СОСТАВ ДЛЯ ЗАЩИТНОГО ПОКРЫТИЯ Российский патент 2000 года по МПК C09D191/06 C09D5/00 

Изобретение относится к области защиты, в частности к защитным составам от атмосферного воздействия, старения, биоповреждений резино-технических и полимерных изделий, неокрашенных поверхностей дерева, металла, окрашенных декоративных покрытий изделий деревообработки и машиностроения в условиях транспортирования, и может применяться во всех отраслях для консервации техники при хранении на открытых площадках.

Практика применения водно-восковых составов для нанесения защитных покрытий показала, что рецептура состава должна удовлетворять ряду технологических требований, обеспечивающих:
однородность нанесения покрытия на защищаемую поверхность любым методом (распылением, окунанием, кистью);
образование на защищаемой поверхности сплошного пластично-твердого, обратно неэмульгируемого и нестираемого покрытия;
стойкость покрытия при температурах от минус 50^oC до плюс 60^oC;
пожаробезопасность и нетоксичность;
защиту поверхности в условиях хранения на открытой площадке на срок не менее трех лет;
стойкость покрытия к воздействию микроорганизмов.

Широко применяются составы ЗВВД-13 (ТУ 38.101716-78 "Защитный водно-восковой состав ЗВВД-13") и ИВВС-706М (ТУ 38.401123-86 "Ингибированный водно-восковой состав ИВВС-706М"), в рецептуру которых входит дисперсия церезина в водном растворе аммиака, состав на основе автоконсерванта (ТУ 6-15-870-78 "Автоконсервант"), содержащий воскообразное вещество, эмульгатор, аммиак и воду.

Недостатками вышеперечисленных составов являются:
низкая стойкость (менее 6-ти месяцев) защитного покрытия, полученного на их основе, к воздействию агрессивных сред: соляного тумана, морской воды, сернистого ангидрида, - из-за нарушения однородности покрытия в результате растрескивания и отслаивания при отрицательных (ниже минус 20^oC), стекания (смывания атмосферными осадками) при повышенных (выше плюс 25^oC) температурах вследствие снижения адгезионных и пластифицирующих свойств покрытия из воскообразного вещества в композиции с эмульгатором;
недостаточная стойкость к воздействию микроорганизмов и биоповреждений из-за отсутствия биоцидных свойств;
токсичность составов на основе органических растворителей и водных растворов аммиака (при нанесении защитного покрытия методом пневматического и безвоздушного распыления составы образуют высокоопасные аэрозоли, которые по степени воздействия на организм человека относятся ко 2 классу опасности (ГОСТ 121.007-76 "Классы опасности вредных веществ") и требуют проведения работ по консервации в изолирующих средствах защиты дыхания);
недостаточная инертность к лакокрасочным покрытиям, РТИ и полимерным материалам (в момент формирования покрытия - нанесения состава, органические растворители и водные растворы аммиака взаимодействуют с материалом лакокрасочного покрытия, снижая его адгезионные и декоративные свойства, а при взаимодействии с РТИ и полимерными материалами ухудшают топливо- и морозостойкие свойства данных материалов).

Указанные выше недостатки известных защитных покрытий на основе водно-восковых составов приводят к существенным ограничениям в использовании их по назначению и снижению экономической эффективности применения.

Наиболее близким по технической сущности к предполагаемому изобретению является состав для защитного покрытия на водно-восковой основе (патент ГДР N 22805, кл. 22 G 7/02, 1959 год - прототип), включающий воскообразное вещество (монтанвоск, церезин, парафиновую фракцию), эмульгатор (синтетические жирные кислоты, прямогонный бензин, аммиак) и воду.

Недостатком этого состава является низкая стойкость покрытия, токсичность и высокая степень пожароопасности, т.к. он горюч из-за наличия в составе прямогонного бензина, что требует строгого соблюдения правил техники безопасности при нанесении и хранении защитного состава, а сложный компонентный состав (наличие монтанвоска, церезина, парафиновой фракции, синтетических жирных кислот, прямогонного бензина, аммиака) приводит к увеличению себестоимости покрытия при недостаточном сроке эффективной защиты.

