Способ защиты и восстановления прокорродировавших металлических поверхностей
Владельцы патента RU 2339667:
Закрытое акционерное общество "РР-фирма" (RU)
Закрытое акционерное общество "Научно-производственная компания ЯрЛИ" (RU)
Изобретение относится к способу защиты и восстановления прокорродировавших металлических поверхностей, работающих в условиях абразивного износа и воздействия агрессивных сред, например, при перевозке удобрений, и может быть использовано в энергетике, химической и добывающей промышленности при ремонте проржавевшего оборудования. Способ заключается в том, что на металлическую поверхность наносят грунтовочный слой с последующим высыханием «до отлипа», изолирующий слой с последующим высыханием «до отлипа» и наружный слой с последующей сушкой до полного отверждения. Грунтовочный слой выполнен из состава, содержащего следующие компоненты при их соотношении, в мас.%: 20,0-30,0 эпоксидной диановой смолы с эпоксидным эквивалентным весом 450-500, 15,0-25,0 полиамидного отвердителя Версамид 115, 12,0-25,0 пигментов, 12,0-25,0 наполнителей, 2,0-5,0 аминосодержащего отвердителя Cardolite NC 562 на основе 3-н пентадеканилфенола, остальное - органические растворители. Изолирующий слой выполнен из состава, содержащего следующие компоненты при их соотношении, в мас.%: 20,0-35,0 эпоксидной диановой смолы с эпоксидным эквивалентным весом 450-500, 15,0-30,0 полиамидного отвердителя Версамид 115, 5,0-10,0 наполнителей, 10,0-50,0 железной слюдки, 2,0-5,0 аминосодержащего отвердителя Cardolite NC 562 на основе 3-н пентадеканилфенола, 0,8-1,2 структурирующей добавки, остальное - органические растворители. Наружный слой выполнен из состава, содержащего следующие компоненты при их соотношении, в мас.%: 20,0-40,0 акриловой или полиэфирной гидроксилсодержащей смолы, 11,0-22,0 отвердителя алифатического полиизоцианата, 10,0-20,0 пигментов, 10,0-40,0 железной слюдки, 5,0-10,0 наполнителей, 0,2-0,6 органически модифицированного полисилоксана, 0,8-1,2 структурирующей добавки, 0,6-2,4 алюминиевой пудры, остальное - органические растворители. Дополнительно в состав наружного слоя вводят ускоритель сушки дибутиллаурат олова Метатин Каталист в количестве 0,05-0,5 мас.%. Изобретение позволяет повысить коррозионную стойкость покрытия. 1 з.п. ф-лы, 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 прокорродировавших металлических поверхностей, включающий нанесение грунтовочного слоя на основе композиции, содержащей, мас.%:
| эпоксидную 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 пентадеканилфенола | 6,0-12,0 |
| органические растворители | остальное |
с последующим высыханием «до отлипа», нанесение изолирующего слоя из состава, содержащего, мас.%:
| эпоксидную 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 пентадеканилфенола | 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 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 пентадеканилфенола | 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 этот способ обеспечивает недостаточные защитные свойства покрытия.
Наиболее близким к предлагаемому является следующий способ защиты и восстановления прокорродировавших металлических поверхностей: на обезжиренную поверхность наносят последовательно грунтовочный слой следующего состава, мас.%:
| эпоксидная 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 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 на основе алифатического полиизоцианата | 11,0-22,0 |
| Пигменты | 10,0-20,0 |
| Наполнитель | 5,0-10,0 |
| органически модифицированный полисилоксан | 0,1-0,5 |
| органический растворитель | остальное |
после чего покрытие сушат до полного отверждения (патент РФ №2304601).
