ЭМАЛЬ ДЛЯ АТМОСФЕРОСТОЙКОГО РАДИАЦИОННОСТОЙКОГО ДЕЗАКТИВИРУЕМОГО ПРОТИВООБРАСТАЮЩЕГО ГРИБОСТОЙКОГО ПОКРЫТИЯ Российский патент 2019 года по МПК C09D163/00 C09D5/16 C08L63/00 

Область применения

Результат интеллектуальной деятельности - изобретение относится к лакокрасочным материалам и покрытиям из них и может быть использовано в судостроении, атомной энергетике, для специальной, антикоррозионной, противообрастающей защиты оборудования, металлических, бетонных поверхностей и конструкций, резины, пластмасс и композиционных материалов, эксплуатирующихся в условиях комбинированного воздействия агрессивных факторов внешней среды, включая глубинную морскую воду. Толщина покрытия - два или три слоя, при общей толщине от 180 до 240 мкм.

Уровень техники

Огромное значение для успешного мореплавания имеет борьба с коррозией и обрастанием судов. В последнее столетие эта проблема стала приобретать особое значение. Так, обрастание снижает (до 50%) скорость судов, увеличивает (до 40%) потребление ими топлива, повышает (до 20% и более) массу гидротехнических сооружений, нарушает работу водоводов, платформ для добычи нефти и газа на шельфе (В.А. Карпов. Биокоррозия в морской среде и основы применения защитных покрытий. Автореферат диссертации. Москва, 2012, с. 3). Применяемые в настоящее время противообрастающие лакокрасочные материалы по механизму защитного действия можно разделить на материалы контактного типа, растворимые материалы и самополирующиеся лакокрасочные материалы. Механизм защитного действия традиционных эмалей контактного типа основан на выщелачивании биоцида приблизительно пропорционально его содержанию в лакокрасочной пленке. Увеличение содержания биоцида в пленке приводит к увеличению эффективного действия покрытия, но при этом возрастает и скорость расходования биоцидов. Поэтому увеличение срока службы не связано линейно с количеством биоцида. Кроме этого постепенное увеличение толщины выщелоченного слоя приводит к снижению скорости выщелачивания биоцида из остальной массы покрытия. При толщине выщелоченного слоя около 50-70 мкм скорость выщелачивания снижается до значений, при которых становится возможным прикрепление обрастателей. Таким образом, оставшийся в пленке биоцид уже не обеспечивает защиту от обрастания. Противообрастающие краски растворимого типа выпускаются обычно на основе канифоли и в качестве биоцидов в них используются соединения меди. Эти материалы обычно используются для защиты от обрастания судна на период достройки. Срок службы их невелик и составляет около 6-12 месяцев. Увеличение срока службы этих покрытий за счет увеличения толщины практически невозможно из-за увеличения при этом покрытий внутренних напряжений, приводящих к растрескиванию и отслаиванию (http://www.corrozii.het>korroz/biblioteka/control-of-paint-…).

Известна широко используемая в промышленности эмаль ЭП-525 ГОСТ 22438-85, представляющая собой суспензию пигментов и наполнителей в растворе эпоксидной смолы Э-41 в смеси органических растворителей с добавлением отвердителя №1. Однако она имеет ограниченную стойкость к воздействию атмосферы и предназначена для нанесения на предварительно загрунтованные металлические и неметаллические поверхности, покрытие на основе эмали не обладает противообрастающими и грибоустойчивыми свойствами.

Известна эмаль ЭП-5285, ЭПОФЕНИПЛЕН^® ТУ 95-2184-90 (АО «НИКИМТ-Атомстрой»), предназначенная для дезактивируемой отделки конструкций и помещений, наружных поверхностей трубопроводов, оборудования, поверхность которого подвергается термическому воздействию и состоящая из полуфабриката эмали и отвердителя. Полуфабрикат эмали представляет собой суспензию пигментов, наполнителей и специальных добавок в растворе пленкообразующего на основе смол С-41 и К-421-02. Отвердитель - полиэтиленполиамин. Недостатками покрытия на основе эмали являются: эксплуатация покрытия только в условиях У1 по ГОСТ 9.104-79 при температуре не более 80°C, отсутствие противообрастающих и грибостойких свойств.

