КОМПОЗИЦИЯ КОНСЕРВАЦИОННОГО ПОКРЫТИЯ Российский патент 1998 года по МПК C09D167/06 C09D5/20 

Изобретение относится к временным консервационным фотохимически отверждаемым покрытиям стальных конструкций для защиты от атмосферной коррозии и может быть использовано для консервации внутренней и наружной поверхности труб магистральных трубопроводов на период их хранения и транспортировки.

Известна композиция консервационного покрытия, отверждаемая УФ-излучением, и включающая, мас. ч.:
диметакриловый эфир триэтиленгликоля - 60,0-100,0
диэтил/метил/аминоэтилметакрилат (модификатор) - 5,0-40,0
бензофенон (сенсибилизатор) - 1,0-5,0
ферроцен или его производное (а.с. N 1664807, C 09 D 167/06, 25.05.87 г. ) - 0,01-0,2
В качестве производного ферроцена используют диацетилферроцен. Ферроцен или его производное диацетилферроцен выполняют роль ускорителя процесса отверждения. Бензофенон выполняет роль инициатора реакции отверждения. В присутствии активного модификатора диэтил/метил/аминоэтил-метакрилата процесс отверждения ускоряется.

Однако у этого состава низкая жизнеспособность при хранении, недостаточные адгезионные свойства и скорость отверждения. Кроме того, данная композиция не позволяет использовать наполнитель для повышения прочности покрытия.

Задача данного изобретения - создать композицию консервационного покрытия, которая обеспечит равномерное, быстрое отверждение по толщине до 300 мкн, высокую адгезию к стали и жизнеспособность, высокую скорость отверждения с учетом наполнителей и повысит прочность покрытия.

Данную задачу можно решить благодаря тому, что известная композиция для консервационного покрытия, отверждаемого УФ-излучением, включающая, диметакриловый эфир триэтиленгликоля, модификатор, сенсибилизатор, ферроцен или его производное, в качестве модификатора содержит ди-, три- или 1,2-пропиленгликоль, в качестве сенсибилизатора - антрахинон или β- хлорантрахинон, в качестве производного ферроцена - диэтилферроцен и дополнительно содержит хлорид цинка, алюминиевую пудру и порошок поливинилхлорида или смесь слюды и порошка поливинилхлорида с содержанием слюды 20-70% при следующем соотношении компонентов, мас. ч:
диметакриловый эфир триэтиленгликоля - 45,0-60,0
ди-, три- или 1,2-пропиленгликоль - 10,0-25,0
антрахинон или β -хлорантрахинон - 3,0-10,0
ферроцен или диэтилферроцен - 0,05-0,15
хлорид цинка - 0,05-0,15
алюминиевая пудра - 0,1-3,0
поливинилхлорид или смесь слюды и поливинилхлорида с содержанием слюды 20 - 70% - 20-30
Низкомолекулярные гликоли (ди-, три-, 1,2-пропиленгликоль), вводимые в композицию в качестве модификатора, отдавая водород, являются одновременно и восстановителями фотохимического процесса и, участвуя в реакции отверждения, являются структурными модификаторами, повышают эластичность, прочность и адгезию покрытия. Антрахинон или β-хлорантрахинон, вводимые в композицию в качестве сенсибилизатора, являются инициаторами реакции полимеризации под действием УФ-излучения. Как показали исследования ускорителем процесса отверждения предлагаемой композиции является только ферроцен или его производное диэтилферроцен. Алюминиевая пудра рассеивает ультрафиолетовый свет в массе покрытия, обеспечивая тем самым быстрое отверждение композиции даже с наполнителем. Хлорид цинка обеспечивает высокую фотохимическую активность сенсибилизатора, равномерное и быстрое отверждение покрытия по толщине до 300 мкм, повышает прочность покрытия и жизнеспособность состава, обеспечивает высокую адгезию к стали.

