Грунтовочный состав для защиты металлических поверхностей от коррозии
Владельцы патента RU 2430130:
Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Лаки, Краски, Порошки" (RU)
Изобретение относится к грунтовочному составу в качестве однослойных и многослойных покрытий для защиты металлических поверхностей от коррозии. Состав содержит, мас.%: 16-23 пленкообразователя; 38-40 смесевых пигментов; 2,0-3,0 органического комплексообразователя - танин и его производные; 1,0-2,0 неорганического наполнителя - тальк; 3,0-4,0 смесь спиртов типа С2-С4 и органический растворитель - остальное. Пленкообразователь представляет собой 12-15 мас.% алкидного лака и дополнительно 4-8 мас.% синтетического хлоркаучука. В качестве смесевых пигментов используют смесь оксида цинка, порошка цинка и слюдяного железа. Смесь спиртов содержит смесь этилового спирта, бутилового спирта и изобутилового спирта при их соотношении 1,0:1,0:1,4. Изобретение позволяет получать составы со сроком службы покрытий не менее 10-15 лет. Покрытия обладают высокими ударными свойствами и высокой скоростью высыхания. Грунтовочный состав не требует предварительной механической обработки поверхности для снятия окалины и/или ржавчины. 5 з.п. ф-лы, 3 табл.
Изобретение относится к одноупаковочным составам холодной сушки типа преобразователя ржавчины (грунты, грунт-краски, грунт-эмали) и может быть использовано для изготовления однослойных и многослойных покрытий в различных отраслях промышленности для капитальных ремонтов инженерных и гидротехнических сооружений, энергетических установок, оборудования химической и металлургической промышленности, опор ЛЭП и других промышленных металлоконструкций из черных металлов, эксплуатируемых в условиях интенсивного атмосферного воздействия, морской и пресной воде.
Интенсивное атмосферное воздействие требует применения эффективных способов подготовки поверхности при нанесении любых лакокрасочных покрытий для обеспечения долговременной защиты металла от коррозии.
Относительное изменение сроков службы покрытия от способа подготовки поверхности характеризуется следующими данными, лет: абразивоструйная очистка - 8; термоабразивная - 7; химическая очистка (травление кислотами) - 6; очистка механизированным инструментом - 5,5; ручная очистка от ржавчины - 4; применение преобразователей ржавчины - 1,5 (А.С. Дринберг и др. Антикоррозионные грунтовки. Санкт-Петербург,2006 г.).
В некоторых отраслях промышленности применение преобразователей ржавчины не рекомендуется, особенно в средне- и высокоагрессивных средах. Как видно, характер и состояние защищаемой поверхности в значительной степени является определяющим фактором защиты от коррозии, поскольку коррозионное разрушение металла сопряжено с образованием сложного непостоянного состава ржавчины и окалины, которые необходимо удалять перед нанесением покрытия.
Ржавчина представлена смесью гидроокисей и окислов двух- и трехвалентного железа, а также сульфатов и хлоридов железа, присутствующих в значительных количествах в промышленной атмосфере.
Окалина является продуктом газовой коррозии металла, возникает в процессе прокатки стали при температуре 500°C и выше и состоит из окислов железа: оксида - FeO, магнетита - Fe3O4, гематита и маггемита - Fe2O3. Толщина слоя окалины составляет 5-80 мкм. Нанесение покрытия на окалину, в том числе и преобразователя ржавчины, не допускается. Ее необходимо удалять струйной или химической очисткой. Затраты на струйную очистку при этом достигают 60-80% мас. от общих затрат на покрытие.
В науке и технике известны многочисленные одно- или двухупаковочные составы в органо- или водоразбавляемых формах различной эффективности, предназначенные для защиты от коррозии прокорродировавших поверхностей.