Известна эмаль ДЭП^® ТУ 6992-002-08621486-2013 (АО «НИКИМТ-Атомстрой») предназначенная для получения защитного дезактивируемого полимерного покрытия, эксплуатирующегося в условиях УХЛ1, Т1 по ГОСТ 9.104-79, предназначенного для антикоррозионной защиты оборудования, металлических, бетонных, железобетонных конструкций в атомной энергетике и других областях техники, а также для защиты от морской коррозии, представляющая собой двухкомпонентный продукт, состоящий из полуфабриката эмали и отвердителя. Полуфабрикат эмали представляет собой суспензию пигментов, наполнителей и специальных добавок в растворе пленкообразующего на основе эпоксидированного олигомера гидрохинона (полученного путем окислительной поликонденсации и полимераналогичных превращений) в смеси органических растворителей. В качестве отвердителя применяются: отвердитель №1, отвердитель №5, полиэтиленполиамин или другие отвердители для эпоксидных эмалей. Покрытие на основе эмали имеет высокие физико-химические свойства: радстойксть (стойкость к радиационному старению), дезактивируемость, устойчивость к воздействию агрессивных сред (кислот, щелочей, морской воды), повышенной температуре, высокие антикоррозионные свойства. Однако недостатками покрытия на основе эмали являются не выраженные противообрастающие свойства.

Известно многослойное противообрастающее покрытие, состоящее из слоя необрастающей краски и поверхностного слоя на основе полиорганометакрилата, содержащего оловоорганические радикалы (А.с. SU 579294 А1, кл. C09D 5/14, C08K 5/57, опубликовано 05.11.1977). При этом в качестве необрастающей краски используют, например, краску ХВ-5153 или ХВ-750 на основе перхлорвиниловой смолы, содержащих в качестве биоцида закись меди, смесь роданистой меди и мышьяк-органического соединения. Данное покрытие снижает первоначальную скорость выщелачивания яда, однако не обеспечивает повышенный современный уровень защиты от обрастания.

Известен состав, в котором в качестве биоцида используют закись и окись меди совместно с «парижской зеленью» (Перевод с английского Александровой Е.В., Гуревича Е.С., Максимовой С.В., Тасуна Н.Т. Под редакцией Никитина В.Н., Тарасова Н.И. Москва: Воениздат, 1957, 503 с.).

Известны также составы термопластичных красок на основе парафина и канифоли, используемые для защиты судов от обрастания (Гуревич Е.С., Искра Е.В., Куцевалова Е.П. "Защита морских судов от обрастания». Ленинград: Судостроение, 1978, с. 105-108). Однако для данных составов характерно малое время их активного действия (не более 3-4 месяцев).

Известен состав для нанесения термопластичного покрытия (Янов Н.А. "Защита подводной части судов мастичной краской ЯН-7А». Владивосток: Приморское кн. изд-во, 1962, 52 с.), содержащий, мас. %: канифоль от 50 до 55; парафин от 10 до 15; меди оксид от 25 до 30; тальк от 5 до 10. Состав обладает достаточно длительным действием, но его недостатком является низкая температура размягчения краски: 45-55°C, что приводит к плавлению краски под действием прямых солнечных лучей.

Известна необрастающая краска на основе связующего, необрастающих и нейтральных пигментов, органических токсинов, пластификаторов и органических растворителей в которой в качестве связующего применен эфир канифоли, полученный при взаимодействии канифоли с органическими кислотами, например, салициловой кислотой (А.с. SU 273905 А1, кл. C09D 5/16, C09F 1/04, опубл. 15.04.1983). Недостатком данной краски является малый срок службы (не превышает 1,5 лет), длительное время сушки покрытия на воздухе, недостаточная атмосферостойкость и недостаточная стойкостью покрытия к обрастанию бактериально-слизистой пленкой, отсутствие радстойкости, покрытие не является дезактивируемым.

