Материал для упаковки с летучим ингибитором коррозии

Изобретение относится к упаковочным материалам, в частности к полимерным пленкам, и может быть использовано для защиты черных и цветных металлов и изделий из них от атмосферной коррозии в процессах транспортировки и хранения. Упаковочный материал в виде полимерной пленки включает в себя полиолефин с добавлением для повышения барьера к проникновению кислорода поглотителя кислорода компании Ciba-SchelfplusO₂ 2400, полиэтилена высокой плотности марки FL5580 производства компании Borealis, характеризующимся высокими барьерными свойствами по отношению к проникновению паров воды, и модификатор. В качестве модификатора используют шестикомпонентный комплекс летучих ингибиторов коррозии в виде суперконцентрата Cesa-Cor 9103, не содержащий нитратов, и контактный ингибитор хромат циклогексиламина при следующем соотношении компонентов, % по массе: шестикомпонентный комплекс летучих ингибиторов коррозии в виде суперконцентрата Cesa-Cor 9103 - 0,1-5,0, контактный ингибитор хромат циклогексиламина - 1,0-2,0, поглотитель кислорода SchelfplusO₂ 2400 - 2,0-10,0, полиэтилен FL 5580 - 10,0-40,0 полиолефин - остальное. При использовании упаковочного материала активные ингибиторы, испаряясь из него, мигрируют во все углубления и неровности, конденсируясь затем на поверхности металла. При попадании влаги молекулы ингибитора гидролизуются, защитные ионы притягиваются к поверхности металла, образуя на ней тонкую защитную пленку. Упаковочный материал с летучим ингибитором коррозии может быть использован для транспортирования и хранения как черных металлов, так и цветных и их сплавов. Кроме того, комплекс летучих ингибиторов коррозии мигрирует на защищаемую поверхность быстрее аналогичных и создает более высокое давление защищающих паров. 3 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к упаковочным материалам, в частности к полимерным пленкам, и может быть использовано для защиты черных и цветных металлов и изделий из них от атмосферной коррозии в процессах транспортировки и хранения.

Коррозия металлов является естественным процессом. Это непрерывный процесс, сопровождаемый распадом металла и разрушением его структуры или структуры его отдельных компонентов. Коррозия как процесс окисления металла возникает под воздействием кислорода и, в частности, атмосферной влаги, инициирующей электрохимический процесс. Этот электрохимический процесс приводит к окислению поверхности металла, называемым потемнением, коррозией. Самым известным продуктом коррозии железа и его сплавов является оксид железа Fe₂О₃ (ржавчина), поскольку поверхность незащищенного железа или стали очень чувствительна к воздействию воды, влаги, или загрязнению диоксидом серы или соляной пылью воздуха.

Традиционно для предотвращения атмосферной коррозии стальных изделий применяют защитные масляные покрытия. Однако такой способ имеет ряд различных недостатков для потребителя и заказчика. Так, к примеру, масляные покрытия необходимо удалять перед использованием изделий, что приводит к дополнительным производственным и финансовых затратам. Удаление масляных покрытий производится при помощи растворителей или щелочных растворов, приводящих к достаточно высокой эмиссии углеводородов в окружающую среду.

Это привело к созданию специальных бумаг с пропиткой антикоррозионными составами, предназначенных для оборачивания металла при его транспортировке и хранении. Недостатком таких бумаг является их низкая прочность и сопротивление разрыву и проколу. Бумаги легко рвутся или перетираются в процессе перевалки или транспортировки металла, неплотно прилегают к поверхности металла, и атмосферная влага легко проникает к поверхности металла.

Дальнейшее развитие методов защиты от атмосферной коррозии привело к созданию нового типа материалов для антикоррозионной защиты с добавками, названными ЛИК (летучими ингибиторами коррозии). 1. Патент RU 2023753 от 28 05.91 2. Патент RU 2083719 от 12.01.95 3. Заявка РФ 2000110398/02 от 27.04.2000.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является материал для защиты или/и обертывания изделий, упаковка, способ получения оберточного материала, смесь адгезива и способ ее получения (RU 97113517. Траншилд Текнолоджи Ко, ЛЛК и др. 01.08.97). Указанный материал содержит пленку и адгезив, нанесенный на одну сторону пленки, отличающийся тем, что адгезив включает в себя добавку, выделяющуюся в виде защитного пара. Но такие добавки содержат нитриты, которые негативно влияют на здоровье и безопасность при производстве и потреблении, так как они могут являться канцерогенами.

