ПОКРЫТИЕ АНТИКОРРОЗИОННОЕ МОДИФИЦИРУЮЩЕЕ Российский патент 2005 года по МПК C09D5/08 C09D5/12 C09D133/08 C09C1/46 

Изобретение относится к лакокрасочной промышленности, а именно к модификаторам ржавчины, используемым для покрытия ржавых металлических поверхностей.

Известна грунтовка-преобразователь ржавчины ЭВА-01-ГИСИ на основе поливинилаце-татной дисперсии, ортофосфорной кислоты, желтой и красной кровяной соли, вспомогательного вещества ОП-7 и этилсиликата. Модификатор представляет собой двухупаковочную систему, состоящую из основы и 70% раствора ортофосфорной кислоты. На 100 мас. частей основы берут 5-7 мас. частей кислоты (И.Л.Розенфельд и др. Защита металлов от коррозии лакокрасочными покрытиями. - М.:Химия, 1987, с.164).

Недостатком данной грунтовки-преобразователя является невозможность ее использования в качестве самостоятельного покрытия и нанесения на замазученные и замасленные поверхности.

Наиболее близким техническим решением, выбранным за прототип, является модифицирующая грунтовка, содержащая (в мас.%) эпоксидную диановую смолу 32,8-41,5; дибутилфталат - 3,3-7,4; пигменты - 2,5-7,4; наполнители 18,4-35,6; аминный отвердитель - 6,2-7,8; пирокатехин - 0,3-0,5; модифицирующая добавка 0,3-4,6; растворители 12,4-18,9 (А.С. СССР №895073 А1, «Композиция для грунтования прокорродировавших поверхностей).

Недостатком этого модификатора ржавчины также является невозможность его использования в качестве самостоятельного покрытия и нанесения на замасленные и замазученные металлические поверхности.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, состоит в создании препарата, способного эффективно преобразовывать ржавчину в неагрессивные в коррозионном отношении соединения, обладающего низкой влагопроницаемостью и, вследствие этого, использоваться как самостоятельное покрытие без применения водостойких лакокрасочных материалов в качестве дополнительных пленкообразователей.

Технический результат, получаемый при использовании предлагаемого покрытия антикоррозионного модифицирующего - это возможность эффективного превращения ржавчины в нейтральный грунт, длительное время его эксплуатации как в агрессивных и водонасыщенных средах, так и в условиях открытой атмосферы без дополнительного перекрывания лакокрасочными материалами, а также нанесение на замазученные и замасленные металлические поверхности без их обезжиривания, что в целом приводит к значительной экономии как материальных, так и трудовых затрат.

Поставленная задача и технический результат достигаются тем, что предлагаемое покрытие антикоррозионное модифицирующее, включающее пленкообразующее, пигмент и наполнитель, комплексообразователь и модифицирующую добавку, в отличие от прототипа содержит в качестве пленкообразующего - акриловую дисперсию Диакам - 11, в качестве пигмента и наполнителя - графит ГЭ-3, в качестве комплексообразователя - 8-оксихинолин; в качестве модифицирующей добавки - ортофосфорную кислоту и дополнительно содержит полиэтилсилоксановую жидкость ПЭС-5, вспомогательное вещество ОП-10 и конкрепол АД-1 на основе водного раствора поли-N - винилпирролидона при следующем соотношении компонентов (в вес. %):

ортофосфорная кислота 25,0-35,0

графит ГЭ-3 14,0-23,0

акриловая дисперсия Диакам-11 36,0-48,0

полиэтилсилоксановая жидкость ПЭС-5 5,0-10,0

вспомогательное вещество ОП-10 0,2-0,5

8-оксихинолин 0,5-1,8

конкрепол АД-1 на основе водного раствора поли-N - винилпирролидона - 0,5-1,5

Диакам-11 представляет собой сополимер бутилового эфира акриловой кислоты с метиловым эфиром метакриловой кислоты при их соотношении 1:1, что составляет около 50% данной дисперсии, с применением воды как разбавителя; графит ГЭ-3 - графит элементный, изготавливаемый из природного чешуйчатого кристаллического графита; полиэтилсилоксановая жидкость ПЭС-5 представляет собой смесь полимеров линейной структуры с общей формулой [-О-Si(C₂H₅)₂-]_n; вспомогательное вещество ОП-10 является продуктом обработки смеси моно- и диалкилфенолов окисью этилена с условной структурной формулой

где R - алкильный остаток, содержащий 8-12 атомов углерода; n - 10-12; конкрепол АД-1 на основе водного раствора поли-N - винилпирролидона.

Покрытие антикоррозионное модифицирующее получают следующим образом: просеянный через сито с диаметром отверстий 0,125 мм графит марки ГЭ-3 ГОСТ 7478-75 высыпают в стакан и добавляют в него вспомогательное вещество ОП-10 ГОСТ 8433-81, после чего тщательно перемешивают. Затем в этот же стакан заливают полиэтилсилоксановую жидкость ПЭС-5 ГОСТ 13004-77 и перемешивают до полной гомогенизации смеси. В этот же стакан наливают акриловую дисперсию «Диакам-11» ТУ 2241-039-07507802-2001 и также тщательно перемешивают. В полученную смесь добавляют конкрепол АД-1 ТУ 9365-001-13802623-2003 и все компоненты гомогенизируют.

