Композиция для антикоррозионного покрытия

 

Использование: для антикоррозионного покрытия на черные и цветные металлы, для защиты, например, стальных баков - аккумуляторов в системах теплоснабжения, а также металлоконструкций, подвергающихся воздействию морской воды, масел или бензина. Сущность: композиция содержит связующее - смесь поливинилбутираля и полиметилфенилсилоксана 10 - 15 мас. ч., спиртовой раствор полиакриловой или полиметакриловой кислоты с относительной вязкостью 1,1 - 1,5 0,5 - 3,0 мас. ч., смесь порошкообразных цинка, алюминия и каолина при их массовом соотношении (10 - 20) : 1 : 1 110 - 120 мас. ч., органический растворитель - низшие алифатические спирты С1 - С4 или их смесь 85 - 90 мас. ч. 1 з. п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к композициям для нанесения антикоррозионного покрытия на черные металлы и цветные металлы и может быть использовано для антикоррозионной защиты крупногабаритных металлических емкостей, в частности, например, стальных баков аккумуляторов в системах теплоснабжения для хранения горячей воды, а также металлоконструкций, подвергающихся воздействию, например, морской воды, масел или бензина.

Особенно актуальна задача создания антикоррозионных покрытий для защиты поверхности баков аккумуляторов горячей воды (емкость до 25 тыс. м3), так как они полностью выходят из строя после эксплуатации всего в течение 5-6 лет. Наиболее рациональными являются в этом случае покрытия на основе полимерных связующих, так как обеспечивают простоту нанесения на крупногабаритные изделия распылением, возможность реставрации поврежденного покрытия и сравнительную его дешевизну. Широко используются в качестве антикоррозионных защитных покрытий композиции на основе акриловых полимеров (полиакриловой, полиметакриловой кислот, полиметалметакрилата, полиакрилонитрила).

Известно [1] антикоррозионное покрытие на основе полиметакриловой кислоты (ПМАК) и полиметилметакрилата (ПММА), предназначенное для защиты внутренних поверхностей вспомогательного котельного оборудования, например мокрых золоуловителей. Антикоррозионная композиция в соответствии с [1] представляет собой продукт полимеризации метилметакрилата (ММА) полиметилметакрилат (ПММА) с добавлением 0,5% диметиланилина и 1,5-4,5 об. инициатора (перекись бензоила) в виде 30%-ной дисперсии его в дибутилфталате. Дисперсия инициатора вводится в состав непосредственно перед нанесением покрытия. Для повышения термостойкости покрытия (возможность эксплуатации его при 65-70оС) в композицию непосредственно перед ее нанесением вводят 5-10 мас. метакриловой кислоты (МАК). ПММА получают полимеризацией ММА при 95-98оС в присутствии 0,02-0,05 мас.инициатора (азобисизобутиронитрила) и 0,002-0,005 мас. ингибитора (гидрохинон) до получения вязкости 100-250 с (по воронке ВЗ-4). Полученное по [1] покрытие является, однако, недостаточно термостойким эксплуатируется оно при температуре не выше 65-70оС.

Известна также противокоррозионаня латексная композиция для металлических поверхностей [2] включающая 20-30 мас. полиакрилового, полистиролакрилового или поливинилацетатного латекса, 5-10 мас. натурального масла (льняного, соевого, арахисового, тунгового) и 5-15 мас. основного фосфата цинка xZnO ZnHPO3 (х 0,5-10).

Недостатками композиции [2] является использование пищевых растительных масел, длительный срок сушки и склонность к растрескиванию из-за старения.

Известен [3] антикоррозионный состав, предназначенный для получения термостойких и влагостойких покрытий по металлу. Композиция содержит, мас.ч. связующее 31-52 смесь фенолоформальдегидной смолы (ФФС) с оксидированным полибутадиеном или сополимером стирола с бутадиеном; фосфорную кислоту и ненасыщенную кислоты С824 в качестве ингибиторов коррозии 0,1-3,0 и 2-8,0 соответственно; пластификатор алкилфенолполигликолевый эфир 1-4; метилфенилполисилоксан 1-5 и наполнитель (чешуйчатый алюминий, графит, оксид железа, хрома или свинца, сульфат бария, карбид кремния, тальк, каолин) 100-300.

Композиция [3] предназначена главным образом для нанесения покрытий на консервные банки и вследствие этого должна выдержать кратковременное воздействие воды при высоких температурах на стадии стерилизации изделий. Кроме того, композиция содержит ФФС, не отвечающую требованиям экологии.

Известна [4] композиция для антикоррозионной защиты металлических поверхностей котлоагрегатов. Композиция содержит в качестве связующего полиметилфенилсилоксановую смолу (48,5-59,0 мас.ч.) в качестве наполнителя смесь талька, слюды, маршалита, оксида хрома, асбеста амфиболитового и оксида титана при их массовом соотношении в смеси соответственно 1:1:1:0,5:0,2:0,2 (48,4-58,5 мас. ч.) и в качестве ингибитора коррозии нитрит натрия (0,1-0,5 мас.ч.).