Сущность изобретения заключается в том, что упаковочный материал в виде полимерной пленки, изготовленной в форме рукава, полурукава или полотна толщиной от 25 мкм до 250 мкм, включает в себя полиолефин с добавлением для повышения барьера к проникновению кислорода поглотителя кислорода компании Ciba-SchelfplusO₂ 2400, полиэтилен высокой плотности марки FL 5580 производства компании Borealis, характеризующийся высокими барьерными свойствами по отношению к проникновению паров воды и модификатор, причем в качестве модификатора используют шестикомпонентный комплекс летучих ингабитов коррозии (ЛИК), не содержащий нитратов, и контактный ингибитор хромат циклогексиламина при следующем соотношении компонентов, % по массе

шестикомпонентный комплекс
летучих ингибиторов коррозии в виде
суперкониентрата Cesa-Cor 9103	0,1-5,0
контактный ингибитор хромат циклогексиламина	1,0-2-0
поглотитель кислорода SchelfplusO2 2400	2,0-10,0
полиэтилен FL5580	10-0-40,0
полиолефин	остальное

Отличительной особенностью модификатора (применяется в виде суперконцентрата Cesa-Cor 9103 компании Clariant) является то, что, при сохранении целевой эффективности воздействия, нитриты в нем полностью отсутствуют. Основное преимущество с точки зрения безопасности - отсутствие вредных веществ, в частности нитритов, так как они являются канцерогенами. Второе преимущество - более высокое давление выделяющихся паров в данном модификаторе (увеличение концентрации) по сравнению с рыночными аналогами, что является преимуществом для максимального проявления обеспечиваемого антикоррозионного эффекта. Длительность воздействия модификатора напрямую зависит от толщины пленки и составляет, например, для пленки толщиной 200 мкм свыше 3-х лет.

Данный модификатор одинаково эффективен как для черных, так и для цветных металлов и, таким образом, обеспечивает надежный антикоррозийный эффект пленки по отношению к большей части металлов и их сплавов.

Механизм действия модификатора: активные ингибиторы, испаряясь из упаковочного материала, мигрируют во все углубления и неровности, конденсируясь затем на поверхности металла. При попадании влаги молекулы ингибитора гидролизуются, защитные ионы притягиваются к поверхности металла, образуя на ней тонкую защитную пленку.

Новизна изобретения заключается в том, что, во-первых, материал для упаковки с летучим ингибитором коррозии может быть применен для транспортирования и хранения как черных металлов, так и цветных и их сплавов, во-вторых - комплекс летучих ингибиторов коррозии мигрирует на поверхность защищаемой поверхности быстрее аналогичных и создает более высокое давление насыщаемых защищаемых паров.

Другие типы ингибиторов коррозии в основном менее эффективны, а отдельные отклоняются из-за неприятного запаха, сопровождающего производство пленок. Следует отметить, данный модификатор имеет нейтральный запах при производстве и использовании пленок.

Полимерная основа пленки обеспечивает при этом механическую защиту поверхности металлов, а также необходимые барьерные свойства - против влаги воздуха, воды, агрессивных жидкостей, паров и аэрозолей (кислород, хлор, соль, окислы серы и азота и т.п.), что повышает эффективность антикоррозионного действия пленки.

Испытания на антикоррозионное действие пленки с данным модификатором проводилось на образцах пленок по методикам ГОСТ 9.308-85, 9.908-85, 9.911-89, 9.913-90 и U.S. Federal Test Method Standart 4031 and 101 С.

Практическое осуществление изобретения иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1.

