Композиция для формирования адгезионного оксидно-циркониевого покрытия на стальной поверхности и способ её нанесения Российский патент 2017 года по МПК C23C22/44 

Описание патента на изобретение RU2622076C1

Изобретение относится к области защиты от коррозии стальных изделий с помощью композиции, нанесение которой обеспечивает формирование защитного адгезионного оксидно-циркониевого слоя на металлической поверхности перед последующим нанесением лакокрасочного покрытия.

Известен способ формирования защитного адгезионного оксидно-циркониевого покрытия на стальной, оцинкованной и алюминиевой поверхности, описанный в патенте CN103911606 A (кл. C23C 22/34, 2006.01). В данном способе используют состав, содержащий алюминий азотнокислый (2,5-5 %), гексафторциркониевую кислоту (5-10 %), 47 %-ю азотную кислоту (0,7-1,5 %), натрий азотнокислый (1,4-2,5 %), золь кварца (2-5 %), аминосилан (2-5 %) и воду.

К недостаткам данного способа относится использование в композиции растворов с большим числом компонентов – не менее 6, кроме того присутствие в композиции азотной кислоты приводит к подтравливанию металлической поверхности в процессе эксплуатации раствора и загрязнению ионами тяжелых металлов промышленных стоков.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемой композиции является композиция, описанная в патенте US20140041764 A1 (кл.C23C 22/34, 2006.01) (прототип). Композиция для формирования защитного адгезионного оксидно-циркониевого слоя на стальной поверхности содержит в своем составе ионы алюминия (0-30 %), гексафторциркониевую кислоту (0,22 %), поверхностно-активное вещество (ПАВ) Тритон ДФ-16 (0,04 %) и воду.

К недостаткам данной композиции относится обязательное присутствие регуляторов кислотности и поверхностно-активных веществ, наличие которых неблагоприятно сказывается на качестве защитных покрытий и ухудшает адгезию последующего лакокрасочного покрытия. Кроме того, раствор требует частых корректировок по компонентам.

Поэтому данные композиции не удовлетворяют требованиям по коррозионной стойкости, а многокомпонентность, присутствие ПАВ осложняет практическое применение в качестве альтернативы композициям фосфатиривания.

Технической задачей изобретения является предотвращение загрязнения рабочего раствора ионами тяжелых металлов, улучшение коррозионной стойкости оксидно-циркониевых слоев при сохранении адгезии лакокрасочного покрытия.

Поставленная задача достигается разработкой композиции для формирования защитного адгезионного оксидно-циркониевого покрытия на стальной поверхности, включающей гексафторциркониевую кислоту, никель азотнокислый, парамолибдат аммония и воду:

гексафторциркониевая кислота – 0,08-0,25%;

никель азотнокислый (в пересчете на металл) – 0,002-0,012%;

парамолибдат аммония – 0,01-0,03%;

остальное вода.

Разработанной композицией обрабатывают стальную поверхность при рН 4,0-5,5 и температуре 20-40°С в течение 3-8 минут с последующей сушкой при температуре 100-140°С.

Сформированные на стальной поверхности защитные адгезионные оксидно-циркониевые покрытия обладают высокой коррозионной стойкостью и улучшают адгезию последующего лакокрасочного покрытия, так как в процессе осаждения оксидно-циркониевого покрытия на стальную основу гексафторциркониевая кислота гидролизуется с образованием оксида циркония (ZrO2), осадки которого адсорбируются поначалу на поверхности контактно выделившегося никеля, затем разрастаются, образуя на стальной основе сплошную пленку.

Образующаяся пленка на поверхности стали препятствует проникновению воды и хлорид ионов.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1

Добавляют 1,5 г гексафторциркониевой кислоты H2ZrF6 в воду, затем при перемешивании добавляют 0,08 г никеля азотнокислого Ni(NO3)2∙6H2O (в пересчете на металл) и 0,3 г парамолибдата аммония (NH4)6Mo7O24∙4Н2О. Затем приготовленную композицию разбавляют водой до получения одного литра и доводят рН раствора до 4 единиц. Обрабатывают данной композицией предварительно подготовленные (обезжиренные, протравленные, активированные) стальные изделия в течение 3 мин при температуре раствора 20°С, затем сушат при температуре 100°С. После этого на металлические изделия наносят полиэфирное порошковое покрытие.