Известно многослойное комбинированное противообрастающее покрытие, обеспечивающее репеллентно-хемобиоцидную защиту (RU 2478114 С1, кл. C09D 5/14, C09D 5/16, C09D 193/04, B05D 5/00, опубл. 27.03.2013) предназначенное для защиты судов и гидротехнических сооружений в судостроительной промышленности и гидротехническом строительстве. Покрытие содержит первое нижнее покрытие из грунтовки с антикоррозионными свойствами на основе эпоксидной смолы с целевыми добавками. Покрытие содержит второе покрытие, выполненное из 1-2 слоев противообрастающей эмали с нерастворимой матрицей на основе винилового полимера, модифицированного эпоксидной смолой и содержащей в качестве биоцида закись меди. На высушенное (отвержденное) второе покрытие нанесено третье верхнее покрытие по меньшей мере из одного слоя умеренно растворимой или быстрорастворимой самополирующейся краски на основе канифоли, в сочетании с политетрафторэтиленом, содержащей биоцид в виде соединений меди. Третье (верхнее) покрытие нанесено сплошным слоем либо фрагментарно (в виде решетки). Недостатком покрытия является его многослойность, а следовательно увеличение в покрытии внутренних напряжений, приводящих к растрескиванию и отслаиванию, значительная трудоемкость его получения, длительность сушки покрытия в целом, отсутствуют данные о его дезактивируемости и радстойкости.

Известна противообрастающая антикоррозионная краска (патент RU 2115680 С1, кл. C09D 5/16, C09D 5/08, опубл. 20.07.1998) относящаяся к средствам защиты от обрастания в условиях морской среды, включающая пленкообразующую основу в виде перхлорвиниловой смолы в смеси с канифолью и (или) пентафталевым лаком, медьсодержащий биоцид, растворитель, в качестве биоцида - отработанный меднохромбариевый катализатор процесса гидрирования синтетических жирных кислот в высшие жирные спирты, а в качестве растворителя смесь сольвента-нафта и бутилацетата в соотношении 1:4 при следующем соотношении компонентов, мас. %: пленкообразующая основа - 14,4-21,7; отработанный меднохромбариевый катализатор - 6,0-39,0; растворитель - остальное. Краска дополнительно содержит содержит смесь цинка в количестве 8,0-9,5 мас. %, модификатор и пластификатор, соединение, выбираемое из группы, включающей ацетилацетон, адипиновую кислоту, анилин, анилид салициловой кислоты и диоктилфталат в количестве 0,8-6,0 мас. %. Недостатком краски является малый срок службы (1-2 года), длительное время сушки покрытия на воздухе, недостаточная атмосферостойкость, отсутствие радстойкости, покрытие не является дезактивируемым.

Известно однокомпонентное необрастающее силилакрилатное покрытие SeaQuantum Ultra функционирующее по принципу химического гидролиза. Обеспечивает отличную защиту от обрастания и непревзойденные эксплуатационные показатели корпуса благодаря точно прогнозируемым и неизменным самополирующимся свойствам. Используется в качестве финишного слоя (http://jotun-spb.ru>sites/default/files/seaquantum_ultra…). Недостатком данного покрытия является возможность его эксплуатации только в условиях погружения в жидкость, применение только как финишного слоя многослойного покрытия в значительных толщин, например в рекомендуемой ЦНИИ КМ «Прометей» схеме многослойного покрытия состоящая из двух слоев эмали Инерта 165 по 250 мкм каждый, одного слоя краски SAFEGUARD UNIVERSAL толщиной 50 мкм и трех поверхностных слоев эмали SeaQuantum Ultra толщиной по 120 мкм каждый, общая толщина покрытия достигает 910 мкм (инструкция ЮТАЯ.062623.001 И2 - АО «ОКБМ Африкантов») и как следствие увеличение при этом в покрытии внутренних напряжений, приводящих к растрескиванию и отслаиванию. Так же отсутствуют данные о радстойкости и дезактивируемости покрытия.

Известна эмаль атмосферостойких коррозионностойких радиационностойких и дезактивируемых покрытий (патент RU 2307143 С2, кл. C09D 163/00, C08L 63/00, C08G 59/14, C08G 61/00, C08K 3/34, C09D 5/08, опубл. 27.09.2007) предназначенная для атмосферостойких коррозионностойких радиационностойких и дезактивируемых покрытий, используемой в судостроении, авиакосмической технике, атомной энергетике, а также в нефтяной и пищевой промышленности для наружных и внутренних работ при защите металлов, дерева, резины, бетонных, кирпичных, шиферных поверхностей, эксплуатирующихся в условиях особо агрессивных сред, представляющая собой комплект, включающий 100 мас. ч. полуфабриката эмали и 2,1-28,6 мас. ч. отвердителя аминного типа.

Полуфабрикат эмали содержит следующее соотношение ингредиентов в мас. %: 17-30 пигментов, 7-15 смеси микроталька, каолина и микрослюды в качестве наполнителя, 5,22-6,93 органического растворителя, остальное - 50-60 мас. % раствор эпоксидной смолы-основы в органическом растворителе.