Технический результат - повышение эффективности защитного покрытия с одновременным снижением себестоимости состава.

Указанный технический результат достигается тем, что известный состав для защитного покрытия, содержащий воскообразное вещество - церезин, эмульгатор и воду, согласно предлагаемому изобретению в качестве воскообразного вещества содержит нефтяной церезин с температурой каплепадения 65-95^oC, а в качестве эмульгатора - однозамещенные амиды фракции синтетических жирных кислот C₁₇-C₂₁ трибората моноэтаноламина при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Нефтяной церезин с температурой каплепадения 65-95^oC - 15,0 - 25,0
Однозамещенные амиды фракции СЖК C₁₇-C₂₁ трибората моноэтаноламина - 2,0 - 8,0
Вода - Остальное
а также тем, что дополнительно содержит двузамещенные амиды фракции синтетических жирных кислот C₁₇-C₂₁ трибората моноэтаноламина в количестве 0,5-1,5 мас.%.

Сопоставительный анализ с прототипом (табл. 1) позволил сделать вывод, что заявляемый состав для защитного покрытия отличается от известного введением новых компонентов, а именно одно- и двузамещенных амидов фракции СЖК C₁₇-C₂₁ трибората моноэтаноламина, нефтяного церезина с температурой каплепадения 65-95^oC.

Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна".

Анализ известных составов для защитного покрытия показал, что введенные в заявляемую композицию вещества известны.

Известно использование одно- и двузамещенных амидов фракции СЖК C₁₇-C₂₁ трибората моноэтаноламина^* в качестве ингибиторов коррозии (Брегман Дж. Ингибиторы коррозии. -Л.: Химия, 1978, 264 с.), борной кислоты и ее производных в качестве биоцидов (Герасименко А.А. Защита от коррозии, старения и биоповреждений машин, оборудования и сооружений. -М.: Машиностроение, 1987, 686 с.).

^*

- однозамещенные амиды фракции СЖК C₁₇-C₂₁ трибората моноэтаноламина.

- двузамещенные амиды фракции СЖК C₁₇-C₂₁ трибората моноэтаноламина.

Одно- и двузамещенные амиды фракции СЖК C₁₇-C₂₁ трибората моноэтаноламина представляют собой азотсодержащие соединения, применяются в промышленности как широко распространенные ПАВ-ингибиторы коррозии.

Нефтяной церезин с температурой каплепадения 65-95^oC представляет собой высокомолекулярные парафиновые углеводороды изостроения, широко используется при производстве пластичных смазок в качестве загустителя, обладает хорошими адгезионными свойствами.

Учитывая вышеприведенные свойства известных ингредиентов, авторы провели исследования о возможности применения их в совокупности в композиции для защитного покрытия изделий.

Для обоснования количественного состава были приготовлены опытные образцы с различной концентрацией компонентов (табл. 2). Покрытия на основе образцов составов прошли ускоренные лабораторные и натурные испытания (ГОСТ 9.054-75, "Консервационные масла, смазки и ингибированные пленкообразующие составы. Методы ускоренных испытаний защитной способности"; ГОСТ 9.050-75 "Покрытия лакокрасочные. Методы лабораторных испытаний на стойкость к воздействию плесневых грибов."). Результаты испытаний, приведенные в табл. 3, показывают, что все составы превосходят ЗВВД-13, ИВВС-706М по грибостойкости (30 суток испытания), защитным свойствам в агрессивных средах и в условиях натурных испытаний.

Заявляемая композиция подтверждает достижение технического результата (температура каплепадения сухого остатка 83,4 - 86,7^oC; защитные свойства по отношению к Ст. 3, % корр. поражения поверхности: в морской воде после 250 ч, в камере соляного тумана после 100 ч, в камере искусственной погоды ИП-1,3 после 500 ч; при натурных испытаниях после 36 мес. - 0; грибостойкость через 30 сут - выдерживает; вязкость условная на ВЗ-4 13,0 - 28,0 с; стабильность при центрифугировании 15,0 - 25,0 мин; оптовая цена 385 - 625 руб. /т) и удовлетворяет предъявляемым технологическим требованиям (ст. 3, табл. 3).