Пример 2

Добавляют 0,5 г гексафторциркониевой кислоты H2ZrF6 в воду, затем при перемешивании добавляют 0,01 г никеля азотнокислого Ni(NO3)2∙6H2O (в пересчете на металл) и 0,05 г парамолибдата аммония (NH4)6Mo7O24∙4Н2О. Затем приготовленную композицию разбавляют водой до получения одного литра и доводят рН раствора до 3,8 единиц. Обрабатывают данной композицией предварительно подготовленные (обезжиренные, протравленные, активированные) стальные изделия в течение 1 мин при температуре раствора 20°С, затем сушат при температуре 150°С. После этого на металлические изделия наносят полиэфирное порошковое покрытие.

Пример 3

Добавляют 2 г гексафторциркониевой кислоты H2ZrF6 в воду, затем при перемешивании добавляют 0,01 г никеля азотнокислого Ni(NO3)2∙H2O (в пересчете на металл) и 0,4 г парамолибдата аммония (NH4)6Mo7O24∙4Н2О. Затем приготовленную композицию разбавляют водой до получения одного литра и доводят рН раствора до 5,5 единиц. Обрабатывают данной композицией предварительно подготовленные (обезжиренные, протравленные, активированные) стальные изделия в течение 3 мин при температуре раствора 20°С, затем сушат при температуре 120°С. После этого на металлические изделия наносят полиэфирное порошковое покрытие.

Пример 4

Добавляют 2 г гексафторциркониевой кислоты H2ZrF6 в воду, затем при перемешивании добавляют 0,12 г никеля азотнокислого Ni(NO3)2∙6H2O (в пересчете на металл) и 0,2 г парамолибдата аммония (NH4)6Mo7O24∙4Н2О. Затем приготовленную композицию разбавляют водой до получения одного литра и доводят рН раствора до 5,5 единиц. Обрабатывают данной композицией предварительно подготовленные (обезжиренные, протравленные, активированные) стальные изделия в течение 3 мин при температуре раствора 30°С, затем сушат при температуре 140°С. После этого на металлические изделия наносят полиэфирное порошковое покрытие.

Пример 5

Добавляют 1 г гексафторциркониевой кислоты H2ZrF6 в воду, затем при перемешивании добавляют 0,2 г никеля азотнокислого Ni(NO3)2∙6H2O (в пересчете на металл) и 0,1 г парамолибдата аммония (NH4)6Mo7O24∙4Н2О. Затем приготовленную композицию разбавляют водой до получения одного литра и доводят рН раствора до 4 единиц. Обрабатывают данной композицией предварительно подготовленные (обезжиренные, протравленные, активированные) стальные изделия в течение 10 мин при температуре раствора 60°С, затем сушат при температуре 200°С. После этого на металлические изделия наносят полиэфирное порошковое покрытие.

Пример 6.

Добавляют 1 г гексафторциркониевой кислоты H2ZrF6 в воду, затем при перемешивании добавляют 0,16 г никеля азотнокислого Ni(NO3)2∙6H2O (в пересчете на металл) и 0,05 г парамолибдата аммония (NH4)6Mo7O24∙4Н2О. Затем приготовленную композицию разбавляют водой до получения одного литра и доводят рН раствора до 5 единиц. Обрабатывают данной композицией предварительно подготовленные (обезжиренные, протравленные, активированные) стальные изделия в течение 1 мин при температуре раствора 30°С, затем сушат при температуре 180°С. После этого на металлические изделия наносят полиэфирное порошковое покрытие.

Пример 7.

Добавляют 1 г гексафторциркониевой кислоты H2ZrF6 в воду, затем при перемешивании добавляют 0,06 г никеля азотнокислого Ni(NO3)2∙6H2O (в пересчете на металл) и 0,3 г парамолибдата аммония (NH4)6Mo7O24∙4Н2О. Затем приготовленную композицию разбавляют водой до получения одного литра и доводят рН раствора до 4,5 единиц. Обрабатывают данной композицией предварительно подготовленные (обезжиренные, протравленные, активированные) стальные изделия в течение 5 мин при температуре раствора 40°С, затем сушат при температуре 140°С. После этого на металлические изделия наносят полиэфирное порошковое покрытие.

Композиция для формирования оксидно-циркониевых покрытий и свойства покрытий приведены в таблице 1.

