КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ АНТИКОРРОЗИОННОГО ПОКРЫТИЯ Российский патент 2003 года по МПК C09D5/08 C09D195/00 

Изобретение относится к композициям для нанесения антикоррозийного покрытия на черные металлы и может быть использовано для антикоррозийной защиты крупногабаритных металлических емкостей, трубопроводов, находящихся под воздействием воздушных и водных агрессивных сред.

Особенно актуальна задача создания антикоррозийных покрытий для защиты металлических поверхностей труб и оборудования, работающего в травильном отделении листопрокатных цехов, трубопроводов, находящихся на открытом воздухе, вблизи производственных предприятий, имеющих выбросы в атмосферу и подверженных осадкам с рН≥6.

Наиболее рациональными являются в этом случае покрытия на основе полимерных связующих, так как обеспечивают простоту нанесения на крупногабаритные изделия распылением.

Широко используются в качестве антикоррозийных защитных покрытий композиции на основе акриловых полимеров (полиакриловой, полиметакриловой, полиметилметакрилата, полиакрилонитрила).

Известны [1 - авт. св. 147276, кл. С 08 Д 3/80,1962 СССР; 2 - патент США 4045393, кл. C 08 L 91/00, 1997 г.; 3 - авт. св. 2058357, кл. 6 С 09 D 129/14, 183/04, 5/08] антикоррозийные покрытия на основе полиметакриловой кислоты и полиметилметакрилата, предназначенные для защиты внутренних поверхностей вспомогательного котельного оборудования. Покрытия представляют собой продукт полимеризации метилметакрилата (ММА), полиметилметакрилата (ПММА) с добавлением 0,5% диметиланилина и 1,5-4,5% инициатора (перекиси бензоила) в виде 30% дисперсии его в дибутилфталате. Недостатком этих покрытий являются недостаточная термостойкость, длительный срок сушки после нанесения покрытий, склонность к растрескиванию из-за старения, кроме того, в состав покрытий входит смесь, содержащая фенолформальдегидную смолу, оксид хрома и асбест - вещества не удовлетворяющие требованиям экологии.

Ближайшей по технической сущности и достигаемому результату к предполагаемому изобретению является антикоррозионная композиция, включающая связующее на битумной основе, лак КO815, лак КO915 и толуол (патент RV 94003348 Россия, кл. С 09 Д 195/00, Комлев Н.А., Сиваков В.А., Веженков И.В., 1995 г. ). Состав наносится на металлические поверхности кистью путем многократного покрытия.

Предлагаемая авторами композиция имеет недостаточную коррозионную стойкость, обладает низкой морозостойкостью, что приводит к быстрому растрескиванию покрытия, низкой адгезии, и имеет черный цвет, который недостаточно эстетично выглядит в производственных помещениях.

Из-за высокой вязкости предлагаемое авторами покрытие имеет повышенный расход на 1 м.

Целью предполагаемого изобретения является повышение химической стойкости, повышение адгезии, повышение влагонепроницаемости и морозостойкости.

Поставленная цель достигается тем, что антикоррозийная композиция в качестве связующего содержит сополимер винилбутилового эфира и метилметакрилата в присутствии сольвента и динитрилазоизомасляной кислоты с остаточным содержанием винилбутилового эфира 15-20 мас.% при следующем соотношении компонентов: сополимер винилбутилового эфира и метилметакрилата 15-25 мас.%, толуол - остальное.

Сополимер ВБМ получают совместной сополимеризацией метилметакрилата и винилбутилового эфира в присутствии сольвента и катализатора - динитрилазоизомасляной кислоты. После вызревания сополимер ВБМ с остаточным количеством эфира 15-20 мас.% растворяют в толуоле. Добавление в систему сольвента улучшает качество антикоррозийной композиции, не требует дополнительной ректификации непрореагировавшего винилбутилового эфира и снижает расходную норму по эфиру. Доведение композиции до требуемой вязкости осуществляется толуолом. Анализ проводится на визкозиметре ВЗ-3.

15-25 мас.% раствор сополимера ВБМ в толуоле - прозрачная однородная жидкость без механических примесей от бесцветного до светло-желтого цвета. Условная вязкость 50-80 сСт. Плотность пленки по маятниковому прибору М-3 0,5 условных единиц. Массовая доля нелетучих 15-25 мас.%. Обладает высокой адгезией к металлическим поверхностям, равной 1-2 балла. В нем хорошо растворяются различные пигменты, что придает покрытию любой цвет.

