СОСТАВ ДЛЯ АНТИКОРРОЗИОННОЙ ЗАЩИТЫ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ Российский патент 2008 года по МПК C09D5/08 C09D109/00 C09D193/00 

Изобретение относится к лакокрасочной промышленности, в частности к получению антикоррозионного покрытия на основе побочных продуктов целлюлозно-бумажной промышленности (лигносульфонаты технические, талловый пек). Особая область использования - защита от коррозии железобетонных и металлических конструкций производственных цехов химических предприятий и внешних поверхностей оборудования, эксплуатирующихся в условиях повышенной влажности, содержащих в атмосфере диоксид серы, сероводород, хлор, аммиак.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому составу для антикоррозионной защиты является состав, включающий связующее - модифицированная гексаметилентетрамином смесь таллового пека и лигносульфонатов технических в присутствии катализатора - окиси цинка, талловую модифицированную канифоль, пигменты - алюминиевую пудру и двуокись титана, фосфат цинка (см. патент RU 2051937, опубл. 10.01.1996). Недостатком его является высокое влагопоглощение, низкая светостойкость, получение покрытий темного цвета, длительный срок высыхания покрытия. Предлагаемым изобретением решается задача: повышение светостойкости, расширение цветовой гаммы и уменьшения срока высыхания защитного покрытия.

Для достижения этого технического результата состав для антикоррозионной защиты включает связующее - модифицированная гексаметилентетрамином смесь таллового пека и лигносульфонатов технических в присутствии катализатора - окиси цинка, талловую модифицированную канифоль, пигменты - алюминиевую пудру и двуокись титана, фосфат цинка, нейтрализующий наполнитель - окись кальция, и/или гидроокись кальция, и/или мел, и/или микрокальцит, и/или микротальк, отвердитель - полиэтиленполиамин и органический растворитель при следующем соотношении компонентов, мас.%:

вышеуказанное связующее, содержащее:

- талловый пек40-45- лигносульфонаты технические8-15- гексаметилентетрамин4-11,0- катализатор - окись цинка0,1-0,14талловая модифицированная канифоль4,8-7,0пигменты - алюминиевая пудра0,6-2,0- двуокись титана0,06-10,0- фосфат цинка0,1-0,2нейтрализующий наполнитель -1-10- окись кальция, и/или гидроокись кальция, и/или мел, и/или микрокальцит, и/или микротальк, отвердитель - полиэтиленполиамин5,0-10,0

Отличительным признаком предлагаемого состава от указанного вышеизвестного, наиболее близкого к нему, является то, что состав дополнительно содержит нейтрализующий наполнитель - окись кальция, и/или гидроокись кальция, и/или мел, и/или микрокальцит, и/или микротальк, отвердитель - полиэтиленполиамин и органический растворитель при следующем соотношении компонентов, мас.%:

вышеуказанное связующее, содержащее:

- талловый пек40-45- лигносульфонаты технические8-15- гексаметилентетрамин4-11,0- катализатор - окись цинка0,1-0,14талловая модифицированная канифоль4,8-7,0пигменты - алюминиевая пудра0,6-2,0двуокись титана0,06-10,0фосфат цинка0,1-0,2нейтрализующий наполнитель -1-10окись кальция, и/или гидроокись кальция, и/или мел, и/или микрокальцит, и/или микротальк, отвердитель - полиэтиленполиамин5,0-10,0

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому способу получения состава для антикоррозионной защиты является способ, включающий модификацию и смешивание компонентов (см. патент RU №2051937, опубл. 10.01.1996).

Недостатками его являются невысокое качество получаемого продукта и низкая производительность, длительность процессов смешения компонентов.

Предлагаемым изобретением решается задача повышения качества продукта, повышения производительности.

Для достижения этого технического результата в начале проводят модификацию в реакторе смеси таллового пека и технических лигносульфонатов гексаметилентетрамином в присутствии катализатора окиси цинка при температуре 120÷140°С, перемешивая 2,5÷3 часа, после чего смесь охлаждают до температуры 60÷80°С и добавляют талловую модифицированную канифоль, пигменты -двуокись титана и алюминиевую пудру, фосфат цинка, после чего определяют кислотное число полученного состава и добавляют нейтрализующий наполнитель - окись кальции, и/или гидроокись кальция, и/или мел, и/или микрокальцит, и/или микротальк до значений кислотного числа 0÷25 мг KOH/г, затем механически смешивают компоненты не менее 1 часа, после чего состав охлаждают до температуры не выше 30°С и добавляют отвердитель - полиэтиленполиамин и органический растворитель до вязкости 60÷70 с.