Упаковочный материал в виде рукава, полурукава или полотна пленки толщиной 50 мкм изготавливается методом экструзии из полиэтиленов разной плотности и модификаторов в виде шестикомпонентного комплекса летучих ингибиторов коррозии (ЛИК) в виде суперконцентрата Cesa-Cor 9103 компании Clariant, контактного ингибитора хромата циклогексиламина, полиэтилена высокой плотности марки FL5580 производства компании Borealis, поглотителя кислорода ScheIfplusO₂ 2400 компании Ciba, при следующем содержании слоев (% по массе):

ЛИК суперконцентрат Cesa-Cor 9103	0,1
контактный ингибитор (хромат циклогексиламина)	2,0
SchelfplusO2 2400	2,0
полиэтилен FL 5580	40,0
полиэтилен низкой плотности	остальное

Пленка может быть использована для упаковки металлопроката.

Пример 2

Упаковочный материал в виде рукава, полурукава или полотна пленки толщиной 100 мкм изготавливается методом трехслойной соэкструзни из полиэтилена низкой плотности, полиэтилена высокой плотности FL 5580 производства компании Borealis, который обладает наименьшим коэффициентом пропускания водяных паров, модификатора в виде суперконцентрата Cesa-Cor 9103, контактного ингибитора хромата циклогексиламина, поглотителя кислорода SchelfplusO₂ 2400 компании Ciba, при следующем содержании слоев (% по массе):

ЛИК суперконцентрат Cesa-Cor 9103	2,0
контактный ингибитор (хромат циклогексиламина)	1,0
SchelfplusO2 2400	5,0
полиэтилен FL 5580	10,0
полиэтилен низкой плотности	остальное

Из пленки могут быть изготовлены мешки и пакеты для упаковки металлоизделий.

Пример 3

Упаковочный материал в виде рукава, колурукава или полотна пленки толщиной 250 мкм изготавливается методом экструзии из полиолефина и модификаторов в виде шестикомпонентного комплекса летучих ингибиторов коррозии (ЛИК) в виде суперконцентрата Cesa-Cor 9103 компании Clariant, контактного ингибитора хромата циклогексиламина, полиэтилена высокой плотности марки FL5580 производства компании Borealis, поглотителя кислорода SchelfplusO₂ 2400 компании Ciba, суперконцентрата пигмента, суперконцентрата УФ-адсорбера при следующем соотношении компонентов, % по массе:

Суперконцентрат - Cesa-Cor 9103	5,0
контактный ингибитор - хромат
циклогексиламина	2,0
поглотитель кислорода
SchelfplusO2 2400	10-0
полиэтилен FL 5580	30,0
суперконцентрат пигмента	3,0
суперконцетрат УФ-адсорбера	8-0
полиолефин	остальное

В качестве полиолефина используют полиэтилен низкой или высокой плотности, линейный полиэтилен низкой плотности, полиэтилен средней плотности, бимодальный полиэтилен, полипропилен или сополимеры этилена с пропиленом или высшими полиолефинами или их смеси и сплавы.

Пленка может быть использована для упаковки металлопроката и металлоизделий.

1. Упаковочный материал в виде полимерной пленки, включающий в себя полиолефин, полиэтилен высокой плотности марки FL5580 производства компании Borealis, поглотитель кислорода SchelfplusO₂ 2400 компании Ciba и модификатор, отличающийся тем, что в качестве модификатора используют шестикомпонентный комплекс летучих ингибиторов коррозии в виде суперконцентрата Cesa-Cor 9103 компании Clariant и контактный ингибитор хромат циклогексиламина при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Шестикомпонентный комплекс
летучих ингибиторов коррозии
в виде суперконцентрата Cesa-Cor 9103	0,1-5,0
Контактный ингибитор
хромат циклогексиламина	1,0-2,0
Поглотитель кислорода
SchelfplusO2 2400	2,0-10,0
Полиэтилен FL5580	10,0-40,0
Полиолефин	Остальное

2. Упаковочный материал по п.1, отличающийся тем, что в качестве дополнительных компонентов используют окрашивающий пигмент в количестве 3% и УФ-адсорбер в количестве 8%.

3. Упаковочный материал по п.1, отличающийся тем, что в качестве полиолефина используют полиэтилен низкой или высокой плотности или их смеси и сплавы.

4. Упаковочный материал по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что он выполнен многослойным за счет соэкструзии, каширования, ламинирования.