Так, например, широко известны промышленно выпускаемые составы для защиты металлов от коррозии на основе различных пленкообразователей - алкидных - различной степени жирности, эпоксидные, стиролалкидные, фенольные, поливиниловые, поливинилхлоридные и другие. Известные составы содержат также спирты, антикоррозионные пигменты, ингибиторы коррозии, комплексообразователи, наполнители, органические растворители, ортофосфорную кислоту или фосфониевые соединения (см. например, А.С.Дринберг и др. «Антикоррозионные грунтовки». С.-Петербург, 2006, с.86-93; И.Л.Розенфельд и др. «Антикоррозионные грунтовки и ингибированные лакокрасочные покрытия». М.: Химия, 1980, с.142-152, Обзоры: В.А.Войтович. «Торжество преобразователей ржавчины». Журнал «СтройПРОФИль», №3(49) и №4950), 2006, В.А.Войтович. «Преобразователи ржавчины, их прошлое и настоящее». Журнал «Коррозия: материалы, защита», №10, 2005, с.32-37).
Известен также состав для защиты и восстановления прокорродировавших поверхностей, включающий, мас.%: 20,0-30,0 эпоксидную диановую смолу с эпоксидным эквивалентным весом 450-500; 12,0-25,0 пигменты; 12,0-25,0 наполнители; 20,0-30,0 полиамидный отвердитель Версамид 115, органический растворитель - остальное. [Патент RU №2304601, МПК C09D 5/08, C09D 5/12, C09D 163/02, 2007.]
Известен состав, содержащий, мас.%: 8-20 бутадиен-стирольного термоэластопласта ДСТ-30; 9-17 инден-кумароновой смолы; 0,7-3,0 эпоксидно-диановой смолы; 18-21 пигмента-наполнителя "Прокаль"; 1,2-3,0 технического углерода П-803; 1,2-1,6 гидрофобизатора - полиметилсилоксановая жидкость ПМС-200; 0,1-0,2 стабилизатора "Нафтам-2"; толуол - остальное. [Патент RU 2245892, МПК C09D 109/06, C09D 5/08, C09D 109/06, C09D 157:02, C09D 163:02, C09D 183:04, 2005.]
Наиболее близким к предлагаемому по назначению и достигаемому техническому результату является композиция для защиты поверхности изделий и конструкций из металлов от коррозии, содержащая, мас.%: 20,0-44,0 связующего, в качестве которого используют алкидный лак ПФ-053 или ГФ-352 и алкидно-стирольную смолу; 7,0-23,2 пигментов - фосфат цинка, алюминиевую пудру, углерод, тетраоксихромат цинка и др.; 5,0-22,0 наполнителя - микротальк, слюда, микробарит; 0,8-5,0 антикоррозионную добавку - танин и его производные; 0,5 загустителя; 0,5 добавки для улучшения свойств поверхности; 0,5 стиролизованного льняного масла и органический растворитель - остальное (патент RU №2246512 С1, 20.02.2005).
Известные составы относятся, как правило, к одному из следующих видов материалов: грунтовки-преобразователи, преобразователи ржавчины или грунт-краски (грунт-эмали) по ржавчине и наносятся на поверхность изделий и конструкций одним из трех способов: пенетрирование (пропитка) с использованием пропиточных составов; применение стабилизаторов ржавчины; применение преобразователей ржавчины. Грунт-краски (грунт-эмали), в которым относится и прототип, рекомендуются к применению в качестве самостоятельного покрытия или в составе комплексных защитных покрытий, остальные материалы применяют только как грунтовки под лакокрасочное покрытие.
Все известные в литературе и технике составы по ржавчине в той или иной мере тормозят коррозионный процесс, реализуя изоляционные свойства покрытия, но даже самые лучшие из них не обеспечивают 100%-ную изоляцию от агрессивной среды.
Проникновение воды через покрытие способствует продолжению протекания коррозии под пленкой, что еще опаснее, чем поверхностная коррозия. Нарушение сплошности покрытия в результате механических нагрузок и перепадов температуры при эксплуатации конструкций вызывают ускоренную коррозию под пленкой. Кроме того, все известные составы, в том числе состав по прототипу, применяются при толщине ржавчины не более 100 мкм, а при нанесении покрытия по окалине, особенно толстослойной, оказываются непригодными. Нанесение покрытий на поверхность с толщиной окалины 5-80 мкм возможно лишь после струйной подготовки либо после химического травления, что неприемлемо для крупногабаритных конструкций.
Задачей настоящего изобретения является создание быстросохнущего грунтовочного состава, который может быть использован для защиты металлической поверхности с толстым слоем ржавчины и/или окалины без ее предварительной механической обработки.