В другой стакан заливают ортофосфорную кислоту ГОСТ 6552 - 80 марки «ч» и засыпают в нее 8-оксихинолин ГОСТ 5847-76 и перемешивают до полного растворения 8-оксихинолина в кислоте. Затем содержимое второго стакана выливают в первый и тщательно перемешивают до полной гомогенизации готового продукта темно-серого цвета с металлическим блеском, имеющего плотность 1,250-1,260 г/см³.

Следует заметить, что при изменении порядка смешения компонентов препарат может сворачиваться и стать непригодным для нанесения на обрабатываемые поверхности.

Пример. Для получения 100 г покрытия антикоррозионного модифицирующего в мерный стакан емкостью 250 мл засыпают 17,0 г (17,0%) графита марки ГЭ-3 ГОСТ 7478-75 с величиной частиц не более 0,125 мм и добавляют в него 0,3 г (0,3%) вспомогательного вещества ОП-10 ГОСТ 8433-81 и равномерно перемешивают. В этот же стакан приливают сиропообразную бесцветную полиэтилсилоксановую жидкость ПЭС-5 ГОСТ 13004-77 в количестве 7,0 г (7,0%) и также тщательно перемешивают. После этого в стакан заливается белая акриловая дисперсия «Диакам-11» ТУ-2241-039-07507802-2001 в размере 43,7 г (43,7%) и перемешивается с остальными компонентами. Затем к полученной массе добавляется 1,0 г (1,0%) вязкого желтоватого цвета конкрепола АД-1 ТУ 9365-001-13802623-2003 и вся смесь равномерно гомогенизируется в стакане.

В другой стакан наливают 30,0 г (30,0%) ортофосфорной кислоты ГОСТ 6552 - 80 марки «ч» и туда же засыпают порошок 8-оксихинолина 1,0 г (1,0%) ГОСТ 5847-76, который медленно растворяется в кислоте при перемешивании, образуя раствор желтого цвета. Раствор 8-оксихинолина в кислоте выливают в первый стакан, и все ингредиенты тщательно перемешивают до образования сиропообразной гомогенной массы темно-серого цвета с металлическим блеском и плотностью 1,250-1,260 г/см³.

Остальные составы готовятся аналогично.

Для проведения испытаний, результаты которых представлены в таблице, был взят известный препарат и предлагаемый.

Испытания проводят следующим образом. На стальные ржавые пластины размером 50×100×2 мм с толщиной ржавчины от 50 до 220 мкм кистью, в один слой, наносят известный препарат и предлагаемое покрытие. Образцы сушат в течение трех суток, после чего определяют адгезию методом решетчатого надреза ГОСТ 15140-78, преобразующую способность, твердость пленки при ударе ИСО 2815 и пористость покрытия электрохимическим методом.

Если содержание графита ГЭ-3 в композиции меньше 14%, то это приводит к уменьшению рабочей вязкости препарата и снижению его укрывистости.

При увеличении количества графита более 23% композиция становится вязкой и жесткой, что затрудняет ее нанесение на поверхность металла.

При содержании в продукте ортофосфорной кислоты менее 25% резко ослабевает его преобразующая способность, уменьшается пластичность композиции.

Увеличение концентрации ортофосфорной кислоты свыше 35% приводит к разжижению покрытия и уменьшению укрывистости.

При уменьшении содержания водной дисперсии Диакам-11, представляющей собой сложную систему различных веществ на основе акриловых полимеров, менее 36% происходит утончение полимерной пленки на обработанной поверхности, что вызывает проникновение воды и других агрессивных соединений к металлической подложке.

Если увеличить концентрацию акриловой дисперсии более 48%, то понижается преобразующая способность препарата, уменьшается его рабочая вязкость и укрывистость.

Уменьшение содержания полиэтилсилоксановой жидкости ПЭС-5 ниже 5% приводит к ослаблению гидрофобизирующего действия покрытия, в результате чего ухудшаются его защитные свойства.

Если концентрация жидкости ПЭС-5 превышает концентрацию 10%, то от этого снижается преобразующая способность препарата, происходит его быстрое расслаивание при хранении, уменьшается адгезия покрытия к подложке.

При содержании 8-оксихинолина в композиции менее 0,5% снижается фунгицидная способность покрытия противостоять возникновению грибковых образований на полимерной пленке, а также, вследствие этого, уменьшается возможность количественно связывать свободные ионы Fe²⁺ и Fe³⁺ в нерастворимые комплексные соединения.

