ВОДНАЯ ЭПОКСИДНАЯ КОРРОЗИОННО-СТОЙКАЯ ГРУНТОВКА Российский патент 2006 года по МПК C09D5/08 C09D5/12 C09D5/02 C09D163/02 C08L63/02 

Описание патента на изобретение RU2269556C2

Настоящее изобретение относится к коррозионно-стойкой грунтовке и более конкретно коррозионностойкой грунтовке на основе водного эпоксидного соединения, которая не содержит соединений шестивалентного хрома.

Уровень техники

Конструкционные сплавы, включающие сплавы алюминия, стали и т.п., обычно используют в авиационно-космической, судостроительной, автомобильной и других областях промышленности. Обычно такие сплавы используют для защиты от коррозии путем нанесения грунтовок или органических покрытий, содержащих ингибиторы коррозии. Обычно коррозионно-стойкими грунтовками, используемыми для конструкционных сплавов, являются эпоксидные грунтовки на основе растворителей, причем в таких грунтовках в качестве активных ингибиторов коррозии используют шестивалентный хром в составе пигментной добавки. Противокоррозионное действие таких грунтовок основано на шестивалетном хроме. Все формы шестивалентного хрома включены американским национальным Институтом по охране окружающей среды в группу I, включающую канцерогены для организма человека. Законодательствами многих стран использование хрома строго ограничивается, в частности федеральными и государственными законами США о снижении содержания летучих органических соединений (ЛОС) на основе шестивалентного хрома в красках и грунтовках, в которых основное внимание уделяется водным и/или снижающим содержание воды полимерным связующим. В связи с этим к ингибирующим коррозию соединениям, содержащим формы шестивалентного хрома, предъявляются строгие ограничения и за ними осуществляется контроль. Следовательно, снижение содержания шестивалентного хрома в составе ингибирующих добавок в таких грунтовках имеет большое значение.

В патенте JP 2002-121469 раскрыты композиции покрытий, содержащие водорастворимую смолу, выбранную из эпоксиэфирных смол и алкидных смол, водорастворимую меламиновую смолу и бесхроматный пигмент, ингибирующий коррозию, который представляет собой фосфатную или фосфитную систему. При этом известное покрытие не содержит тяжелые металлы, а в составе вышеуказанного пигмента, ингибирующего коррозию, используется кислая соль фосфорной кислоты, содержащая церий, титан, цирконий или олово.

Раскрытие изобретения

С учетом вышеизложенного, основной задачей настоящего изобретения является исключение отрицательного воздействия шестивалентного хрома на объекты окружающей среды и организм человека. Данная задача решается разработкой коррозионно-стойкой грунтовки, не содержащей шестивалентный хром и являющейся эффективной для предотвращения разрушительного действия коррозии на конструкционные сплавы металлов, в частности эффективной для предотвращения или замедления обоих видов коррозии: основной коррозии и точечной коррозии (питтинга).

Описанные выше и другие задачи и преимущества настоящего изобретения, которые будут понятны из нижеследующего описания, достигаются всеми признаками, приведенными в формуле настоящего изобретения.

В настоящем изобретении предлагается водная эпоксидная коррозионно-стойкая грунтовка, содержащая водное эпоксидное соединение (waterborne epoxy), отверждающий агент и безхроматный ингибирующий коррозию пигмент. Безхроматный ингибирующий коррозию пигмент по настоящему изобретению включает безхроматную ингибирующую коррозию пигментную добавку в комбинации с другими пигментными наполнителями и т.п. Безхроматную ингибирующую коррозию пигментную добавку выбирают из группы, включающей смесь молибдата церия с ванадатом висмута, молибдата церия с вольфраматом стронция, фосфата церия с вольфраматом стронция, ванадата висмута с молибдатом висмута и вольфраматом стронция, а также их смеси. Прежде всего, предпочтительной безхроматной, ингибирующей коррозию добавкой для грунтовок является смесь молибдата церия с вольфраматом стронция.

Осуществление изобретения

Настоящее изобретение относится к безхроматной водной эпоксидной коррозионно-стойкой грунтовке, включающей водное эпоксидное соединение (полимер или смолу с эпоксигруппой), отверждающий агент и безхроматную ингибирующую коррозию добавку.