Коррозионные испытания получаемых оксидно-циркониевых покрытий в сочетании с лакокрасочным покрытием проводят в соответствии с ГОСТ 9.403-80 ЕСЗКС «Покрытия лакокрасочные. Методы испытаний на стойкость к статическому воздействию жидкостей», испытания на адгезию – в соответствии с ГОСТ 15140-78 «Материалы лакокрасочные. Методы определения адгезии».

Как видно из примеров, предлагаемые композиции для формирования защитного адгезионного оксидно-титанового покрытия на стальных изделиях по сравнению с известным техническим решением содержат не более 3-х компонентов. Так как в композиции отсутствуют ПАВы, в процессе эксплуатации рабочего раствора не требуется частых корректировок по компонентам и по рН раствора, промышленные стоки не загрязняются ионами тяжелых металлов. Вместе с тем, предлагаемая композиция обеспечивает лучшую коррозионную стойкость оксидно-циркониевых слоев при сохранении адгезии лакокрасочного покрытия: ширина распространения коррозии от надреза не более 0,1 мм, адгезия – 0 баллов. Предлагаемая композиция может быть использована в качестве альтернативы композициям фосфатиривания.

Похожие патенты RU2622076C1

название год авторы номер документа
КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ АДГЕЗИОННОГО ТИТАНСОДЕРЖАЩЕГО ПОКРЫТИЯ НА СТАЛЬНОЙ ИЛИ АЛЮМИНИЕВОЙ ПОВЕРХНОСТИ И СПОСОБ ЕЁ НАНЕСЕНИЯ 2015
  • Абрашов Алексей Александрович
  • Григорян Неля Сетраковна
  • Жиленко Дарья Юрьевна
  • Ваграмян Тигран Ашотович
RU2620235C1
КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ПРОТИВОКОРРОЗИОННЫХ ФОСФАТНЫХ ПОКРЫТИЙ НА СТАЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТИ 2016
  • Григорян Неля Сетраковна
  • Абрашов Алексей Александрович
  • Папиров Роман Валерьевич
  • Ваграмян Тигран Ашотович
  • Мазурова Диана Викторовна
RU2633427C1
СОСТАВ ДЛЯ ОБРАБОТКИ СТАЛЬНОЙ ИЛИ АЛЮМИНИЕВОЙ ПОВЕРХНОСТИ 2012
  • Кулюшина Надежда Викторовна
  • Ваграмян Тигран Ашотович
  • Губин Александр Федорович
  • Аснис Наум Аронович
  • Григорян Неля Сетраковна
RU2515408C2
КАТАЛИЗАТОР ПОЛУЧЕНИЯ БУТАДИЕНА-1,3 И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БУТАДИЕНА-1,3 С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КАТАЛИЗАТОРА 2014
  • Соболев Владимир Иванович
  • Зенковец Галина Алексеевна
  • Шутилов Алексей Александрович
  • Колтунов Константин Юрьевич
  • Носков Александр Степанович
  • Парахин Олег Афанасьевич
  • Чернов Михаил Павлович
RU2552984C1
КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ БЕСХРОМАТНОЙ ПАССИВАЦИИ ГОРЯЧЕОЦИНКОВАННОЙ СТАЛИ 2023
  • Петрушина Анастасия Алексеевн
  • Абрашов Алексей Александрович
  • Григорян Неля Сетраковна
  • Аснис Наум Аронович
  • Ваграмян Тигран Ашотович
  • Желудкова Екатерина Александровна
  • Сундукова Алина Владимировна
RU2797664C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОПТИЧЕСКИ ЧЕРНОГО ОКСИДНО-КЕРАМИЧЕСКОГО ПОКРЫТИЯ НА ПОВЕРХНОСТИ АЛЮМИНИЯ И ЕГО СПЛАВАХ 2011
  • Беспалова Жанна Ивановна
  • Паненко Илья Николаевич
RU2459890C1
КАТАЛИЗАТОР ГИДРООЧИСТКИ УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ, СПОСОБ ЕГО ПРИГОТОВЛЕНИЯ И ПРОЦЕСС ГИДРООЧИСТКИ 2009
  • Климов Олег Владимирович
  • Бухтиярова Галина Александровна
  • Пашигрева Анастасия Викторовна
  • Нуждин Алексей Леонидович
  • Будуква Сергей Викторович
  • Корякина Галина Ивановна
  • Носков Александр Степанович
RU2402380C1
Бесхроматная композиция на основе соединений церия и лантана для пассивации цинковых поверхностей 2020
  • Абрашов Алексей Александрович
  • Григорян Неля Сетраковна
  • Желудкова Екатерина Александровна
  • Аснис Наум Аронович
  • Ваграмян Тигран Ашотович
RU2757648C1
КАТАЛИЗАТОР ГИДРООБЕССЕРИВАНИЯ ДИЗЕЛЬНОЙ ФРАКЦИИ И СПОСОБ ЕГО ПРИГОТОВЛЕНИЯ 2006
  • Климов Олег Владимирович
  • Аксенов Дмитрий Григорьевич
  • Коденев Евгений Геннадьевич
  • Ечевский Геннадий Викторович
  • Бухтиярова Галина Александровна
  • Полункин Яков Михайлович
  • Пашигрева Анастасия Викторовна
RU2313392C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОКСИДНОГО ПОКРЫТИЯ НА СТАЛИ 2010
  • Беспалова Жанна Ивановна
  • Смирницкая Инна Викторовна
  • Храменкова Анна Владимировна
RU2449062C1

