Полимерная композиция для антикоррозионной защиты
Владельцы патента RU 2394056:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет (ВолгГАСУ) (RU)
Изобретение относится к полимерным композициям, применяемым для антикоррозионной защиты металлических и бетонных поверхностей в различных условиях эксплуатации. Описывается сухая смесь полимерного композита, содержащая (мас.ч.): порошкообразные техногенные отходы или рекуперат эпоксидной смолы 50-75, наполнитель - продукт механической обработки абразивного инструмента 30-50, модификатор - фенолоформальдегидную смолу 20-30, отвердитель уротропин 1,6-3,6 и красящий пигмент 10-15. Жидкий ингредиент - растворитель кетоновой группы - добавляется непосредственно перед применением. Предложенная композиция имеет экономическую и экологическую целесообразность за счет использования отходов производства и, кроме того, позволяет снизить водопоглощение бетона в 10 раз при повышении его износостойкости на 11%. 1 з.п. ф-лы., 3 табл.
Изобретение относится к составам полимерных композиций для антикоррозионной защиты металлических и бетонных поверхностей при различных условиях эксплуатации, например упрочняющего и антикоррозионного покрытия верхнего несущего слоя бетонных полов различного назначения (производственных, складских помещений, паркингов, автомоек), антикоррозионного покрытия фасадов промышленных зданий, металлоконструкций химических, металлургических, машиностроительных и других производств.
Известна композиция для защиты от атмосферных воздействий металлических, бетонных и деревянных поверхностей (см. патент на изобретение RU 2043379 С1, 10.09.95 г.), включающая, мас.
| Низкомолекулярная эпоксидиановая смола | 12-20 |
| Бутадиен-нитрильный каучук | 8-14 |
| Терпеновая смола (модиф.) | 13-27 |
| Наполнитель | 20-37 |
| Отвердитель аминного типа | 2,4-4,0 |
| Органический растворитель | остальное |
К недостаткам известной композиции для защиты от атмосферных воздействий поверхностей следует отнести сложность и многостадийность изготовления композиции.
Предлагаемым изобретением решается задача устранения недостатков аналога и прототипа.
Технический результат - упрощение технологии изготовления, сокращение времени приготовления полимерного покрытия смешиванием сухих сыпучих компонентов в течение 1-2 часа при температуре 20-25°С, в составе композиции используют материалы, являющиеся техногенными отходами производств машиностроения и металлургии, что экономически и экологически целесообразно.
Технический результат достигается тем, что с целью сокращения времени приготовления полимерного покрытия и придания полимерному композиту антикоррозионных свойств состав композита содержит материалы порошкообразной эпоксидной смолы (техногенные отходы, рекуперат), фенолоформальдегидной смолы, отвердителя аминного типа, абразивного наполнителя при следующем соотношении компонентов, мас.ч.
| Техногенные отходы или рекуперат | |
| эпоксидной смолы | 50-75 |
| Фенолоформальдегидная смола | 20-30 |
| Уротропин | 1,6-3,6 |
| Продукт механической обработки | |
| абразивного инструмента | 30-50 |
| Красящий пигмент | 10-15 |
В составе полимерной композиции по изобретению используют невостребованные потребителем материалы производства, являющиеся техногенными отходами производства:
- эпоксидная смола представляет собой эпоксидный порошкообразный материал типа «Scotchkote 226 N Slow 11 G» фирмы «ЗМ» США, или аналогичный, являющийся отходом производства (истекший срок годности, рекуперат);
- абразивный наполнитель - продукт механической обработки абразивного инструмента (обточка) - представляет собой дисперсный материал, полученный в результате доведения абразивного инструмента до требуемого класса чистоты и геометрических размеров.
Введение в состав полимерного композита полимерных и абразивных отходов имеет экономическую и экологическую целесообразность.
В целях экономии смолы и получения необходимой вязкости покрытия при нанесении на вертикальную поверхность добавляют различные модификаторы. В качестве модификатора в данном изобретении в полимерной композиции использовали фенолоформальдегидную смолу марки СФП (ТУ 6-057551768-35-94), отвердитель аминного типа (уротропин), входящий в состав фенолоформальдегидной смолы в количестве 8-12%.
За счет использования исходных материалов в сухом сыпучем виде упрощается технология изготовления композиции, исходные материалы не требуют дополнительной переработки и подготовки, время изготовления сокращается в два раза, в отличие от известной композиция для защиты от атмосферных воздействий прототипа.
В предлагаемой композиции дополнительно применяется красящий пигмент - керамическая краска (ТУ 2360-001-106226516-97) температурный диапазон использования 700-1000°С.
Для изготовления полимерной композиции используют следующие компоненты:
- абразивные отходы (обточка);
- фенолоформальдегидная смола (СФП) - ТУ 6-0751768-35-94;
- краска керамическая - ТУ 2360-001-10626516-97.
Эпоксидная смола (техногенные отходы, рекуперат) должна удовлетворять следующим показателям:
- внешний вид - мелкодисперсный порошок;
- массовая доля влаги, % - 0…06;
- плотность, г/см3 - 1,3…1,6;
- остаток на сите 40 мкм по массе, % - 45…54.
Для приготовления полимерной смеси рекомендуется последовательный способ, основанный на получении сухой смеси, образующейся при перемешивании эпоксидной смолы, СФП, абразивного наполнителя и в дальнейшем введении красящего пигмента, по требованию потребителя.