Степень поликонденсации в органическом растворителе смолы-основы составляет n=0-2. Эпоксидную смолу-основу получают эпоксидированием ароматически сопряженного гидроксифенилена, имеющего степень поликонденсации n=0-2, полученного из двухатомного фенола или алкилрезорцина.

Эпоксидирование гидроксифенилена проводят в расплаве при температуре 120-165°C в присутствии 0,15-0,35 мас. % 2,4,6-трисдиметиламинометилфенола до содержания эпоксидных групп 10,1-11,0 мас. %. Покрытие на основе эмали имеет высокую стойкость к воздействию атмосферы, коррозии, радиации и к дезактивирующим средствам. Недостатками покрытия является отсутствие противообрастающих и грибостойких свойств.

Наиболее близким аналогом является необрастающая эмаль ПРОГИДРОФ (RU 2602553 С1, кл. C09D 163/00, C09D 5/16, опубл. 20.11.2016) предназначенная для получения гидрофобных необрастающих покрытий, используется в судостроении и для защиты металлических изделий и конструкций, эксплуатируемых в атмосферных условиях, состоящая из отвердителя аминного типа и полуфабриката эмали, представляющего собой суспензию пигментов и наполнителей в растворе эпоксидного пленкообразующего, синтезированного из ароматически сопряженного гидроксифенилена и содержащего углерод технический и аэросил, в которой полуфабрикат эмали дополнительно содержит жидкий фторированный модификатор, твердый мелкодисперсный фторированый модификатор при следующем соотношении ингредиентов в полуфабрикате эмали, мас. %: углерод технический 1,5-2,5, аэросил 2,5-3,5, жидкий фторированный модификатор 2,5-4,5, твердый мелкодисперсный фторированый модификатор 3,5-5,0, раствор эпоксидного пленкообразующего до 100, при этом раствор эпоксидного пленкообразующего содержит пигменты и наполнители в виде фторированного мелкодисперсного фторопласта 2,5-4,5 мас. % и перфторполиэфирной жидкости 3,5-5,0 мас. %, а в качестве отвердителя используют гамма-аминопропилтри-этоксисилан АГМ-9 и предназначенная для получения гидрофобных необрастающих покрытий, используется в судостроении и для защиты металлических изделий и конструкций, эксплуатируемых в атмосферных условиях.

Недостатками покрытия на основе рассматриваемого решения является то, что оно: имеет только один цвет - черный, что недостаточно для плавсредств; пригодно для эксплуатации только в атмосферных условиях; не обладает устойчивостью к радиационному старению; не является дезактивируемым и грибостойким. Кроме того, отвердитель АГМ-9 требует для отверждения эмали прогревания покрытия при 80-90°C 2-3 часа, что представляет непреодолимые трудности при окраске крупногабаритных изделий и конструкций.

Сущность изобретения.

Техническим результатом предлагаемого изобретению является устранение недостатков наиболее близкого аналога для обеспечения антикоррозионных радиационостойких дезактивируемых противообрастающих грибоустойчивых свойств покрытия на металле, бетоне, пластмассе и на композитных материалах в условиях комбинированного воздействия внешних факторов, включая подводную эксплуатацию объекта.

Технический результат достигается изобретением: Эмаль для атмосферостойкого радиационностойкого дезактивируемого противообрастающего грибостойкого покрытия, состоящая из отвердителя аминного типа и полуфабриката эмали, представляющего собой суспензию пигментов, наполнителей и модификаторов в растворе эпоксидного пленкообразующего, синтезированного из ароматически сопряженного гидроксифенилена (гидрохинона), отличается тем, что в качестве аминного отвердителя берут 50 мас. % раствор низкомолекулярного полиамида ПО-300 в смеси о-ксилола и этилцеллозольва и в качестве модификаторов трифенилфосфат и диметилсульфоксид при следующем соотношении ингредиентов, мас. частей:

указанный раствор низкомолекулярного полиамида ПО-300 100,0, трифенилфосфат 5,0-10,0, диметилсульфоксид 10,0-15,0;