Поставленная задача решается тем, что предлагается состав, содержащий пленкообразователь, в качестве которого используют алкидный лак, смесевые пигменты, комплексообразователь, неорганический наполнитель и приемлемый органический растворитель, при этом пленкообразователь дополнительно содержит синтетический хлоркаучук, в качестве смесевых пигментов используют смесь оксида цинка, порошка цинка и слюдяного железа, в качестве комплексообразователя используют органический комплексообразователь и дополнительно содержит смесь спиртов типа С2-С4 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Пленкообразователь, в том числе: | 16-23 |
| - алкидный лак (в расчете на нелетучий | 12-15 |
| остаток) | |
| - синтетический хлоркаучук | 4-8 |
| Пигменты, в том числе | 38-40 |
| - оксид цинка | 3,0-4,4 |
| - порошок цинка | 13,2-17,6 |
| - слюдяное железо | 13,5-18,0 |
| Неорганический наполнитель | 1,0-2,0 |
| Органический комплексообразователь | 2,0-3,0 |
| Смесь спиртов типа C2-C4 | 3,0-4,0 |
| Органический растворитель | остальное |
Алкидный лак применяют в виде полуфабрикатного лака марки ПФ-053 с кислотностью не более 20 мг КОН/г по ТУ 2311-277-05744283-2007 или другому нормативному документу по качеству, соответствующему качеству указанного лака. Алкидный лак марки ПФ-053 представляет собой полуфабрикатный пентафталевый лак в виде раствора пентафталевой смолы, модифицированной растительными маслами, жирными кислотами растительного и талового масла в органических растворителях, производится в промышленных масштабах и широко известен специалистам как материал для изготовления пентафталевых лакокрасочных материалов (Лившиц М.Л., Пшиялковский Б.И. «Лакокрасочные материалы». Москва, Химия, 1982, с.21-35).
Синтетический хлоркаучук, используемый в качестве модификатора, соответствует хлорированному олефиновому полимеру с содержанием хлора 63-65 мас.%, марки PERGUT S20 производства фирмы Байер или других марок и производителей с аналогичной характеристикой. Хлоркаучук PERGUT S20 представляет собой синтетический хлоркаучук, т.е. продукт хлорирования синтетического изопренового каучука. PERGUT S20 полностью хлорированный олефиновый полимер плотностью 1,5 г/мл общей формулы С10Н11Сl7. Указанный хлоркаучук является полным аналогом хлорированного натурального каучука и используется для тех же целей - для производства защитных красок, покрытий, клеев по металлу.
Модификация алкидов хлоркаучуком осуществляется путем физического смешения при незначительном подогреве (до 40°С). Совместное использование адкидного лака и синтетического хоркаучука в качестве пленкообразователя приводит к тому, что молекулы хлоркаучука присоединяются по группам ОН- алкидных смол, образуя модифицированный пленкообразователь с новыми свойствами.
В качестве смесевого пигмента используют смесь порошка цинка, синтетического или природного слюдяного железа (железной слюдки) и оксида цинка, предпочтительно в соотношении, мас.%: порошок цинка 44, слюдяное железо 45, оксид цинка 11. В качестве порошка цинка используют любой высокодисперсный порошок отечественного или импортного производства, качество которого соответствует ИСО 3549:1995 независимо от формы частиц. Оксид цинка должен содержать 99,0-99,5 мас.% основного вещества и соответствовать ГОСТ 10262-73. Слюдяное железо (оксид железа) синтетический или природный используют в виде прозрачных чешуек серого цвета по ИСО 10601, например марок MIOX SG, MIOX DB с металлическим блеском фирмы Кертнер Монтан Индастри или других марок или других производителей, качество которых соответствует ИСО 10601.
В качестве органического комплексообразователя используют известные в этой области танин (глюкозид галловой кислоты) и его производные (сложные эфиры фенолкарбоновых кислот и простейших углеводов, содержащихся в растениях), например, препараты по ТУ 6-09-50-2366-80 или ТУ 937327200281074-00, либо один из известных диоксибензолов, например, пирокатехин или резорцин. Предпочтительно, использование импортных производных танина под торговым названием Корродур фирмы Швегман (Германия) или Аскофор-АС фирмы Когнис (Германия). Танин выпускается в виде технического аморфного порошка светло-желтого цвета, растворимого в воде, спирте и ацетоне и содержащего 80-81% мас. основного вещества.
