СПОСОБ ЗАЩИТЫ И ВОССТАНОВЛЕНИЯ ПРОКОРРОДИРОВАВШИХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ Российский патент 2008 года по МПК C09D5/08 C09D5/12 C09D163/02 

Изобретение относится к области получения покрытий на металлических поверхностях, стальных, чугунных, алюминиевых, работающих в условиях абразивного износа, воздействия агрессивных сред в энергетике, химической и добывающей промышленности.

Известен способ защиты и восстановления прокорродировавших металлических поверхностей, включающий нанесение грунтовочного слоя на основе композиции, содержащей, мас.%:

эпоксидную смолу с эпоксидным эквивалентнымвесом 450-50020,0-30,0пигменты12,0-25,0наполнители12,0-25,0отвердитель на основе 3-н пентадеканилфенола6,0-12,0органические растворителиостальное

с последующим высыханием «до отлипа», нанесение изолирующего слоя из состава, содержащего, мас.%:

эпоксидную смолу с эпоксидным эквивалентнымвесом 450-50020,0-35,0пигменты5,0-10,0наполнители5,0-10,0отвердитель на основе 3-н пентадеканилфенола6,0-12,0железную слюдку10,0-30,0органические растворителиостальное

с последующим высыханием «до отлипа», нанесение наружного слоя следующего состава, мас.%:

эпоксидную смолу с эпоксидным эквивалентным весом 450-50020,0-30,0пигменты10,0-15,0наполнители15,0-25,0отвердитель на основе 3-н пентадеканилфенола6,0-12,0органически модифицированный полисилоксан0,2-0,6органические растворителиостальное

(пат. РФ №2220995, БИ №1 от 10.01.2004 г.).

Однако этот способ обеспечивает недостаточные защитные свойства покрытия.

Наиболее близким к предлагаемому является следующий способ защиты и восстановления прокорродировавших металлических поверхностей: на обезжиренную поверхность наносят последовательно грунтовочный слой следующего состава, мас.%:

эпоксидная смола с эпоксидным эквивалентным весом 450-50020,0-30,0Пигменты12,0-25,0Наполнители12,0-25,0полиамидный отвердитель Версамид 11520,0-30,0органические растворителиостальное

и после высыхания его «до отлипа», то есть до степени 1 по ГОСТ 19007-73, наносят изолирующий слой следующего состава, мас.%:

эпоксидная смола с эпоксидным эквивалентным весом 450-50020,0-35,0Пигменты5,0-10,0Наполнители5,0-12,0полиамидный отвердитель Версамид 1156,0-12,0железная слюдка10,0-30,0органические растворителиостальное

а затем поверхность, высушенную «до отлипа», дополнительно покрывают наружным слоем следующего состава, мас.%:

акриловая или полиэфирная гидроксилсодержащая Смола20,0-40,0отвердитель на основе алифатического полиизоцианата11,0-22,0Пигменты10,0-20,0Наполнитель5,0-10,0органически модифицированный полисилоксан0,1-0,5органический растворительостальное

после чего покрытие сушат до полного отверждения (патент РФ №2304601).

Однако и этот способ обеспечивает недостаточные защитные свойства покрытия.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышении защитных свойств покрытия.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе защиты и восстановления прокорродировавших металлических поверхностей, включающем нанесение грунтовочного слоя на основе композиции, содержащей эпоксидную диановую смолу с эпоксидным эквивалентным весом 450-500, полиамидный отвердитель Версамид 115, пигменты, наполнители, органические растворители с последующим высыханием «до отлипа», нанесение изолирующего слоя из состава, содержащего эпоксидную диановую смолу с эпоксидным эквивалентным весом 450-500, полиамидный отвердитель Версамид 115, наполнители, железную слюдку, органические растворители, с последующим высыханием «до отлипа», нанесение наружного слоя из состава, содержащего акриловую или полиэфирную гидроксилсодержащую смолу, отвердитель - алифатический полиизоцианат, пигменты, наполнители, органически модифицированный полисилоксан, органические растворители, с последующей сушкой до полного отверждения, в грунтовочный и изолирующий слои дополнительно вводят аминосодержащий отвердитель марки Cardolite NC 562 на основе 3-н пентадеканилфенола, в изолирующий и наружный слои дополнительно вводят структурирующую добавку, а в наружный слой дополнительно вводят алюминиевую пудру и железную слюдку при следующем соотношении компонентов в слоях:

