ЭПОКСИДНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ЗАЩИТНОГО АНТИКОРРОЗИОННОГО ПОКРЫТИЯ, СТОЙКОГО К ВОЗДЕЙСВИЮ ПОВЫШЕННЫХ ТЕМПЕРАТУР Российский патент 2019 года по МПК C09D163/02 C09D5/08 C09D113/00 

Описание патента на изобретение RU2709277C1

Изобретение относится к составам полимерных антикоррозионных лакокрасочных материалов, которые могут быть использованы для долговременной антикоррозионной защиты трубопроводов и запорно-регулирующей арматуры тепловых сетей. предохранения труб или фитингов от коррозии или от образования нежелательных отложений,

Из области техники известен патент на изобретение «Способ нанесения антикоррозийного покрытия на металлическую поверхность и композиция для антикоррозийного покрытия металлической поверхности (Патент RU № 2343224 от 10/01/2009).

Предполагается выполнение покрытия трехслойным.

Каждый из слоев представляет собой суспензию полимерной композиции, которую подготавливают перед нанесением на металлическую поверхность посредством введения в эмульсию гидрофильного предполимера с полиизоцианатным компонентом высоконаполненной композиции с последующим диспергированием до получения суспензии и добавлением в последнюю каталитической добавки.

Для получения слоя композиции используют следующий состав ингредиентов суспензии:

смола эпоксидная ЭД-20- 5-10 мас. %, лапрол 502 - 15, масло касторовое- 7, регулятор вязкости РВ- 5-10, сурик железный- 15 сульфат бария- 10 аэросил- 0,5.

После нанесения трёхслойной композиции полученное покрытие удовлетворяет требованиям предъявляемым к покрытиям трубопроводов тепловых сетей.

Суспензию полимерной композиции составляют перед нанесением на металлическую поверхность посредством введения в эмульсию гидрофильного предполимера с полиизоцианатным компонентом высоконаполненной композиции с последующим диспергированием и добавлением в последнюю каталитической добавки.

Данная композиция и технология получения антикоррозионного покрытия является достаточно сложной и предполагает нанесение на металлическую поверхность многокомпонентного состава, заранее приготовленного и добавлением перед нанесением на металлическую поверхность каталитической добавки.

Известен патент на изобретение СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ АНТИКОРРОЗИОННОГО ПОКРЫТИЯ НА МЕТАЛЛИЧЕСКУЮ ПОВЕРХНОСТЬ И КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ АНТИКОРРОЗИОННОГО ПОКРЫТИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ПОВЕРХНОСТИ (Патент RU № 2252978 от 27.05.2005) соответствии с которым предполагается нанесение трехслойной композиции.

Для третьего (покровного) слоя создают композицию при соотношении ингредиентов, мас. %:

- эпоксидная смола - 15, сольвент - 15, сурик железный - 15 дибутилфталат - 7 тальк - 10 аэросил - 1,0, диэтаноламин -0,1, сажа - 6.

Антикоррозионное покрытие является прочным и долговечным, не подверженным разрушению при воздействии термической деформации. Термостойкость покрытия составляет 500 часов при 150°С

Наиболее близким по технической сущности является ЭПОКСИДНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОКРЫТИЯ ( Патент RU № 2360938 от 10.07.2009)

Изобретение относится к эпоксидной композиции, предназначенной для получения антикоррозионных покрытий на изделиях и емкостях из бетона, железобетона, металлических конструкций.

Композиция включает следующие компоненты при их соотношении в мас. %: 47,4-54,4 эпоксидной диановой смолы ЭД-20, 2,8-4,3 модификатора, 19,6-27,0 растворителя, 21,7-22,8 аминного отвердителя. В качестве модификатора композиция содержит полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата. В качестве растворителя композиция содержит растворитель Р-4. В качестве отвердителя композиция содержит ароматический полиамин «Арамин».

Изобретение позволяет повысить водостойкость и стойкость композиции к воздействию кислот и щелочей.