при этом полуфабрикат содержит: в качестве смолы-основы (пленкообразующего) - олигомер гидрохинона, синтезированный по окислительной гомоконденсации при температуре 240-250°C со степенью поликонденсации n=0-2 и затем эпоксидированный низкомолекулярной эпоксидной смолой в расплаве при температуре 120-165°C в присутствии 0,12-0,35 мас. % 2,4,6-трисдиметиламинометилфенола до мас. доли эпоксидных групп 10,1-11,0%; растворитель смесь ацетона, о-ксилола и этилцеллозольва, взятых в массовом соотношении 1:1:1;

в качестве пигментов и наполнителей для придания цвета эмали дополнительно берут традиционные компоненты при следующем соотношении ингредиентов, мас. %:

раствор 57-60 мас. % смолы-основы в указанном растворителе 56,0-60,0, пигменты и наполнители 40,0-44,0;

эмаль для нанесения на поверхность объекта перед применением берут, мас. частей:

полуфабрикат эмали 100,0, указанный раствор отвердитель ПО-300 модифицированный 18,0-25,0, и дополнительно в качестве модификатора - транс бета-нитростирол 0,3-2,0.

Кроме того, эмаль в качестве пигментов дополнительно содержит в полуфабрикате: красный железоокисный пигмент, и/или двуокись титана, и/или крон свинцовый молибдатный, и/или крон свинцовый лимонный, и/или крон свинцовый желтый, и/или технический углерод, и/или фталоцианиновый голубой, и/или окись хрома пигментную.

Кроме того, эмаль дополнительно в полуфабрикате содержит наполнитель - смесь микроталька, каолина и тиксотропного аэросила.

Кроме того, покрытие на ее основе состоит из двух или трех слоев общей толщиной от 180 до 240 мкм.

Изобретение иллюстрируется примером.

В качестве исходных материалов при реализации технического решения берут основные материалы:

- гидрохинон - продукт дистилляции сланцевого масла - фракция 270-320°C;

- серную кислоту контактную;

- смолу эпоксидную диановую с мас. долей эпоксидных групп - 22-24%;

- отвердитель - раствор аминного отвердителя ПО-300 (отвердитель №5);

- модификаторы: трифенилфосфат тех.; диметилсульфоксид (димексид) - 98,9-99,8% концентрации; транс бета-нитростирол;

- растворители: ацетон, о-ксилол, этилцеллозольв технические;

- ускоритель - трисдиметиламинометилфенол (Алкофен-МА);

- пигменты в ассортименте: красный железоокисный, и/или двуокись титана, и/или крон свинцовый молибдатный, и/или крон свинцовый лимонный, и/или крон свинцовый желтый, и/или технический углерод, и/или фталоцианиновый голубой, и/или окись хрома пигментная;

- наполнитель - смесь микрослюды, микроталька и каолина и аэросила.

Получение олигомера гидрохинона по технологической карте.

В разогретый до 60°C аппарат с перемешивающим устройством, емкостью 0,623 м³, снабженный рубашкой обогрева, устройством для отгонки и конденсации летучих (кислой воды), загрузочными устройствами и сливным патрубком с помощью вакуума создаваемого в аппарате через сливной патрубок загружают 225 кг гидрохинона и разогревают массу до 180°C, и при перемешивании расплава загружают через мерник 6,75 кг контактной серной кислоты. Температуру в аппарате поднимают со скоростью 2-3°C в минуту до 240-250°C, при этом наблюдается интенсивный отгон кислой воды до его прекращения через 2-3 часа, когда теплообменник охлаждается ввиду прекращен поступления в него отгоняемых паров. Аппарат ставят на охлаждение до 150-180°C и затем сливают в контейнер полученный продукт.

Эпоксидирование олигомера гидрохинона по технологической карте.

Проводят в аппарате емкостью 1,2 м³, загружают олигомер в количестве 100 кг в разогретый до 80°C аппарат, перемешивают 10-15 минут до стабилизации температуры 120±2°C и загружают из бочек с помощью вакуума 480 кг эпоксидной смолы разогретой до 60°C, перемешивают 10-15 минут и включают обогрев реакционной массы до 120±2°C, затем через мерник вводят ускоритель 0,6 кг трисдиметиламинометилфенола и наблюдают подъем температуры за счет экзотермии реакции до 155-160°C, после чего происходит самопроизвольное снижение температуры до 125-130°C. Получена смола основа полуфабриката эмали - пленкообразующее в количестве 580 кг с потерями до 4 мас. % от загрузки.