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, включающем нанесение грунтовочного слоя на основе композиции, содержащей эпоксидную диановую смолу с эпоксидным эквивалентным весом 450-500, полиамидный отвердитель Версамид 115, пигменты, наполнители, органические растворители с последующим высыханием «до отлипа», нанесение изолирующего слоя из состава, содержащего эпоксидную диановую смолу с эпоксидным эквивалентным весом 450-500, полиамидный отвердитель Версамид 115, наполнители, железную слюдку, органические растворители, с последующим высыханием «до отлипа», нанесение наружного слоя из состава, содержащего акриловую или полиэфирную гидроксилсодержащую смолу, отвердитель - алифатический полиизоцианат, пигменты, наполнители, органически модифицированный полисилоксан, органические растворители, с последующей сушкой до полного отверждения, в грунтовочный и изолирующий слои дополнительно вводят аминосодержащий отвердитель марки Cardolite NC 562 на основе 3-н пентадеканилфенола, в изолирующий и наружный слои дополнительно вводят структурирующую добавку, а в наружный слой дополнительно вводят алюминиевую пудру и железную слюдку 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 | 15,0-25,0 |
| аминосодержащий отвердитель Cardolite NC 562 на | 2,0-5,0 |
| основе 3-н пентадеканилфенола | |
| органические растворители | остальное |
в составе изолирующего слоя, мас.%:
| эпоксидная диановая смола с эпоксидным | |
| эквивалентным весом 450-500 | 20,0-35,0 |
| структурирующая добавка | 0,8-1,2 |
| наполнители | 5,0-10,0 |
| аминосодержащий отвердитель Cardolite NC 562 на | 2,0-5,0 |
| основе 3-н пентадеканилфенола | |
| полиамидный отвердитель Версамид 115 | 15,0-30,0 |
| железная слюдка | 10,0-50,0 |
| 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 |
| железная слюдка | 10,0-40,0 |
| структурирующая добавка | 0,8-1,2 |
| алюминиевая пудра | 0,6-2,4 |
| отвердитель алифатический полиизоцианат | 11,0-22,0 |
| органически модифицированный полисилоксан | 0,2-0,6 |
| органические растворители | остальное |
В состав наружного слоя можно дополнительно вводить ускоритель сушки ди-бутиллаурат олова марки Метатин Каталист в количестве 0,05-0,5 мас.%.
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, кроны цинковые, стронциевые и свинцовые, голубой фталоцианиновый, красный железоокисный, двуокись титана, углерод технический и др.
В качестве наполнителей используют микротальк, омиакарб, микробарит, тальк и другие.
В качестве полиамидного отвердителя применяют продукт взаимодействия жирных кислот и полиэтиленполиамина 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) железную слюдку алтайского месторождения «Рудный лог» с содержанием окислов кремния, алюминия, магния и кальция соответственно не более 2,5, 1,8, 0,2, 0,3% и содержанием оксида железа Fe2О3 - 90-95%;
в) марки Nubifer фирмы Nubiola (Испания), содержащую Fe2О3 - 89-94%, Al2O3 - 1,9%, MgO - 0,1%, CaO - 0,4%, SiO2 - 4,2%, K2O - 0,2%;
г) марки IMDOX AG фирмы LUH (Германия), содержащую Fe2O3 - 92-97%, Al2O3 - 1,6%, MgO - 1,1%, CaO - 0,8%, SiO2 - 2,3%, K2О<0,05%, TiO2<0,1, К2O<0,05%, Na2O<0,05%, Р2O3<0,05%, MnO<0,05%.
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, представляющую собой полиакрилат, содержащий гидроксильные группы;
б) акриловую гидроксилсодержащую смолу Macrynal SM 510 фирмы Cytec Surface Specialties (Бельгия), представляющую собой полиакрилат, содержащий гидроксильные группы;
в) полиэфирную гидроксилсодержащую смолу Desmophen 670 ВА, фирмы Bayer, представляющую собой полиэфир, содержащий гидроксильные группы.
В качестве алифатического полиизоцианатного отвердителя используют алифатические полиизоцианатные отвердители на основе мономера гексаметилендиизоцианата, например, марок:
a) Desmodur N75 МРА/Х фирмы Bayer, Германия;
6) Tolonate HDB75 В фирмы Rhodia, Франция;
в) Uronal NL фирмы Galstaff, Италия.