Целевые показатели оценивали следующим образом:
- скорость гелеобразования по потере текучести при облучении покрытия УФ-излучением в различные промежутки времени (5 сек, 10 сек, ...30 сек и т. д.);
- скорость отверждения - по изменению интенсивности полосы поглощения двойной связи в области 1640 см^-1 (ИК см^-1);
- эластичность и прочность по относительному удлинению свободной пленки при растяжении до разрушения (ГОСТ 11262-76 при V=10 мм/мин);
- адгезию методом отслаивания фольги от покрытия (ГОСТ 411-81 при V=50 мм/мин).

Приготовление композиции осуществляли перемешиванием жидких компонентов с ферроценом или его производным, антрахиноном и хлоридом цинка, а затем поочередно добавляли алюминиевую пудру, порошок поливинилхлорида и только после получения однородной массы, если требуется, слюду молотую.

Покрытия наносили толщиной от 30 до 300 мкм без снижения скорости отверждения перед действием УФ-облучения лампами ДРТ-1000.

Составы композиций и свойства УФ-отвержденных покрытий (толщиной 100 мкм) приведены в таблицах 1, 2.

Композиции по таблицам содержат:
1 - оптимальные количества компонентов и минимальное количество слюды (20%) в смеси с порошком поливинилхлорида (ПВХ);
2 - минимальные количества алюминиевой пудры, хлорида цинка, ферроцена или его производного, оптимальные количества остальных компонентов, в качестве наполнителя - смесь с максимальным (70%) содержанием в смеси с ПВХ;
3 - максимальные количества алюминиевой пудры, хлорида цинка, ферроцена или его производного, минимальные количества антрахинона и наполнителя (20%);
4 - максимальные количества ТГМ, антрахинона, наполнителя и минимальное количество гликоля;
5 - минимальное количество ТГМ и максимальное количество гликоля;
6 - оптимальная композиция по прототипу.

Как следует из данных испытаний, целевые свойства композиции и покрытия - скорость гелеобразования и отверждение, эластичность, прочность и адгезия отверждаемого покрытия, существенно выше, чем у аналогичного известного состава. Это позволяет использовать заявляемую композицию для консервации труб большого диаметра на Харцызском трубном заводе в технологическом потоке их движения, без выделения отдельных операций и создания накопителей для таких операций.

Композиция УФ-отверждения для временных защитных покрытий для консервации внутренней и наружной поверхностей стальных труб магистральных трубопроводов на период их транспортировки и хранения содержит диметакриловый эфир триэтиленгликоля ди-, три-, 1,2-пропиленгликоль, антрахинон или β- хлорантрахинон, ферроцен или диэтилферроцен, хлорид цинка, алюминиевую пудру, порошок поливинилхлорида или его смесь со слюдой молотой. Композиция позволяет повысит скорость гелеобразования и отверждения покрытия, улучшает его эластичность при одновременном повышении прочности и адгезии УФ-отвержденного покрытия. 2 табл.

Композиция для консервационного покрытия, отверждаемого УФ-излучением, включающая диметакриловый эфир триэтиленгликоля, модификатор, сенсибилизатор, ферроцен или его производное, отличающаяся тем, что в качестве модификатора она содержит ди-, три или 1,2-пропиленгликоль, в качестве сенсибилизатора - антрахинон или β-хлорантрахинон, в качестве производного диэтилферроцен и дополнительно содержит хлорид цинка, алюминиевую пудру, порошок поливинилхлорида или смесь слюды и порошка поливинилхлорида с содержанием слюды 20 - 70% при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Диметакриловый эфир триэтиленгликоля - 45 - 60
Ди-, три- или 1,2-пропиленгликоль - 10 - 25
Антрахинон или β-хлорантрахинон - 3 - 10
Ферроцен или диэтилферроцен - 0,05 - 0,15
Хлорид цинка - 0,05 - 0,15
Алюминиевая пудра - 0,1 - 3,0
Порошок поливинилхлорида или смесь слюды и порошка поливинилхлорида с содержанием слюды 20 - 70% - 20 - 30к