Для приготовления смеси спиртов типа C2-C4 используют спирты нормального и изостроения, в частности этиловый спирт (ГОСТ 18300), бутиловый спирт (ГОСТ 5208) и изобутиловый спирт (ГОСТ 9805). Спирты используют предпочтительно в соотношении: этиловый:бутиловый:изобутиловый спирты=1,0:1,0:1,4 соответственно.
В качестве органического растворителя используют любой приемлемый для этих целей растворитель, например ксилол нефтяной по ГОСТ 10214-78.
В качестве неорганического наполнителя может использоваться любое известное для этих целей вещество, например, тальк, микротальк, финнтальк марки M15 SQ или любой другой с содержанием частиц менее 20 мкм не менее 95 мас. %.
Сравнение заявляемого состава с известным позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «новизна», т.к. предлагаемый состав содержит новое пленкообразующее, новый смесевой пигмент, новую пропитывающую смесь спиртов, органический комплексообразователь в определенном соотношении компонентов.
Известно, что покрытия надежно защищают поверхность железа и стали от коррозии, осуществляя электрохимическую защиту, поскольку природа процесса образования ржавчины в атмосфере, воде и почве является электрохимической. Известно также, что продуктами атмосферной коррозии железа является ржавчина, состоящая, в основном, из гидроксидов различной степени окисленности и солей железа, а продуктами термического окисления стали является окалина, которая представляет собой смесь окислов двух и трехвалентного железа. Ржавчина во влажной атмосфере имеет более положительный потенциал, чем железо (сталь), поэтому на поверхности появляется коррозионный ток, что приводит к быстрому разрушению металла. Окалина не имеет положительного потенциала, однако из-за своей хрупкости и неравномерности по толщине образует трещины, что приводит к потере сплошности и, как результат, появлению ржавчины. Неоднородность природы и фазового состава продуктов коррозии железа, существование в различных кристаллических формах - минералах, создающих положительный потенциал на стальной поверхности, не позволили до настоящего времени создать способы надежной долговременной защиты прокорродировавших поверхностей без применения струйной очистки. Среди многообразия продуктов коррозии в составе ржавчины содержится в небольшом количестве сложный оксид железа Fe·Fe2O4 - магнетит, который обладает существенными отличиями от других продуктов коррозии, представляет собой плотное вещество, прочно сцепленное с металлической подложкой вследствие близости константы кристаллической решетки к константе решетки железа, не гигроскопичен, токопроводен, обладает ферромагнитными свойствами, не приобретает положительного потенциала, поэтому не интенсифицирует электрохимическую коррозию. В составе окалины магнетита содержится более 30%. В составе ржавчины он присутствует в незначительных количествах из-за непрерывного взаимодействия продуктов коррозии между собой.
Предлагаемый нами состав позволяет превратить все окисные продукты и соли железа в магнетит путем их восстановления цинком в среде заявляемого раствора полимера, комплексообразователя и пропитывающих добавок - спиртов. Несмотря на то что восстанавливающие свойства мелкодисперсного цинкового порошка (пыли) широко известны, в заявляемой композиции совокупность ингредиентов обеспечивает протекание нового механизма преобразования ржавчины и окалины, обусловленного тем, что используемый органический комплексообразователь (танин и его производные, либо диоксибензолы) способствуют образованию таннатов цинка, обладающих высокими восстановительными свойствами и электрохимической активностью. Процесс восстановления протекает на границе раздела между ржавчиной (и/или окалиной) и сырым слоем покрытия в спиртовой среде нейтральной области при pH 6,5-8,5 и катодной поляризации стали в пределах температур от минус 15 до +40°C. В этих условиях восстанавливаются гидроокиси, окиси, перекисные соединения железа, а его растворимые соли (сульфаты, хлориды) превращаются в нерастворимые комплексные соединения, двойные или простые гидрооксосоли, например, Fe2[ZnCl4], Zn2Fe(ОН)6Cl3•хН2O и другие более сложные составы.
