Теплостойкая антиобрастающая полимерная композиция для покрытий

 

Использование: для защиты от коррозии и обрастания морской биомассой днищ и др. элементов судов, железобетонных конструкций, труб, работающих в контакте с морской водой, а также для антикоррозионной защиты гальванических ванн, различных химических емкостей. Сущность изобретения: композиция содержит: мас. ч. полибутилметакрилат 25-100; метилметакрилат 100-450; полиизоцианат 5-100; перекись бензоила 3-15; диметиланилин 1-10; активированную базальтовую чешую 5-500; оксид хрома 5-200; порошок фторполимера 5-500; перхлорвиниловую смолу 10-100. Порошок полибутилметакрилата смешивают с перхлорвиниловой смолой растворяют в метилметакрилате и к смеси добавляют полиизоцианат и при перемешивании диметиланилин, активированную базальтовую чешую, оксид хрома, порошок фторполимера, перекись бензоила. Композицию наносят на металлическую пластину и отверждают 3-4 ч при комнатной температуре. Характеристика свойств: температура потери массы 281-305°С, прирост биомассы 348-390 г/см в год. 2 табл.

Изобретение относится к полимерным композиционным материалам, используемым для защиты от коррозии и обрастания морской биомассой днищ и других элементов судов, железобетонных конструкций, труб, работающих в контакте с морской водой, а также для антикоррозионной защиты гальванических ванн, различных химических емкостей.

Известна полимерная композиция, содержащая полимерное связующее на основе эпоксидных или полиэфирных смол, модифицированных простым олигоэфиром на основе окиси пропилена и гликоля, отвердитель и минеральный наполнитель. Известная мастика успешно применяется для антикоррозионной защиты стальных конструкций, палуб, баков, емкостей. Эффективность защиты мастики обеспечивается за счет модификации полимерного связующего и одновременного введения таких минеральных наполнителей, как рубленное базальтовое волокно, песок. Недостатком известной композиции является слабая адгезия к металлической поверхности и низкая химстойкость к действию кислот при повышенной температуре. Экспериментально установлено, что образец с известной мастикой отслаивается при кипячении в 10%-ной серной кислоте через 7 ч. Таким образом, отмеченные недостатки известной композиции не позволяют применять ее в качестве защитного покрытия для гальванических ванн, работающих в контакте с растворами электролитов и при повышенных температурах.

Наиболее близкой к изобретению является полимерная композиция, содержащая в качестве модификатора продукт взаимодействия аллилового спирта с толуилендиизоцианатом, в качестве отвердителя - редокс-систему перекись бензоила-диметиланилин, а в качестве наполнителя - аэросил. Состав композиции по прототипу следующий, мас.ч.: Полибутилметакрилат 171,9 Метилметакрилат 199,8 Бутилметакрилат 15,1 Продукт взаимодействия аллилового спирта с толуилен- диизоцианатом 20-45 Перекись бензоила 11,6 Диметиланилин 5,6 Аэросил 16,0 Известная композиция обладает высокой водостойкостью, адгезионной прочностью при повышенных температурах. Такая композиция содержит ингредиенты, которые в результате полимеризации образуют в основном линейную структуру, которая, как известно, отличается низкой теплостойкостью, что не позволяет использовать известную композицию в качестве защитного покрытия для гальванических ванн, не пригодна эта композиция для получения и антиобрастающего покрытия.

Задача изобретения- получение композиции для полимерного антиобрастающего покрытия путем создания физико-химической сетки в структуре материала покрытия, обеспечивающей повышение теплостойкости.

Поставленная задача решается тем, что теплостойкая, антиобрастающая полимерная композиция для покрытий, включающая полибутилметакрилат, метилметакрилат, модификатор, перекись бензоила, диметиланилин и наполнитель, содержит в качестве модификатора - полиизоцианат, в качестве наполнителя активированную базальтовую чешую, оксид хрома и порошок фторполимера и дополнительно перхлорвиниловую смолу, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: Полибутилметакрилат 25-100 Метилметакрилат 100-450 Полиизоцианат 5-100 Перхлорвиниловая смола 10-100 Перекись бензоила 3-15 Диметиланилин 1-10 Активированная базальто- вая чешуя 5-500 Окись хрома 5-200 Порошок фторполимера 5-500 Преимущество композиции заключается в том, что благодаря введению базальтовой чешуи, имеющей координационно-ненасыщенное центры, способствующие образованию трехмерной сетки полимера, состав предлагаемой полимерной композиции обуславливает образование материала с пространственной трехмерной сеткой, чем обеспечивается повышение термостойкости, что позволяет работать данной композиции при повышенных температурах. Подобранные ингредиенты композиции в данном соотношении обеспечивают антиобрастающие свойства.