Наиболее важными показателями полимерной композиции, определяющими для каждых конкретных условий эксплуатационные параметры покрытия и срок его службы (долговечность) в соответствии с ГОСТ Р 51164-98 "Трубопроводы стальные магистральные. Общие требования к защите от коррозии", являются высокие физико-механические характеристики, прежде всего прочность при разрыве, адгезия, стойкость к агрессивным средам, водостойкость и низкое водопоглощение пленки.

Покрытие, полученное на основе указанной композиции, имеет низкие значения водопоглощения, высокую стойкость к агрессивным средам, что указывает на повышение эффективности защитных свойств и срока службы покрытия.

Однако состав композиции для получения антикоррозионного покрытия предназначен для работы в условиях нормальных температур.

Технической проблемой является создание прочного и долговечного антикоррозийного покрытия, не подверженного разрушению в условиях термоциклирования, ударных и истирающих воздействий.

Технический результат, на который направлено изобретение, заключается в обеспечении получения прочного и долговечного антикоррозийного покрытия, не подверженного разрушению в условиях термоциклирования, ударных и истирающих воздействий.

Техническая проблема решается и технический результат достигается тем, что антикоррозионное защитное полимерное покрытие получено на основе композиции, содержащей модифицированную синтетическим каучуком (карбоксилзамещенным бутадиен-акрилонитрильным каучуком) эпоксидную смолу, пигмент на основе оксида железа, диоксид титана, микронизированный сульфат бария, пластификатор, растворитель - ксилол. Покрытие отверждается отвердителем полиамидного типа.

Полученное покрытие обеспечивает повышение стойкости антикоррозионного защитного полимерного покрытия к образованию трещин, улучшению его теплоизоляционных свойств и увеличение срока службы.

Эпоксидная композиция для покрытия, включающая эпоксидную смолу, пигменты, пластификатор, отвердитель, растворитель отличается тем, что в качестве эпоксидной смолы она содержит эпоксидную диановую смолу с молекулярной массой 1000-1200 дополнительно модифицированную карбоксил замещенным синтетическим каучуком при следующем соотношении ингредиентов, мас. %:

- эпоксидная диановая смола с молекулярной массой 1000-1200 - 26,0 - 29,0;

- синтетический каучук - 2,0-4,0;

- пигмент на основе оксида железа - 6,0-7,5;

- диоксид титана рутильный - 7,5 - 8,5;

- сульфат бария микронизированный - 20,0 - 21,8;

- пластификатор - 2,0 - 2,5;

- ксилол - 20,0-21,0

- отвердитель полиамидный - 10,7 - 11,5

При этом соотношение между эпоксидной смолой и синтетическим каучуком составляет 1: 0,07-0,15

Данная задача решилась тем, что эпоксидная смола была модифицирована синтетическим каучуком. Отсюда, покрытие обладает комбинацией свойств, присущих как эпоксидным материалам, так и материалам на основе каучуков и имеет преимущества по сравнению с традиционными эпоксидными покрытиями.

Использование синтетического каучука позволило улучшить стойкость покрытия к образованию трещин в следствии термического расширения материала, улучшить теплоизоляционные свойств покрытия за счет теплоизоляционных свойств каучука и увеличить прочность сцепления с металлической поверхностью трубопроводов тепловых сетей.

Применение оксида железа, диоксида титана, микронизированного сульфата бария, пластификатора позволило улучшить общие антикоррозионные свойства покрытия.

Антикоррозионное защитное полимерное покрытие изготавливают следующим образом:

Для модифицирования эпоксидной смолы в вакуумный реактор с якорной мешалкой предварительно заливают эпоксидную смолу согласно количественному составу композиции. Далее под вакуумом в реакторе, при перемешивании якорной мешалкой увеличивают температуру смолы в реакторе до 80°С.

После достижения температуры смолы в реакторе 80°С производится добавка синтетического каучука небольшими порциями с контролем температуры реакционной массы согласно количественному составу композиции.

После окончания процесса синтеза, обязательной стадией является, определение содержания акрило-нитрильных групп методом ИК-спектроскопии.