Известно, что танин или его производные образуют с соединениями железа хелатные комплексы. Известно также, что большинство стабилизаторов ржавчины превращают продукты коррозии в магнетит и что процесс превращения зависит от pH и состава раствора (Кузнецов Ю.И.// Защита металлов. 2000, том 36, №2. Шайдурова Г.И. и др. ЛКМ, 1999, №5, ЛКМ 2002, №12, ЛКМ, 2005, №12). Однако все известные составы с применением танина применялись для обработки окисных продуктов железа в кислой среде, в которой параллельно с восстановлением протекали процессы гидролиза и окисления. Стабилизация ржавчины осуществлялась не полно, в результате чего часть гидроокисей, сульфаты и хлориды железа оставались под покрытием в первоначальной форме. В этом случае коррозионный процесс лишь замедлялся, но не прекращался и продолжал протекать уже под пленкой. Срок службы такого покрытия, естественно, не высок.
При нанесении заявляемой композиции на стальную поверхность, состоящую из толстослойной ржавчины и окалины, используемое пленкообразующее и смесь спиртов обеспечивают оптимальные условия для образования хеллатных комплексов железа, что приводит к образованию токопроводящего анодного покрытия в среде пленкообразующего. Магнетит, образующийся в результате взаимодействий заявляемой композиции с ржавчиной и окалиной, образует плотносцепленный слой, который взаимодействует с обрабатываемой поверхностью на уровне совмещения кристаллических решеток с одновременным образованием гальванопары железо-цинк. Образующееся покрытие обеспечивает высокие барьерные и протекторные свойства. Заявляемая композиция является однокомпонентной быстросохнущей в естественных условиях, формируя токопроводящее протекторное покрытие, исключающее протекание подпленочной коррозии. Благодаря вышеуказанному механизму при использовании заявляемого состава обеспечивается долговременная защита сроком на 10-15 лет без применения струйной подготовки поверхности. Более того, заявляемая грунтовка может быть использована для поверхностей, толщина ржавчины на которой превышает 100 мкм, тогда как самые эффективные грунтовки, например ХС-0320 или ЭП-0199 М могут быть использованы при толщине ржавчины не более 100 мкм, а нормативный срок службы известных грунтовок не превышает 5-ти лет. Заявляемая нами грунтовка обеспечивает новые свойства покрытий за счет сочетания в ней барьерных, протекторных и ферромагнитных свойств. Результат, получаемый от использования заявляемой композиции, по длительности и эффективности защитных свойств значительно превосходит известные грунтовки за счет одновременного достижения комплекса полезных свойств и нового механизма взаимодействия с ржавчиной и окалиной, обусловленного образованием ферромагнитного плотно сцепленного с обрабатываемой поверхностью слоя, стойкого к воздействию агрессивной среды и исключающего подпленочную коррозию.
Заявляемый состав может использоваться в качестве самостоятельного покрытия или в системах комплексной защиты в жестких условиях коррозивности среды и широких температурах эксплуатации от минус 60 до 170°C. Кроме того, заявляемый состав позволяет значительно сократить затраты на проведение крупномасштабных ремонтов и восстановления прокорродировавших поверхностей металлоконструкций и оборудования в заводских и полевых условиях, а также за счет сокращения расходов на проведение предварительной струйной обработки поверхности с толстыми слоями окалины.
Достигаемый технический результат явным образом не следует из известных в науке и технике решений, что позволяет сделать вывод о соответствии заявленного состава критерию «изобретательский уровень».
Предлагаемый состав может быть изготовлен из известных в технике компонентов с использованием известных технологий, что позволяет сделать вывод о соответствии заявленного решения критерию «промышленная применимость».
Заявляемый грунтовочный состав, характеризующийся следующим соотношением компонентов, мас.%:
| пленкообразующее, в том числе: | 16-23 |
| - алкидный лак (в расчете на нелетучий остаток) | 12-15 |
| - синтетический хлоркаучук | 4-8 |
| смесевой пигмент, в том числе | 38-40 |
| - оксид цинка | 3,0-4,4 |
| - порошок цинка | 13,2-17,6 |
| - слюдяное железо | 13,5-18,0 |
| наполнитель | 1,0-2,0 |
| органический комплексообразователь | 2,0-3,0 |
| смесь спиртов типа C2-C4 | 3,0-4,0 |
| органический растворитель | остальное |
получают следующим образом.