Антикоррозионное покрытие, полученное из данной композиции, пригодно для эксплуатации в очень жестких условиях в кипящей концентрированной (до 70%) серной кислоте при температурах до 200оС. Однако недостатком такой композиции является наличие в ее составе канцерогенных компонентов оксида хрома и асбеста.

Известен антикоррозионный состав [5] пригодный к сравнительно жестким условиям эксплуатации (морская вода, 40оС). Состав содержит в качестве связующего смесь спиртового раствора ФФС и поливинилбутираля (ПВБ) при соотношении (4-4,5):1, наполнитель в виде талька и алюминиевой пудры, хромат цинка и спиртовый раствор ортофосфорной кислоты в качестве ингибитора коррозии и смесь органических растворителей (этиловый или изопропиловый спирт и ацетон).

Недостатком композиции является использование в ее составе ФФС, не удовлетворяющей требованиям экологии, и длительный срок отверждения (5-7 сут при комнатной температуре).

Ближайшей по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является антикоррозионная композиция, включающая связующее на основе смеси ПВБ и крезолоформальдегидной смолы, наполнитель смесь железокислого пигмента и талька и органический растворитель. Композиция указанного состава выпускается под маркой ВЛ-515 (ТУ 6-10-1052-70) и предназначена для защиты внутренней поверхности емкостей, подвергающихся постоянному или периодическому воздействию горячей воды при температуре до 70оС, горячего минерального масла, бензина различных марок и дизельного топлива [6] Сушку покрытия производят в естественных условиях (24 ч) или при 120оС (1 ч).

Недостатком композиции является ее недостаточная термостойкость, а также использование ее в составе крезолоформальдегидной смолы, экологически вредной.

Задачей изобретения является создание термостойкой, экологически чистой антикоррозионной композиции, обладающей высокой адгезией к черным металлам, покрытий из которой способно к длительной эксплуатации в горячей воде при температурах до 100оС.

Поставленная задача решается тем, что антикоррозионная композиция, содержащая связующее смесь полимера конденсационного типа и поливинилбутираля, наполнитель и органический растворитель дополнительно содержит кислотный ингибитор коррозии спиртовой раствор полиакриловой или полиметакриловой кислоты с относительной вязкостью 1,1-1,5, в качестве полимера конденсационного типа содержит полиметилфенилсилоксан, в качестве наполнителя смесь порошкообразных цинка, алюминия и каолина при их массовом соотношении соответственно (10-20): 1: 1, а в качестве растворителя низшие алифатические спирты С14 или их смесь при следующем соотношении компонентов, мас.ч. Связующее 10,0-15,0 Кислотный ингибитор коррозии 0,5-0,3 Наполнитель 110-120 Растворитель 85-90 Соотношение (массовое) поливинилбутираля и полиметилфенилсилоксана в композиции предпочтительно равно 1:1.

ПМАК или полиакриловую кислоту (ПАК) использовали в виде спиртовых растворов (низшие алифатические спирты С14) концентрацией 10-20 мас. с относительной вязкостью 1,1-1,5. Соотношение полиметилфенилсилоксана (ПМФС) и ПВБ в зависимости от их вязкости и конкретного назначения композиции варьируется от 3: 1 до 1:3, предпочтительно 1:1 (мас.). Композиция заявляемого состава отличается хорошей технологической стабильностью состава (отсутствие расслоения в течение 1-3 мес.), высокой укрывистостью, позволяет получить беспористое плотное покрытие с высокой адгезией и высокими защитными свойствами в условиях эксплуатации.

В композиции использовали: в качестве полиметилфенилсилоксана смолы К-47 (ТУ 6-02-563-75), К-101 (ТУ 6-02-625-76), К-9 (ТУ 6-02-907-79); ПВБ (ГОСТ 9439-73); этиловый спирт (ТУ 6-09-1710-77), изопропиловый спирт (ТУ 6-09-1718-91), бутиловый спирт (ГОСТ 6006-78); алюминиевую пудру марки ПАП-1 или ПАП-2 по ГОСТ 5494-71, порошок цинковый по ГОСТ 12601-76, каолин по ГОСТ 19608-74.

ПАК или ПМАК получали полимеризацией соответственно АК или МАК в изопропиловом спирте при температуре 75-80оС в присутствии 10% инициатора, например перекиси бензоила, до получения продукта с относительной вязкостью 1,1-1,5; концентрация сополимера при этом может лежать в пределах 10-20 мас. Использовали АК по ТУ 6-0941-31-83, МАК по ОСТ 6-01226-78.

Испытания покрытия, полученного из заявляемой композиции, проводили следующим образом. Адгезию определяли на образцах с надрезом по ГОСТ 15140-78, на грибках, методом отрыва марок, с помощью адгезиометра ВСМ-74. Прочность покрытия при изгибе определяли на образцах из черной полированной жести, размером 100-150х20-50х0,25-0,31 мм по ГОСТ 6806-73, при ударе по ГОСТ 4765-73 на образцах-пластинах из листовой стали размером 120х90х0,8-1,0 мм; стойкость к воде и 3%-ному раствору NaCl определяли по ГОСТ 9.404-80 на образцах стержнях из горячекатанной стали диаметром 13 мм, длиной 100 мм. Покрытие наносили в 2 слоя кистью с промежуточной сушкой слоя в течение 1 ч при 18-20оС. Перед испытанием образцы кондиционировали в течение 14 сут.