В диссольвер загружают расчетное количество модифицированной смолы и при постоянном перемешивании добавляют расчетное количество пластификатора, пигментов и наполнителей.

Далее проводят диспергирование до степени перетира не более 60 мкм.

В бисерную мельницу горизонтального типа подается готовая пигментная суспензия после диссольвера, и проводится диспергирование пигментной суспензии до степени перетира не более 40 мкм.

В смеситель загружается продиспергированная пигментная суспензия, где происходит постановка на тип, введением необходимого количества ксилола.

После смешения двух компонентов и нанесения материала на окрашиваемую поверхность, образуется защитное антикоррозионное матовое покрытие серебристо-коричневого цвета, обладающее хорошей адгезией к металлическим поверхностям, способное защищать трубопроводы тепловых сетей от воздействия внешней среды, тем самым предотвращая их антикоррозионное разрушение. Модифицирующая добавка (карбоксилзамещенный бутадиен-акрилонитрильный каучук) и наполнители, используемые в покрытии, позволяют эксплуатировать его при воздействии повышенных температур, кратковременно до 200°С.

Отверждение покрытия происходит как за счет экзотермической реакции функциональных групп эпоксидных смол, входящих в состав покрытия, с функциональными группами полиамидного отвердителя, так и за счет физического процесса испарения растворителей из лакокрасочного материала, нанесенного на окрашиваемую поверхность.

При разработке данного покрытия были исследованы различные экзотермические реакции, протекающие с различными полиамидными отвердителями и был выбран наиболее благоприятный отвердитель, для данного типа покрытия, вступающий в реакцию с функциональными группами эпоксидных смол с выделением наиболее благоприятных температур, способствующих к получению химически плотно сшитого, антикоррозионного покрытия, обладающего наиболее оптимальным набором физико-механических и защитных свойств.

Покрытие может наноситься на окрашиваемую поверхность как методами безвоздушного и пневматического распыления, так и ручными способами окрашивания, такими как кистью и валиком.

При увеличении вязкости готовой композиции допускается разбавление ее растворителем, подходящим для данного типа покрытий.

Для получения надежной антикоррозионной защиты наносят не менее двух слоев композиции.

Изобретение иллюстрируется примерами

Пример 1. В реактор, снабженный якорной мешалкой, обогревом, последовательно загружают эпоксидную диановую смолу типа Э41 в количестве 26 кг. Далее под вакуумом в реакторе, при перемешивании якорной мешалкой увеличивают температуру смолы до 80°С.

После достижения температуры смолы в реакторе 80°С производится добавка карбоксил замещенного синтетического каучука небольшими порциями при общем количестве 4 кг с контролем температуры реакционной массы согласно количественному составу композиции.

В диссольвер загружают расчетное количество модифицированной смолы 30 кг и при постоянном перемешивании добавляют расчетное количество пластификатора 2,5 кг, пигментов: пигмент на основе оксида железа - 7,5 кг, диоксид титана рутильный - 7,5 кг и наполнитель, сульфат бария микронизированный - 21,8 кг, ксилол - 20 кг.

Далее проводят диспергирование до степени перетира не более 60 мкм.

В бисерную мельницу горизонтального типа подается готовая пигментная суспензия после диссольвера, и проводится диспергирование пигментной суспензии до степени перетира не более 40 мкм.

В смеситель загружается продиспергированная пигментная суспензия, где происходит постановка на тип, введением необходимого количества ксилола до 100%.

В результате получается эпоксидная смола в количестве 89,3 кг. Для получения готового покрытия в получившуюся смолу добавляют полиамидный отвердитель в количестве 10,7 кг.

После смешения изготовленной эпоксидной смолы и полиамидного отвердителя, и нанесения материала на окрашиваемую поверхность, образуется защитное антикоррозионное матовое покрытие серебристо-коричневого цвета, обладающее хорошей адгезией к металлическим поверхностям, способное защищать трубопроводы тепловых сетей от воздействия внешней среды, тем самым предотвращая их антикоррозионное разрушение.

Далее приведены результаты испытания по адгезии и эластичность пленки при изгибе.