Безхроматный ингибирующий коррозию пигмент по настоящему изобретению включает (1) безхроматную ингибирующую коррозию добавку, которую выбирают из группы, включающей смесь молибдата церия с ванадатом висмута, молибдата церия с вольфраматом стронция, фосфата церия с вольфраматом стронция, ванадата висмута с молибдатом висмута и вольфраматом стронция, а также их смеси, и (2) пигменты-наполнители, которые выбирают из группы, включающей диоксид титана, глину, карбонат кальция или силикат алюминия, тальк или силикат магния, оксид цинка, а также бариты или сульфат бария. Содержание безхроматого ингибирующего коррозию пигмента (который представляет собой смешанный пигмент, включающий безхроматную ингибирующую коррозию добавку и пигменты-наполнители) составляет количество от 25 до 60 мас.%, предпочтительно от 40 до 55 мас.% в расчете на полный (конечный) состав композиции грунтовки. Содержание безхроматной ингибирующей коррозию добавки составляет от 5 до 40 мас.%, предпочтительно от 15 до 40 мас.% и более предпочтительно от 25 до 35 мас.% или от 25 до 30 мас.% в расчете на полный состав композиции пигмента.

В предпочтительном варианте воплощения настоящего изобретения водная эпоксидная коррозионно-стойкая грунтовка включает водное эпоксидное соединение, которое выбирают из группы, включающей водную нелетучую дисперсию модифицированных эпоксидных соединений на основе диглицидилового эфира бисфенола А с массой на одну эпоксидную группу (М/Э) от 450 до 700 и вязкостью от 12000 до 19000 сП (от 12 до 19 Па·с). В другом варианте воплощения настоящего изобретения дисперсия включает полимер со средней молекулярной массой, причем дисперсия представляет собой дисперсию полифункциональной смолы со средней молекулярной массой, которая при отверждении образует полимер с высокой степенью сшивки и чрезвычайно высокими прочностью и стойкостью. В еще одном варианте воплощения дисперсия представляет собой водную дисперсию полутвердой стандартной эпоксидной смолы на основе бисфенола А с высокой молекулярной массой. Содержание водного эпоксидного соединения составляет от 5 до 50 мас.%, предпочтительно от 15 до 30 мас.% в расчете на полный состав композиции грунтовки.

Отверждающий агент по настоящему изобретению выбирают из группы, включающей водные или снижающие содержание воды модифицированные аддукты аминов или полиамидоаминов, аминное число в которых составляет от 300 до 450. В частности, в качестве составляющих для получения аддуктов могут использоваться моноамины, включающие вторичные или третичные амины, известные, например, из патента RU 2083616. Вторичные амины включают, в частности, диалкиламины (например, диэтиламин, ди-н-пропиламин, диизопропиламин, ди-н-бутиламин, ди-н-октиламин и ди-н-додециламин), пиперидин, морфолин, вторичные алканоламины (диэтаноламин, N-метилэтаноламин, N-бутилэтаноламин, диизопропаноламин, N-метилизопропаноламин или ди-н-бутаноламин).

В предпочтительном варианте воплощения настоящего изобретения отверждающий агент, кроме того, включает гидрофобный отверждающий агент, предназначенный для повышения водостойкости и коррозионной стойкости. Содержание отверждающего агента составляет от 2 до 20 мас.%, предпочтительно от 5 до 15 мас.% в расчете на полный состав композиции грунтовки.

Безхроматную эпоксидную коррозионностойкую грунтовку по настоящему изобретению прежде всего используют для предотвращения общей коррозии и питтинга металлических субстратов, прежде всего сплавов алюминия, сплавов стали, нержавеющей стали, высокопрочных сплавов нержавеющей стали и т.п. Безхроматные водные эпоксидные соединения по настоящему изобретению могут быть использованы во всех областях промышленности, в том числе авиационно-космической, автомобильной, строительной, тароупаковочном производстве, системах отопления и кондиционирования воздуха, морском флоте.

Ингибирующие коррозию свойства безхроматной водной эпоксидной коррозионно-стойкой грунтовки по настоящему изобретению описаны в следующем примере.