Отличительными признаками предлагаемого способа от указанного вышеизвестного, наиболее близкого к нему, являются то, что в начале проводят модификацию в реакторе смеси таллового пека и технических лигносульфонатов гексаметилентетрамином в присутствии катализатора окиси цинка при температуре 120÷140°С, перемешивая 2,5÷3 часа, после чего смесь охлаждают до температуры 60÷80°С и добавляют талловую модифицированную канифоль, пигменты - двуокись титана и алюминиевую пудру, фосфат цинка, после чего определяют кислотное число полученного состава и добавляют нейтрализующий наполнитель - окись кальции, и/или гидроокись кальция, и/или мел, и/или микрокальцит, и/или микротальк до значений кислотного числа 0÷25 мг KOH/г, затем механически смешивают компоненты не менее 1 часа, после чего состав охлаждают до температуры не выше 30°С и добавляют отвердитель - полиэтиленполиамин и органический растворитель до вязкости 60÷70 с.

Защитное покрытие известного состава (прототип) имеет высокую липкость за счет содержания компонентов, имеющих высокое кислотное число: канифоль талловую (175-180 мг KOH/г) и талловый пек (50÷70 мг КОН/г). В известном составе (прототип) высокое содержание свободных жирных кислот вызывает нежелательное замедление процесса высыхания покрытия. Для устранения липкости предлагается добавлять в покрытие наполнители: микрокальцит, микротальк, окись кальция, гидроокись кальция, мел в количестве 1÷10 мас.% в зависимости от кислотного числа компонентов, используемых в покрытии.

В талловом пеке и в талловой канифоли содержатся смоляные и жирные кислоты. Смоляные и жирные кислоты вступают в реакцию с окисью кальция, нейтрализуются и в качестве продукта нейтрализации образуется кальциевое мыло. С помощью кислотного числа вычисляется необходимое для нейтрализации количество окиси кальция или других нейтрализующих наполнителей.

Введенные в состав нейтрализующий наполнитель микрокальцит, и/или микротальк, и/или окись кальция, и/или гидроокись кальция, и/или мел защищают от действия светового облучения, поскольку способны отражать УФ, ИК и излучения в видимой области спектра.

Защитное покрытие готовят следующим путем: в начале проводят в реакторе модификацию смеси таллового пека и технического лигносульфоната гексаметилентетрамином в присутствии катализатора окиси цинка при температуре 120÷140°С, перемешивая 2,5÷3 часа, затем смесь охлаждают до температуры 60÷80°С и добавляют талловую модифицированную канифоль, пигменты и наполнители. Модифицированная канифоль может быть двух видов, а именно канифоль, модифицированная фумаровой кислотой и канифоль, модифицированная глицерином (см. ТУ 13-4000177-01-83).

Предварительный перетир наполнителей до фракции с частицами не более 12 мкм обеспечивает однородность покрытия, отсутствие заметных включений. Затем проводят механическое смешение компонентов не менее 1 часа. После состав охлаждают до температуры не выше 30°С и добавляют полиэтиленполиамин, органический растворитель до вязкости 60-70 с. В качестве органического растворителя могут быть использованы: орто-ксилол нефтяной ТУ 38.101254-72, толуол ГОСТ 9880-76, уайтспирит ГОСТ 3134-78, ацетон ГОСТ 2768-84.

Вязкость покрытия определяют на вискозиметре типа В3-246 с диаметром сопла 6 мм по ГОСТ 9070-75 при температуре (20±0,5)°С. Покрытие наносят на образцы жести размером (150×70)мм. Определяют время высыхания покрытия до отлипа и степени 3, определяют адгезию покрытия к металлу (ГОСТ 15140-78) и кислотное число покрытия по ГОСТ 5476-80. Введение полиэтиленполиамина в количестве 5,0÷10,0% сшивает пространственную структуру пленкообразующих веществ (талловый пек, лигносульфонаты технические), что приводит к прочности пленки антикоррозионного покрытия.