Для экспериментальной проверки заявляемой композиции было приготовлено 8 образцов по изобретению и один по прототипу. Составы приготовленных композиций приведены табл. 1.

П р и м е р. Порошок полибутилметакрилата в количестве 45 мас.ч. смешивают с 85 мас.ч. порошка ПСХ, далее эту смесь порошков растворяют до полного растворения при перемешивании при комнатной температуре в 200 мас.ч. метилметакрилата (ММА). К приготовленной основе композиции добавляют 80 мас. ч. полиизоцианата, далее вводят при тщательном перемешивании 2 мас.ч. диметиланилина, 100 мас.ч. активированной базальтовой чешуи, 60 мас.ч. окиси хрома, 100 мас. ч. порошка фторполимера и 7 мас.ч. перекиси бензоила. Приготовленную таким образом композицию наносят с помощью кисти или шпателя на поверхность металлических пластин, которые предварительно пескоструют и обезжиривают.

Отверждение композиции проводят при комнатной температуре 3-4 ч, а полное отверждение - 10 дней.

Аналогичным образом приготовлены составы по другим рецептурам.

Для приготовления композиции были использованы следующие ингредиенты: Полибутилметакрилат ТУ 6-01-358-75 Метиловый эфир метак- риловой кислоты (метилметакрилат) ГОСТ 20370-74 Полиизоцианат мар- ки Д или В ТУ 113-03-29-6-84
Перхлорвиниловая
смола марки ПСХ-ЛС ОСТ 6-01-37-88
Диметиланилин ГОСТ 2168-88
Перекись бензоила ГОСТ14888-78
Окись хрома ГОСТ 2912-79Е
Базальтовая чешуя ТУ 180-15-001-90
Порошок фторполи-
мера марки ФП-40 ОСТ 6-05-402-80, а также фторопласты - 30, 32Л, 2, 2М, 1, 4, 4Д и др.

Активированная базальтовая чешуя получена путем нагрева в муфельной печи при температуре 680-900^оС в течение 10-20 мин базальтовой чешуи, полученной по ТУ 180-15-001-90. Полученная таким способом чешуя характеризуется следующими показателями: плотность 2,2-3 г/см³, толщина 3 мкм, размер 100-2000 мкм, термостойкость до 900^оС, наличие кристаллической фазы.

Подготовленные описанным способом образцы покрытий по приведенным рецептурам подвергают испытаниям из прочность при ударе, прочность при изгибе на дериватографе системы Паулик-Паулик-Эрдей с целью определения теплостойкости. Адгезионную прочность определяют методом решетчатых надрезов, коэффициент трения композиции по отношению к воде определяется как константа Гидельмана. Величину обрастания (количество биомассы, г/см³) определяли на действующем судне, в течение года находившегося в водах Черного моря. Результаты проведенных испытаний приведены в табл. 2.

Формула изобретения

ТЕПЛОСТОЙКАЯ АНТИОБРАСТАЮЩАЯ ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОКРЫТИЙ, включающая полибутилметакрилат, метилметакрилат, модификатор, перекись бензола, диметиланилин и наполнитель, отличающаяся тем, что она содержит в качестве модификатора полиизоцианат, в качестве наполнителя - оксид хрома, активированную базальтовую чешую и порошок фторполимера и дополнительно перхлорвиниловую смолу, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Полибутилметакрилат - 25 - 100
Метилметакрилат - 100 - 450
Полиизоцианат - 5 - 100
Перекись бензоила - 3 - 15
Диметиланилин - 1 - 10
Активированная базальтовая чешуя - 5 - 500
Оксид хрома - 5 - 200
Порошок фторполимера - 5 - 500
Перхлорвиниловая смола - 10 - 100

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2