Композиция для защитного покрытия

Авторы патента:

Петрова Анна Сергеевна (RU)

Чухланов Владимир Юрьевич (RU)

Чухланова Наталья Владимировна (RU)

Селиванов Олег Григорьевич (RU)

C09D5/08 - краски для защиты от коррозии

C09D125/04 - гомополимеры или сополимеры стирола

Владельцы патента RU 2709132:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) (RU)

Изобретение относится к защитным покрытиям и может быть использовано в строительной отрасли в качестве защитного барьера, предохраняющего элементы металлических конструкций зданий и сооружений от воздействия неблагоприятных природных и техногенных факторов. Композиция содержит компоненты при следующем соотношении, мас.ч.: связующее – олигопипериленстирол (100), модификатор – тетраэтоксисилан (3-20), отвердитель - тетраизопропилтитанат (1-12); растворитель - уайт-спирит (40). Обеспечивается повышение адгезионных и гидрофобных свойств покрытия. 3 пр., 1 табл.

Заявляемая композиция относится к области композиций для защитных покрытий, затвердевающих при температуре окружающего воздуха и может найти применение в строительной отрасли в качестве защиты поверхности металлических и бетонных конструкций зданий и сооружений от воздействия неблагоприятных природных и техногенных факторов, а также в других отраслях, где требуются высокие физико-механические свойства покрытий.

Известна композиция для защитного покрытия, включающая раствор полиорганосилоксана, в частности, полиметилфенилсилоксана в органическом растворителе, в частности в толуоле, отвердитель тетрабутоксититан, силикат (асбест или слюда), оксид металла, карбид кремния (патент РФ №2041905. Опубл. 20.08.1995).

Данное техническое решение обеспечивает улучшение физико-механических свойств покрытия, однако его прочность к удару, прочность на изгиб, особенно при больших толщинах (до 150-200 мкм), недостаточны; кроме того, следует отметить невысокую водостойкость покрытия, а также склонность к образованию плотных осадков при хранении композиции.

Известна композиция для защитного покрытия (Патент РФ №2216567 от 20.11.2003 г. Бюл. №32), включающая полиорганосилоксан, органический растворитель, отвердитель, силикат, оксид металла и карбид кремния, где в качестве полиорганосилоксана использована смесь полиметилдиметилфенилсилоксановой смолы, модифицированной пентафталевой смолой, с полиметилфенилсилоксановой смолой в соотношении 1-3:1 вес. ч., а в качестве силиката - смесь асбеста и слюды в соотношении 1:1-2 вес. ч. при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Смесь полиметилдиметилфенилсилоксановой смолы,

модифицированной пентафталевой смолой, с

полиметилфенилсилоксановой смолой - 20-40

Органический растворитель - 4-15

Отвердитель - 2-15

Смесь асбеста и слюды - 30-70

Оксид металла - 0,05-10

Карбид кремния - 1-15

Недостатком данной композиции для защитного покрытия является сложность состава и технологии получения данной композиции, так как после смешения компонентов композиции при приготовлении требуется механическая обработка смеси в шаровой мельнице в течение 1-3 суток. Только при такой длительности механообработки достигается помол силиката и карбида кремния до величин 10-20 мкм и 1-2 мкм соответственно, при этом прочностные характеристики покрытия возрастают незначительно.

Наиболее близкой к заявленной композиции по технической сущности является композиция на основе олигопипериленстирольного связующего (ОППС), тетраэтоксисилана (ТЭОС), наполнителя гальванического шлама, содержащего оксиды и гидроксиды металлов, и органического растворителя (Чухланов В.Ю. и др. Новые лакокрасочные материалы на основе модифицированных пипериленстирольных связующих с использованием гальваношлама в качестве наполнителя. Лакокрасочные материалы и их применение. 2012. №12. С. 52-55), при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:

ОППС - 100

ТЭОС - 10

Гальванический шлам - 30

Растворитель - 40

Данное техническое решение обеспечивает улучшение физико-механических свойств покрытия и позволяет решить проблему безопасной утилизации гальваношлама.

Недостатком данной композиции являются недостаточно высокие адгезионные и гидрофобные свойства защитного покрытия. Введение гальваношлама хоть и повышает твердость пленки покрытия, но в тоже время не улучшает адгезию покрытия к обрабатываемой поверхности, а наличие значительного количества гидрофильного карбоната кальция в гальваношламе снижает гидрофобный эффект от действия модификатора тетраэтоксисилана.