Кислотное число определяют по ГОСТ 5476-80. Навеску 2±0,0002 г покрытия растворяют в конической колбе вместимостью 250 мл в 30 мл спирто-толуольной смеси (1:1) и титруют полученный раствор в присутствии фенолфталеина 0,1 н. спиртовым раствором KOH до появления розового окрашивания. Кислотное число вычисляют по формуле:

X=VT1000/m, где:

V - объем 0,1 н. спиртового раствора KOH, израсходованный на титрование, мл;

Т - титр 0,1 н. спиртового раствора KOH, г;

m - масса навески покрытия, г.

При добавлении нейтрализующих наполнителей от 1÷10 мас.% кислотное число покрытия изменяется в пределах 0÷25 мг KOH/г. Образовавшееся кальциевое мыло ускоряет процесс высыхания покрытия и снижает липкость. Пример: защитное покрытие готовили следующим путем: в начале проводили в реакторе модификацию смеси таллового пека и технического лигносульфоната гексаметилентетрамином в присутствии катализатора окиси цинка при температуре 120÷140°С, перемешивали 2,5 часа, затем охлаждали смесь до температуры 80°С и добавляли канифоль талловую, пигменты и наполнители, проводили механическое смешения компонентов в течение 1 часа. При охлаждении состава до 30°С добавляли полиэтиленполиамин и органический растворитель до вязкости 60 с. Вязкость покрытия определялась на вискозиметре типа В3-246 с диаметром сопла 6 мм по ГОСТ 9070-75 при температуре (20±0,5)°С. Покрытие наносили на образцы жести размером (150×70) мм. Определяли время высыхания покрытия до отлипа и степени 3, определяли кислотное число покрытия по ГОСТ 5476-80. Данные сравнительных испытаний составов антикоррозионного покрытия приведены в таблице.

Повышение светостойкости, расширение цветовой гаммы и защитного покрытия достигается тем, что защитный состав включает окись титана и нейтрализующий наполнитель микрокальцит, и/или микротальк, и/или окись кальция, и/или гидроокись кальция, и/или мел.

Данные испытаний составов антикоррозионного покрытияКомпоненты покрытияСостав согласно прототипу, мас.%Предлагаемый состав, мас.% номер примера123456789101112131415161718Талловый пек,
ТУ 13-0281078-84-8940424242424242424242424242424242424242Лигносульфонаты
технические
жидкие,
ТУ 13-0281036-029-9488,48,48,48,48,48,48,48,48,48,48,48,48,48,48,48,48,48,4Модифицированная
талловая
канифоль,
ТУ 13-4000177-01-83.
Фумаровой кислотой
Глицерином4,8                   4,84,84,84,84,84,84,84,84,84,84,84,84,84,84,84,84,84,8Пудра алюминиевая марки ПАП-1, ГОСТ 5494-710,60,80,80,80,80,80,80,80,80,80,80,80,80,80,80,80,80,80,8Пигмент (TiO марки Р-02), ГОСТ 9808-840,065,05,05,05,05,05,05,05,05,05,05,05,05,05,05,05,05,05,0Орто-ксилол нефтяной, ТУ 38.101254-7236,228,24   28,2428,24   28,24   28,24   28,24Толуол, ГОСТ 9880-76  28,24    28,24   28,24   28,24   Уайтспирит, ГОСТ 3134-78   28,24    28,24   28,24   28,24  Ацетон, ГОСТ 2768-84    28,24    28,24   28,24   28,24 Окись цинка ZnO, ГОСТ 10262-730,1-0,140,140,140,140,140,140,140,140,140,140,140,140,140,140,140,140,140,140,14Фосфат цинка Zn₃ (PO₄), ТУ 2329-006-5089710-20050,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,1Окись кальция, ГОСТ 8677-76-5,05,05,05,0              Микрокальцит марки URALCARB-5     5,05,05,05,05,0         Микротальк, ГОСТ 19284-79          5,05,05,05,05,05,05,05,0 Гидроокись кальция, ГОСТ 8677-76                   5,0Мел, ГОСТ 8253-79Гексаметилентетрамин (ГМТА) ГОСТ 1381-734,05,05,05,05,05,05,05,05,05,05,05,05,05,05,05,05,05,05,0Полиэтиленполиамин (ПЭПА), ТУ 6-02-594-865,05,05,05,05,05,05,05,05,05,05,05,05,05,05,05,05,05,05,0Кислотное число, мг KOH/г50-120121213111213121314121314141312121311Время высыхания до отлипа, ч127,07,27.56,87,07,27,07,57,87,07,47,97,77,36,97,07,46,9Время высыхания до степени 3, сут10,50,50,50,50,50,50,50,50,50,50,50,50,50,50,50,50,50,5