Пример

Четыре композиции водных эпоксидных грунтовок получают как показано в таблице 1. Для испытания противокоррозионных свойств указанных грунтовок используют алюминиевые поверхности. Перед нанесением грунтовки алюминиевую поверхность анодируют или промывают фосфорной кислотой. Испытуемые образцы выдерживают в условиях испытаний на стойкость к солевому туману по стандарту ASTM B117. Затем образцы оценивают по признакам коррозии и питтинга и сравнивают с контрольными образцами эпоксидной грунтовки на основе хромата стронция по стандарту MIL-H-85582. Коррозионно-стойкие свойства водных эпоксидных грунтовок по настоящему изобретению оценивают по сравнению с хроматсодержащими грунтовками. Несмотря на то, что четыре грунтовки не проявляют ингибирующих коррозию свойств, сопоставимых с хроматсодержащими грунтовками, указанные грунтовки проявляют ингибирующие коррозию свойства и при этом исключается опасность для здоровья персонала.

Таблица 1.
Водные эпоксидные грунтовки
Грунтовка, NoОбъемное содержание пигмента, %КомпонентыМасса, гГрунтовка I20Эпоксидная смола80,00Молибдат церия48,30Вольфрамат стронция61,90Нитрат церия1,00Фениловый эфир пропиленгликоля8,004-Гидрокси-4-метил-2-пентанон12,00Деионизированная вода35,00Аминный отверждающий агент6,80

Грунтовка, NoОбъемное содержание пигмента, %КомпонентыМасса, гГрунтовка 25 Эпоксидная смола75,00IIМолибдат церия60,37Вольфрамат стронция77,36Нитрат церия1,00Фениловый эфир пропиленгликоля7,504-Гидрокси-4-метил-2-пентанон15,00Деионизированная вода40,00Аминный отверждающий агент7,50Грунтовка 30Эпоксидная смола70,00IIIМолибдат церия72,45Вольфрамат стронция92,85Нитрат церия1,00Фениловый эфир пропиленгликоля7,004-Гидрокси-4-метил-2-пентанон20,00Деионизированная вода60,00Аминный отверждающий агент8,90Грунтовка 35Эпоксидная смола65,00IVМолибдат церия84,52Зольфрамат стронция108,32Нитрат церия1,00Фениловый эфир пропиленгликоля6,504-Гидрокси-4-метил-2-пентанон25,00Деионизированная вода70,00

Следует понимать, что настоящее изобретение не ограничивается вариантами, представленными для иллюстрации в данном описании, а являются лишь иллюстрацией наилучших вариантов воплощения изобретения и могут быть модифицированы по форме, расположению элементов и по подробностям выполнения методики. Изобретение охватывает все такие модификации, которые включены в объем и сущность изобретения, как определено в формуле изобретения.

