Модифицированный лакокрасочный материал



C09D131/00 - Составы для нанесения покрытий на основе гомополимеров или сополимеров соединений, содержащих один или более ненасыщенных алифатических радикалов, каждый из которых содержит только одну углерод-углеродную двойную связь, и по меньшей мере один из них - концевую ацилоксигруппу насыщенной карбоновой, угольной или галогензамещенной муравьиной кислоты (на основе продуктов гидролиза полимеров C09D129/00); составы для нанесения покрытий на основе их производных

Владельцы патента RU 2787758:

Федеральное государственное бюджетное учреждение высшего образования "Новосибирский государственный аграрный университет" (RU)

Изобретение относится к области химии, к противокоррозионным составам, а именно к модифицированному лакокрасочному материалу, содержащему пленкообразующее вещество и нанодобавки, характеризующемуся тем, что лакокрасочный материал на основе акриловых сополимеров содержит наночастицы оксида висмута в количестве 1% и адаптированного концентрата с углеродными нанотрубками в количестве 0,1%, от общей массы состава, которые, на этапе приготовления к применению, последовательно вводят в лакокрасочный материал и перемешивают поочередно до однородности механически при высокой частоте вращения. Техническим результатом изобретения является снижение трудоемкости приготовления модифицированного лакокрасочного материала и повышение эксплуатационной стойкости получаемых покрытий. 4 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к области химии, а именно к составам для создания противокоррозионных покрытий.

Для объектов различного назначения, эксплуатируемых в условиях с высокой коррозионной активностью (холодный, морской климат, активная химическая среда и др.), необходимо применение защитных покрытий способных сохранять свои качества длительное время.

Для создания долговечных защитных покрытий в условиях эксплуатации с высокой коррозионной активностью применяют либо порошковые полимерные материалы, либо органические лакокрасочные материалы (ЛКМ) со специальными добавками. Данные материалы являются достаточно дорогостоящими, и/или их применение требует наличия специализированного оборудования.

Для снижения себестоимости покрытия целесообразнее применять органические лакокрасочные материалы. А для их обеспечения необходимыми эксплуатационными характеристиками вводят модификаторы на этапе приготовления, перед непосредственным применением. Однако ввиду сложности получения однородных составов на данном этапе этот способ не имеет широкого применения.

Для получения защитных лакокрасочных покрытий, обладающих комплексом необходимых свойств, актуальным является применение наномодификаторов, которые могут оказывать положительный эффект уже до 1% концентрации в составе материала. Применение одновременно двух и более наномодификаторов приводит к синергетическому эффекту.

В связи с этим, актуально находить пути снижения себестоимости и трудоемкости получения высокоэффективных защитных покрытий на металлических поверхностях, эксплуатируемых в суровых условиях, за счет введения в лакокрасочный материал перед непосредственным применением легкосмешивамых совместимых наномодификаторов.

Известен «Однослойный антикоррозионный лакокрасочный материал на основе эпоксидного связующего с углеродными нанотрубками (УНТ)» (пат. РФ №2537001), согласно которому в эпоксидную смолу или промышленную эмаль добавляется суспензия, состоящая из эпоксидной смолы в качестве пленкообразующего вещества (15% масс), многослойных УНТ (0.5% масс) и 2-этоксиэтанола (84.5% масс), перемешанных в диспергирующей и ультразвуковой установках.

К недостаткам данного изобретения относится высокое содержание углеродных нанотрубок, что влияет на стоимость состава, а также сложность в приготовлении состава.

Для повышения эксплуатационной стойкости композиционных материалов, в том числе лакокрасочных покрытий, известен «Суперконцентрат углеродных нанотрубок и способ его получения» (пат. РФ 2654959). Сущность изобретения заключается в разработке составов и способов их приготовления для различных материалов. Особенностью данного способа является получение совместимых и легко смешиваемых с различными композиционными материалами составов и повышающими эксплуатационную стойкость материалов, получаемых на их основе, при малых содержаниях углеродных нанотрубок.

Известно «Антикоррозионное покрытие с углеродными нанотрубками заполненными цинком» (пат. РФ №2312874). Сущность изобретения заключается в получении лакокрасочного материла, содержащего углеродные нанотрубки в количестве 40…86% от объема, заполненных цинком. Введение цинка в углеродные нанотрубки проводится методом расплавленных металлов, что является трудоемким процессом, требующим наличие специального оборудования.

К недостаткам также относится то, что объем углеродных нанотрубок в лакокрасочном материале составляет 40…86%, что существенно повышает себестоимость получаемого покрытия и сложность получения однородных составов.

ТЕХНИЧЕСКАЯ ЗАДАЧА изобретения заключается в снижении трудоемкости приготовления модифицированного лакокрасочного материала и повышении эксплуатационной стойкости получаемых покрытий.

Техническая задача достигается введением в лакокрасочный материал на основе акриловых сополимеров наночастиц оксида висмута в количестве (Bi2O3) 1% от массы ЛКМ и адаптированного концентрата на основе углеродных нанотрубок (УНТ), в количестве 0,1% от массы ЛКМ.