В качестве аминосодержащего отвердителя марки Cardolite NC 562 применяют аминосодержащий отвердитель на основе 3-н пентадеканилфенола фирмы Cardanol (Нидерланды) марки Cardolite NC 562.
В качестве структурирующей добавки используют двуокись кремния марки А-175, аэросил марок R-972 и R-812 фирмы Дегусса (Германия), Benton 38 и Bentone SD-2 фирмы Elements (Англия).
В качестве алюминиевой пудры применяют алюминиевую пудру марок ПАП-1 и ПАП-2, алюминиевую пасту марки ПД, выпускаемую Краснотурьинским заводом, алюминиевую пасту марок Stapa 88 и Mobilux R167 фирмы Eckart (Германия) и другие.
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 барьерную защиту;
- 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 Версамид 115 | 25,0 |
| аминосодержащий отвердитель Cardolite NC 562 на | |
| основе 3-н пентадеканилфенола | 5,0 |
| 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 отвердителями и наносят на прокорродировавшую(Разрешается слой коррозии до 50 мкм.) поверхность кистью или методом пневматического или безвоздушного распыления. Грунтовочный слой просушивают «до отлипа», затем наносят изолирующий слой следующего состава, мас.%:
| Эпоксидная диановая смола Э-41 с эпоксидным эк- | |
| вивалентным весом -500 | 30,0 |
| структурирующая добавка: аэросил R-812 | 0,8 |
| наполнители: слюда | 5,0 |
| микротальк | 5,0 |
| аминосодержащий отвердитель Cardolite NC 562 на | 5,0 |
| основе 3-н пентадеканилфенол | |
| полиамидный отвердитель Версамид 115 | 30,0 |
| железная слюдка Miox | 10,0 |
| органические растворители: ксилол | 5,0 |
| этилцеллозольв | остальное |
Состав для изолирующего слоя готовят следующим образом: раствор эпоксидной смолы в органическом растворителе перемешивают в дисольвере с наполнителями и структурирующей добавкой, 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 отвердители. 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: микротальк | 3,0 |
| микробарит | 2,0 |
| железная слюдка марки Nubifer | 20,0 |
| структурирующая добавка: Benton 38 | 1,2 |
| алюминиевая пудра ПАП-2 | 0,6 |
| отвердитель алифатический полиизоцианат марки | 16,0 |
| Tolonate HDB-75B | |
| органически модифицированный полисилоксан | 0,6 |
| БИК-307 | |
| ксилол | 4,0 |
| бутилацетат | 2,0 |
| этилацетат | остальное |
Наружный слой готовят смешением части полиэфирной или акриловой гидроксилсодержащей смолы, пигментов, наполнителей, структурирующей добавки, органических растворителей в дисольвере и диспергированием в бисерной мельнице, затем в смесителе полученную пасту смешивают с остальным количеством смолы, растворителя, органически модифицированным полисилоксаном, железной слюдкой и алюминиевой пудрой 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 | 20,0 |
| эквивалентным весом 500 | |
| пигменты: фосфат цинка | 14,5 |
| двуокись титана | 10,0 |
| углерод технический | 0,5 |
| наполнители: микротальк | 10,0 |
| микробарит | 2,0 |
| полиамидный отвердитель марки Версамид 115 | 15,0 |
| аминосодержащий отвердитель Cardolite NC 562 на основе | |
| 3-н пентадеканилфенола | 2,0 |
| органические растворители: этилцеллозольв | 10,0 |
| ксилол | 10,0 |
| ацетон | остальное |
Затем наносят изолирующий слой состава, мас.%:
| Эпоксидная диановая смола ЭД-8 с эпоксидным эквива- | 20,0 |
| лентным весом 500 | |
| наполнители: тальк | 2,0 |
| микротальк | 3,0 |
| полиамидный отвердитель марки Версамид 115 | 16,0 |
| аминосодержащий отвердитель Cardolite NC 562 на основе |
| 3-н пентадеканилфенола | 2,0 |
| структурирующая добавка: двуокись кремния А-175 | 1,2 |
