Способ защиты и восстановления прокорродировавших металлических поверхностей
Владельцы патента RU 2304601:
Закрытое акционерное общество "РР-Фирма" (RU)
Закрытое акционерное общество "Научно-производственная компания ЯрЛИ" (ЗАО "НПК ЯрЛИ") (RU)
Изобретение относится к способу защиты и восстановления прокорродировавших металлических поверхностей, работающих в условиях абразивного износа, воздействия агрессивных сред, например при перевозке удобрений, в энергетике, химической и добывающей промышленности при ремонте проржавевшего оборудования. Способ заключается в том, что вначале на металлическую поверхность наносят грунтовочный слой на основе композиции, содержащей следующие компоненты, мас.%.: 20,0-30,0 эпоксидной диановой смолы с эпоксидным эквивалентным весом 450-500, отвердитель, 12,0-25,0 пигментов, 12,0-25,0 наполнителей, 20,0-30,0 полиамидного отвердителя Версамид 115, остальное - органические растворители, с последующим высыханием «до отлипа». Затем наносят второй изолирующий слой из состава, содержащего следующие компоненты, мас.%: 20,0-35,0 эпоксидной диановой смолы с эпоксидным эквивалентным весом 450-500, 5,0-10,0 пигментов, 5,0-12,0 наполнителей, 20,0-35,0 полиамидного отвердителя Версамид 115, 10,0-30,0 железной слюдки, остальное - органические растворители, с последующим высыханием «до отлипа». После этого наносят третий наружный слой из состава, содержащего следующие компоненты, мас.%: 20,0-40,0 акриловой или полиэфирной гидроксилсодержащей смолы в качестве связующего, 10,0-20,0 пигментов, 5,0-10,0 наполнителей, 11,0-22,0 отвердителя - алифатического полиизоцианата, 0,1-0,5 органически модифицированного полисилоксана, остальное - органические растворители, далее сушат до полного отверждения. Изобретение позволяет повысить коррозионную стойкость покрытия. 1 табл.
Изобретение относится к области получения покрытий на металлических поверхностях, стальных, чугунных, алюминиевых, работающих в условиях абразивного износа, воздействия агрессивных сред в энергетике, химической и добывающей промышленности.
Известен способ защиты и восстановления металлической поверхности путем нанесения грунтовочного слоя, включающего эпоксидную смолу с эпоксидным эквивалентным весом 190-200, полиэтиленполиамин в качестве отвердителя, электрокорунд, после его высыхания «до отлипа» изолирующего слоя, включающего эпоксидную смолу, полиэтиленполиамин, бакелитовый лак, диабазовый порошок, электрокорунд, стеклоткань, а затем поверхность, высушенную «до отлипа», дополнительно покрывают пластифицирующим слоем, включающим эпоксидную смолу, полиэтиленполиамин, дисперсию железного сурика в олифе, ацетон, после чего покрытие высушивают до полного отверждения (пат. RU 2147027, опубл. 27.03.2000, CO9D 5/08).
Однако этот способ обеспечивает недостаточные защитные свойства покрытия.
Наиболее близким к предлагаемому является способ защиты и восстановления прокорродировавших металлических поверхностей, включающий нанесение грунтовочного слоя на основе композиции, содержащей, мас.%:
| эпоксидную диановую смолу с эпоксидным эквивалентным весом 450-500 | 20,0-30,0 |
| пигменты | 12,0-25,0 |
| наполнители | 12,0-25,0 |
| отвердитель на основе 3-н пентадецинилфенола | 6,0-12,0 |
| органические растворители | остальное |
с последующим высыханием "до отлипа", нанесение изолирующего слоя из состава, содержащего, мас.%
| эпоксидную диановую смолу с эпоксидным эквивалентным весом 450-500 | 20,0-35,0 |
| пигменты | 5,0-10,0 |
| наполнители | 5,0-10,0 |
| отвердитель на основе 3-н пентадецинилфенола | 6,0-12,0 |
| железную слюдку | 10,0-30,0 |
| органические растворители | остальное |
с последующим высыханием "до отлипа", нанесение наружного слоя следующего состава (мас.%):
| эпоксидную диановую смолу с эпоксидным эквивалентным весом 450-500 | 20,0-30,0 |
| пигменты | 10,0-15,0 |
| наполнители | 15,0-25,0 |
| отвердитель на основе 3-н пентадецинилфенола | 6,0-12,0 |
| органически модифицированный полисилоксан | 0,2-0,6 |
| органические растворители | остальное |
| (пат. РФ №2220995, БИ №1 от 10.01.2004 г) |
Однако и этот способ обеспечивает недостаточные защитные свойства покрытия.
Технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышении защитных свойств покрытия.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе защиты и восстановления прокорродировавших металлических поверхностей путем нанесения грунтовочного и изолирующего слоев на основе эпоксидной диановой смолы, на обезжиренную поверхность наносят последовательно грунтовочный слой следующего состава, мас.%:
| эпоксидная диановая смола с эпоксидным эквивалентным весом 450-500 | 20,0-30,0 |
| пигменты | 12,0-25,0 |
| наполнители | 12,0-25,0 |
| полиамидный отвердитель Версамид 115 | 20,0-30,0 |
| органические растворители | остальное |
и после высыхания его "до отлипа", то есть до степени 1 по ГОСТ 19007-73, наносят изолирующий слой следующего состава, мас.%:
| эпоксидная диановая смола с эпоксидным эквивалентным весом 450-500 | 20,0-35,0 |
| пигменты | 5,0-10,0 |
| наполнители | 5,0-12,0 |
| полиамидный отвердитель Версамид 115 | 6,0-12,0 |
| железная слюдка | 10,0-30,0 |
| органические растворители | остальное |
а затем поверхность, высушенную "до отлипа", дополнительно покрывают наружным слоем следующего состава, мас.%:
| акриловая или полиэфирная гидроксилсодержащая смола | 20,0-40,0 |
| отвердитель алифатический полиизоцианат | 11,0-22,0 |
| пигменты | 10,0-20,0 |
| наполнители | 5,0-10,0 |
| органически модифицированный полисилоксан | 0,1-0,5 |
| органический растворитель | остальное |
после чего покрытие сушат до полного отверждения.
В качестве эпоксидной диановой смолы используют любую эпоксидную диановую смолу с эпоксидным эквивалентным весом 450÷500, например ЭД-8 ГОСТ 10587-84, Э-41р ТУ 6-10-607-78, Э-41 ТУ 6-10-1316-84 и др.
В качестве пигментов применяют окись хрома, крона цинковые, стронциевые и свинцовые, голубой фталоцианиновый, красный железоокисный, двуокись титана, углерод технический и др.
В качестве наполнителей применяют микротальк, омиакарб, микробарит, тальк и другие.
В качестве полиамидного отвердителя применяют полиамидный отвердитель фирмы Henkel (Германия) марки Versamid 115.
В качестве железной слюдки применяют любую железную слюдку, например:
а) марки Miox фирмы Kärntner Montanindustrie (Австрия), содержащую Fe2O3 - 85-94%, Al2О3 - 2-3%, MgO - 1-2%, Са - 0,3-1%, SiO2 - 3-6%, Pb<0,1%;
б) марки Nubifer ф. «Nubiola» (Испания), содержащую Fe2Оз - 89-94%; SiO2 - 4,2%; Al2О3 - 1,9%; СаО - 0,4%; MgO - 0,1%; К2О - 0,2%;
в) железную слюдку алтайского месторождения с содержанием окислов кремния, алюминия, магния и кальция соответственно не более 2,5, 1,8, 0,2, 0,3% и содержанием оксида железа Fe2O3 - 90-95%.
В качестве органически модифицированного полисилоксана используют модифицированный полиэфиром полидиметилсилоксан марки БИК-307 фирмы Бик-Хеми (Германия), модифицированный полиэфиром полисилоксан марки Baysilone OL 17 фирмы Bayer (Германия).
В качестве органических растворителей применяют ксилол, ацетон, этилцеллозольв, бутилацетат, этилацетат и др.
В качестве акриловой или полиэфирной гидроксилсодержащей смолы используют, например:
а) акриловую гидроксилсодержащую смолу Macrynal SM 636/70 ВАС фирмы «Cytec Surface Specialties» (Бельгия), представляющую собой полиакрилат, содержащий гидроксильные группы;
б) акриловую гидроксилсодержащую смолу Desmophen A 665 ВА фирмы «Bayer» (Германия);
в) полиэфирную гидроксилсодержащую смолу Desmophen 670 ВА фирмы «Bayer» (Германия).
В качестве алифатического полиизоцианатного отвердителя используют алифатические полиизоцианатные отвердители на основе мономера гексаметилендиизоцианата, например, марок:
а) Desmodur N75 МРА/Х фирмы «Bayer», Германия;
б) Tolonate HDB75 В фирмы «Rhodia», Франция;
в) Uronal NL фирмы «Galstaff», Италия.
