Изобретение относится к области полимерных композиций на основе эпоксидных смол, которые могут быть использованы для защиты металлических конструкций от коррозионного, эрозионного и коррозионно-эрозионного износа.
Одним из актуальных вопросов, стоящих перед современным материаловедением, является обеспечение защиты металлических конструкций от коррозионного и эрозионного воздействия внешней среды, приводящего к разрушению поверхностных слоев металла и в конечном счете всей конструкции.
Известна антикоррозионная композиция для защиты металлических конструкций, оборудования и сооружений, описанная в пат. RU №2174136 (Кл. С09D 5/08, 163/02, 2001). Данная композиция содержит связующее - эпоксидную смолу, модификатор - тиокол марки 1, отвердитель - АСОТ-2 и наполнитель - мелкочешуйчатый альфа-оксид железа. Покрытия, полученные из этой композиции, являются долговечными (до 15 лет) и износостойкими в условиях действия химических реагентов, влаги, перепада температур, превышающих 100°С. Однако наряду с вышеперечисленными достоинствами эти покрытия имеют и существенные недостатки. Так, например, в присутствии альфа-оксида железа при повышенных температурах увеличивается скорость деструкции полярных связей в полимере, что приводит к резкому ухудшению физико-механических свойств покрытий в процессе их эксплуатации, недостаточной эластичности и водостойкости, особенно в горячей воде. Последнее требование является особенно важным при защите крупногабаритных гидротехнических сооружений, а также нефтехранилищ, где периодически для промывки используют горячую воду или водяной пар. Еще одним существенным недостатком известной композиции является ее низкая тиксотропность.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному составу является состав, приведенный в описании изобретения RU №2261879 (Кл. С09D 5/08, 163/02, 10.10.2005), включающий связующее - эпоксидную диановую смолу, модификатор - бутадиен-нитрильный низкомолекулярный каучук или полисульфидный каучук, или акриловую смолу, кремнеорганический аминный отвердитель в комплексе с полиэтиленполиамином, чешуйчатый наполнитель - чешуйчатый кремний, представляющий собой отход производства молотого кремния кристаллического для производства кремнийорганических соединений и мелкодисперсный наполнитель - аэросил и/или микротальк при следующем соотношении, мас.ч.:
Данное покрытие обладает высокой адгезией к металлам и бетону, высокой механической прочностью, эластичностью, износостойкостью, атмосферостойкостью, устойчивостью к действию горячей воды, долговечностью.
К недостаткам прототипа, на наш взгляд, следует отнести:
1) необходимость использования в качестве компонента отхода производства молотого кремния, что создает трудности в его приобретении в отдельных регионах, а также в получении соответствующего сертификата соответствия;
2) использование в качестве модификатора бутадиен-нитрильного или полисульфидного каучуков, или акриловой смолы не обеспечивает достаточной химической стойкости в нефтепродуктосодержащих средах;
3) толщина получаемых покрытий не менее 100-120 мкм, что авторами отмечено как преимущество. В то же время для защиты технологического оборудования, трубопроводов, металлоконструкций, многих объектов нефтегазовой, химической, пищевой и других отраслей значительная толщина неприемлема из-за возникновения высоких внутренних напряжений, приводящих к образованию дефектов в покрытиях и сокращению защитной способности.
В основу изобретения положена задача создания полимерного состава для защиты металлических конструкций, позволяющего получить покрытие, сочетающее достоинства известных покрытий, при этом полностью состоящее из серийно выпускаемых промышленностью компонентов, обладающее высокой водо- и бензостойкостью, позволяющее получать слои толщиной 30-40 мкм.
Поставленная задача достигается тем, что предложен состав, включающий в себя связующее - эпоксидную диановую смолу ЭД-20, модификатор, отвердитель, мелкозернистый наполнитель - аэросил, дополнительно антифрикционный наполнитель - смесь графита и дисульфида молибдена при их массовом соотношении 4:1 (мас.) и растворитель до рабочей вязкости, при этом согласно изобретению в качестве модификатора он содержит смолу оксилин-5 или оксилин-6, в качестве отвердителя - аминофенольный отвердитель, в качестве растворителя - ацетон, или растворитель Р-4, или растворитель №646. Заявленный состав содержит указанные компоненты в следующем соотношении, мас.ч.:
Использование в качестве модификатора смолы оксилин-5 или оксилин-6, представляющей собой хлорполиольную алифатическую трехфункциональную эпоксидную смолу с эпоксидным числом 6-8%, способствует снижению внутренних напряжений, повышению пластичности, бензомаслостойкости.
