ДВУХКОМПОНЕНТНАЯ ГРУНТОВОЧНАЯ КОМПОЗИЦИЯ Российский патент 2003 года по МПК C09D5/08 C09D163/00 B05D7/22 

Изобретение относится к композициям антикоррозионных и защитных покрытий на основе эпоксидной смолы (ЭС) и может быть использовано в качестве грунтовочного слоя (праймера) или самостоятельного покрытия для стальных изделий, работающих как на открытом воздухе, так и под землей, например труб газопроводов, запорной арматуры, различных емкостей.

К грунтовочным композициям (далее "грунтовка") предъявляются следующие основные требования:
- надежная антикоррозионная защита металла;
- быстрое отверждение при низких температурах с коротким временем высыхания до отлипа;
- вязкость, позволяющая нанесение грунтовки механизированным способом.

Указанным требованиям удовлетворяет ряд двухкомпонентных эпоксиуретановых грунтовок, включающих эпоксиполиольную основу, состоящую из модифицированных гликолями ЭС, содержащих гидроксильные группы (патент РФ 2072905, кл. 6 В 05 D 7/22, С 09 D 175/02, опубл. 10.02.1997 г.).

Отверждение указанных модифицированных гликолями эпоксидных смол осуществляется предполимерами, имеющими концевые изоцианатные группы и представляющими собой аддукты полизоцианатов и полиэфиргликолей. При смешении такой эпоксиполиольной основы с изоцианатным отвердителем образуется эпоксиуретановое покрытие с высокими эксплутационными характеристиками и временем высыхания до отлипа до 60 минут.

Эти эпоксиуретановые грунтовки изготавливаются из дорогого сырья, поставляемого зарубежными фирмами. Наличие в отвердителе высокоактивных изоцианатных групп приводит к ограниченному сроку его хранения (не более 1-го года) при жестких условиях, исключающих попадание влаги, которая является причиной образования пористого покрытия.

Известна также отечественная двухкомпонентная грунтовка Б-ЭП-0237 (ТУ-2312478-0-05034239-97), эпоксидную основу которой составляет смесь глицидиловых эфиров бисфенола А и активных разбавителей, в которой суспендированы пигменты и наполнители с содержанием эпоксидных групп 11,5-13%. Отверждение осуществляют аминными отвердителями марок ДТБ-2М (прототип). Грунтовку наносят установками безвоздушного распыления или кистью.

Однако при довольно высоких физико-механических показателях данная грунтовка имеет длительное время высыхания до отлипа (3-4 час).

Изобретение решает задачу разработки грунтовки на эпоксидной основе с более коротким временем высыхания до отлипа при сохранении высоких технологических и эксплутационных характеристик.

Сущность изобретения заключается в том, что двухкомпонентная грунтовочная композиция содержит компонент А, включающий эпоксидную основу грунтовки Б-ЭП-0237 - суспензию наполнителей и пигментов в смеси глицидиловых эфиров бисфенола А и активных разбавителей, содержание эпоксидных групп в смеси 11,5-13%, и дополнительно аминный модификатор, выбранный из группы: аддукт о-хлорамина и формалина (ДХАБА), 3,3¹-дихлор-4,4¹-диаминодифенилметан (МОКА), 4,4¹-диаминодифенилметан (ДАДФМ) или смесь, по меньшей мере, двух из указанных соединений, а также растворитель (ацетон, толуол, метилацетaт, этанол или их сочетание). Указанную эпоксидную основу отверждают аминным компонентом Б, включающим амин из группы: триэтилентетрамин (ТЭТА), аддукт формальдегида, фенола и этилендиамина (АФ-2) или их смесь, аминный отвердитель содержит эпоксидный модификатор, выбранный из группы: эпоксидиановая смола ЭД-20, полиоксипропиленэпоксид (Лапроксид), содержащий 9-15% эпоксидных групп, алифатическую хлорсодержащую смолу - полиоксихлорпропиленэпоксид (Оксилин-6) или смесь, по меньшей мере, двух указанных ингредиентов, а также растворитель (ксилол, метилэтилкетон, диметилцеллозольв, изопропиловый спирт или их сочетание) при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:
компонент А
Эпоксидная основа грунтовки Б-ЭП-0237 - 50-72
Аминный модификатор - 3-6
Растворитель - 22-47
компонент Б
Указанный амин - 14-30
Эпоксидный модификатор - 12-20
Растворитель - 52-74
при соотношении компонентов А:Б=1:0,5÷0,8.

Грунтовка также может содержать ускоритель отверждения в количестве до 5%, выбранный из группы ароматических спиртов (фенолов).

В отличие от известной в оба компонента прелагаемой грунтовки введены функциональные модификаторы: аминный - в компонент А и эпоксидный - в компонент Б, которые в указанных количествах в сочетании с растворителем обеспечивают грунтовке требуемые реологические свойства и в 3-5 раз сокращают время высыхания до отлипа, при этом эксплуатационные характеристики грунтовки не уступают аналогичным показателям грунтовки Б-ЭП-0237.

Достаточно широкое соотношение компонентов А и Б не требует их высокоточной дозировки.

В некоторых случаях, например при пониженной температуре, в грунтовку можно вводить ускоритель отверждения, который не является определяющим ингредиентом и не влияет на эксплуатационные свойства грунтовки.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Получение компонента А.

Примеры А-1÷А-6
В фарфоровый или стеклянный стакан берут навески эпоксидной основы грунтовки Б-ЭП-0237 и аминного модификатора, нагревают до полной гомогенизации твердого модификатора, перемешивают до прекращения реакции, в смесь при температуре 65-70^oС вводят растворитель и тщательно перемешивают, охлаждают до комнатной температуры и фильтруют. Состав эпоксидной основы представлен в табл. 1.

