МОДИФИКАТОР КОРРОЗИИ Российский патент 2007 года по МПК C09D5/12 C09D197/00 

Изобретение относится к лакокрасочной промышленности, а именно к модификаторам коррозии, используемым для покрытия поверхности металлических изделий без предварительной очистки их от продуктов коррозии.

Известен модификатор коррозии, включающий гидролизный лигнин, соапсток, ортофосфорную кислоту, эталамин, натуральную олифу и воду (см. Авторское свидетельство СССР №1595864, кл. C 09 D 5/12).

Известный модификатор имеет сложный состав и технологию приготовления и может быть использован только для обработки черных металлов.

Известен модификатор ПРЛ-2, включающий аммонизированный гидролизный лигнин 45-50%, ортофосфорную кислоту (85%-ную) - 10-13%, воду 37-40% (см. Модификатор ржавчины ПРЛ-2 ТУ 6-15-913-75).

Известный модификатор не обеспечивает эффективной защиты от коррозионно-механических разрушений.

Наиболее близким является модификатор ржавчины (см. патент RU 2055847, C 09 D 19 7/02, C 09 D 5/12), включающий, мас.%: лигнин гидролизный 21-25, ортофосфорная кислота термическая 70% - 17-26, вода остальное.

Прототип имеет следующие недостатки: недостаточную толщину обработки корродированного металла, осыпание защитного покрытия в процессе высыхания и невысокую адгезию к наносимым в дальнейшем лакокрасочным покрытиям по обработанной поверхности.

Нестабильность состава лигнина гидролизного, обусловленного зависимостью от вида и качества древесины, а также от способов варки приводит к нестабильности качеств модификатора на его основе и приводит к ухудшению получаемого модификатора. В частности, повышение минеральных веществ и/или содержание сахаров, а также преобладание низкомолекулярных фракций приводит к снижению сцепления с модифицированной поверхностью. Нестабильность свойств гидролизного лигнина может быть обусловлена и нестабильностью самой системы кислота-лигнин, проявляющая в коагуляции частиц и выпадению с течением времени осадка.

Целью изобретения является создание прочного водонепроницаемого защитного комплекса на поверхности цветных и черных металлов без предварительной зачистки ее от ржавчины, увеличение толщины обработки прокорродированого металла, снижение осыпания защитного покрытия и увеличение адгезии лакокрасочных материалов, наносимых на обработанную поверхность.

В композиции используется необработанный гидролизный лигнин (древесный или растительный) - отход гидролизного производства.

В качестве дополнительного компонента в композиции применяют масло "ПОД" - побочный продукт производства капролактама. Побочный продукт производства капролактама образуется в процессе производства капролактама на стадии дегидрирования продукта окисления циклогексанола и на стадии ректификации продуктов окисления циклогексана.

Из-за маслообразного внешнего вида побочный продукт производства капролактама получил наименование масло "ПОД" и содержит следующие ингредиенты, мас.%:

циклогексиловые эфиры20-30циклогексанол30-40натриевые соли моно- и декарбоновых кислот7-12продукты полимеризации и поликонденсации3-8капролактам0,004-0,006

Термическая ортофосфорная 70%-ная кислота по ГОСТ 10678-76 содержит 0,2% микродобавок восстанавливающих веществ в пересчете на Н₃PO₄.

Основные свойства гидролизного лигнина: зольность - 0,5-9,3%; кислотность в пересчете на серную кислоту 0,6-1,3%; неотмытые редуцирующие вещества 0,1-8,5%, труднорастворимые полисахариды 3,0-45,0%, собственно лигнин - 38,9-87,3. При этом влажность композиции 83%.

Рецептуры составов модификаторов коррозии проведены в таблице 1, физико-механические показатели в табл.2-3.

Таблица 1СоставКомпонент, масс.%Лигнин гидролизныйМасло "ПОД"Термическая ортофосфорная кислотаВодаПрототип Патент RU 205584723-21,5остальное11841662219517593 оптимальный217,521,550423102641524112738Таблица 2№Основные свойстваФизико-механические свойстваПрототипСоставы модификатора2055847123451Твердость       покрытия по М-3Ю       усл.ед.0,850,860,870,880,870,86 При 100°С0,70,740,750,770,760,72 При 18°С      2Изгиб покрытия11,51,62,02,01,6 мм, не более      3Водопоглощение, 0,650,60,50,450,450,49 сутки      4Адгезия пленки,223332 балл      5Толщина130140150160150130 обрабатываемого       слоя коррозии, мм      6Осыпание после сушкиместамичастичноеотсутствуетотсутствуетотсутствуетотсутствует