Останавливают мешатель, включают охлаждение реактора и загружают вакуумом 126 кг растворителя этилцеллозольва (его температура кипения 135-139°C) перемешивают 5 минут (температура снижается до 100-110°C), после чего загружают 126 кг о-ксилола и при достижении температуры массы 45-50°C, загружают ацетон. Проверяют мас. долю эпоксидных групп - она составляет 11%, вязкость раствора при 20°C по ВЗ-246 (с диаметром сопла 4 мм) 80 с. Получен раствор (лак), в количестве 958 кг (с учетом потерь около 4 мас. % при загрузке и испарении растворителя, что допустимо), который могут применять для изготовления полуфабриката или самостоятельно с отвердителем для грунтовки бетона или металла.

Приготовление полуфабриката эмали красно-коричневого цвета.

Лак подают в бисерную мельницу МШБ с объемом рабочей камеры 5 л с рециркуляцией объема его 63 кг с введенными предварительно 42 кг пигментов и наполнителей многократно до достижения степени «перетира» диспергирования по гриндометру 50 мкм - этот процесс занимает 5 часов. Слитый в металлические ведра полуфабрикат усредняют в смесителе и снова разливают в металлические транспортировочные ведра емкостью 20 л по 20 кг и закрывают крышками с замком патефонного типа. Плотность полуфабриката составляет 1450 кг/м³. Вязкость его не измеряют, т.к. введен агент тиксотропирования - аэросил. Выход полуфабриката составляет 100 кг - потери 2% - остаются на бисере мельнице, которую затем промывается.

Приготовление отвердителя эмали.

50 мас. % раствор аминного отвердителя ПО-300 или отвердитель №5 при температуре 20°C в количестве 50 л помещают в 100 литровый контейнер с перемешивающим устройством и вводят в него 6,25 кг модификатора - диметилсульфоксида, перемешивают пневмомешалкой до получения однородной массы (10 минут) и затем вводят порциями по 0,5 кг - 3,7 кг модификатора - трифенилфосфата и каждую порцию перемешивают до полного растворения, закрывают плотно крышкой, после этого «выстаивают» массу в течение суток и вновь перемешивают до получения однородной массы модифицированного отвердителя, его расфасовывают по 6,6 кг в полиэтиленовый канистры, которыми комплектуется каждое ведро полуфабриката. Количество вводимого модифицированного отвердителя в зависимости от температуры места окраски может корректироваться, что указывается в паспорте на эмаль, исходя из требований заказчика так, чтобы обеспечить жизнеспособность эмали и режимы ее отверждения.

Подготовка и применение эмали.

Проведение работ по защите корпуса плавсредств или портовой инфраструктуры относится к спецработам, поэтому при этом должен присутствовать представитель поставщика эмали, который привозит с собой модификатор - транс бета-нитростирол и контролирует его введение в эмаль. Количество его варьируется в зависимости от условий эксплуатации объекта в умеренном или в тропическом климате.

Работа по нанесению эмали на подготовленную поверхность выполняется в следующей последовательности:

- подготовка эмали;

- послойное нанесение покрытия;

- послойная сушка покрытия.

Подготовка эмали состоит из тщательного перемешивания и фильтрования полуфабриката эмали, введения в полуфабрикат эмали отвердителя, доведения эмали до рабочей вязкости (при необходимости) с тщательным перемешиванием.

Полуфабрикат эмали тщательно перемешивают с помощью пневмомешалки и фильтруют через сетку №01Н-02Н по ГОСТ 6613-86. В полуфабрикат эмали при тщательном перемешивании вводят отвердитель и выдерживают перед нанесением в течение 15-20 минут.

Подготовленный материал наносят воздушным и безвоздушным распылением, кистями или валиком по соответствующей схеме покрытия. До нанесения покрытия на всю защищаемую поверхность следует произвести полосовую окраску в зонах сварных швов, монтажных и болтовых соединений эмалью. Межслойная сушка эмали составляет от 4 до 24 часов при температуре (20±2)°C. Набор эксплуатационной прочности покрытия от 7 до 15 суток при температуре (20±2)°C после нанесения последнего слоя. Допустимое время разрыва между окончанием подготовки поверхности и нанесением покрытия: в цехах - закрытых помещениях - 6 ч, на открытых площадках и под навесом при нормальной влажности воздуха (до 75%) - 3 ч, при повышенной влажности воздуха (более 75%) - 0,5 ч. Поверхность, не подлежащая обработке, предварительно защищается специальными приспособлениями. Механическую очистку поверхности проводят при помощи методам струйной абразивной обработки. Степень очистки от окалины и ржавчины должна соответствовать 2 степени по ГОСТ 9.402-2000 ( по ISO 8501-1), шероховатость поверхности - 40±10 мкм. Обеспыливание поверхности производят с помощью вакуумной системы отсоса пыли или с помощью обдувки сжатым воздухом по ГОСТ 9.010-80. Содержание пыли на очищенной поверхности определяется по ISO 8502-3:1992 и должно соответствовать эталонам 1-2 стандарта.

