ПРОТИВОКОРРОЗИОННЫЙ ПИГМЕНТ Российский патент 2004 года по МПК C09C1/00 C09C1/02 C09D5/08 

Изобретение относится к технологии получения противокоррозионных пигментов для использования их, например, в лакокрасочной промышленности.

Известен противокоррозионный пигмент, представляющий собой хромат кальция состава СаСrO₄ (Беленький Е.Ф., Рискин И.В. Химия и технология пигментов. Л.: Химия, 1974, с.21, 22).

Однако пигмент обладает высокой токсичностью, связанной с повышенной растворимостью в воде этого соединения, которая ограничивает сферу его использования в лакокрасочных композициях различного назначения, особенно водоразбавляемых.

Наиболее близкий по совокупности существенных признаков и достигаемому результату является противокоррозионный пигмент, представляющий собой фосфат-хромат кальция при мольном соотношении фосфат- и хромат-ионов в нем от 4,001:1 до 20:1, принятый за прототип (патент РФ №2199562, МПК С 09 С 1/02, 1/34, приоритет от 15.10.01 г., опубл. 27.02.03).

Как показали экспериментальные исследования, пигмент, принятый за прототип, относится к 1 классу опасности и обладает токсичностью, связанной с содержанием в его составе хромат-иона, который ограничивает его использование в лакокрасочных композициях различного назначения, особенно водоразбавляемых.

Задачей предлагаемого изобретения является создание нетоксичного пигмента без ухудшения его противокоррозионных свойств.

Сущность изобретения состоит в замене хромат-иона на молибдат-ион при мольном соотношении молибдат - и фосфат-ионов в нем от 1:0,01 до 1:100.

Получение пигмента осуществляется путем обработки суспензии карбоната кальция смесью растворов аммония молибденовокислого четырехводного (пермолибдата) и ортофосфорной кислоты при температуре 95° С. Суспензия пигмента высушивается при температуре 380° С. Полученный продукт обладает ярко-белым цветом.

Пример 1 (соотношение молибдат- и фосфат-ионов 1:0,01)

30 г карбоната кальция смешиваются с 122,7 мл воды и перемешивают в течение 1 ч при температуре 95° С. К полученной суспензии при интенсивном перемешивании постепенно добавляют 99,3 г раствора, содержащего 33,2 г аммония молибденовокислого четырехводного (пермолибдата аммония) и 0,184 г ортофосфорной кислоты (100%). Перемешивание продолжается в течение 5 часов после введения всех компонентов. В случае сильного загустевания реакционной массы вследствие образования полигидратов основного вещества добавляется вода до требуемой консистенции.

Осажденный продукт по составу соответствует формуле СаМоO₄·_{0,01Са3(РO4)2·nН2O.}

Пример 2 (соотношение молибдат- и фосфат-ионов 1:10)

Аналогично примеру 1, но берутся соответственно 30 г карбоната кальция, 139,6 мл воды, 71,6 г раствора, содержащего 3,05 г пермолибдата аммония и 16,89 г ортофосфорной кислоты (100%).

Осажденный продукт по составу соответствует формуле СаМоO₄·_{10Са3(РO4)2·nН2O.}

Пример 3 (соотношение молибдат- и фосфат-ионов 1:100)

Аналогично примеру 1, но берутся соответственно 30 г карбоната кальция, 157 мл воды, 59,2 г раствора, содержащего 0,33 г пермолибдата аммония и 18,39 г ортофосфорной кислоты (100%).

Осажденный продукт по составу соответствует формуле СаМоO₄·_{100Са3(РO4)2·nН2O.}

Оценка противокоррозионных свойств пигментов проводилась потенциодинамическим способом. В качестве коррозионноактивной среды применяли 3%-ный раствор хлорида натрия при рН 4,5, установленном уксусной кислотой. Расчет токов коррозии проводился по методике (Горловский И.А., Индейкин Е.А., Толмачев И.А. Лабораторный практикум по пигментам и пигментированным лакокрасочным материалам. Л.: Химия, 1990). Показатели приведены в таблице.

В процессе воздействия коррозионной среды под покрытием на поверхности металла образуется фосфатно-молибдатная пленка, вызывающая пассивирование поверхности и оказывающая дополнительное защитное действие.

Таким образом, все полученные пигменты обладают свойством снижать ток коррозии и сдвигать потенциал стали в область активного коррозионного торможения. Предлагаемый пигмент обладает меньшей растворимостью в воде, чем фосфат-хромат кальция, и не содержит в своем составе хроматов, относящихся, как указывалось выше, к 1 классу опасности по воздействию на организм человека, что и указывает на отсутствие токсичности предлагаемого пигмента.

Изобретение может быть использовано в лакокрасочной промышленности. Противокоррозионный пигмент представляет собой фосфат молибдат кальция с соотношением молибдат- и фосфат-ионов от 1:0,01 до 1:100. Для получения пигмента карбонат кальция смешивают с водой, перемешивают 1 ч при 95°С. К полученной суспензии при интенсивном перемешивании постепенно добавляют раствор, содержащий пермолибдат аммония и ортофосфорную кислоту. После введения всех компонентов продолжают перемешивать 5 ч. Суспензию высушивают при 380°С. Полученный пигмент имеет ярко-белый цвет, меньше растворим в воде, чем фосфат-хромат кальция, нетоксичен, противокоррозионные свойства при замене хромат-ионов на молибдат-ионы не ухудшаются. 1 табл.

Противокоррозионный пигмент, представляющий собой фосфат молибдат кальция с мольным соотношением молибдат- и фосфат-ионов в нем от 1:0,01 до 1:100.