I) и 0,825 г As₄S₃ + 0,825 г As₂S₂ (II) (соотношение 9: 1, 55% биоцида), добавляют 12 г (40%) канифоли, 1,5 г (5%) парафина. Компоненты состава тщательно перемешивают, перетирают, нагревают до плавления при перемешивании и выдерживают 20 мин при 100 - 120^oC. Полученный состав наносят в расплавленном виде на стальную пластину.

T_пл = 59 - 63^oC.

Пластину погружают в море для испытания как описано выше.

Результаты испытаний.

Экспозиция 130 сут - обрастания нет.

Экспозиция 392 сут - обрастание незначительное, краевой эффект.

Пример 5. Взвешивают 10,8 г As₂S₃ и 1,35 г As₄S₃ + 1,35 г As₂S₅ (соотношение 4: 1, 45% биоцида), добавляют 12 г (40%) канифоли, 1,5 г (5%) парафина. Компоненты состава тщательно перемешивают, перетирают, нагревают до плавления при перемешивании и выдерживают 20 мин при 100 - 120^oC. Полученный состав наносят в расплавленном виде на стальную пластину.

T_пл = 67 - 69^oC.

Пластину погружают в море для испытания как описано выше.

Результаты испытания.

Экспозиция 130 сут - обрастания нет.

Экспозиция 392 сут - обрастание незначительное, краевой эффект.

Пример 6. Состав для нанесения покрытия содержит: канифоль - 12 г (40%), парафин 3 г (10%) и биоцид 15 г (50%). В качестве биоцида используют отход производства Новосибирского оловокомбината, содержащий 70% As₂S₃ (I), 15% As₄S₃, 10% As₂S₂, 5% As₂S₅ (соотношение I:II = 2,3:1). Компоненты состава тщательно перемешивают, перетирают, нагревают до плавления при перемешивании и выдерживают при 100 - 120^oC 20 мин. Полученный светло-желтый состав наносят в расплавленном виде на стальную пластину.

T_пл = 60 - 68^oC.

Пластину погружают в море для испытания как описано выше.

Результаты испытаний.

Экспозиция 130 сут - обрастания нет.

Экспозиция 392 сут - обрастание незначительное, краевой эффект.

Пример 7. Состав для нанесения покрытия содержит: канифоль - 15 г (50%), парафин 4,5 г (15%) и биоцида 10,5 г (35%). В качестве биоцида используют смесь сульфидов мышьяка, получаемую при удалении мышьяка из полиметаллических руд предприятия "Амурзолото". Смесь содержит 90% As₂S₃ (I), 5% As₄S₃ + 5% As₂S₂ (соотношение I:II = 9:1). Компоненты состава тщательно перемешивают, перетирают, нагревают до плавления при перемешивании и выдерживают при 100 - 120^oC 20 мин. Полученный состав наносят в расплавленном виде на стальную пластину.

T_пл = 59 - 63^oC.

Пластину погружают в море для испытания как описано выше.

Результаты испытаний.

Экспозиция 130 сут - обрастания нет.

Экспозиция 392 сут - обрастание нет.

Пример 8. Состав для нанесения покрытия содержит: канифоль - 16,5 г (55%), парафин 1,5 г (5%) и биоцида 12 г (40%). В качестве биоцида используют смесь сульфидов мышьяка, получаемую при удалении мышьяка из полиметаллической руды месторождения "Нежданское". Смесь содержит 80% As₂S₃ (I), 5% As₄S₃, 5% As₂S₂, 10% As₂S₅ (соотношение I:II = 4:1), Компоненты состава тщательно перемешивают, перетирают, нагревают до плавления при перемешивании и выдерживают при 100 - 120^oC 20 мин. Полученный состав наносят в расплавленном виде на стальную пластину.

T_пл = 59 - 68^oC.

Пластину погружают в море для испытания как описано выше.

Результаты испытаний.

Экспозиция 130 сут - обрастания нет.

Экспозиция 392 сут - обрастание по краям незначительное.

Использование: в качестве термопластичной краски для защиты корпусов морских судов и других объектов от обрастания. Цель изобретения - повышение температуры плавления состава. Состав в качестве биоцида содержит сульфиды мышьяка, полученные при сульфидировании мышьяковистых отходов переработки полиметаллических руд или трехсернистый мышьяк (I) и дополнительно соединение, выбранное из ряда AsS, As₂S₂, As₄S₄, As₂S₅, As₄S₃, или их смесь (II) в массовом соотношении I : II = 20: 1-1: 20.

Состав для нанесения противообрастающего покрытия, содержащий канифоль, парафин и биоцид, отличающийся тем, что он содержит в качестве биоцида сульфиды мышьяка, полученные при сульфидировании мышьяковистых отходов переработки полиметаллических руд, или трехсернистый мышьяк As₂S₃(I) и дополнительно соединение, выбранное из ряда AsS, As₂S₂, As₄S₄, As₂S₅, As₄S₃ или их смесь (II) в массовом соотношении (I):(II)=20:1 - 1:20 при следующем содержании компонентов, мас.%:
Канифоль - 40 - 60
Парафин - 5 - 15
Биоцид - 25 - 55й