Обоснование по граничным значениям количества применяемых компонентов.

Количество вводимой в разогретый гидрохинон контактной серной кислоты подобрано опытным путем так, что для получения именно олигомера с мас. долей мономера не менее 12%, димера - 15%, тримера - 65% и тетрамера не более 8%. При большем количестве контактной серной кислоты получают большее количество тетрамера, что снижает растворимость олигомера в эпоксидной смоле и повышении вязкости смолы-основы пленкообразующего.

Соотношение олигомера гидрохинона с эпоксидной смолой определяется их эквимолекулярным соотношением по гидроксильным и эпоксидным группам и проводят расчетным путем.

Мас. доля ускорителя эпоксидирования олигомера гидрохинона - Алкофен-МА предпочтительно составляет 0,12%, большее количество применяют при малой его активности или, когда экзотермический эффект реакции развивается незначительно при подъеме температуры менее чем 1°C в минуту.

Потерь ускорителя практически не происходит - он остается в массе лака и полуфабриката и ускоряет отверждение эмали при взаимодействии ее с отвердителем в покрытии.

Оптимальная мас. доля трифенилфосфата в отвердителе составляет 7,5 количество при его введении в отвердитель менее 5,0 мас. частей эффект пластификации проявляется слабо, а при введении более 10,0 мас. частей снижается реакционная способность эмали. При совместном действии в отвердителе эмали трифенилфосфата с диметисульфоксидом наблюдается компенсация снижения реакционной способности т.к. последний ускоряет действия аминов. Оптимальная мас. доля диметилсульфоксида в отвердителе составляет 12,5 мас. частей на 100,0 мас. частей раствора ПО-300, более 15,0 мас. частей увеличивает скорость сушки покрытия, при введении его менее 10,0 мас. частей снижается его биоцидная способность и несущая способность переноса биоцидов - трифенилфосфата и транс бета-нитростирола к поверхности покрытия, при большем, чем 15,0 мас. частей эти свойства проявляются активно, что влечет за собой быстрый расход этих компонентов, что снижает срок эксплуатации покрытия.

Количество модифицированного отвердителя подобрано к полуфабрикату эмали так, чтобы реакционная способность эмали при формировании покрытия составляла при отверждении до степени 3 не менее 4 часов при максимальном количестве, при минимальном количестве - не более 8 часов, что учитывается при определении времени для успешной сушки и установления времени межслойной сушки для нанесения последующих слоев покрытия.

Мас. частей транс бета-нитростирола в эмали составляет от 0,3-2,0. В других случаях количество мас. частей транс бета-нитростирола определяется экспертным путем в зависимости от объекта окраски. Наибольшее обрастание наблюдается на судах, эксплуатирующихся в условиях морского тропического климата, особенно на стоянках, поэтому, по опыту, вводят при интенсивном перемешивании на 26,6 кг эмали - 0,5 кг. В морском умеренно-холодном климате эксплуатации плавсредства, на то же количество эмали вводят 0,15 кг модификатора.

Описание взаимодействия компонентов и данные по неочевидности

Описанные в описании взаимодействия компонентов для достижения цели создания Эмали для атмосферостойкого радиационностойкого дезактивируемого противообрастающего грибоустойчивого покрытия не являются очевидными как, по составу компонентов, так и их совокупности многофакторного взаимодействия между собой.

Выполнение требований по новизне, уровню техники и применимости Заявителю из доступных литературных и патентных источников не известны технические решения приятые при создании Эмали для атмосферостойкого радиационностойкого дезактивируемого противообрастающего грибоустойчивого покрытия, следовательно, они отвечают критерию изобретения по новизне на мировом уровне.