в составе грунтовочного слоя, мас.%:

эпоксидная диановая смола с эпоксидным эквивалентным весом 450-50020,0-30,0пигменты12,0-25,0наполнители12,0-25,0полиамидный отвердитель Версамид 11515,0-25,0аминосодержащий отвердитель Cardolite NC 562 на2,0-5,0основе 3-н пентадеканилфенола органические растворителиостальное

в составе изолирующего слоя, мас.%:

эпоксидная диановая смола с эпоксиднымэквивалентным весом 450-50020,0-35,0структурирующая добавка0,8-1,2наполнители5,0-10,0аминосодержащий отвердитель Cardolite NC 562 на2,0-5,0основе 3-н пентадеканилфенола полиамидный отвердитель Версамид 11515,0-30,0железная слюдка10,0-50,0органические растворителиостальное

в составе наружного слоя, мас.%:

акриловая или полиэфирная гидроксилсодержащая смола20,0-40,0пигменты10,0-20,0наполнители5,0-10,0железная слюдка10,0-40,0структурирующая добавка0,8-1,2алюминиевая пудра0,6-2,4отвердитель алифатический полиизоцианат11,0-22,0органически модифицированный полисилоксан0,2-0,6органические растворителиостальное

В состав наружного слоя можно дополнительно вводить ускоритель сушки ди-бутиллаурат олова марки Метатин Каталист в количестве 0,05-0,5 мас.%.

В качестве эпоксидной диановой смолы используют любую эпоксидную диановую смолу с эпоксидным эквивалентным весом 450÷500, например, ЭД-8 ГОСТ 10587-84, Э-41р ТУ 6-10-607-78, Э-41 ТУ 6-10-1316-84 и др.

В качестве пигментов применяют окись хрома, кроны цинковые, стронциевые и свинцовые, голубой фталоцианиновый, красный железоокисный, двуокись титана, углерод технический и др.

В качестве наполнителей используют микротальк, омиакарб, микробарит, тальк и другие.

В качестве полиамидного отвердителя применяют продукт взаимодействия жирных кислот и полиэтиленполиамина фирмы Henkel (Германия) марки Versamid 115.

В качестве железной слюдки применяют любую железную слюдку, например:

а) марки Miox фирмы Kärntner Montanindustrie (Австрия), содержащую Fe₂O₃ - 85-94%, Al₂О₃ - 2-3%, MgO - 1-2%, Са - 0,3-1%, SiO₂ - 3-6%, Pb<0,1%;

б) железную слюдку алтайского месторождения «Рудный лог» с содержанием окислов кремния, алюминия, магния и кальция соответственно не более 2,5, 1,8, 0,2, 0,3% и содержанием оксида железа Fe₂О₃ - 90-95%;

в) марки Nubifer фирмы Nubiola (Испания), содержащую Fe₂О₃ - 89-94%, Al₂O₃ - 1,9%, MgO - 0,1%, CaO - 0,4%, SiO₂ - 4,2%, K₂O - 0,2%;

г) марки IMDOX AG фирмы LUH (Германия), содержащую Fe₂O₃ - 92-97%, Al₂O₃ - 1,6%, MgO - 1,1%, CaO - 0,8%, SiO₂ - 2,3%, K₂О<0,05%, TiO₂<0,1, К₂O<0,05%, Na₂O<0,05%, Р₂O₃<0,05%, MnO<0,05%.

В качестве органически модифицированного полисилоксана используют модифицированный полиэфиром полидиметилсилоксан марки БИК-307 фирмы Бик-Хеми (Германия), модифицированный полиэфиром полисилоксан марки Baysilone OL 17 фирмы Bayer (Германия).

В качестве органических растворителей применяют ксилол, ацетон, этилцеллозольв, бутилацетат, этилацетат и др.