Таблица 3Наименование
материала,
наносимого на
обработанную
поверхностьАдгезия, кгс/см²Чистый металлпрототипПредложенным способомГрунт ГФ-020Грунт ГФ-0200,6-0,80,7-0,80,8-1,2-Эмаль ХВ-1130,06-0,100,8-1,21,4-1,80,2-0,4Эмаль НЦ-132 0,1-0,120,15-0,170,10-0,12Эмаль НЦ-25 0,09-0,120,12-0,220,09-0,11Эмаль ВН-300,5-0,560,5-0,50,5-0,6-ЭмальХС-7170,12-0,230,3-0,50,5-0,8-

Способ получения модификатора коррозии состоит в следующем: гидролизный лигнин (растительный или древесный) влажный подвергают грубому предварительному помолу до размера частиц не более 2 мм, затем его смешивают с водой и осуществляют мокрый перетир до получения частиц с размером не более 100 мкм, затем добавляют масло "ПОД" и продолжают перетир до получение частиц не более 90 мкм, а затем добавляют термическую 70%-ную ортофосфорную кислоту и воду. Получают состав сметанообразной консистенции светло-коричневого цвета.

Готовый модификатор коррозии наносят на металлические поверхности (со слоем ржавчины до 160 мкм) с помощью распылителя или кисти.

Состав с поверхности легко смывается вместе с модифицированными продуктами коррозии. Модификатор в силу своей универсальности может быть использован и для преобразования ржавчины черных металлов в защитное покрытие.

Обоснованием выбранных пределов количественных признаков композиции является следующее.

Если масло "ПОД" взято в композиции более 10%, то происходит уменьшение адгезии композиции к поверхности, что снижает эффект модифицирования поверхности.

Если масло ПОД взято менее 5%, то не достигает необходимого эффекта пластичности, не удается изготовить однородную композицию.

Содержание компонентов в составе оптимально. При содержании лигнина менее 19% масло "ПОД" менее 5%, а ортофосфорной кислоты менее 17%, на поверхности металла не образуется однородное защитное покрытие.

Содержание в составе лигнина более 23%, а ортофосфорной кислоты более 26% и масла "ПОД" более 10% не приводит к улучшению защитных свойств покрытия.

Анализ результатов испытаний, приведенных в таблицах 2 и 3, показывает, что в случае применения в антикоррозионной композиции модификатора побочного продукта производства капролактама масло (масло "ПОД") происходят следующие процессы:

- в пленках покрытия модификатора наблюдается сополимеризация ненасыщенных олигомеров (в составе масло "ПОД") с другими компонентами композиции;

- происходит замедление процессов осыпания модификатора за счет добавки в композицию пластификатора (масла "ПОД");

- улучшается размол композиции модификатора при его приготовлении;

- введение в состав композиции циклоалифатических соединений (масло "ПОД") повышает защитные свойства обработанной поверхности за счет образования в композиции соединений, обладающих ингибирующим свойством;

- значительно увеличивается адгезия наносимых лакокрасочных материалов после обработки ржавой поверхности модификатором ржавчины за счет интенсивного и более глубокого проникновения в каверны и поры материала;

Кроме того, использование побочного продукта производства капролактама является утилизацией отходов производства.

Доказательством соответствия заявляемого изобретения требованию промышленной применимости следует следующее.

Модификатор наносится на металл с неочищенной от слоя ржавчины толщиной до 160 мкм.

Предлагаемый модификатор при его изготовлении и применении способен обеспечить достижение технического результата, выражающегося в получении композиции, преобразующую ржавчину с толщиной слоя до 160 мкм.

Применение модификатора позволяет значительно увеличить адгезию наносимых лакокрасочных материалов после обработки ржавой поверхности предложенным модификатором ржавчины.

Состав с поверхности легко смывается с модифицированными продуктами коррозии и закрепляет поверхностный слой.

Модификатор в силу своей универсальности может быть использован и для преобразования ржавчины.

Таким образом, заявляемое изобретение соответствует требованию промышленной применимости.

Изобретение относится к лакокрасочной промышленности, а именно к модификаторам коррозии, используемым для покрытия металлических поверхностей без предварительной очистки их от продуктов коррозии. Модификатор коррозии содержит, мас.%: лигнин гидролизный 19-23, масло ПОД - побочный продукт производства капролактама 5-10, 70%-ную ортофосфорную термическую кислоту 17-26, воду - остальное. Технический результат - получение композиции, преобразующей ржавчину с толщиной слоя до 160 мкм, что позволит значительно увеличить адгезию наносимых лакокрасочных материалов после обработки предложенным модификатором. 3 табл.

Модификатор коррозии, включающий связующее вещество, 70%-ную ортофосфорную термическую кислоту и воду, отличающийся тем, что в качестве связующего вещества он содержит лигнин гидролизный и масло ПОД - побочный продукт производства капролактама при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Лигнин гидролизный19-23Масло ПОД5-1070%-ная ортофосфорная термическая кислота17-26ВодаОстальное