Заявитель на основе данных аналогов и наиболее близкого аналога создал новое техническое решение - Эмаль для атмосферостойкого радиационностойкого дезактивируемого противообрастающего грибоустойчивого покрытия, устраняющие их недостатки и расширил область ее применения по свойствам, с применением общедоступных ингредиентов промышленного производства и способов реализации, связанными с обеспечением междокового периода, что отвечает критерию изобретения уровень техники и промышленная применимость. Покрытие на основе предлагаемой эмали состоят, из двух или трех слоев. Общей толщиной от 180 до 240 мкм.

По совокупности эксплуатационных характеристик и параметров предлагаемого технического решения - Эмаль для атмосферостойкого радиационностойкого дезактивируемого противообрастающего грибостойкого покрытия можно считать пионерской.

Заявитель в таблице приводит технические показатели покрытия на основе эмали для атмосферостойкого радиационностойкого дезактивируемого противообрастающего грибостойкого покрытия и технические показатели покрытия на основе наиболее близкого аналога.

Изобретение относится к лакокрасочным материалам и покрытиям из них и может быть использовано в судостроении, атомной энергетике, нефтяной промышленности для антикоррозионной, противообрастающей защиты оборудования, металлических, бетонных поверхностей и конструкций, резины, пластмасс и композиционных материалов, эксплуатирующихся в условиях комбинированного воздействия агрессивных факторов внешней среды, включая глубинную морскую воду. Эмаль на основе эпоксиднофениленового пленкообразующего содержит ароматически сопряженные связи в олигомере гидрохинона, который эпоксидируется низкомолекулярной эпоксидной смолой с получением смолы-основы, а при растворении до 57-60 мас.% в смеси растворителей - лак. Полуфабрикат эмали включает в себя лак, традиционные наполнители и пигменты, отверждающий агент, а также модификаторы. Изобретение позволяет получить антикоррозионное, противообрастающее, грибоустойчивое покрытие. 3 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Эмаль для атмосферостойкого радиационностойкого дезактивируемого противообрастающего грибостойкого покрытия, состоящая из отвердителя аминного типа и полуфабриката эмали, представляющего собой суспензию пигментов, наполнителей и модификаторов в растворе эпоксидного пленкообразующего, синтезированного из ароматически сопряженного гидроксифенилена (гидрохинона), отличающаяся тем, что в качестве аминного отвердителя берут 50 мас.% раствор низкомолекулярного полиамида ПО-300 в смеси о-ксилола и этилцеллозольва и в качестве модификаторов трифенилфосфат и диметилсульфоксид при следующем соотношении ингредиентов, мас.ч.:

указанный раствор низкомолекулярного полиамида ПО-300 100,0 трифенилфосфат 5,0-10,0 диметилсульфоксид 10,0-15,0,

при этом полуфабрикат содержит: в качестве смолы-основы (пленкообразующего) - олигомер гидрохинона, синтезированный по окислительной гомоконденсации при температуре 240-250°C со степенью поликонденсации n=0-2 и затем эпоксидированный низкомолекулярной эпоксидной смолой в расплаве при температуре 120-165°C в присутствии 0,12-0,35 мас.% 2,4,6-трисдиметиламинометилфенола до мас. доли эпоксидных групп 10,1-11,0%;

растворитель смесь ацетона, о-ксилола и этилцеллозольва, взятых в массовом соотношении 1:1:1;

в качестве пигментов и наполнителей для придания цвета эмали дополнительно берут традиционные компоненты при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

раствор 57-60 мас.% смолы-основы в указанном растворителе 56,0-60,0 пигменты и наполнители 40,0-44,0;

эмаль для нанесения на поверхность объекта перед применением берут, мас.ч.:

полуфабрикат эмали 100,0 указанный раствор отвердитель ПО-300 модифицированный 18,0-25,0 и дополнительно в качестве модификатора - транс бета-нитростирол 0,3-2,0

2. Эмаль по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве пигментов содержит в полуфабрикате красный железоокисный пигмент, и/или двуокись титана, и/или крон свинцовый молибдатный, и/или крон свинцовый лимонный, и/или крон свинцовый желтый, и/или технический углерод, и/или фталоцианиновый голубой, и/или окись хрома пигментную.

3. Эмаль по п. 1, отличающаяся тем, что полуфабрикат эмали содержит наполнитель - смесь микрослюды, микроталька, каолина и тиксотропного аэросила.

4. Эмаль по п. 1, отличающаяся тем, что покрытие на ее основе состоит из двух или трех слоев общей толщиной от 180 до 240 мкм.