П р и м е р 1. 2,20 кг ПМФС (смола К-47) вводили в 15 кг этилового спирта и перемешивали до полной растворимости, параллельно растворяли 2,20 кг ПВБ в 20 кг этилового спирта в течение 6 ч при температуре 50-60оС. Смешивали растворы ПМФС и ПВБ (массовое соотношение при этом равно 1:1) и вводили 1,2 кг спиртового раствора ПМАК с относительной вязкостью 1,1, добавляли 6 кг этилового спирта и перемешивание продолжали еще в течение 1 ч при нормальной температуре. 47,62 кг цинковой пудры, 2,38 кг каолина и 2,38 кг алюминиевой пудры вводили при комнатной температуре при перемешивании в приготовленный раствор связующего в растворителе с добавлением кислотного ингибитора и перемешивание продолжали в течение 0,5 ч. Из полученной композиции готовили покрытие на стандартных образцах из стали 3 для определения адгезии, прочности при изгибе, прочности при ударе и стойкости к воде и 3% -ному раствору NaCl. Данные по составу композиции и свойствам полученного покрытия по примеру 1 и всем последующим, в том числе контрольным, примерам приведены в табл.1 и 2.

Как видно из приведенных данных, заявляемая композиция отличается чрезвычайно высокой стойкостью к кипящей воде (свыше 500-1000 ч) и отвечает требованиям экологии: соответствуя 3-му классу опасности (умеренно опасный) по ГОСТ 12.1.007; не меняет показателей запаха, цветности, рН питьевой воды.

Формула изобретения

1. КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ АНТИКОРРОЗИОННОГО ПОКРЫТИЯ, включающая связующее-смесь поливинилбутираля и полимера конденсационного типа, наполнитель и органический растворитель, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит кислотный ингибитор коррозии-спиртовой раствор полиакриловой или полиметакриловой кислоты с относительной вязкостью 1,1 1,5, в качестве наполнителя смесь порошкообразных цинка, алюминия и каолина при их массовом соотношении соответственно (10 20) 1 1, в качестве полимера конденсационного типа полиметилфенилсилоксан, в качестве органического растворителя низшие алифатические спирты C1 C4 или их смесь при следующем соотношении компонентов, мас.ч.

Связующее 10 15 Указанный раствор полиакриловой или полиметакриловой кислоты 0,5 - 3,0 Наполнитель 110 120 Органический растворитель 85 90 2. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что она в качестве связующего содержит поливинилбутираль и полиметилфенилсилоксан при их массовом соотношении 1 1.

РИСУНКИ

Рисунок 1



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к защите от коррозии металлических поверхностей, в частности частей автомобиля
Изобретение относится к полимерной композиции на основе акрилатов и эпоксидов, применяемой в качестве герметика, пропиточного средства, заливочного компаунда, антикоррозийного покрытия и клея, используемого для склеивания полимерных материалов с полярной и неполярной поверхностями, металлов, керамики, дерева, бетона и др

Изобретение относится к составам для противокоррозионной защиты металлических изделий в минерализованных средах, содержащих сероводород, в частности, к защите облегченных баллонов для хранения горючего газа под высоким давлением

Изобретение относится к низковязким эпоксидным композициям, не содержащих растворителей, которые могут найти применение для формирования защитных покрытий сантехнического оборудования, в том числе и при их ремонте

Изобретение относится к способам по-лучения противокоррозионных составов (красок, эмалей, грунтовых, шпатлевок), применяемых для защиты металлических изделий от коррозии в различных областях техники

Изобретение относится к защите металлических поверхностей от коррозии, в частности, для защиты от коррозии крыльев и днищ автомобилей

Изобретение относится к получению антикоррозионных составов на основе битумов, применяемых для защиты днищ автомобилей от коррозии

Изобретение относится к эпоксидным составам для антикоррозионных покрытий и может быть использовано для защиты от атмосферных воздействий металлических, бетонных и деревянных поверхностей, в гидроизоляционной работе, а также для защиты и ремонта подвижного транспорта

Изобретение относится к способам получения огнестойких покрытий на различных поверхностях различных изделий

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к антиадгезионным покрытиям для предотвращения прилипания пищевых продуктов к рабочим органам технологического оборудования, а также к химической технологии в качестве разделительного средства при формовании композиционных материалов

Изобретение относится к составам для консервации металлических хромированных или окрашенных поверхностей, используемым одновременно как защитное средство от атмосферных воздействий, так и средство для автокосметики

Изобретение относится к композициям для покрытия металлических изделий, эксплуатируемых в воде и под землей

Изобретение относится к антикоррозионным и гидроизоляционным каучуко-смоляным покрытиям, которые наносят на металлические, железобетонные, деревянные, пластмассовые и другие конструкции наземных, подземных и обсыпных сооружений, работающих в сложных гидрогеологических и метеоусловиях, в агрессивных газах и жидкостях
Наверх