В заявленной композиции в качестве сополимера винилбутилового эфира и метилметакрилата для достижения поставленных технических целей могут быть использованы сополимеры с различным содержанием исходных мономеров. Характеристика свойств раствора сополимеров представлена в табл.7. Как видно по результатам исследований исходное соотношение винилбутиловый эфир : метилметакрилат не влияет на адезию, морозостойкость, влагопроницаемость и коррозионную стойкость, на вышеуказанные свойства влияет только содержание сополимера в композиции.

Наличие в составе композиции 15-20 мас.% винилбутилового эфира благодаря высокой его летучести значительно уменьшает время высыхания антикоррозийной композиции при нанесении последней на металлы. Кроме того, упрощает технологию изготовления покрытия, так как не требует дополнительной ректификации при выбранном соотношении исходных мономеров. Увеличение остаточного содержания винилбутилового эфира до более 20 мас.% нецелесообразно, т.к. стоимость эфира дороже толуола в 5 раз.

Испытания образцов, покрытых раствором сополимера ВБМ, проводилось весовым методом по ГОСТ 7025-78. Нанесение покрытий на предварительно обезжиренные образцы осуществлялось путем окунания образцов в толуольный раствор сополимера ВБМ и последующего высушивания.

Испытания проводились в следующих средах:
3% водный раствор NaOH,
3% водный раствор H₂SO₄,
хозвода (pН 6-8).

Толщина покрытия при числе слоев покрытия n=2 раствором, содержащим 15 мас.% сополимера ВБМ, равнялась 0,000078 м. Толщина покрытия при числе слоев покрытия n= 3 раствором, содержащим 25 мас. % сополимера ВБМ, равнялась 0,00012 м. Для сравнения брались образцы без покрытия и образцы, покрытые лаком-прототипом по той же технологии. Недостатками прототипа являются следующие.

1. Низкая морозостойкость покрытия. Количество циклов замораживания образцов, покрытых лаком-прототипом, составляет 20.

2. Гидрофильность покрытия по отношению к влаге. В результате водопоглощения коррозия металлов усиливается и наблюдается большая потеря массы образцов. Степень коррозии металла ст.3, покрытого лаком, 3-4 балла.

3. Не обладает стойкостью в агрессивных средах с рН 7.

4. Черный цвет покрытия не позволяет использовать для покраски трубопроводов в промышленных помещениях в зависимости от типа транспортируемого материального потока.

Достоинства композиции защитного антикоррозионного покрытия металла по сравнению с прототипом следующие.

1. Стойкость металла коррозии благодаря покрытию повышается на 6 баллов (табл. 2 и 3 ).

2. Морозостойкость покрытия в 7-8 раз выше, чем у прототипа (табл.5).

3. Влагопроницаемость покрытия в 3-4 раза меньше, чем у прототипа (табл. 2 и 3).

4. Покрытие стойко в водно-воздушных агрессивных средах с рН 7.

5. Адгезия покрытия к поверхности металла в 2 раза лучше, чем у прототипа (табл.6).

Количественный интервал по содержанию сополимера ВБМ в толуоле (15-25 мас.%) обусловлен тем, что при содержании сополимера ВБМ в растворе менее 15 мас. % количество покрытия меньше и соответственно отслоение полимерной пленки происходит быстрее. При содержании сополимера ВБМ более 25 мас.% - увеличивает толщину пленки и расход покрытия на 1 м. На качественные показатели увеличение содержания сополимера ВБМ до более 25 мас.% уже не влияет.

Таблицы 1-9 см. в конце описания.

Изобретение относится к композициям для нанесения антикоррозионного покрытия на черные металлы и может быть использовано для антикоррозионной защиты крупногабаритных металлических емкостей, трубопроводов, находящихся под воздействием атмосферных осадков, воздушных и водных сред. В состав покрытия входит сополимер винилового эфира и метилметакрилата, который после испарения растворителя покрывает металлы защитной пленкой, предохраняющей металл от разрушения. Композиция проста в изготовлении и не требует специальных средств для нанесения на металлические конструкции. 9 табл.

Композиция для антикоррозионного покрытия металла на основе металиметакрилата и толуола, отличающаяся тем, что в качестве связующего содержит сополимер винилбутилового эфира и метилметакрилата, полученный сополимеризацией винилбутилового эфира и метилметакрилата в присутствии сольвента и динитрила азоизомасляной кислоты с остаточным содержанием винилбутилового эфира 15-20 мас.% при следующем соотношении компонентов:

Сополимер винилбутилового эфира и метилметакрилата 15-25 мас.%

Толуол Остальное