ПРОТИВООБРАСТАЮЩАЯ И АНТИКОРРОЗИОННАЯ КРАСКА Российский патент 1998 года по МПК C09D5/16 C09D5/08 

Изобретение относится к средствам защиты от обрастания морскими организмами подводных частей корпуса судов и гидротехнических сооружений и может быть использовано в судостроительной промышленности и гидротехническом строительстве.

Противообрастающие краски в настоящее время являются основным средством защиты судов от обрастания благодаря простоте их применения, доступности, легкой возобновляемости, высокой экономической эффективности.

Современные противообрастающие краски должны быть экологически безопасными, т.е. не содержать ядов. Из всех известных биоцидов самым доступным в этом отношении является оксид меди (I). Обычно противообрастающая краска содержит синтетическое пленкообразующее (ПСХ-ЛС, А-15, полиизобутилен и др. ), канифоль, оксид меди (I), пластификатор, органические растворители [Гуревич Е. С. , Рухадзе Е.Г., Фрост А.Е. и др. Защита от обрастания, -М.: Наука, 1989, с. 271]. Однако противообрастающие краски не обладают достаточно высокой биологической активностью и не обеспечивают длительной защиты от обрастания и коррозии в системе подводного покрытия, кроме того, оксид меди (I) является дорогостоящим препаратом.

Целью изобретения является получение противообрастающей и антикоррозионной краски на основе отхода химического производства. Обычно противообрастающую краску наносят на поверхность, предварительно покрытую грунтовкой и антикоррозионной краской. Таким образом, можно упростить технологическую схему покрытия, ограничиваясь только предварительной грунтовкой, и добиться экономической эффективности за счет доступного сырья.

Поставленная задача достигается тем, что краска, включающая синтетическое пленкообразующее, канифоль, пластификатор, растворитель, в качестве биоцида содержит меднохромбариевый катализатор, являющийся отходом химического производства, содержит оксид меди (I) и окись хрома. Имеющиеся оксиды обеспечивают защиту от обрастания и от коррозии [Пат. 2028347, Россия, Теплостойкая антиобрастающая полимерная композиция для покрытий, М. Кл. C 09 D 5/14, 1995].

По технической сущности наиболее близка к предлагаемому изобретению противообрастающая краска КФ-751 [Авторское свидетельство СССР N 273905, М. кл. C 09 D 5/16, 1983 - протопип], в состав которой входит канифоль в качестве пленкообразующей основы, оксид меди (I) как медьсодержащий биоцид, салициловая кислота, дибутилфталат - пластификатор, сольвент-нафта в качестве растворителя. Эффективность краски достигается путем взаимодействия канифоли с органическими оксикислотами, в частности салициловой кислотой, в результате чего получают краску с полностью растворимой в морской воде пленкообразующей основой и сроком службы 12 - 18 месяцев. Однако, из-за высокой растворимости оксид меди (I) в морской воде, в 100 раз превосходящей растворимость оксида меди (I) при pH 8, непроизводительно расходуется. В связи с этим предлагается противообрастающая и антикоррозионная краска, которая содержит в качестве пленкообразующей основы перхлорвиниловую смолу в смеси с канифолью и (или) пентафталевым лаком, в качестве биоцида используется отработанный меднохромбариевый катализатор процесса гидрирования синтетических жирных кислот в высшие жирные спирты, а в качестве растворителя - смесь сольвента-нафта и бутилацетата в соотношении 1 : 4 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Пленкообразующая основа - 14,4 - 21,7
Отработанный меднохромбариевый катализатор - 6,0 - 39,0
Растворитель - Остальное
Предпочтительно противообрастающая и антикоррозионная краска дополнительно содержит модификатор и пластификатор-соединение, выбираемое из группы, включающей ацетилацетон, адипиновую кислоту, анилин, анилид салициловой кислоты и диоктилфталат в количестве 0,8 - 6,0 мас.%. Предпочтительно противообрастающая и антикоррозионная краска дополнительно содержит окись цинка в количестве 8,0 - 9,5 мас.%, которое выступает в качестве синергиста, позволяющее улучшить противообрастающие свойства покрытия.

Отработанный меднохромбариевый катализатор является неутилизированным отходом производства гидрирования синтетических жирных кислот в высшие жирные спирты (паспорт Внешнефтехим-103, индекс 54-U11). Количественный состав отработанного меднохромбариевого катализатора не является строго постоянным, а меняется в зависимости от той или иной партии при производстве конечного продукта. Состоит в основном из оксидов меди, хрома, бария, а также небольших количеств непредельных и предельных кислот фракции C₈-C₁₂, высших жирных спиртов и эфиров (остатков продуктов гидрирования). Как показали опыты, чтобы использовать отработанный меднохромбариевый катализатор в качестве экологически безопасного биоцида, необходимо проводить предварительную подготовку сырья, т.е. модифицировать МХК.

Противообрастающую краску ХВ-5295 (предлагаемую) готовят обычным способом в шаровой мельнице. Предварительно сплавляют отработанный меднохромбариевый катализатор (МХК) с канифолью при 160 - 185^oC в течение 2 ч, полученный сплав разбивают на куски, загружают в шаровую мельницу, вводят добавки и часть растворителя. В течение 16 - 25 ч осуществляют перетир, после чего добавляют смолу ПСХ-ЛС в оставшемся количестве растворителя. Перемешивают до однородного раствора в шаровой мельнице для получения краски соответствующей дисперсности.