Целью заявляемого технического решения является получение защитного покрытия с высокими адгезионными и гидрофобными свойствами.

Указанная цель достигается тем, что при получении композиции для защитного покрытия, содержащей полимерное связующее, модификатор и отвердитель, в качестве связующего используется олигопипериленстирол, в качестве модификатора используется тетраэтоксисилан, в качестве отвердителя тетраизопропилтитанат (ТИПТ), в качестве растворителя - уайт-спирит, при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:

Олигопипериленстирол - 100

Тетраэтоксисилан - 3-20

Тетраизопропилтитанат - 1-12

Растворитель уайт-спирит - 40

В качестве связующего используется олигопипериленстирол марки ПС-70М (ТУ 38303-01-30-01), представляющий собой концентрированный раствор сополимера стирола и пиперилена (соотношение 70/30) в органическом растворителе уайт-спирите. В качестве модификатора - тетраэтоксисилан (ТУ 2435-419-05763441-2003). В качестве отвердителя защитной композиции используется тетраизопропилтитанат (ТУ 2423-008-50284764-2006) - продукт взаимодействия четыреххлористого титана с изопропиловым спиртом. В качестве растворителя используется уайт-спирит (ГОСТ 3134-78).

Введение в олигопипериленстирол кремнийорганического модификатора ТЭОС приводит к очень сильному гидрофобному эффекту, что объясняется наличием у ТЭОС функциональных групп у атома кремния, за счет которых происходит образование им связей с поверхностью обрабатываемого материала, при этом молекулы ТЭОС ориентированы таким образом, что неполярные углеводородные фрагменты оказываются направлены во внешнее пространство, а полярные - к обрабатываемой поверхности, в результате чего, последняя оказывается защищена гидрофобными углеводородными группами и теряет способность смачиваться водой.

Использование в качестве отвердителя ТИПТ приводит к повышению прочностных и адгезионных свойств защитного покрытия, что связано с образованием химических связей между ОППС и ТИПТ вследствие наличия реакционноспособных групп как у отвердителя, так и реакционных групп у ОППС. Кроме того, разложение тетраизопропилтитаната под действием атмосферной влаги может привести к образованию наноразмерного оксида титана, который в качестве активного наполнителя встраивается в структуру полимерных макромолекул и обеспечивает пространственно-сшитую структуру получаемого покрытия, увеличивая его прочность.

При содержании ТЭОС меньше 3 мас. ч. не наблюдается гидрофобный эффект композиции, при содержании ТЭОС больше 20 мас. ч. наблюдается эффект пластификации и уменьшения твердости и прочности покрытия.

При содержании тетраизопропилтитаната менее 1 мас. ч. защитное покрытие медленно отверждается и имеет недостаточную прочность. Добавление тетраизопропилтитаната свыше 12 мас. ч. в композицию приводит к образованию очень жесткого покрытия с большими внутренними напряжениями, обладающего низкой адгезией к подложке. Заявляемое изобретение может быть осуществлено следующим образом:

В олигопипериленстирол добавляют последовательно тетраэтоксисилан, тетраизопропилтитанат и растворитель тщательно перемешивают. Перед нанесением покрытия, обрабатываемую поверхность тщательно подготавливают (проводят операцию механической обработки металлической поверхности от ржавчины, окалины, затем поверхность обезжиривают). Приготовленную композицию наносят кистью, валиком или пневмораспылением. Рекомендуется проводить работы либо в помещении, либо в сухую погоду. Композиция наносится при температуре от +10°С до +30°С, при относительной влажности воздуха не более 70%.

Заявляемое изобретение иллюстрируется следующими примерами:

1. В 100 мас. ч. олигопипериленстирол вводят 10 мас. ч. тетраэтоксисилана, 6 мас. ч. тетраизопропилтитаната, 40 мас. ч. растворителя уайт-спирита. Композицию тщательно перемешивают.

2. В 100 мас. ч. олигопипериленстирол вводят 3 мас. ч. тетраэтоксисилана, 12 мас. ч. тетраизопропилтитаната, 40 мас. ч. растворителя уайт-спирита. Композицию тщательно перемешивают.