Адгезионная прочность к металлической и бетонной подложке определена по ГОСТ 15140-78 "Материалы лакокрасочные. Методы определения адгезии".

Эластичность пленки при изгибе определена по ГОСТ 6806-73 "Материалы лакокрасочные. Метод определения эластичности пленки при изгибе"

ПРИМЕР 2

Композицию готовят аналогично примеру 1 при соотношениях,

Берут 29 кг эпоксидной диановой смолы типа Э41, синтетический каучук - 2 кг, пигмент на основе оксида железа - 6 кг, диоксид титана рутильный - 8,5 кг, сульфат бария микронизированный - 20 кг, пластификатор - 2 кг, ксилол - 21 кг, отвердитель - 11,5 кг.

Далее приведены результаты испытания по адгезии и эластичность пленки при изгибе.

Примеры свойств покрытия при использовании различной по составу композиции по примеру 1 и примеру 2

Таким образом, предлагаемый состав антикоррозионного защитного полимерного покрытия позволяет повысить температурную стойкость, эксплуатировать его для тепловых сетей до температур плюс 200°С (кратковременные повышения) и рекомендовать его для использования при защите всех металлических элементов тепловых сетей (собственно трубопроводов, задвижек и др.).

Покрытие обладает высокой адгезией к металлическим поверхностям и эластичностью при изгибе.

Похожие патенты RU2709277C1

название год авторы номер документа
Однослойное антикоррозионное покрытие 2021
  • Кондратенко Юлия Андреевна
  • Голубева Наталия Константиновна
  • Иванова Александра Геннадьевна
  • Кочина Татьяна Александровна
  • Шилова Ольга Алексеевна
RU2772753C1
Композиция для антикоррозийного покрытия 2020
  • Ефимова Ольга Николаевна
RU2739767C1
КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОКРЫТИЙ 2003
  • Кочнова З.А.
  • Жаворонок Е.С.
RU2255100C1
СОСТАВ ДЛЯ ПОКРЫТИЯ ПО МЕТАЛЛУ 2007
  • Кравцов Виктор Васильевич
  • Малинин Андрей Владимирович
  • Киселева Татьяна Вячеславовна
RU2345109C1
КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ АНТИКОРРОЗИОННЫХ ПОКРЫТИЙ НА МЕТАЛЛЕ 2006
RU2331660C2
Бесхроматная быстросохнущая защитная грунтовка 2022
  • Кузнецова Вера Аркадьевна
  • Железняк Вячеслав Геннадьевич
  • Емельянов Виктор Владимирович
RU2803990C1
КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ЗАЩИТНОГО ПОКРЫТИЯ 2015
  • Каблов Евгений Николаевич
  • Кузнецова Вера Аркадьевна
  • Кондрашов Эдуард Константинович
  • Семенова Людмила Викторовна
RU2600651C2
ГРУНТОВКА ДЛЯ АНТИКОРРОЗИОННОГО ПОКРЫТИЯ 1994
  • Кондрашов Э.К.
  • Болонин А.Б.
  • Вассерман П.И.
  • Офицерова М.Г.
  • Савченкова В.В.
  • Лукьянов В.В.
  • Евдокимов А.В.
  • Родионова В.В.
RU2090584C1
Эпоксиуретановая композиция для порошковых покрытий 2023
  • Симунин Михаил Максимович
  • Залога Александр Николаевич
  • Воронин Антон Сергеевич
  • Добросмыслов Сергей Сергеевич
  • Задов Владимир Ефимович
  • Куулар Айраана Акооловна
  • Фадеев Юрий Владимирович
  • Хартов Станислав Викторович
  • Чирков Дмитрий Юрьевич
  • Иванченко Фёдор Сергеевич
RU2825133C1
ГРУНТ-ЭМАЛЬ АНТИКОРРОЗИОННАЯ ВОДНО-ДИСПЕРСИОННАЯ 2006
  • Войчишена Ольга Николаевна
  • Гордон Елена Петровна
  • Матус Лариса Ивановна
  • Решетникова Татьяна Ивановна
RU2305693C1