Похожие патенты RU2269556C2

название год авторы номер документа
СОСТАВ ДЛЯ ГРУНТОВКИ 2006
  • Фоменко Алексей Петрович
  • Лобачева Галина Константиновна
  • Салдаев Александр Макарович
  • Утробин Николай Павлович
RU2322467C2
ВОДНАЯ ГРУНТОВОЧНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ УЛУЧШЕННОГО ПЛЕНКООБРАЗОВАНИЯ И СПОСОБЫ ЕЕ ПРИМЕНЕНИЯ 2014
  • Чжао Ицян
  • Кохли Далип Кумар
  • Шах Гауранг Кунал
RU2638973C2
БЕСХРОМАТНАЯ ПОДГОТОВИТЕЛЬНАЯ ГРУНТОВКА 2015
  • Лабуш Дидье
  • Мэйе Мари-Ноэль
  • Абрами Сиаманто
RU2664103C2
АМИНОВЫЕ СМОЛЫ НА ОСНОВЕ ПРОСТОГО ПОЛИТИОЭФИРА И КОМПОЗИЦИИ, СОДЕРЖАЩИЕ ИХ 2008
  • Танг Гуанлян
  • Аклиан Як Х.
  • Савант Суреш Г.
RU2435808C2
ИНГИБИРУЮЩИЕ КОРРОЗИЮ МИКРОГЕЛИ И СОДЕРЖАЩИЕ ИХ НЕХРОМАТИРОВАННЫЕ КОМПОЗИЦИИ ГРУНТОВОЧНОГО ПОКРЫТИЯ 2013
  • Чжао Ицян
  • Кохли Далип
  • Узинеб Кельтум
RU2622419C2
ГРУНТОВКА ДЛЯ АНТИКОРРОЗИОННОГО ПОКРЫТИЯ 1994
  • Кондрашов Э.К.
  • Болонин А.Б.
  • Вассерман П.И.
  • Офицерова М.Г.
  • Савченкова В.В.
  • Лукьянов В.В.
  • Евдокимов А.В.
  • Родионова В.В.
RU2090584C1
АНТИКОРРОЗИОННЫЙ ПИГМЕНТ ДЛЯ ГРУНТОВОК ПО МЕТАЛЛУ 1999
  • Степин С.Н.
  • Светлаков А.П.
  • Кемалов А.Ф.
  • Смирнова С.А.
  • Фахрутдинов Р.З.
  • Ганиева Т.Ф.
  • Сороков А.В.
  • Чекашов А.А.
RU2169162C2
АНТИКОРРОЗИЙНАЯ ПОКРЫВНАЯ КОМПОЗИЦИЯ 2010
  • Виссер Петер
  • Хейз Скотт Алан
RU2531193C2
ГРУНТОВКА-ЭМАЛЬ ВОДНО-ДИСПЕРСИОННАЯ АНТИКОРРОЗИОННАЯ СЕРИИ "КРОНАКРИЛ" 2003
  • Романовский Д.В.
  • Брыкалов А.К.
RU2260608C2
ОТВЕРЖДАЮЩИЕСЯ ПЛЕНКООБРАЗУЮЩИЕ КОМПОЗИЦИИ, СОДЕРЖАЩИЕ СИЛИКАТЫ ЛИТИЯ В КАЧЕСТВЕ ИНГИБИТОРОВ КОРРОЗИИ, И МНОГОСЛОЙНЫЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ПОДЛОЖКИ С ПОКРЫТИЕМ 2016
  • Фурар, Элизабет А.
  • Мэйо, Майкл А.
  • Моррис, Эрик Л.
  • Бантен, Томми Дж.
RU2727808C2

Реферат патента 2006 года ВОДНАЯ ЭПОКСИДНАЯ КОРРОЗИОННО-СТОЙКАЯ ГРУНТОВКА

Изобретение относится к способу получения водной эпоксидной коррозионно-стойкой грунтовки, не содержащей соединений шестивалентного хрома, используемой для защиты от коррозии. Грунтовка содержит в своем составе водное эпоксидное соединение на основе диглицидилового эфира бисфенола А, отверждающий агент и безхроматный ингибирующий коррозию пигмент. Отверждающий агент выбирают из группы, включающей водные или снижающие содержание воды, модифицированные аддукты аминов или полиамидоаминов. Безхроматный ингибирующий коррозию пигмент содержит безхроматную ингибирующую коррозию пигментную добавку, которую выбирают из группы, включающей смеси молибдата церия с ванадатом висмута, молибдата церия с вольфраматом стронция, фосфата церия с вольфраматом стронция, ванадата висмута с молибдатом висмута и вольфраматом стронция, а также их смеси. В состав грунтовки дополнительно вводят пигменты-наполнители и гидрофобный отверждающий агент для повышения водостойкости и коррозионной стойкости. Изобретение позволяет исключить отрицательное воздействие шестивалентного хрома на объекты окружающей среды и организм человека. 17 з.п. ф-лы, 1 табл.