Приготовление состава ведут в две стадии. На первой стадии готовят пленкообразующее путем смешения в типовой емкости, снабженной водяной рубашкой и механической мешалкой с числом оборотов не менее 450 об/мин, растворителя и синтетического хлоркаучука. Полученную смесь подогревают примерно до 40°C и перемешивают при постоянной температуре около 2-х часов до полного растворения полимерной составляющей. Затем к полученному раствору синтетического хлоркаучука добавляют алкидный лак, в качестве которого используют лак марки ПФ-053, и перемешивают около 30 минут. Готовое пленкообразующее и остальные компоненты согласно рецептуры заявляемой композиции загружают в шаровую мельницу и перетирают с фарфоровыми шарами в течение около 4-х часов с последующим разбавлением до рабочей вязкости. Готовый состав наносят на прокорродировавшую поверхность методом пневматического или безвоздушного распыления (допускается нанесение кистью, валиком, окунанием). Сушка и отверждение покрытия проводится при температуре окружающей среды. Нанесение покрытия осуществляется в широких пределах температур от минус 15 до +40°C.
Заявляемый состав иллюстрируется примерами конкретного выполнения (примеры №1-№3), приведенные в таблице 1.
Характеристики свойств известных ранее композиций грунтовки ЭП-0199 (контрольный состав) и ХС-0320 (состав по прототипу) взяты из известных источников информации (А.С.Дринберг. «Антикоррозионные грунтовки». С.-Петербург, 2006, с.92, табл.39).
Для сравнительных испытаний использованы стальные образцы из стали марки 08пс размером 70×150 мм, покрытые равномерным плотно сцепленным с подложкой слоем ржавчины или окалины. Толщина ржавчины составляла 80-150 мкм, а окалины 35-80 мкм. Ржавчина была получена экспонированием образцов в атмосферных условиях в течение 8 месяцев.
Данные по свойствам композиций (примеры №1-№3) и покрытий с его использованием получены следующим образом.
Адгезия проверена методом решетчатого надреза в соответствии с ГОСТ 15140.
Время высыхания грунтовочного состава проверено по следующей методике. На прокорродировавшие образцы и образцы с окалиной при температуре 20 (±2)°C были нанесены составы по примерам №1-№3, а также аналогично были нанесены контрольный состав и состав по прототипу. Отверждение нанесенных покрытий осуществлено при указанной температуре, время высыхания до степени 3 покрытия определено по ГОСТ 19007.
Испытания на устойчивость в воде и агрессивных средах, нитевидную (подпленочную) коррозию и стойкость к соляному туману проводили следующим образом. Сравнительные испытания проведены в дистиллированной воде, 3%-ных растворах хлористого натрия, морской соли, индустриальном масле, бензине и соляном тумане. Испытаниям подвергали вышеописанные образцы, на которые были нанесены в 2 слоя заявляемые составы по примерам №1-№3. В аналогичных условиях были испытаны контрольный состав и состав по прототипу. Устойчивость к воде и агрессивным средам определена путем погружения прокорродировавших образцов с нанесенным на них покрытием в соответствующие среды (метод А, ГОСМТ 9.403 и визуального наблюдения за состоянием покрытия и его оценкой по ГОСТ 9.407). При оценке состояния покрытия отмечалось время появления признаков разрушения покрытия: пузырей, коррозии, отслаивания и время полного разрушения покрытия.
Испытания на нитевидную коррозию и стойкость к соляному туману производили по ИСО 4623 и ИСО 7253.
Результаты проведенных испытаний представлены в таблице 2 и таблице 3.
Результаты испытаний показывают, что покрытия, приготовленные из заявляемых составов (примеры №1-№3), по большинству показателей качества превосходят известные составы (контрольный состав и состав по прототипу). Изготовление композиций в количественных соотношениях, не соответствующих заявляемым, приводит к снижению ударной прочности, эластичности и потере протекторных свойств.