3. В 100 мас. ч. олигопипериленстирол вводят 20 мас. ч. тетраэтоксисилана, 1 мас. ч. тетраизопропилтитаната, 40 мас. ч. растворителя уайт-спирита. Композицию тщательно перемешивают.

Свойства покрытий, полученных с использованием известной и предлагаемой композиции, приведены в таблице 1.

Композиция для защитного покрытия, включающая полимерное связующее олигопипериленстирол, модификатор тетраэтоксисилан, растворитель уайт-спирит, отличающаяся тем, что дополнительно содержит тетраизопропилтитанат, при следующем соотношении компонентов (мас. ч.):

Олигопипериленстирол	- 100
Тетраэтоксисилан	- 3-20
Тетраизопропилтитанат	- 1-12
Растворитель уайт-спирит	- 40

Изобретение относится к пигментированному водному грунтовочному материалу, многослойной красочной системе и способу ее получения. Водный грунтовочный материал содержит пигмент, воду и продукт реакции на основе простого полиэфира.

Защитное покрытие для кирпичной или бетонной поверхности // 2707992

Изобретение относится к энергосберегающему покрытию и конкретно касается защиты кирпичных, бетонных и железобетонных поверхностей строительных конструкций зданий и сооружений, в частности стен, потолков, а также емкостей для хранения нефти и нефтепродуктов, резервуаров водоподготовки и хранения реагентных составов, ремонтируемых и вновь изготавливаемых зданий и сооружений, а также к способам нанесения защитного покрытия на данные поверхности.

Карбоксифункциональные продукты реакции на основе простого полиэфира и водные грунтовочные материалы, включающие продукты реакции // 2707886

Изобретение относится к пигментированному водному грунтовочному материалу, многослойной красочной системе и способу ее получения. Водный грунтовочный материал включает пигмент, воду и продукт реакции на основе простого полиэфира.

Антикоррозионная система лакокрасочных покрытий со способностью к самовосстановлению // 2705343

Изобретение относится к области химической технологии, а именно к получению лакокрасочных покрытий. Антикоррозионная системы лакокрасочных покрытий состоит из грунтовочного цинксодержащего слоя, наносимого методом катодного электроосаждения, и наносимого методом пневматического распыления верхнего эмалевого слоя, способного к самовосстановлению, на основе полиуретановых пленкообразователей.

Способ покрытия металлических поверхностей субстратов с нанесенным по этому способу покрытием // 2701019

Изобретение относится к способу покрытия металлических поверхностей субстратов с помощью водных композиций в форме дисперсии и/или суспензии, которые содержат по меньшей мере одно стабилизированное связующее средство и один гелеобразователь и с помощью которых на стадии предварительной обработки и/или во время контактирования катионы, извлеченные растворением из металлической поверхности, образуют покрытие на основе ионогенного геля, при котором нанесение покрытия осуществляют посредством: I) предоставления субстрата с очищенной металлической поверхностью, II) контактирования металлических поверхностей с первой водной композицией в форме дисперсии и/или суспензии и нанесения с ее помощью покрытия, III) при необходимости промывки органического покрытия, IV) при необходимости сушки органического покрытия и V) покрытия по меньшей мере двумя дополнительными композициями для нанесения покрытий перед сушкой и сшивкой всех нанесенных слоев, причем стабилизированные связующие средства выбраны из группы, состоящей из: неионогенно стабилизированных полиэпоксидных дисперсий, неионогенно стабилизированных полиуретановых дисперсий и ионно стабилизированных полиакрилатных дисперсий, причем стабилизированные связующие средства должны удовлетворять условию, что a) водную смесь из полностью обессоленной воды, от 0,2 до 2% масс.

Системы ингибирующих коррозию золь-гель покрытий и способ // 2699610

Изобретение относится к системам ингибирующих коррозию золь-гель покрытий. Описан ингибирующий коррозию материал покрытия, связанный с металлической подложкой, содержащий: ингибирующее коррозию соединение, содержащее по меньшей мере одну дисульфидную группу; и золь-гель на основе циркония, связанный с металлической подложкой; при этом ингибирующее коррозию соединение содержится в золь-геле на основе циркония.