Реферат патента 2017 года Композиция для формирования адгезионного оксидно-циркониевого покрытия на стальной поверхности и способ её нанесения

Изобретение относится к области защиты от коррозии стальных поверхностей. Предложена композиция для формирования защитного оксидно-циркониевого покрытия на стальной поверхности перед нанесением лакокрасочного покрытия, содержащая следующие компоненты: гексафторциркониевая кислота 0,08-0,25%, никель азотнокислый (в пересчете на металл) 0,002-0,012%, парамолибдат аммония 0,01-0,03%, остальное - вода. Также предложен способ формирования защитного оксидно-циркониевого покрытия, включающий обработку стальной поверхности в течение 3-8 мин упомянутой композицией при рН 4,0-5,5 и температуре 20-40°С, и последующую сушку при температуре 100-140°С. Изобретения позволяют получить на стальной поверхности защитные оксидно-циркониевые покрытия, обладающие высокой коррозионной стойкостью и улучшающие адгезию с последующим лакокрасочным покрытием, а также обеспечивают предотвращение загрязнения рабочего раствора ионами тяжелых металлов. 2 н.п. ф-лы, 1 табл., 7 пр.

Формула изобретения RU 2 622 076 C1

1. Способ формирования защитного оксидно-циркониевого покрытия перед нанесением лакокрасочного покрытия на стальную поверхность, включающий обработку поверхности в течение 3-8 мин композицией для формирования защитного оксидно-циркониевого покрытия, содержащей следующие компоненты:

гексафторциркониевая кислота 0,08-0,25% никель азотнокислый (в пересчете на металл) 0,002-0,012% парамолибдат аммония 0,01-0,03% вода остальное

при рН 4,0-5,5 и температуре композиции 20-40°С с последующей сушкой при температуре 100-140°С.

2. Композиция для формирования защитного оксидно-циркониевого покрытия перед нанесением лакокрасочного покрытия на стальную поверхность, включающая гексафторциркониевую кислоту, никель азотнокислый и парамолибдат аммония при следующем содержании компонентов:

гексафторциркониевая кислота 0,08-0,25% никель азотнокислый (в пересчете на металл) 0,002-0,012% парамолибдат аммония 0,01-0,03% вода остальное

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2017 года RU2622076C1

US 2014041764 A1, 13.02.2014
CN 103911606 A, 09.07.2014
АДГЕЗИЯ КРАСОЧНОГО СЛОЯ С ПОМОЩЬЮ ПОЛИВИНИЛАМИНОВ В КИСЛОТНЫХ ВОДНЫХ АНТИКОРРОЗИОННЫХ СРЕДСТВАХ, СОДЕРЖАЩИХ ПОЛИМЕРЫ 2009
  • Шмидт Андреас
  • Де Зеув Ард
RU2504601C2
НЕ СОДЕРЖАЩЕЕ ХРОМ ТЕРМИЧЕСКИ ОТВЕРЖДАЕМОЕ ПРОТИВОКОРРОЗИОННОЕ СРЕДСТВО 2007
  • Де Цееув Ард
  • Рот Марсель
  • Зандер Йорг
RU2454486C2
US 2011132497 A1, 09.06.2011.

RU 2 622 076 C1

Авторы

Абрашов Алексей Александрович

Григорян Неля Сетраковна

Назарова Галина Александровна

Ваграмян Тигран Ашотович

Солод Людмила Олеговна

Даты

2017-06-09Публикация

2015-12-28Подача