В качестве акриловой или полиэфирной гидроксилсодержащей смолы используют, например:

а) акриловую гидроксилсодержащую смолу Macrynal SM 636/70 ВАС, фирмы Cytec Surface Specialties, представляющую собой полиакрилат, содержащий гидроксильные группы;

б) акриловую гидроксилсодержащую смолу Macrynal SM 510 фирмы Cytec Surface Specialties (Бельгия), представляющую собой полиакрилат, содержащий гидроксильные группы;

в) полиэфирную гидроксилсодержащую смолу Desmophen 670 ВА, фирмы Bayer, представляющую собой полиэфир, содержащий гидроксильные группы.

В качестве алифатического полиизоцианатного отвердителя используют алифатические полиизоцианатные отвердители на основе мономера гексаметилендиизоцианата, например, марок:

a) Desmodur N75 МРА/Х фирмы Bayer, Германия;

6) Tolonate HDB75 В фирмы Rhodia, Франция;

в) Uronal NL фирмы Galstaff, Италия.

В качестве аминосодержащего отвердителя марки Cardolite NC 562 применяют аминосодержащий отвердитель на основе 3-н пентадеканилфенола фирмы Cardanol (Нидерланды) марки Cardolite NC 562.

В качестве структурирующей добавки используют двуокись кремния марки А-175, аэросил марок R-972 и R-812 фирмы Дегусса (Германия), Benton 38 и Bentone SD-2 фирмы Elements (Англия).

В качестве алюминиевой пудры применяют алюминиевую пудру марок ПАП-1 и ПАП-2, алюминиевую пасту марки ПД, выпускаемую Краснотурьинским заводом, алюминиевую пасту марок Stapa 88 и Mobilux R167 фирмы Eckart (Германия) и другие.

Защита и восстановление металлических поверхностей оборудования, работающего в условиях абразивного износа в агрессивных средах, осуществляется за счет нанесения на поверхность комбинированного покрытия, которое состоит из трех слоев:

- первый слой обеспечивает адгезию состава к поверхности металла и антикоррозионную защиту, при этом нанесение можно осуществлять по слою коррозии толщиной до 50 мкм;

- второй слой несет основную ударную и барьерную защиту;

- третий слой обеспечивает внешний вид покрытия и отличное скольжение абразивных материалов.

Способ защиты металлических поверхностей осуществляют следующим образом.

Пример №1: по стальной поверхности.

Первоначально наносят грунтовочный слой состава, мас.%:

эпоксидная диановая смола ЭД-8 с эпоксидным эквивалентным весом 45030,0пигменты: двуокись титана6,0стронций хромовокислый6,0

наполнители: микротальк6,0микробарит6,0полиамидный отвердитель Версамид 11525,0аминосодержащий отвердитель Cardolite NC 562 на основе 3-н пентадеканилфенола5,0органические растворители: ксилол4,0этилцеллозольв8,0ацетоностальное

Состав для первого слоя покрытия готовят смешением в дисольвере части эпоксидной смолы и органических растворителей с пигментами и наполнителями, диспергированием полученной пасты на бисерной мельнице и составлением композиции путем добавления в пигментную пасту остального количества растворителя и эпоксидной смолы и перемешивания до однородного состояния. Полученную композицию соединяют с отвердителями и наносят на прокорродировавшую^{(Разрешается слой коррозии до 50 мкм.) поверхность кистью или методом пневматического или безвоздушного распыления. Грунтовочный слой просушивают «до отлипа», затем наносят изолирующий слой следующего состава, мас.%:}

Эпоксидная диановая смола Э-41 с эпоксидным эк-вивалентным весом -50030,0структурирующая добавка: аэросил R-8120,8наполнители: слюда5,0микротальк5,0аминосодержащий отвердитель Cardolite NC 562 на5,0основе 3-н пентадеканилфенол полиамидный отвердитель Версамид 11530,0железная слюдка Miox10,0органические растворители: ксилол5,0этилцеллозольвостальное

Состав для изолирующего слоя готовят следующим образом: раствор эпоксидной смолы в органическом растворителе перемешивают в дисольвере с наполнителями и структурирующей добавкой, затем диспергируют в бисерной мельнице, далее составляют композицию в смесителе, оборудованном мешалкой, добавляют остатки растворителя и эпоксидной смолы и железную слюдку и перемешивают все до однородного состояния в течение 40 минут. Добавляют отвердители. Состав равномерно наносят на грунтовочный слой и сушат «до отлипа», после чего наносят третий слой состава, мас.%:

полиэфирная гидроксилсодержащая смола маркиDesmophen 670BA30,0пигменты: двуокись титана13,0крон свинцовый лимонный1,85голубой фталоцианиновый0,15наполнители: микротальк3,0микробарит2,0железная слюдка марки Nubifer20,0структурирующая добавка: Benton 381,2алюминиевая пудра ПАП-20,6отвердитель алифатический полиизоцианат марки16,0Tolonate HDB-75B органически модифицированный полисилоксан0,6БИК-307 ксилол4,0бутилацетат2,0этилацетатостальное

Наружный слой готовят смешением части полиэфирной или акриловой гидроксилсодержащей смолы, пигментов, наполнителей, структурирующей добавки, органических растворителей в дисольвере и диспергированием в бисерной мельнице, затем в смесителе полученную пасту смешивают с остальным количеством смолы, растворителя, органически модифицированным полисилоксаном, железной слюдкой и алюминиевой пудрой в течение получаса до однородного состояния. Добавляют отвердитель. Состав равномерно наносят на изолирующий слой. Время высыхания комбинированного покрытия всех слоев до степени 3 при 20°С - 24 часа.

Защитное покрытие использовано для окраски мостов и металлических конструкций.

Пример №2: по чугунной поверхности.

Наносят грунтовочный слой состава, мас.%:

эпоксидная диановая смола Э-41р с эпоксидным20,0эквивалентным весом 500 пигменты: фосфат цинка14,5двуокись титана10,0углерод технический0,5наполнители: микротальк10,0микробарит2,0полиамидный отвердитель марки Версамид 11515,0аминосодержащий отвердитель Cardolite NC 562 на основе 3-н пентадеканилфенола2,0органические растворители: этилцеллозольв10,0ксилол10,0ацетоностальное

Затем наносят изолирующий слой состава, мас.%:

Эпоксидная диановая смола ЭД-8 с эпоксидным эквива-20,0лентным весом 500 наполнители: тальк2,0микротальк3,0полиамидный отвердитель марки Версамид 11516,0аминосодержащий отвердитель Cardolite NC 562 на основе 

3-н пентадеканилфенола2,0структурирующая добавка: двуокись кремния А-1751,2железная слюдка Алтайского месторождения50,0органические растворители: ксилол3,0ацетоностальноеЗатем наносят наружный слой состава, мас.%:акриловая гидроксилсодержащая смола марки MacrynalSM636/70 ВАС20,0пигменты: пигмент желтый железоокисный4,0углерод технический0,4двуокись титана5,6наполнители: тальк3,0микробарит2,0алифатический полиизоцианатный отвердитель марки Desmodur N75 МРА/Х13,0железная слюдка марки Miox40,0алюминиевая пудра марки Stapa 882,4структурирующая добавка: аэросил марки R-9721,2дибутиллаурат олова Метатин Каталист0,5органически модифицированный полиэфиром полисилоксан марки Baysilone OL 170,2органические растворители: ксилол4,0бутилацетат3,0этилацетатостальное

Время высыхания комбинированного трехслойного покрытия до степени 3 при 20°С - 24 часа.

В таблице 1 приведены свойства трехслойных покрытий.

Таблица 1Результаты испытаний покрытийХарактеристика покрытияПрототип-покрытие, наносимое по способу по патенту 2304601Покрытие, наносимое по предлагаемому способупример №1пример №2Оценка защитных свойств трехслойного покрытия при испытаниях в агрессивных средах по ГОСТ 9.403   3%-ный раствор КС1, суток400480480вода дистиллированная, суток540640680бензин, суток600700720минеральное масло, суток600700720

