Композиция для антикоррозионного покрытия
Владельцы патента RU 2783159:
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "МОСКОВСКИЙ АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ (МАДИ)" (RU)
Изобретение относится к средствам защиты металлоизделий от коррозии и может быть использовано для получения ингибированных покрытий на деталях и сборочных единицах изделий металлоконструкций, в частности, у шумозащитных экранов. Описана композиция для антикоррозионного покрытия, включающая алкидный лак, кремнийорганический амид перфторкарбоновой кислоты формулы C3F7OCF(CF3)CF2OCF(CF3)CONH(СН2)3Si(ОС2Н5)3, продукт взаимодействия борной кислоты, диэтаноламина и жирных кислот высыхающих растительных масел, сиккатив и органический растворитель, отличающаяся тем, что дополнительно содержит 8,8-диметилнониламин при следующем соотношении компонентов, мас.%: алкидный лак 20-35, указанный кремнийорганический амид перфторкарбоновой кислоты 0,5-5, продукт взаимодействия борной кислоты, диэтаноламина и жирных кислот высыхающих растительных масел в мольном соотношении 1:4:2 соответственно 1-6, сиккатив 2-5, 8,8-диметилнониламин 0,5-3, органический растворитель до 100. Технический результат – создание антикоррозионных покрытий с большей прочностью при растяжении и повышенными водо-, масло-, бензостойкими свойствами, что приводит к увеличению долговечности деталей механизмов при сокращении затрат на их техническое обслуживание. 1 табл., 2 пр.
Изобретение относится к средствам защиты металлоизделий от коррозии и может быть использовано для получения ингибированных покрытий на деталях и сборочных единицах изделий металлоконструкций, в частности, у шумозащитных экранов.
Известна композиция для антикоррозионного покрытия, содержащая, мас.%: пентафталевую эмаль ПФ-115, представляющую собой суспензию пигментов в пентафталевом лаке, сиккатива и флотореагента 70-90, консервационный материал 5-15, сольвент или уайт-спирит или их смесь в массовом соотношении 1:1…5-15. В качестве консервационного материала композиция содержит состав, включающий, мас.%: окисленный петролатум 10,0-36,0, буроугольный воск 2,8-12,0, 25%-ный водный раствор аммиака 2,2-7,0, маслорастворимый ингибитор коррозии на основе нитрованного минерального масла 0,3-0,9, оксид цинка 0,2-1,2, отходы производства ланолина 0,1-0,5, вода остальное (SU 1781261 А1, кл. C09D 5/08, 15.12.1992).
Недостатками известной композиции являются ее многокомпонентность, относительно низкие физико-механические свойства (твердость, прочность пленки при ударе и растяжении).
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является композиция для антикоррозионного покрытия (патент RU №2425175 от 27.07.2011 г., кл. C23F 11/14, C23F 15/00, C09D 5/08), включающая алкидный лак, сиккатив, органический растворитель, кремнийорганический амид перфторкарбоновой кислоты формулы C3F7OCF(CF3)CF2OCF(CF3)CONH(СН2)3Si(ОС2Н5)3 и в качестве маслорастворимого ингибитора коррозии продукт взаимодействия борной кислоты, диэтаноламина и жирных кислот высыхающих растительных масел в их мольном соотношении 1:4:2 соответственно, при следующем соотношении компонентов, мас.%: алкидный лак 20-30; указанный кремнийорганический амид перфторкарбоновой кислоты 1-5; продукт взаимодействия борной кислоты, диэтаноламина и жирных кислот высыхающих растительных масел 1-5; сиккатив 3-5; органический растворитель до 100.
Существенными недостатками такой композиции являются ее относительно низкие эластичность (прочность пленки при растяжении) и адгезия, а также недостаточно высокие водо-, масло-, бензоотталкивающие свойства антикоррозионного покрытия.