Получение аминного отвердителя (компонент Б).

Примеры Б-1÷Б-6
В растворитель вводят амин, добавляют эпоксидный модификатор, выбранный как из группы широко известных компонентов - эпоксидиановая смола ЭД-20 и полиоксихлорпропиленэпоксид марки Оксилин-6, так и эпоксидного соединения Лапроксид - полиоксипропиленэпоксида марок 702 (состоящий преимущественно из двухфункциональной смолы с содержанием эпоксидных групп 9-10%) и 703 (состоящий преимущественно из трехфункциональной смолы с содержанием эпоксидных групп 13-15%) и тщательно перемешивают. Состав аминного отвердителя представлен в табл.2.

Получение грунтовки.

Примеры 1-9
К компоненту А добавляют компонент Б в количестве, достаточном для отверждения, тщательно перемешивают, наносят устройством безвоздушного напыления, кистью или валиком толщиной 60-100 мкм на предварительно отпескоструенную поверхность пластин из стали ст-3 размером 100х100 мм. После нанесения определяют время высыхания "до отлипа".

Через 4-6 час после нанесения грунтовки на пластины произведено напыление защитного покрытия "FRUCS" фирмы "КАВАКАМИ ТОРЕ" толщиной 2,5 мм на установке "ТОМАС-Н-2000".

Через 2 недели проведено испытание на катодное отслаивание после выдержки в 3% растворе хлорида натрия при потенциале поляризации 1,5 В.

Площадь катодного отслаивания с учетом исходного дефекта диаметром 9 мм должна быть не более:
при 20^oС, 60 суток - 6 см²,
при 60^oС, 30 суток - 10 см²,
при 60^oС, 30 суток - 30 см²
после предварительной выдержки покрытия 100 дней в воде при 80^oС.

Рецептура грунтовки, свойства ее после отверждения и стойкость к катодному отслаиванию грунтовки с защитным покрытием представлены в табл.3.

Как видно из приведенного экспериментального материала, предлагаемая грунтовочная композиция обеспечивает высокую степень антикоррозийной защиты стальных поверхностей при значительно меньшем времени высыхания до отлипа.

Приведенные примеры иллюстрируют, но не ограничивают объем изобретения.

Изобретение относится к композициям антикоррозионных и защитных покрытий на основе эпоксидной смолы и может быть использовано в качестве грунтовочного слоя или самостоятельного покрытия для изделий из стали, в частности труб, запорной арматуры, различных емкостей, работающих как на открытом воздухе, так и под землей. Двухкомпонентная грунтовочная композиция содержит компонент А - эпоксидную основу, включающую суспензию наполнителей и пигментов в смеси глицидиловых эфиров бисфенола А и активных разбавителей, аминный модификатор, органический растворитель. Указанную эпоксидную основу отверждают компонентом Б - аминным отвердителем, включающим амин из группы: триэтилентетрамин, аддукт формальдегида, фенола и этилендиамина или их смесь, эпоксидный модификатор, органический растворитель. Определенное соотношение компонентов грунтовочной композиции обеспечивает время высыхания "до отлипа" 40-52 мин, набухание в воде 1,4-1,9 мас.%, стойкость к катодному отслаиванию 7-10 см². 3 з.п.ф-лы, 3 табл.

1. Двухкомпонентная грунтовочная композиция для защиты стальных поверхностей от коррозии на основе компонента А, содержащего эпоксидную основу грунтовки Б-ЭП-0237 с 11,5-13% эпоксидных групп, включающую суспензию наполнителей и пигментов в смеси глицидиловых эфиров бисфенола А и активных разбавителей, и компонента Б, включающего аминный отвердитель, отличающаяся тем, что компонент А дополнительно содержит аминный модификатор, выбранный из группы, включающей аддукт о-хлоранилина и формалина, 3,3'-4,4'-диаминодифенилметан, 4,4'-диаминодифенилметан или смесь, по меньшей мере, двух из указанных ингредиентов, а также органический растворитель при следующем соотношении ингредиентов, мас. %:
компонент А:
Суспензия наполнителей и пигментов в смеси глицидиловых эфиров бисфенола А и активных разбавителей - 50-72
Аминный модификатор - 3-6
Органический растворитель - 20-47
аминный отвердитель компонента Б выбран из группы, включающей триэтилентетрамин, аддукт формальдегида, фенола и этилендиамина или их смесь, и компонент Б дополнительно содержит эпоксидный модификатор, выбранный из группы, включающей эпоксидную диановую смолу ЭД-20, полиоксипропиленэпоксид - Лапроксид 702 или 703 с содержанием эпоксидных групп 9-15%, алифатическую хлорсодержащую смолу - полиоксихлорпропиленэпоксид Оксилин-6 или смесь, по крайней мере, двух из указанных соединений и органический растворитель при следующем соотношении ингредиентов, мас. %:
компонент Б:
Указанный амин - 14-30
Эпоксидный модификатор - 12-20
Органический растворитель - 52-74
при массовом соотношении компонент А: компонент Б 1: 0,5-0,8. 2. Двухкомпонентная грунтовочная композиция по п. 1, отличающаяся тем, что компонент А содержит растворитель, выбранный из группы, включающей ацетон, толуол, этанол, метилацетат или их сочетание. 3. Двухкомпонентная грунтовочная композиция по п. 1, отличающаяся тем, что компонент Б содержит растворитель, выбранный из группы, включающей ксилол, метилэтилкетон, диметилцеллозольв, изопропиловый спирт или их сочетание. 4. Двухкомпонентная грунтовочная композиция по пп. 1-3, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит ускоритель отверждения, выбранный из группы ароматических спиртов - фенолов в количестве до 5% от массы композиции.