В качестве отвердителя применяется аминофенольный отвердитель Агидол-51, или Агидол-52, или АФ-2, позволяющие наносить покрытия при пониженной температуре и по влажной поверхности. Отвердители Агидол представляют собой смеси фенольных оснований Манниха: 2-N,N'-диметиламинометилфенола (о-Агидол-51), 4-N,N'-диметиламинометилфенола (п-Агидол-51), 2,6-ди-N,N'-диметиламинометилфенола (о-Агидол-52), 2,4-ди-N,N'-диметиламинометилфенола (п-Агидол-52), выпускаются по ТУ 38.103.356-96. Отвердитель АФ-2 выпускается по ТУ 6-05-1663-79.
Аэросил способствует удержанию незатвердевших покрытий на вертикальных и наклонных поверхностях защищаемых конструкций.
Количество растворителя (мас.ч.) зависит от способа нанесения покрытия: кистью - 8-12, распылением воздушным - 16-20, безвоздушным - 12-15.
Кроме того, в заявленный состав для придания цвета и улучшения внешнего вида могут быть добавлены пигменты, например белый (двуокись титана марок Р-02, Р-03, Р-04 по ГОСТ 9808-75), оливково-зеленый (окись хрома пигментная сортов ОХП-1, ОХП-2 по ГОСТ 2912-73), пурпурно-красный (сурик свинцовый марок М-1, М-2 и М-3 по ГОСТ 19151-73). Их количество продиктовано только декоративными свойствами.
Заявленный состав готовят следующим образом.
Пример №1
В смеситель емкостью 3 л загружают 140 г эпоксидной смолы ЭД-20 (ГОСТ 10587-84) и 860 г смолы оксилин-5 (ТУ 6-02-1376-87) и перемешивают при комнатной температуре в течение 15 минут. Не прекращая перемешивания, добавляют 100 г аэросила марки А-175 (ГОСТ 14922-77), 400 г графита марки ГЛС1 (ГОСТ 5420-74) и 50 г дисульфида молибдена марки ДМИ-7 (ТУ 48-19-133-90 изм.1,2). Дисперсность частиц наполнителей перед введением в состав определяли на приборе «Клин» типа 0-50 по ГОСТ 6589-74, которая составила для аэросила 10-15, дисульфида молибдена 20-25, графита 25-30 мкм.
Продолжают перемешивание в течение 20 минут. В последнюю очередь добавляют аминофенольный отвердитель - Агидол-51 (ТУ 38.103.356-96) и перемешивают всю массу в течение еще 20 минут. Растворитель - ацетон (ГОСТ 2768-84) вводят в количестве 80 г непосредственно перед применением краски до достижения рабочей вязкости 12-15 с по В3-4 (ГОСТ 8420-74) при нанесении кистью. При нанесении покрытий распылением рабочая вязкость должна составлять 18-22 с по В3-4 (ГОСТ 8420-74). Составы в примерах 2-4 (таблица 1) готовят аналогичным образом. Состав 5 готовят так, как указано в примере 3 прототипа. Покрытия наносили на предварительно опескоструенные стальные (ВСт3кп, ГОСТ 380-71) образцы. Продолжительность сушки слоя покрытия составляет 24 ч при комнатной температуре.
Толщину покрытий определяли с помощью толщиномера ИТП-1, предел прочности лакокрасочных пленок - по ГОСТ 5628-51, интенсивность износа покрытий - по ГОСТ 20811-75.
Водостойкость покрытий оценивали по показателю влагопоглощаемости (ГОСТ 21513-76). Образцы с покрытиями выдерживали в воде при заданных температурах (20±2 и 60±2) в течение 10 сут.