Из анализа известных аналогичных технических решений выявлено, что технической проблемой в данной области является необходимость расширения арсенала композиций для антикорразионных покрытий.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение прочности пленки при растяжении и улучшение водо-, масло-, бензоотталкивающих свойств антикоррозионного покрытия.
Данный результат достигается тем, что композиция для антикоррозионного покрытия, включающая алкидный лак, кремнийорганический амид перфторкарбоновой кислоты формулы C3F7OCF(CF3)CF2OCF(CF3)CONH(СН2)3Si(ОС2Н5)3, продукт взаимодействия борной кислоты, диэтаноламина и жирных кислот высыхающих растительных масел, сиккатив и органический растворитель, дополнительно содержит 8,8-диметилнониламин при следующем соотношении компонентов, мас.%:
алкидный лак | 20-35 |
указанный кремнийорганический амид перфторкарбоновой кислоты | 0,5-5 |
продукт взаимодействия борной кислоты, диэтаноламина и жирных кислот высыхающих растительных масел в мольном соотношении 1:4:2 соответственно | 1-6 |
сиккатив | 2-5 |
8,8-диметилнониламин | 0,5-3 |
органический растворитель | до 100 |
Отличительной особенностью предложенной композиции является то, что введение в нее 8,8-диметилнониламина, содержащего полярную функциональную группу, способствует лучшей адсорбции молекул, что приводит к увеличению адгезии и повышению физико-механических свойств полученного покрытия.
Заявленный интервал значения вводимых компонентов оптимален для достижения заявленного технического результата. При увеличении количественных значений компонентов не происходит дальнейшего усиления эффекта. А снижение их количества не позволяет получить эффект повышения физико-механических и защитных свойств покрытия.
В качестве алкидного лака композиция содержит пентафталевый лак ПФ-170 (ГОСТ 15907-70), ПФ-060 (ТУ 6-10-612-76), ПФ-283 (ГОСТ 5470-75) или глифталевый ГФ-01 (ТУ 6-10-612-76), ГФ-166 (ГОСТ 5470-75) и другие.
В качестве сиккатива используют известные сиккативы ЖК-1 (ТУ 2311-017-00204151-2000), ЖК-5 (ТУ 3211-039-00204151-2001), 64П (ТУ 6-10-1351-78), ЖК-12 (ТУ 6-21-02041501-90), полиметальные марок Окта-Хим, ПолиАр, СКС, СКК, СКБК и другие.
В качестве органического растворителя в композиции используют сольвент (ГОСТ 10214-78), уайт-спирит (ГОСТ 3134-78), ксилол (ГОСТ 9410-78) и их смеси.
В качестве жирных кислот высыхающих растительных масел при получении продукта взаимодействия используют олеиновую, линолевую, линоленовую, элеостеариновую кислоты и их смеси.
Продукт взаимодействия борной кислоты, диэтаноламина и жирных кислот высыхающих растительных масел в мольном соотношении 1:4:2 соответственно, а также кремнийорганический амид перфторкарбоновой кислоты получают по описанным методикам (патент RU №2425175 от 27.07.2011 г., кл. C23F 11/14, C23F 15/00, C09D 5/08).
Технология приготовления предложенной композиции заключается в следующем:
В смеситель заливают алкидный лак в количестве 20-35 мас.%, в который при постоянном перемешивании последовательно вводят 0,5-5 мас.% продукта взаимодействия борной кислоты, диэтиламина и жирных кислот, 1-6 мас.% кремнийорганического амида перфторкарбоновой кислоты, 2-5 мас.% сиккатива, 0,5-3 мас.% 8,8-диметилнониламина и органический растворитель до 100 мас.%. Композицию перемешивают в течение 30 мин.