Таким образом, технический результат достигается при использовании образцов 2 - 4 и 7 - 9, что подтверждает количественный состав - заявляемые пределы ингредиентов.

Для подтверждения эффективности заявляемой композиции по отношению к известным и широко распространенным была приготовлена опытная партия заявляемого состава (образцы 3, 7). Результаты испытаний представлены в табл. 4. Эти составы проходили натурные испытания при консервации автотопливозаправщиков АЦЗ - 4,1 - 131 на открытой площадке.

На чертеже представлена блок-схема технологической установки для приготовления состава для защитного покрытия.

Состав готовят следующим образом. В обогреваемую мешалку 1 загружают в заданном количестве однозамещенные и двузамещенные амиды фракции СЖК C₁₇-C₂₁ трибората моноэтаноламина, воду и при перемешивании доводят температуру смеси до 90-95^oC, после чего в мешалку 1 вводят расплав нефтяного церезина с температурой каплепадения 65-95^oC. Поддерживая температуру смеси всех компонентов на уровне 90-95^oC, производят перемешивание шестеренчатым насосом 2 до получения однородной и нерасслаиваемой эмульсии. Для стабилизации свойств эмульсии при хранении ее подвергают гомогенизации путем прокачивания по замкнутому кругу плунжерным насосом 3 через гомогенизирующее устройство 4 (дроссельную заслонку) под давлением 10-15 МПа, затем собирают в сборник готовой продукции 5. Состав готов к применению.

Использование нефтяного церезина с температурой каплепадения 65-95^oC в совокупности с одно- и двузамещенными амидами фракции СЖК C₁₇-C₂₁ трибората моноэтаноламина (как показали испытания) позволили создать состав для защитного покрытия, не уступающий по своим свойствам вырабатываемому промышленностью ингибированному водно-восковому составу ИВВС-706М при значительном снижении себестоимости и наличии биоцидных свойств (табл. 3).

Заявляемое техническое решение соответствует не только критерию "новизна" (отличие от прототипа), но и отличается изобретательским уровнем, так как авторы не имеют сведений о заявляемой совокупности использования известных компонентов.

Композиция проста в приготовлении и состоит из промышленно выпускаемых компонентов, что позволяет готовить состав для защитного покрытия на месте работ.

Годовой экономический эффект от использования предложенного состава взамен серийно выпускаемого состава ЗВВД-13 за вычетом дополнительных капитальных затрат на исследование, разработку и организацию производства в объеме 3000 т/год составит 800 руб/т.

Изобретение относится к водно-восковым защитным составам от атмосферного воздействия, старения, биоповреждений резинотехнических, полимерных, металлических, деревянных изделий и лакокрасочных покрытий. Состав для защитного покрытия содержит воду, в качестве воскообразного вещества - нефтяной церезин с температурой каплепадения 65-98°С. В качестве эмульгатора содержит одно- и двузамещенные амиды фракции синтетических жирных кислот С₁₇ - C₂₁ трибората моноэтаноламина. Технический результат - повышение эффективности защитного покрытия с одновременным снижением себестоимости состава. 1 з.п. ф-лы, 4 табл., 1 ил.

1. Состав для защитного покрытия, содержащий воскообразное вещество - церезин, эмульгатор и воду, отличающийся тем, что в качестве воскообразного вещества содержит нефтяной церезин с температурой каплепадения 65 - 95^oC, а в качестве эмульгатора - однозамещенные амиды фракции синтетических жирных кислот C₁₇-C₂₁ трибората моноэтаноламина при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Нефтяной церезин с температурой каплепадения 65 - 95^oC - 15,0 - 25,0
Однозамещенные амиды фракции СЖК C₁₇-C₂₁ трибората моноэтанолами - 2,0 - 8,0
Вода - Остальное
2. Состав для защитного покрытия по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит двузамещенные амиды фракции синтетических жирных кислот СЖК C₁₇-C₂₁ трибората моноэтаноламина в количестве 0,5 - 1,5 мас.%.