В качестве основной схемы приготовления смеси служит следующая последовательность: засыпают в смеситель эпоксидную смолу и СФП, абразивный наполнитель, керамическую краску и перемешивают 1-2 часа, в зависимости от объема смесительного барабана. Готовая сухая полимерная смесь вытаривается в бумажные или полиэтиленовые мешки по 2-5 кг, считается готовой к применению. Составы композиций по предлагаемому и известному способу приведены в таблице 1.
| Таблица 1 | |||||
| компоненты | Содержание компонентов, мас.ч | ||||
| предлагаемом | известном | ||||
| 1 | 2 | 3 | |||
| Низкомолекулярная эпоксидиановая смола | - | - | - | 12 | 20 |
| Эпоксидная смола (техногенный отход, рекуперат) | 50 | 60 | 75 | - | - |
| Жидкие каучуки СКН-26, СКН-18-1А, СКН-10 | - | - | - | 8 | 14 |
| Терпеновая смола ТФФ | 13 | 27 | |||
| СФП | 20 | 25 | 30 | - | - |
| наполнитель | - | - | - | 20 | 37 |
| Абразивная обточка | 50 | 40 | 30 | - | - |
| Аминный отвердитель (уротропин) | 1,6 | 2,8 | 3,6 | 14,4 | 21,0 |
| Аминный отвердитель хол. отвержд. | 2,4 | 4,0 | |||
| Красящий пигмент | 10 | 12 | 15 | - | - |
| растворитель | остальное | остальное |
Добавление жидкого ингредиента (растворители кетоновой группы) производится непосредственно на объекте, что устраняет зависимость технологического процесса нанесения от узла смешения материала. Смешивание производится в течение 5-15 мин до получения однородной массы. Для получения равномерного полимерного покрытия следует корректировать дозировку жидкого и сухого компонентов и при необходимости увеличивать количество растворителя.
В качестве образцов для испытаний использовали кубики из строительного бетона размером 50×50×50 мм. Сушку покрытых образцов производили при комнатной температуре в течение суток. При тщательном перемешивании полимерный раствор приобретал нужную вязкость, и композит кистью наносят на поверхность образцов для испытаний.
Оптимально подобранное соотношение компонентов композита снижает водопоглощение бетона, покрытого полимерным композитом, в 10 раз, при этом показатель предела прочности при сжатии увеличился на 11%, характеризуя износостойкость бетона, покрытого полимерной смесью. Показатель пористости бетона уменьшился на 8%, по сравнению с непокрытой бетонной поверхностью. Результаты испытаний приведены в таблице 2.
Испытания полимерного покрытия на химическую стойкость также проводили на образцах - кубиках, покрытых полимерной смесью, результаты представлены в таблице 3.
| Таблица 3 | |||||
| Химическая стойкость полимерного покрытия | |||||
| Стойкость к веществу | Испытуемый образец | Изменение массы при указанной выдержке, % (+ увеличение, - уменьшение) |
|||
| 4 суток | 8 суток | 12 суток | 16 суток | ||
| Гидроокись натрия, 10%-ный раствор | исходный | +6,0 | +4,0 | +2,0 | +6,0 |
| с покрытием | +2,0 | +1,3 | +1,4 | +2,0 | |
| Хлористый натрий, 34%-ный раствор | исходный | -18,3 | -27,4 | -10,1 | +16,2 |
| с покрытием | -0,6 | -3,6 | -5,4 | +4,7 | |
| Соляная кислота, 5%-ный раствор | исходный | +7,4 | +73 | +6,0 | +5,2 |
| с покрытием | +6,9 | +6,2 | +5,6 | +1,2 |
Химическую стойкость покрытия определяли по изменению массы образцов с покрытием и без него, поместив кубики в агрессивные растворы. Изменение массы фиксировали, взвешивая образцы каждые 4 дня в течение 16 суток.
Представленные результаты испытаний устойчивости полимерного покрытия в агрессивных средах показывают, что химические процессы в покрытии протекают как продолжение процесса отверждения, о чем свидетельствует изменение массы покрытых образцов в растворах хлорида натрия, гидроокиси натрия и в растворе соляной кислоты, а внешние воздействия лишь ускоряют их.
Разработанные сухие полимерные смеси использовались для упрочнения верхнего несущего слоя бетонных полов различного назначения (производственных полов, складских помещений). Смеси наносили на поверхность бетона и металла при помощи кисти и валика.
Опытно-промышленные испытания разработанного состава полимерного композита в виде сухой модифицированной смеси проводились на химических предприятиях, строительных площадках.
Сухая модифицированная полимерная смесь использовалась в качестве антикоррозионного покрытия оборудования отделения аварийного слива дивинила, а также неоштукатуренной кирпичной кладки и бетонной поверхности фасада площадки обслуживания, использовалась для покрытия пола помещений хранилищ складов и магазинов.
1. Полимерная композиция для антикоррозионной защиты, содержащая эпоксидную смолу, модификатор, наполнитель и аминный отвердитель, отличающаяся тем, что в качестве эпоксидной смолы она содержит материалы порошкообразные техногенные отходы или рекуперат эпоксидной смолы, в качестве наполнителя - продукт механической обработки абразивного инструмента - абразивных отходов или обточки, в качестве модификатора - фенолоформальдегидную смолу, а в качестве отвердителя - уротропин и дополнительно красящий пигмент при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
| техногенные отходы или рекуперат | |
| эпоксидной смолы | 50-75 |
| фенолоформальдегидная смола | 20-30 |
| уротропин | 1,6-3,6 |
| продукт механической обработки | |
| абразивного инструмента | 30-50 |
| красящий пигмент | 10-15 |
2. Полимерная композиция для антикоррозионной защиты по п.1, отличающаяся тем, что в качестве жидкого ингредиента используются растворители кетоновой группы.