Пример 1. Все заявляемые компоненты при минимальном их содержании, мас.%:
алкидный лак | 20 |
указанный кремнийорганический амид перфторкарбоновой кислоты | 0,5 |
продукт взаимодействия борной кислоты, диэтаноламина и жирных кислот высыхающих растительных масел в мольном соотношении 1:4:2 соответственно | 1 |
сиккатив | 2 |
8,8-диметилнониламин | 0,5 |
органический растворитель | до 100 |
Пример 2. Все заявляемые компоненты при максимальном их содержании, мас.%:
алкидный лак | 35 |
указанный кремнийорганический амид перфторкарбоновой кислоты | 5 |
продукт взаимодействия борной кислоты, диэтаноламина и жирных кислот высыхающих растительных масел в мольном соотношении 1:4:2 соответственно | 6 |
сиккатив | 5 |
8,8-диметилнониламин | 3 |
органический растворитель | до 100 |
Для сравнительных испытаний предложенные композиции и композицию по прототипу наносили на пластины из стали марки 08 кп размером 70×150 мм, подготовленные в соответствии с требованиями ГОСТ 9.014-78. Антикоррозионные покрытия высушивали при температуре 110°С в течение 35 мин.
Показатели физико-механических и защитных свойств антикоррозионных покрытий, полученных на основе предложенных композиций и композиции по прототипу, представлены в табл. 1. Стойкость покрытий к статическому воздействию воды, масла и бензина оценивали по ГОСТ 9.403-80, метод А. Стойкость покрытий к воздействию факторов умеренного климата определяли по ГОСТ 9.401-91.
Таблица 1
Показатели | Пример 1 | Пример 2 | Прототип (RU 2425175, пример 1) |
Время высыхания до степени 3 при температуре 20±2°С, ч | 18 | 18,5 | 19 |
Краевой угол смачивания по воде, ° | 120 | 125 | 120 |
Краевой угол смачивания по маслу, ° | 75 | 80 | 75 |
Стойкость покрытия при температуре (20±2)°C к статическому воздействию воды, ч | 150 | 180 | 120 |
Стойкость покрытия при температуре (20±2)°С к статическому воздействию минерального масла, ч | 190 | 210 | 140 |
Стойкость покрытия при температуре (20±2)°С к статическому воздействию бензина, ч | 23 | 24 | 15 |
Стойкость покрытия к воздействию факторов умеренного климата, циклы | 22 | 24 | 20 |
Время до появления первых коррозионных поражений, ч - при 100%-ной влажности и 40°С - в камере соляного тумана |
1400 1000 |
1500 1100 |
1200 900 |
Твердость по маятниковому прибору М-3, у.е. | 0,5 | 0,5 | 0,5 |
Прочность при ударе, см | 50 | 50 | 50 |
Прочность при растяжении, мм | 42 | 45 | 30 |
Адгезия к металлу, баллы | 1 | 0 | 1 |
После проведения экспериментов был проведен сравнительный анализ предлагаемого изобретения и наиболее близкого аналога. По сравнению с прототипом техническое решение позволяет получить антикоррозионные покрытия с большей прочностью при растяжении и повышенными водо-, масло-, бензостойкими свойствами, что увеличивает долговечность деталей механизмов при сокращении затрат на их техническое обслуживание.
Композиция для антикоррозионного покрытия, включающая алкидный лак, кремнийорганический амид перфторкарбоновой кислоты формулы С3F7OСF(СF3)СF2OСF(СF3)СОNH(СН2)3Si(ОС2Н5)3, продукт взаимодействия борной кислоты, диэтаноламина и жирных кислот высыхающих растительных масел, сиккатив и органический растворитель, отличающаяся тем, что дополнительно содержит 8,8-диметилнониламин при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Алкидный лак | 20-35 |
Указанный кремнийорганический амид | |
перфторкарбоновой кислоты | 0,5-5 |
Продукт взаимодействия борной кислоты, | |
диэтаноламина и жирных кислот | |
высыхающих растительных масел | |
в мольном соотношении 1:4:2 соответственно | 1-6 |
Сиккатив | 2-5 |
8,8-диметилнониламин | 0,5-3 |
Органический растворитель | до 100 |