При увеличении концентрации 8-оксихинолина в препарате свыше 1,8% происходит вымывание избытка этого компонента в обводненных средах из покрытия, вследствие чего возрастает пористость фосфатной и полимерной пленок. Кроме того, избыток содержания 8-оксихинолина в композиции может вызвать возникновение повторной коррозии металла под покрытием.

Уменьшение вспомогательного вещества ОП-10 ниже 0,2% приводит к прекращению эмульгирования не смешивающихся между собой компонентов, таких как ортофосфорная кислота, акриловая дисперсия, конкрепол с полиэтилсилоксановой жидкостью ПЭС-5. Помимо этого резко уменьшается взаимопроникновение препарата в мазутные и масляные загрязнения, имеющиеся на ржавой поверхности металла, в результате чего снижается преобразующая способность и адгезия покрытия к подложке.

При содержании вспомогательного вещества ОП-10, представляющего собой поверхностно-активное вещество, более 0,5% может произойти частичная смывка акрилатной полимерной пленки с поверхности подложки.

При уменьшении концентрации ниже 0,5% конкрепола АД-1 на основе водного раствора поли-N - винилпирролидона препарат теряет свою гомогенность и расслаивается на составляющие с образованием осадка.

Увеличение концентрации конкрепола АД-1 в композиции более 1,5% приводит к вымыванию его из покрытия в водонасыщенных средах с образованием пор в слое пленкообразования.

Кроме вышеприведенных основных свойств, предлагаемый препарат может эксплуатироваться в интервале температур от минус 70 до 200°С при температуре нанесения от 5 до 60°С.

Кроме того, имея в своем составе фунгицид - 8 - оксихинолин, одновременно являющийся и комплексообразователем, предлагаемый препарат способен предотвращать появление грибковых образований на поверхности полимерной пленки, а также превращать свободные ионы Fe²⁺ и Fe³⁺ в нерастворимые соединения.

Данное антикоррозионное модифицирующее покрытие может использоваться в различных областях: газовой, нефтяной, судостроительной, сельском хозяйстве, а также в быту.

Таблица
Результаты испытаний модифицирующих антикоррозионных покрытийСостав модифицирующего антикоррозионного покрытия, вес. %Эксплуатационные параметрыГрафитОртофосфор-ная кислотаПЭС-5«Диакам 11»8-
оксихи-нолинОП-10Конкрепол АД-1Ад-гезия, баллПреобразующая способность,
мкмПрочность при ударе, кгс·смПористость, балл17,030,07,043,71,00,31,0120031¹14,233,09,640,01,50,41,3220025220,028,05,744,01,30,30,71-2150242-316,026,08,047,01,70,21,1213028222,029,09,037,01,60,50,91170262-317,526,57,646,00,60,41,4213030121,034,05,538,00,70,30,51-2190253Известный модификатор ржавчины (прототип)260202-3

Изобретение относится к лакокрасочной промышленности, а именно к модификаторам ржавчины, которые используются для нанесения на прокорродировавшие металлические поверхности. Описанное покрытие антикоррозионное модифицирующее содержит (в вес. %): 36,0-48,0 акриловой дисперсии Диакам-11 в качестве пленкообразующего; 14,0-23,0 графита ГЭ-3 в качестве пигмента и наполнителя; 0,5 - 1,8 8-оксихинолина в качестве комплексообразователя; 25,0-35,0 ортофосфорной кислоты в качестве модифицирующей добавки; 5,0-10,0 полиэтилсилоксановой жидкости ПЭС-5; 0,2-0,5 вспомогательного вещества ОП-10 и 0,5-1,5 конкрепола АД-1 на основе водного раствора поли-N-винилпиролидона. Технический результат - возможность эффективного превращения ржавчины в нейтральный грунт, длительное время эксплуатации как в агрессивных и водонасыщенных средах, так и в условиях открытой атмосферы в диапазоне температур от минус 70 до плюс 200⁰С без дополнительного перекрывания лакокрасочными материалами, а также нанесение на замазученные и замасленные металлические поверхности без их обезжиривания. 1 табл.

Покрытие антикоррозионное модифицирующее, включающее пленкообразующее, пигмент и наполнитель, комплексообразователь и модифицирующую добавку, отличающееся тем, что оно содержит в качестве пленкообразующего акриловую дисперсию Диакам-11, в качестве пигмента и наполнителя - графит ГЭ-3, в качестве комплексообразователя - 8-оксихинолин, в качестве модифицирующей добавки - ортофосфорную кислоту и дополнительно содержит полиэтилсилоксановую жидкость ПЭС-5, вспомогательное вещество ОП-10 и конкрепол АД-1 на основе водного раствора поли-N-винилпирролидона при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Ортофосфорная кислота25,0-35,0Графит ГЭ-314,0-23,0Акриловая дисперсия \Диакам-11\36,0-48,0Полиэтилсилоксановая жидкость ПЭС-55,0-10,0Вспомогательное вещество ОП-100,2-0,58-оксихинолин0,5-1,8Конкрепол АД-1 на основе водного раствора поли-N-винилпирролидона0,5-1,5