Заявляемые составы проявляют уникальные свойства: обеспечивают возможность нанесения не только по ржавчине, но и по окалине разной толщины с получением покрытия с высокими ударными свойствами и высокой скоростью сушки. Получаемое покрытие характеризуется отсутствием подпленочной коррозии и наличием протекторных свойств, что обуславливает срок службы покрытий, соответствующий цинкнаполненным покрытиям, нанесенным по опескоструенным поверхностям непрокорродировавшего металла и составляет не менее 10-15 лет. Показатели покрытий, полученных при использовании заявляемых составов, позволяют сделать вывод о решении поставленной задачи, т.е. свидетельствуют о применимости заявляемых составов без использования струйной очистки поверхности и позволяют эффективно защитить металлическую поверхность, в том числе крупногабаритных изделий, эксплуатируемых в атмосферных условиях различных климатических зон, а также в атмосфере, содержащей агрессивные газы и пары, в условиях с повышенной влажностью и водной среде.
| Таблица 1 | ||||
| Грунтовочные составы по изобретению | ||||
| № | Наименование компонентов | Примеры конкретного выполнения | ||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 1 | Пленкообразующее, в том числе: | |||
| - лак алкидный ПФ-053 с кислотностью не более 20 мг КОН/г (в расчете на нелетучие) | 12,0 | 13,0 | 15,0 | |
| - синтетический хлоркаучук PERGUT S20 | 4,0 | 5,0 | 8,0 | |
| 2 | Смесевой пигмент, в том числе: | |||
| - оксид цинка | 3,0 | 3,8 | 4,4 | |
| - порошок цинка | 13,2 | 15,4 | 17,6 | |
| - слюдяное железо | 13,5 | 15,8 | 18,0 | |
| 3 | Органический комплексообразователь, а именно: | |||
| - танин | 2,0 | |||
| - резорцин | 2,5 | |||
| - пирокатехин | 3,0 | |||
| 4 | Смесь спиртов, в том числе: | |||
| -этиловый спирт | 0,8 | 0,9 | 1,0 | |
| - бутиловый спирт | 0,8 | 0,9 | 1,0 | |
| - изобутиловый спирт | 1,4 | 1.7 | 2,0 | |
| 5 | Наполнитель, а именно: | |||
| - тальк | 2,0 | |||
| - тальк микро | 1,3 | 1,0 | ||
| 6 | Ксилол нефтяной | 47,3 | 39,7 | 29,0 |
| Таблица 2 | |||
| Свойства заявляемых грунтовочных составов и покрытий на их основе | |||
| Наименование показателей | Примеры по изобретению | ||
| 1 | 2 | 3 | |
| Свойства составов | |||
| Внешний вид: -после длительного хранения - после тщательного перемешивания |
Непрозрачная жидкость серо-красного цвета с осадком Однородная суспензия серо-красного (баклажанного) цвета |
||
| Условная вязкость по вискозиметру В3-246 с диаметром сопла 4 мм при 20±0,5°C, с | 40 | 40 | 50 |
| Плотность, г/см3 | 1,05 | 0,20 | 0,30 |
| Массовая доля нелетучих веществ, % | 44 | 53,0 | 63,0 |
| Теоретический расход на однослойное покрытие, г/м2 | 120 | 150 | 180 |
| Срок жизни, месяцев | Более 12 | Более 12 | Более 12 |
| Свойства покрытий | |||
| Цвет и внешний вид | Баклажанного цвета, ровное, шероховатое | ||
| Время высыхания до степени 3 при 20±2°C, мин | 30/30 | 25/25 | 20/20 |
| Адгезия к металлу, баллы | 1/1 | 1/1 | 1/1 |
| Прочность при ударе, см | 60/70 | 90/100 | 90/100 |
| Стойкость покрытия при 20±2°C к статическому воздействию в течение 24 ч: | БЕЗ ИЗМЕНЕНИЯ | ||
| - воды | |||
| -3%-ного раствора NaCl | |||
| -3%-ного раствора НСl | |||
| - бензина | |||
| - сырой нефти | |||
| Стойкость с надрезом в условиях повышенной температуры (40±5°С) и влажности (80±5)% в присутствии следов NaCl, ч | 1000/1000 | 1000/1000 | 1000/1000 |
| Отсутствие ржавчины на царапине, Отсутствие нитевидной коррозии |
|||
| Первоначальный потенциал покрытия по хлорсеребряному электроду в 3%-ном растворе NaCl, не более, мВ | -800/-800 | -890/-890 | -910/-910 |
| Таблица 3 | |||
| Сопоставительные данные по физико-химическим характеристикам и технологическим свойствам химически стойких грунтовок - преобразователей ржавчины | |||