Продолжение таблицыКомпоненты покрытияСостав согласно прототипу, мас.%Предлагаемый состав, мас.%Номер примера  19202122232425Талловый пек, ТУ 13-0281078-84-894042424242424242Лигносульфонаты
технические
жидкие,
ТУ 13-0281036-029-9488,48,48,48,48,48,48,4Модифицированная
талловая
канифоль,
ТУ 13-4000177-01-83.
Фумаровой кислотой
Глицерином4,84,84,84,84,84,84,84,8Пудра алюминиевая марки ПАП-1, ГОСТ 5494-710,60,80,80,80,80,80,80,8Пигмент (TiO марки Р-02), ГОСТ 9808-840,065,05,05,05,05,05,05,0Орто-ксилол нефтяной, ТУ 38 101254-7236,2   28,24   Толуол, ГОСТ 9880-76 28,24   28,24  Уайтспирит, ГОСТ 3134-78  28,24   28,24 Ацетон, ГОСТ 2768-84   28,24   28,24Окись цинка ZnO, ГОСТ 10262-730,1-0,140,140,140,140,140,140,140,14Фосфат цинка Zn₃ (PO₄), ТУ 2329-006-5089710-20050,10,10,10,10,10,10,10,1Окись кальция, ГОСТ 8677-76-       Микрокальцит марки URALCARB-5         Микротальк, ГОСТ 19284-79Гидроокись кальция, ГОСТ 8677-76 5,05,05,0    Мел, ГОСТ 8253-79    5,05,05,05,0Гексаметилентетрамин (ГМТА) ГОСТ 1381-734,05,05,05,05,05,05,05,0Полиэтиленполиамин (ПЭПА), ТУ 6-02-594-865,05,05,05,05,05,05,05,0Кислотное число, мг KOH/г50-12013131412121312Время высыхания до отлипа, ч127,87,98,07,07,27,97,0Время высыхания до степени 3, сут10,50,50,50,50,50,50,5

Изобретение относится к лакокрасочной промышленности, в частности к получению антикоррозионного покрытия на железобетонных и металлических конструкциях производственных цехов химических предприятий и внешних поверхностей оборудования, эксплуатирующихся в условиях повышенной влажности, содержащих в атмосфере диоксид серы, сероводород, хлор и аммиак. Состав включает связующее - модифицированная гексаметилентетрамином смесь таллового пека и лигносульфонатов технических в присутствии катализатора - окиси цинка, талловую модифицированную канифоль, пигменты - алюминиевую пудру и двуокись титана, фосфат цинка, нейтрализующий наполнитель - окись кальция, и/или гидроокись кальция, и/или мел, и/или микрокальцит, и/или микротальк, отвердитель - полиэтиленполиамин и органический растворитель. Получают состав сначала смешивая (модификация) смеси таллового пека, технических лигносульфонатов и гексаметилентетрамина при 120-140°С в присутствии катализатора - окиси цинка. Смесь охлаждают, добавляют талловую модифицированную канифоль, пигменты. Добавляют нейтрализующий наполнитель, отвердитель и растворитель. Получаемое покрытие имеет повышенную светостойкость, расширяется цветовая гамма, быстро высыхает. 2 н. и 1 з.п ф-лы, 1 табл.

1. Состав для антикоррозионной защиты, включающий связующее - модифицированную гексаметилентетрамином смесь таллового пека и лигносульфонатов технических в присутствии катализатора - окиси цинка, талловую модифицированную канифоль, пигменты - алюминиевую пудру и двуокись титана, фосфат цинка, нейтрализующий наполнитель - окись кальция, и/или гидроокись кальция, и/или мел, и/или микрокальцит, и/или микротальк, отвердитель - полиэтиленполиамин и органический растворитель при следующем соотношении компонентов, мас.%:

талловый пек40-45лигносульфонаты8-15гексаметилентетрамин4-11,0катализатор - окись цинка0,1-0,14талловая модифицированная канифоль4,8-7,0пигменты - алюминиевая пудра0,6-2,0двуокись титана0,06-10,0фосфат цинка0,1-0,2нейтрализующий наполнитель -1-10окись кальция, и/или гидроокись кальция, и/или мел, и/или микрокальцит, и/или микротальк отвердитель - полиэтиленполиамин5,0-10,0