Жидкость с трехвалентным хромом для химической конверсионной обработки основы из цинка или цинкового сплава и способ химической конверсионной обработки с ее использованием // 2698874

Изобретение может быть использовано при проведении поверхностной обработки летательных аппаратов, деталей автомобилей. Не содержащая шестивалентного хрома жидкость для химической конверсионной обработки поверхностей покрытия цинком или цинковым сплавом содержит ионы трехвалентного хрома, ионы циркония, нитрат-ионы, цепочечный коллоидный кремнезем и воду.

Способ получения порошкового пигмента-преобразователя ржавчины (варианты) // 2697558

Группа изобретений относится к вариантам противокоррозионных материалов и может быть использована в составе лакокрасочных композиционных материалов для защиты металлических конструкций.

Способ получения порошкового пигмента-преобразователя ржавчины (варианты) // 2697558

Преобразователь ржавчины и способ его получения // 2693764

Группа изобретений относится к лакокрасочной промышленности и может быть использована для защиты пораженных ржавчиной металлических поверхностей. Преобразователь ржавчины содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%: латекс СКС-65 ГП - 16-17,7; водный раствор танина - 7,7-9; щавелевая кислота - 1,9-2,4; вода – остальное до 100%.

Водно-дисперсионная защитная лакокрасочная композиция // 2662530

Изобретение относится к водно-дисперсионным лакокрасочным материалам для защиты бетонных и металлических поверхностей от коррозии, предназначенным для применения в строительной отрасли.

Теплоизоляционная краска // 2652683

Изобретение относится к химической промышленности и касается теплоизоляционной краски, используемой для получения покрытий оборудования, в частности трубопроводов, металлических, бетонных, железобетонных, кирпичных, деревянных и других строительных конструкций жилых, общественных и промышленных зданий и сооружений.

Улучшенные энергетически экономичные покрывные композиции, не содержащие растворителей // 2617630

Изобретение относится к композициям для покрытия. Водная покрывная композиция имеет объемное содержание пигмента (ОСП) от 70 до 78% и содержит по отношению к суммарному объему твердых веществ в сухом покрытии: a) заглушающие пигментные частицы, содержащие: i) от 4 до 10% диоксида титана, b) частицы незаглушающего наполнителя, содержащие: i) карбонат кальция и магния, и/или ii) карбонат кальция, и/или iii) нефелиновый сиенит, и/или iv) каолин, причем суммарное содержание i)+ii)+iii)+iv) составляет от 40 до 75%, и содержание iv) составляет от 0 до 45%, содержит c) частицы стирол-акрилового полимерного связующего материала, у которого вычисленная по уравнению Фокса температура стеклования (Tg) составляет от -30 до 5°С, и кислотное число составляет от 15 до 65 мг КОН на 1 г полимера, причем полимерные частицы состоят из акриловых мономеров и необязательно дополнительно содержат производные стирола, содержит d) диспергирующее вещество, которое не растворяется в воде при рН 3;причем композиция не содержит летучего органического растворителя и полых полимерных заглушающих пигментных частиц.

Покрытия, включающие частицы итаконатного латекса, и способы их применения // 2516495

Изобретение относится к покрытиям на поверхностях панелей транспортных средств или строений, обеспечивающим гашение звука и/или вибрации. Покрытие включает частицу латекса, содержащую продукт взаимодействия итаконовой кислоты и/или итаконового ангидрида и одноатомного спирта или моноэпоксида, или моноамина.

Радиопоглощающий материал // 2482149

Изобретение относится к радиопоглощающему материалу. .

Состав полистирольной краски // 2472827

Изобретение относится к области получения лакокрасочных материалов, в частности красок на основе полистирола или его производных как пленкообразующих, и может быть использовано для защиты металлических, бетонных и деревянных поверхностей от коррозии в различных отраслях промышленности.

Состав праймера для алюминиевой фольги // 2464289

Изобретение относится к составам покрытий на основе водных акриловых полимерных дисперсий, а именно к составам праймера для нанесения на поверхность алюминиевой фольги.

Способ получения водных дисперсий полимеров, эмульсионные полимеры и их применение // 2435788

Покрытие для поверхности состава каучук-полиолефин // 2381248

Изобретение относится к покрытию для пола состава каучук-полиолефин и способу его получения. .

Способ обработки фасадов и интерьеров зданий // 2376080

Изобретение относится к способам обработки поверхностей из природных и искусственных камней, керамических материалов и может использоваться для очистки фасадов и интерьеров зданий от атмосферных загрязнений, а также при реставрационных работах.