Реферат патента 2019 года ЭПОКСИДНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ЗАЩИТНОГО АНТИКОРРОЗИОННОГО ПОКРЫТИЯ, СТОЙКОГО К ВОЗДЕЙСВИЮ ПОВЫШЕННЫХ ТЕМПЕРАТУР

Изобретение относится к лакокрасочной промышленности и может быть использовано для антикоррозионной защиты трубопроводов и запорно-регулирующей арматуры тепловых сетей. Эпоксидная композиция для покрытия включает компоненты при следующем соотношении, мас.%: эпоксидная диановая смола с молекулярной массой 1000-1200 26,0–29,0; синтетический каучук 2,0-4,0; пигмент на основе оксида железа 6,0-7,5; диоксид титана рутильный 7,5–8,5; сульфат бария микронизированный 20,0–21,8; пластификатор 2,0–2,5; ксилол 20,0-21,0; отвердитель полиамидный 10,7–11,5. Обеспечивается повышение температурной стойкости, повышенная адгезия к металлическим поверхностям и эластичность при изгибе.

Формула изобретения RU 2 709 277 C1

Эпоксидная композиция для защитного антикоррозионного покрытия, включающая эпоксидную смолу, пигменты, пластификатор, отвердитель и растворитель, отличающаяся тем, что в качестве эпоксидной смолы она содержит эпоксидную диановую смолу и дополнительно карбоксилзамещенный синтетический каучук при соотношении между эпоксидной смолой и каучуком 1:0,07-0,15, при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

эпоксидная диановая смола с молекулярной массой 1000-1200 26,0–29,0 карбоксилзамещенный синтетический каучук 2,0-4,0 пигмент на основе оксида железа 6,0-7,5 диоксид титана рутильный 7,5–8,5 сульфат бария микронизированный 20,0–21,8 пластификатор 2,0–2,5 ксилол 20,0-21,0 отвердитель полиамидный 10,7–11,5

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2019 года RU2709277C1

Клеевая композиция 1987
  • Цихановская Ирина Васильевна
  • Федорова Людмила Савельевна
  • Бакалин Юрий Иванович
  • Сахаров Борис Петрович
SU1481248A1
СОСТАВ ДЛЯ ЗАЩИТНОГО ПОКРЫТИЯ 2008
  • Кузнецова Вера Аркадьевна
  • Кузнецов Георгий Владимирович
  • Кондрашов Эдуард Константинович
  • Семенова Людмила Викторовна
  • Абузин Юрий Алексеевич
RU2394861C1
КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОКРЫТИЯ С АНТИКОРРОЗИЙНЫМ ЭФФЕКТОМ 2015
  • Зегер Дирк
  • Кауне Мартин
  • Тайль Хуберт
  • Хоманн Надине
  • Пьеха Кристоф
  • Мюльмайер Юстина
RU2673293C2
СОСТАВ ДЛЯ ПОКРЫТИЯ ПО МЕТАЛЛУ 2004
  • Владимирский В.Н.
  • Кузнецова В.А.
  • Кондрашов Э.К.
RU2260610C1
JP 53127533 A, 07.11.1978
CN 101987937 A, 23.03.2011
Х
ЛИ, К
НЕВИЛЛ, Справочное руководство по эпоксидным смолам, под редакцией Н.В
Александрова, Москва, Энергия, 1973, с
Гидравлическая или пневматическая передача 0
  • Жнуркин И.А.
SU208A1

RU 2 709 277 C1

Авторы

Зенин Андрей Юрьевич

Дыскин Алексей Владимирович

Симачков Александр Александрович

Деркач Андрей Николаевич

Мягков Станислав Алексеевич

Богданов Михаил Владимирович

Васильев Валерий Юрьевич

Измайлов Тимур Анвярович

Новожилов Сергей Александрович

Щаденко Дмитрий Сергеевич

Юшков Николай Борисович

Измайлов Ильдар Анвярович

Яковкин Глеб Андреевич

Патрикеев Дмитрий Владимирович

Даты

2019-12-17Публикация

2019-04-11Подача