Бензостойкость в бензине АИ-95 определяли по ГОСТ 21064-75. Приращение массы после экспозиции в бензине определяли по методике, использованной для определения влагопоглощаемости.
Результаты испытаний приведены в таблице 2.
Из представленных данных видно, что изобретение позволяет получить состав, обеспечивающий предел прочности при растяжении 10,5-19,2 МПа, относительное удлинение при разрыве 30,8-40,2, коэффициент трения по металлу (Ст 3) при 30°С 0,048-0,074, при 70°С 0,028-0,042, высокие водостойкость (влагопоглощаемость 1,62-1,88% при 20°С, 3,18-3,61% при 60°С), бензостойкость (приращение массы 1,12-1,38% при 20°С).
при 20°С
при 60°С
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
СИСТЕМА АНТИКОРРОЗИОННОГО ЛАКОКРАСОЧНОГО ПОКРЫТИЯ | 2014 |
|
RU2562280C1 |
ЭПОКСИДНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ КОРРОЗИИ | 2002 |
|
RU2208027C1 |
КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ | 1992 |
|
RU2063408C1 |
КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОКРЫТИЙ | 1994 |
|
RU2071494C1 |
Полимерный защитный состав на эпоксидной основе для бетонных и металлических поверхностей | 2023 |
|
RU2812779C1 |
ИЗНОСОСТОЙКИЙ ЗАЩИТНЫЙ ПОЛИМЕРНЫЙ СОСТАВ | 2007 |
|
RU2374282C2 |
ЭПОКСИДНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ КОРРОЗИИ ДЕТАЛЕЙ МАШИН И МЕХАНИЗМОВ | 1998 |
|
RU2165947C2 |
КЛЕЕВАЯ КОМПОЗИЦИЯ (ВАРИАНТЫ) | 1996 |
|
RU2114145C1 |
ЭПОКСИДНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ КОРРОЗИИ ДЕТАЛЕЙ МАШИН И МЕХАНИЗМОВ | 2002 |
|
RU2211231C1 |
СОСТАВ ДЛЯ ПОКРЫТИЯ ПОЛОВ | 1998 |
|
RU2140950C1 |
Изобретение относится к износостойким защитным полимерным покрытиям, которые могут быть использованы для защиты от коррозии и механического износа различных металлоконструкций в нефтегазовой, пищевой, фармацевтической и других отраслях промышленности. Состав включает следующее соотношение компонентов в мас.ч.: 14-20 эпоксидной диановой смолы ЭД-20 в качестве связующего, 24-28 аминофенольного отвердителя, 80-86 смолы оксилин-5 или оксилин-6 в качестве модификатора, 5-10 аэросила в качестве мелкозернистого наполнителя, 50-60 смеси графита и дисульфида молибдена в качестве антифрикционного наполнителя при массовом соотношении графита к дисульфиду молибдена 4:1 и растворитель до рабочей вязкости. Изобретение позволяет повысить водо- и бензостойкость, и получить состав, обеспечивающий предел прочности при растяжении 10,5-19,2 МПа, относительное удлинение при разрыве 30,8-40,2, коэффициент трения по металлу (Ст 3) при 30°С 0,048-0,074, при 70°С 0,028-0,042. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.
ИЗНОСОСТОЙКИЙ ЗАЩИТНЫЙ ПОЛИМЕРНЫЙ СОСТАВ | 2004 |
|
RU2261879C1 |
СПОСОБ ЗАЩИТЫ ОТ КОРРОЗИИ РЕЗЕРВУАРОВ, ЦИСТЕРН И ТАРЫ | 2001 |
|
RU2183649C1 |
ЭПОКСИДНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ КОРРОЗИИ ДЕТАЛЕЙ МАШИН И МЕХАНИЗМОВ | 2002 |
|
RU2211231C1 |
КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОКРЫТИЙ | 1994 |
|
RU2071494C1 |
Вяжущее для устройства покрытий | 1987 |
|
SU1502518A1 |
JP 2000154338 A, 06.06.2000 | |||
JP 4293798 A, 19.10.1992. |
Авторы
Даты
2007-11-10—Публикация
2006-07-20—Подача