Защита и восстановление металлических поверхностей оборудования, работающего в условиях абразивного износа в агрессивных средах, осуществляется за счет нанесения на поверхность комбинированного покрытия, которое состоит из трех слоев:
- первый слой обеспечивает адгезию состава к поверхности металла и антикоррозионную защиту, при этом нанесение можно осуществлять по слою коррозии толщиной до 50 мкм;
- второй слой несет основную ударную и антикоррозионную нагрузку;
- третий слой обеспечивает внешний вид покрытия и отличное скольжение абразивных материалов.
Способ защиты металлических поверхностей осуществляют следующим образом:
Пример №1: по стальной поверхности
Первоначально наносят грунтовочный слой состава, мас.%:
| эпоксидная диановая смола ЭД-8 с эпоксидным эквивалентным весом 450 | 30,0 |
| пигменты: двуокись титана, | 6,0 |
| стронций хромовокислый | 6,0 |
| наполнители: микротальк, | 6,0 |
| микробарит | 6,0 |
| полиамидный отвердитель марки Версамид 115 | 30,0 |
| органические растворители: ксилол, | 4,0 |
| этилцеллозольв | 8,0 |
| ацетон | остальное |
Состав для первого слоя покрытия готовят смешением в дисольвере части эпоксидной смолы и органических растворителей с пигментами и наполнителями, диспергированием полученной пасты на бисерной мельнице и составлением композиции путем добавления в пигментную пасту остального количества растворителя и эпоксидной смолы и перемешивания до однородного состояния. Полученную композицию соединяют с отвердителем и наносят на прокорродировавшую (Разрешается слой коррозии до 50 мкм) поверхность кистью или методом пневматического или безвоздушного распыления, или кистью. Грунтовочный слой просушивают «до отлипа», затем наносят изолирующий слой следующего состава, мас.%:
| эпоксидная диановая смола Э-41 с эпоксидным эквивалентным весом 500 | 30,0 |
| пигменты: двуокись титана, | 4,8 |
| углерод технический | 0,2 |
| наполнители: микротальк, | 7,0 |
| слюда | 5,0 |
| полиамидный отвердитель марки Версамид 115 | 30,0 |
| железная слюдка алтайского месторождения | 10,0 |
| этилцеллозольв | 5,0 |
| ксилол | 5,0 |
| ацетон | остальное |
Состав для изолирующего слоя готовят следующим образом: раствор эпоксидной смолы в органическом растворителе перемешивают в дисольвере с пигментами и наполнителями, затем диспергируют в бисерной мельнице, далее составляют композицию в смесителе, оборудованном мешалкой, добавляют остатки растворителя и эпоксидной смолы и железную слюдку и перемешивают все до однородного состояния в течение 40 минут. Добавляют отвердитель. Состав равномерно наносят на грунтовочный слой и сушат «до отлипа», после чего наносят третий слой состава, мас.%:
| полиэфирная гидроксилсодержащая смола марки Desmophen 670BA | 30,0 |
| пигменты: двуокись титана, | 13,0 |
| крон свинцовый лимонный, | 1,85 |
| голубой фталоцианиновый | 0,15 |
| наполнители: тальк, | 5,0 |
| микротальк | 5,0 |
| органически модифицированный полисилоксан марки БИК-307 | 0,3 |
| алифатический полиизоцианатный отвердитель марки Tolonate HDB-75B | 16,5 |
| ксилол | 12,0 |
| бутилацетат | 6,0 |
| этилацетат | остальное |
Наружный слой готовят смешением части полиэфирной или акриловой гидроксилсодержащей смолы, пигментов, наполнителей, органических растворителей в дисольвере и диспергированием в бисерной мельнице, затем в смесителе полученную пасту смешивают с остальным количеством смолы, растворителя и органически модифицированного полисилоксана в течение получаса до однородного состояния. Добавляют отвердитель. Состав равномерно наносят на изолирующий слой. Время высыхания комбинированного покрытия всех слоев до степени 3 при 20°С - 24 часа.
Защитное покрытие использовано для окраски мостов и металлических конструкций.