| Наименование показателей | Грунтовки - преобразователи ржавчины | ||
| Заявляемая (примеры №1-№3) | ЭП-0199 (ТУ 2312-016-2752-4984-2001) | ХС - 0320 (ТУ 2303-185-0503-4239-2002) | |
| Характеристика защищаемой поверхности: | |||
| - наличие ржавчины толщиной, мкм | Более 100 | Не более 100 | Не более 100 |
| - наличие сплошной черной окалины толщиной, мкм | До 80 | Отсутствует | Отсутствует |
| - наличие влаги | Допускается | Допускается | Допускается |
| - наличие масел и старого покрытия | Допускается | Не допускается | Не допускается |
| Внешний вид и цвет пленки | Однородная, включений | без морщин | и посторонних |
| Красновато-серый, баклажанный | Красновато-коричневый | Серый, черный, зеленый и др. | |
| Массовая доля нелетучих веществ, % | 45-55 | 72-78 | 42-47 |
| Условная вязкость по В3-4 при 20±5°С, с | 40-60 | 30-70 | 25 |
| Прочность пленки при ударе, см, не менее | 50 | 50 | 50 |
| Степень перетира, мкм, не более | 40 | 50 | 45 |
| Эластичность пленки при изгибе, мм, не менее | 2 | 2 | 3 |
| Адгезия пленки, баллы, не более | 1 | 1 | 2 |
| Теоретический расход на 1 слой, г/м2 | 120-140 | 130-175 | 100-130 |
| Толщина однослойного покрытия, мкм | 40-70 | 60-80 | 25-30 |
| Стойкость покрытия к статическому воздействию жидкостей при 20°С, ч, не менее | |||
| -3% раствор NaCl | 55 | нет данных | 24 |
| -5% раствор H2SO4 | 24 | 30 | 24 |
| - Н2О дистиллированная | 170 | 48 | 24 |
| Предельная температура нанесения покрытия, °С | -15 | +5 | -10 |
| Электрические свойства | Токопрово-дящее, протектор | Отсутствие токопроводности | Отсутствие токопроводности |
| Термостойкость покрытия, °С | 130 | 80 | Не более 60 |
1. Грунтовочный состав для защиты металлических поверхностей от коррозии, содержащий пленкообразователь, в качестве которого используют алкидный лак, смесевые пигменты, комплексообразователь, неорганический наполнитель и органический растворитель, отличающийся тем, что пленкообразователь дополнительно содержит синтетический хлоркаучук, в качестве смесевых пигментов используют смесь оксида цинка, порошка цинка и слюдяного железа, в качестве комплексообразователя используют органический комплексообразователь и дополнительно содержит смесь спиртов типа С2-С4 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| пленкообразующее, в том числе: | 16-23 |
| алкидный лак (в расчете на нелетучий остаток) | 12-15 |
| синтетический хлоркаучук | 4-8 |
| пигменты, в том числе | 38-40 |
| оксид цинка | 3,0-4,4 |
| порошок цинка | 13,2-17,6 |
| слюдяное железо | 13,5-18,0 |
| наполнитель | 1,0-2,0 |
| органический комплексообразователь | 2,0-3,0 |
| смесь спиртов типа С2-С4 | 3,0-4,0 |
| органический растворитель | остальное |
2. Грунтовочный состав для защиты металлических поверхностей от коррозии по п.1, отличающийся тем, что в качестве смеси спиртов используют предпочтительно смесь этилового спирта, бутилового спирта и изобутилового спирта при их соотношении 1,0:1,0:1,4 соответственно.
3. Грунтовочный состав для защиты металлических поверхностей от коррозии по п.1, отличающийся тем, что в качестве органического комплексообразователя используют танин и его производные.
4. Грунтовочный состав для защиты металлических поверхностей от коррозии по п.1, отличающийся тем, что в качестве комплексообразователя используют диоксибензолы.
5. Грунтовочный состав для защиты металлических поверхностей от коррозии по п.1, отличающийся тем, что в качестве органического растворителя предпочтительно используют ксилол.
6. Грунтовочный состав для защиты металлических поверхностей от коррозии по п.1, отличающийся тем, что в качестве наполнителя используют тальк.