Ниже приведены примеры рецептур предлагаемой противообрастающей и антикоррозионной краски (мас.%).

Пример 1. Рецептура краски, мас.%:
Смола поливинилхлоридная хлорированная (ПСХ-ЛС) - 10,0
Пентафталевый лак (ФЛО-53) - 2,0
Канифоль - 6,0
Меднохромбариевый катализатор (МХК) - 6,0
Растворитель (сольвент, бутилацетат в соотношении 1 : 4) - 76,0
Пример 2. Рецептура краски, мас.%:
Смола ПСХ-ЛС - 12,0
Пентафталевый лак (ФЛО-53) - 2,0
МХК - 6,0
Ацетилацетон - 6,0
Растворитель (сольвент, бутилацетат в соотношении 1 : 4) - 74,0
Пример 3. Рецептура краски, мас.%:
Смола ПСХ-ЛС - 12,0
Пентафталевый лак (ФЛО-53) - 2,4
МХК - 7,8
Адипиновая кислота - 2,8
Растворитель (сольвент, бутилацетат в соотношении 1 : 4) - 75,0
Вышеприведенные рецептуры примеров 1 - 3 рассчитаны для нанесения краски методом пневмораспыления на поверхность, покрытую грунтовкой ФЛ-05К и двумя слоями антикоррозионной краски на основе отработанного МХК, промытого изопропиловым спиртом (ТУ 2332-008-17197708-93).

Пример 4. Рецептура краски, мас.%:
Смола ПСХ-ЛС - 2,3
Канифоль - 19,4
МХК - 39,0
Диоктилфталат - 0,8
Окись цинка - 8,0
Анилид салициловой кислоты - 1,5
Растворитель (сольвент, бутилацетат в соотношении 1 : 4) - 29,0
Пример 5. Рецептура краски, мас.%:
Смола ПСХ-ЛС - 2,7
Канифоль - 17,1
МХК - 34,1
Диоктилфталат - 0,9
Окись цинка - 9,5
Анилин - 1,9
Растворитель (сольвент, бутилацетат в соотношении 1 : 4) - 33,8
Рецептуры примеров 4 и 5 рассчитаны для нанесения краски кистью или валиком на поверхность, покрытую грунтовкой ФЛ-05К, за 3 - 4 ч до спуска объекта в морскую среду.

Оптимальные соотношения компонентов подбирались экспериментальным путем и на основе литературных данных. Эффективность красок оценивалась определением скорости выщелачивания меди из покрытий, а также определением физико-механических свойств. Для расчета скорости выщелачивания меди использовался колориметрический метод определения меди в морской воде. Эффективность краски подтвердилась натурными испытаниями, проводимыми на базе Южного филиала института Океанологии РАН.

В табл. 1 приведены физико-механические свойства предлагаемой краски в сравнении с известной [Рейбман А.И. Защитные лакокрасочные покрытия. - Л.: Химия, 1982, 230 с.].

В табл. 2 приведены результаты испытаний коррозионно-защитных свойств предлагаемой краски.

Покрытия обладают хорошими прочностными, малярно-техническими, физико-механическими и защитными свойствами. Покрытия выдержали все виды коррозийных воздействий (повышенных температур, влаги, солевого тумана, фазового раствора морской соли) без изменения внешнего вида. На поверхности покрытий не обнаружены разрушения, характеризующие изменения защитных свойств (сыпь, пузыри, отслаивания, сквозная коррозия, растрескивания).

Изобретение относится к средствам защиты от обрастания в условиях морской среды, может быть использовано в судостроительной промышленности и гидротехническом строительстве и содержит пленкообразующую основу, отработанный меднохромбариевый катализатор процесса гидрирования синтетических жирных кислот в высшие жирные спирты, пластификатор и предпочтительно окись цинка и модификаторы - адипиновую кислоту, ацетилацетон, анилин, анилид, салициловую" кислоту и диоктилфталат, растворитель. Краска позволяет сочетать в одном составе противообрастающие и антикоррозионные свойства, является экологически безопасна и доступна. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Противообрастающая и антикоррозионная краска, включающая пленкообразующую основу, медьсодержащий биоцид, растворитель, отличающаяся тем, что содержит в качестве пленкообразующей основы перхлорвиниловую смолу в смеси с канифолью и (или) пентафталевым лаком, в качестве биоцида - отработанный меднохромбариевый катализатор процесса гидрирования синтетических жирных кислот в высшие жирные спирты, а в качестве растворителя смесь сольвента-нафта и бутилацетата в соотношении 1 : 4 при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Пленкообразующая основа - 14,4 - 21,7
Отработанный меднохромбариевый катализатор - 6,0 - 39,0
Растворитель - Остальное
2. Краска по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит модификатор и пластификатор, соединение, выбираемое из группы, включающей ацетилацетон, адипиновую кислоту, анилин, анилид салициловой кислоты и диоктилфталат в количестве 0,8 - 6,0 мас.%. 3. Краска по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит смесь цинка в количестве 8,0 - 9,5 мас.%м