Пример № 2: по чугунной поверхности наносят грунтовочный слой состава, мас.%:
| эпоксидная диановая смола Э-41р с эпоксидным эквивалентным весом 500 | 20,0 |
| пигменты: фосфат цинка, | 14,5 |
| двуокись титана, | 10,0 |
| углерод технический | 0,5 |
| наполнители: микротальк | 12,0 |
| полиамидный отвердитель марки Версамид 115 | 20,0 |
| органические растворители: этилцеллозольв, | 10,0 |
| ксилол, | 10,0 |
| ацетон | остальное |
Затем наносят изолирующий слой состава, мас.%:
| эпоксидная диановая смолаЭД-8 с эпоксидным эквивалентным весом 500 | |
| 20,0 | |
| пигменты: красный железоокисный, | 7,8 |
| двуокись титана, | 2,0 |
| углерод технический | 0,2 |
| наполнители: тальк, | 2,0 |
| микротальк | 3,0 |
| полиамидный отвердитель марки Версамид 115 | 20,0 |
| железная слюдка марки Miox | 30,0 |
| органические растворители: ксилол, | 5,0 |
| этилцеллозольв, | 5,0 |
| ацетон | остальное |
Затем наносят наружный слой состава, мас.%:
| акриловая гидроксилсодержащая смола марки Macrynal | |
| SM636/70 ВАС | 25,0 |
| пигменты: пигмент желтый железоокисный, | 4,0 |
| углерод технический, | 0,4 |
| двуокись титана | 5,6 |
| наполнители: тальк, | 5,0 |
| микротальк | 5,0 |
| алифатический полиизоцианатный отвердитель марки | |
| Desmodur N75 МРА/Х | 13,0 |
| органически модифицированный полисилоксан марки | |
| Baysilone OL 17 | 0,5 |
| органические растворители: ксилол, | 8,0 |
| бутилацетат, | 8,0 |
| этилацетат | остальное |
Время высыхания комбинированного трехслойного покрытия до степени 3 при 20°С - 24 часа.
В таблице 1 приведены свойства трехслойных покрытий.
| Таблица 1 | |||
| Результаты испытаний покрытий | |||
| Характеристика покрытия | Прототип-покрытие, наносимое по способу по пат. 2220995 | Покрытие, наносимое по предлагаемому способу | |
| Оценка защитных свойств трехслойного покрытия при испытаниях в агрессивных средах по ГОСТ 9.403 | |||
| 3%-ный раствор KCl, суток | 360 | 400 | 400 |
| вода дистиллированная, суток | 480 | 540 | 540 |
| бензин, суток | 560 | 600 | 600 |
| минеральное масло, суток | 560 | 600 | 600 |
Способ защиты и восстановления прокорродировавших металлических поверхностей, включающий нанесение грунтовочного слоя на основе композиции, содержащей эпоксидную диановую смолу с эпоксидным эквивалентным весом 450-500, отвердитель, пигменты, наполнители, органические растворители с последующим высыханием «до отлипа», нанесение изолирующего слоя из состава, содержащего эпоксидную диановую смолу с эпоксидным эквивалентным весом 450-500, отвердитель, пигменты, наполнители, железную слюдку, органические растворители, с последующим высыханием «до отлипа», нанесение наружного слоя из состава, содержащего связующее, отвердитель, пигменты, наполнители, органически модифицированный полисилоксан, органические растворители с последующей сушкой до полного отверждения, отличающийся тем, что в качестве отвердителя в грунтовочный и изолирующий слои вводят полиамидный отвердитель марки Версамид 115, а в качестве связующего в наружный слой вводят акриловую или полиэфирную гидроксилсодержащую смолу, в качестве отвердителя в наружный слой вводят алифатический полиизоцианат, при следующем соотношении компонентов в слоях:
| в составе грунтовочного слоя, мас.%: | |
| эпоксидная диановая смола с эпоксидным эквивалентным | |
| весом 450-500 | 20,0-30,0 |
| пигменты | 12,0-25,0 |
| наполнители | 12,0-25,0 |
| полиамидный отвердитель Версамид 115 | 20,0-30,0 |
| органические растворители | остальное |
| в составе изолирующего слоя, мас.%: | |
| эпоксидная диановая смола с эпоксидным эквивалентным | |
| весом 450-500 | 20,0-35,0 |
| пигменты | 5,0-10,0 |
| наполнители | 5,0-12,0 |
| полиамидный отвердитель Версамид 115 | 20,0-35,0 |
| железная слюдка | 10,0-30,0 |
| органические растворители | остальное |
| в составе наружного слоя, мас.%: | |
| акриловая или полиэфирная гидроксилсодержащая смола | 20,0-40,0 |
| пигменты | 10,0-20,0 |
| наполнители | 5,0-10,0 |
| отвердитель алифатический полиизоцианат | 11,0-22,0 |
| органически модифицированный полисилоксан | 0,1-0,5 |
| органические растворители | остальное |