Изобретение относится к способу защиты и восстановления прокорродировавших металлических поверхностей, работающих в условиях абразивного износа и воздействия агрессивных сред, например, при перевозке удобрений, и может быть использовано в энергетике, химической и добывающей промышленности при ремонте проржавевшего оборудования. Способ заключается в том, что на металлическую поверхность наносят грунтовочный слой с последующим высыханием «до отлипа», изолирующий слой с последующим высыханием «до отлипа» и наружный слой с последующей сушкой до полного отверждения. Грунтовочный слой выполнен из состава, содержащего следующие компоненты при их соотношении, в мас.%: 20,0-30,0 эпоксидной диановой смолы с эпоксидным эквивалентным весом 450-500, 15,0-25,0 полиамидного отвердителя Версамид 115, 12,0-25,0 пигментов, 12,0-25,0 наполнителей, 2,0-5,0 аминосодержащего отвердителя Cardolite NC 562 на основе 3-н пентадеканилфенола, остальное - органические растворители. Изолирующий слой выполнен из состава, содержащего следующие компоненты при их соотношении, в мас.%: 20,0-35,0 эпоксидной диановой смолы с эпоксидным эквивалентным весом 450-500, 15,0-30,0 полиамидного отвердителя Версамид 115, 5,0-10,0 наполнителей, 10,0-50,0 железной слюдки, 2,0-5,0 аминосодержащего отвердителя Cardolite NC 562 на основе 3-н пентадеканилфенола, 0,8-1,2 структурирующей добавки, остальное - органические растворители. Наружный слой выполнен из состава, содержащего следующие компоненты при их соотношении, в мас.%: 20,0-40,0 акриловой или полиэфирной гидроксилсодержащей смолы, 11,0-22,0 отвердителя алифатического полиизоцианата, 10,0-20,0 пигментов, 10,0-40,0 железной слюдки, 5,0-10,0 наполнителей, 0,2-0,6 органически модифицированного полисилоксана, 0,8-1,2 структурирующей добавки, 0,6-2,4 алюминиевой пудры, остальное - органические растворители. Дополнительно в состав наружного слоя вводят ускоритель сушки дибутиллаурат олова Метатин Каталист в количестве 0,05-0,5 мас.%. Изобретение позволяет повысить коррозионную стойкость покрытия. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ защиты и восстановления прокорродировавших металлических поверхностей, включающий нанесение грунтовочного слоя на основе композиции, содержащей эпоксидную диановую смолу с эпоксидным эквивалентным весом 450-500, полиамидный отвердитель Версамид 115, пигменты, наполнители, органические растворители с последующим высыханием «до отлипа», нанесение изолирующего слоя из состава, содержащего эпоксидную диановую смолу с эпоксидным эквивалентным весом 450-500, полиамидный отвердитель Версамид 115, наполнители, железную слюдку, органические растворители, с последующим высыханием «до отлипа», нанесение наружного слоя из состава, содержащего акриловую или полиэфирную гидроксилсодержащую смолу, отвердитель - алифатический полиизоцианат, пигменты, наполнители, органически модифицированный полисилоксан, органические растворители, с последующей сушкой до полного отверждения, отличающийся тем, что в грунтовочный и изолирующий слои дополнительно вводят аминосодержащий отвердитель марки Cardolite NC 562 на основе 3-н пентадеканилфенола, в изолирующий и наружный слой дополнительно вводят структурирующую добавку, а в наружный слой дополнительно вводят алюминиевую пудру и железную слюдку, при следующем соотношении компонентов в слоях:

в составе грунтовочного слоя, мас.%:

эпоксидная диановая смола с эпоксидным эквивалентным весом 450-50020,0-30,0пигменты12,0-25,0наполнители12,0-25,0полиамидный отвердитель Версамид 11515,0-25,0аминосодержащий отвердитель Cardolite NC 562 на2,0-5,0основе 3-н пентадеканилфенола органические растворителиостальное

в составе изолирующего слоя, мас.%:

эпоксидная диановая смола с эпоксидным эквивалентным весом 450-50020,0-35,0структурирующая добавка0,8-1,2наполнители5,0-10,0аминосодержащий отвердитель Cardolite NC 562 на2,0-5,0основе 3-н пентадеканилфенола полиамидный отвердитель Версамид 11515,0-30,0железная слюдка10,0-50,0органические растворителиостальное

в составе наружного слоя, мас.%:

акриловая или полиэфирная гидроксилсодержащая смола20,0-40,0пигменты10,0-20,0наполнители5,0-10,0железная слюдка10,0-40,0структурирующая добавка0,8-1,2алюминиевая пудра0,6-2,4отвердитель алифатический полиизоцианат11,0-22,0органически модифицированный полисилоксан0,2-0,6органические растворителиостальное