Формула изобретения RU 2 269 556 C2

1. Водная эпоксидная коррозионно-стойкая грунтовка, содержащая водное эпоксидное соединение на основе диглицидилового эфира бисфенола А, отверждающий агент, выбранный из группы, включающей водные или снижающие содержание воды модифицированные аддукты аминов или полиамидоаминов, и безхроматный ингибирующий коррозию пигмент, содержащий безхроматную ингибирующую коррозию пигментную добавку, которую выбирают из группы, включающей смеси молибдата церия с ванадатом висмута, молибдата церия с вольфраматом стронция, фосфата церия с вольфраматом стронция, ванадата висмута с молибдатом висмута и вольфраматом стронция, а также их смеси.2. Грунтовка по п.1, отличающаяся тем, что упомянутое водное эпоксидное соединение представляет собой водную нелетучую дисперсию модифицированных эпоксидных соединений с массой на эпоксидную группу от 450 до 700 и вязкостью от 12 до 19 Па·с.3. Грунтовка по п.2, отличающаяся тем, что дисперсия основана на полифункциональной смоле, имеющей среднюю молекулярную массу и образующей при отверждении полимер с высокой степенью сшивки и с чрезвычайно высокими прочностью и стойкостью.4. Грунтовка по п.2, отличающаяся тем, что дисперсия основана на водной дисперсии полутвердой стандартной эпоксидной смолы на основе бисфенола А, причем эпоксидная смола характеризуется высокой молекулярной массой.5. Грунтовка по п.2, отличающаяся тем, что содержание упомянутого водного эпоксидного соединения составляет от 5 до 50 мас.% в расчете на полный состав композиции грунтовки.6. Грунтовка по п.2, отличающаяся тем, что содержание упомянутого водного эпоксидного соединения составляет от 15 до 30 мас.% в расчете на полный состав композиции грунтовки.7. Грунтовка по п.1, отличающаяся тем, что модифицированные аддукты аминов или полиамидоаминов имеют аминное число от 300 до 450.8. Грунтовка по п.7, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит гидрофобный отверждающий агент для повышения водостойкости и коррозионной стойкости, который представляет собой фениловый эфир пропиленгликоля и/или 4-гидрокси-4-метил-2-пентанон.9. Грунтовка по п.7, отличающаяся тем, что содержание упомянутого отверждающего агента составляет от 2 до 20 мас.% в расчете на полный состав композиции грунтовки.10. Грунтовка по п.7, отличающаяся тем, что содержание упомянутого отверждающего агента составляет от 5 до 15 мас.% в расчете на полный состав композиции грунтовки.11. Грунтовка по п.1, отличающаяся тем, что безхроматный ингибирующий коррозию пигмент дополнительно содержит пигменты-наполнители.12. Грунтовка по п.11, отличающаяся тем, что безхроматной ингибирующей коррозию добавкой является смесь молибдата церия с вольфраматом стронция.13. Грунтовка по п.11, отличающаяся тем, что содержание безхроматной ингибирующей коррозию добавки составляет от 15 до 40 мас.% в расчете на полный состав композиции пигмента.14. Грунтовка по п.11, отличающаяся тем, что содержание безхроматной ингибирующей коррозию добавки составляет от 25 до 30 мас.% в расчете на полный состав композиции пигмента.15. Грунтовка по п.11, отличающаяся тем, что содержание безхроматного ингибирующего коррозию пигмента составляет от 25 до 60 мас.% в расчете на полный состав композиции грунтовки.16. Грунтовка по п.11, отличающаяся тем, что содержание безхроматного ингибирующего коррозию пигмента составляет от 40 до 55 мас.% в расчете на полный состав композиции грунтовки.17. Грунтовка по п.13, отличающаяся тем, что содержание безхроматного ингибирующего коррозию пигмента составляет от 25 до 60 мас.% в расчете на полный состав композиции грунтовки.18. Грунтовка по п.14, отличающаяся тем, что содержание безхроматного ингибирующего коррозию пигмента составляет от 40 до 55 мас.% в расчете на полный состав композиции грунтовки.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2006 года RU2269556C2

Топчак-трактор для канатной вспашки 1923
  • Берман С.Л.
SU2002A1
КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОКРЫТИЯ 1990
  • О'Нил Роберт Монтгомери[Gb]
  • Филлипс Эмир[Gb]
  • Уэссон Роберт Крейг[Gb]
RU2083616C1
Способ получения молочной кислоты 1922
  • Шапошников В.Н.
SU60A1
US 5098938 A, 24.03.1992
ГРУНТОВКА-ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ РЖАВЧИНЫ 2000
  • Амирова Л.М.
  • Мангушева Т.А.
  • Амиров Р.Р.
  • Шагеева И.К.
RU2177017C1
Топчак-трактор для канатной вспашки 1923
  • Берман С.Л.
SU2002A1

RU 2 269 556 C2

Авторы

Бхатиа Промила П.

Даты

2006-02-10Публикация

2003-12-01Подача