| железная слюдка Алтайского месторождения | 50,0 |
| органические растворители: ксилол | 3,0 |
| ацетон | остальное |
| Затем наносят наружный слой состава, мас.%: | |
| акриловая гидроксилсодержащая смола марки Macrynal | |
| SM636/70 ВАС | 20,0 |
| пигменты: пигмент желтый железоокисный | 4,0 |
| углерод технический | 0,4 |
| двуокись титана | 5,6 |
| наполнители: тальк | 3,0 |
| микробарит | 2,0 |
| алифатический полиизоцианатный отвердитель марки | |
| Desmodur N75 МРА/Х | 13,0 |
| железная слюдка марки Miox | 40,0 |
| алюминиевая пудра марки Stapa 88 | 2,4 |
| структурирующая добавка: аэросил марки R-972 | 1,2 |
| дибутиллаурат олова Метатин Каталист | 0,5 |
| органически модифицированный полиэфиром полисилоксан | |
| марки Baysilone OL 17 | 0,2 |
| органические растворители: ксилол | 4,0 |
| бутилацетат | 3,0 |
| 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 патенту 2304601 | Покрытие, наносимое по предлагаемому способу | |
| пример №1 | пример №2 | ||
| Оценка защитных свойств трехслойного покрытия при испытаниях в агрессивных средах по ГОСТ 9.403 | |||
| 3%-ный раствор КС1, суток | 400 | 480 | 480 |
| вода дистиллированная, суток | 540 | 640 | 680 |
| бензин, суток | 600 | 700 | 720 |
| минеральное масло, суток | 600 | 700 | 720 |
1. Способ защиты и восстановления прокорродировавших металлических поверхностей, включающий нанесение грунтовочного слоя на основе композиции, содержащей эпоксидную диановую смолу с эпоксидным эквивалентным весом 450-500, полиамидный отвердитель Версамид 115, пигменты, наполнители, органические растворители с последующим высыханием «до отлипа», нанесение изолирующего слоя из состава, содержащего эпоксидную диановую смолу с эпоксидным эквивалентным весом 450-500, полиамидный отвердитель Версамид 115, наполнители, железную слюдку, органические растворители, с последующим высыханием «до отлипа», нанесение наружного слоя из состава, содержащего акриловую или полиэфирную гидроксилсодержащую смолу, отвердитель - алифатический полиизоцианат, пигменты, наполнители, органически модифицированный полисилоксан, органические растворители, с последующей сушкой до полного отверждения, отличающийся тем, что в грунтовочный и изолирующий слои дополнительно вводят аминосодержащий отвердитель марки Cardolite NC 562 на основе 3-н пентадеканилфенола, в изолирующий и наружный слой дополнительно вводят структурирующую добавку, а в наружный слой дополнительно вводят алюминиевую пудру и железную слюдку, 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 | 15,0-25,0 |
| аминосодержащий отвердитель Cardolite NC 562 на | 2,0-5,0 |
| основе 3-н пентадеканилфенола | |
| органические растворители | остальное |
в составе изолирующего слоя, мас.%:
| эпоксидная диановая смола с эпоксидным | |
| эквивалентным весом 450-500 | 20,0-35,0 |
| структурирующая добавка | 0,8-1,2 |
| наполнители | 5,0-10,0 |
| аминосодержащий отвердитель Cardolite NC 562 на | 2,0-5,0 |
| основе 3-н пентадеканилфенола | |
| полиамидный отвердитель Версамид 115 | 15,0-30,0 |
| железная слюдка | 10,0-50,0 |
| 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 |
| железная слюдка | 10,0-40,0 |
| структурирующая добавка | 0,8-1,2 |
| алюминиевая пудра | 0,6-2,4 |
| отвердитель алифатический полиизоцианат | 11,0-22,0 |
| органически модифицированный полисилоксан | 0,2-0,6 |
| органические растворители | остальное |
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в состав наружного слоя дополнительно вводят ускоритель сушки дибутиллаурат олова Метатин Каталист в количестве 0,05-0,5 мас.%.