Введение данных добавок в состав эмали на основе акриловых сополимеров позволяет добиться синергетического эффекта по отношению большинства важнейших характеристик получаемого лакокрасочного покрытия, отвечающих за противокоррозионную защиту в различных условиях эксплуатации: адгезионная прочность, прочность к истиранию и др.

Применяемые добавки являются легко смешиваемыми механическим способом, на этапе приготовления к применению, с эмалью на основе акриловых сополимеров, и в сочетании позволяют добиться синергетического эффекта.

Порядок приготовления модифицированного лакокрасочного материала:

1. В необходимое количество лакокрасочного материала на основе акриловых сополимеров вводят 1% по массе наночастиц оксида висмута и перемешивают до однородности механическим смешиванием при высокой частоте вращения;

2. В полученный лакокрасочный материал вводят концентрат на основе углеродных нанотрубок, в количестве 0,1% по массе и перемешивают до однородности механическим смешиванием при высокой частоте вращения;

3. В готовый состав, перед применением, при необходимости, вводят отвердитель и разбавляют до нужной вязкости.

Результаты проведенных исследований представлены в таблице -результаты испытаний наномодифицированных покрытий, на фиг. 1 - термомеханические кривые модифицированного покрытия при различном содержании наночастиц оксида висмута (Bi2O3) и концентрата с УНТ (1 - Bi2O3 0,5%, УНТ - 0,05%; 2 - Bi2O3 0,5%, УНТ - 0,25%; 3 - Bi2O3 1%, УНТ - 0,05%; 4 - Bi2O3 1%; УНТ - 0,1%).

Микроструктура наномодифицированного защитного акрилового покрытия по результатам растровой электронной микроскопии представлена на: фиг. 2 - без наноразмерных добавок, фиг. 3 - с добавлением концентрата с УНТ 0,1%, фиг. 4 - с добавлением наночастиц оксида висмута Bi2O3 1% и концентрата с УНТ 0,1%.

Данные исследования подтверждают, что комплексный положительный эффект при введении нанодобавок наблюдается уже до 1% концентрации, что способствует обеспечивать повышение долговечности покрытия при минимальных затратах.

Значение диэлектрической проницаемости характеризует изолирующие свойства объекта. Чем ниже значение диэлектрической проницаемости, тем выше изоляционная способность и наоборот. Значение тангенса угла диэлектрических потерь характеризует антистатические качества, чем значение тангенса угла диэлектрических потерь ниже, тем покрытие более антистатичное и наоборот.

При совместном введении добавок наночастиц оксида висмута и концентрата с УНТ определено, что наилучшим сочетанием нанодобавок является совместное введение в материал Оксида висмута (Bi2O3) в количестве 1% и концентрата с УНТ 0,1%.

Данное покрытие, по сравнению с другими испытанными покрытиями отличается:

- повышенной температурой точки перехода в текучее состояние, что говорит о высокой термостабильности и термоустойчивости покрытия (Фиг. 1);

- высокими показателями адгезии (более 4 МПа при когезионном характере отрыва от 60 и более процентов);

- лучшими антистатическими и проводящими качествами.

Отмеченный синергетический эффект проявляется в получении покрытия с лучшими показателями свойств при введении меньшего количества добавок, что позволяет снизить затраты на приготовление состава и создания покрытия.

При анализе изображений растровой электронной микроскопии (фиг 2,3,4), отмечено, что при модифицировании нанодобавками происходит активное взаимодействие углеродных нанотрубок с образованием гомогенной наноструктуры по фрактальному механизму (фиг. 3). В дальнейшем с введением оксида висмута наблюдается образование гетерофазных фрактальных структур, армирующих весь композит. Введение оптимального расхода наноразмерных добавок Bi2O3 (1%) и концентрата с УНТ (0,1%) позволяет получить равномерную плотную микрормированную структуру (фиг. 4). При большем содержании УНТ агрегируют, образуя дефекты структуры. Микроструктурный анализ позволил доказать существование оптимального содержания нанодобавок и подтвердить полученный другими методами исследований синергетического эффекта по усилению качественных показателей защитного акрилового покрытия.

Модифицированный лакокрасочный материал, содержащий пленкообразующее вещество и нанодобавки, отличающийся тем, что лакокрасочный материал на основе акриловых сополимеров содержит наночастицы оксида висмута в количестве 1% и адаптированного концентрата с углеродными нанотрубками в количестве 0,1%, от общей массы состава, которые, на этапе приготовления к применению, последовательно вводят в лакокрасочный материал и перемешивают поочередно до однородности механически при высокой частоте вращения.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области технологий 3D-печати и может использоваться практически в любых отраслях промышленности для изготовления трехмерных изделий и объектов различного назначения, в частности к многокомпонентному аэрозольному средству для 3D-сканирования и способу его использования. Средство включает три состава: первый состав содержит адамантан, растворенный в циклопентане и затем разбавленный абсолютированным изопропанолом, который играет роль капленосителя, при этом адамантан присутствует в концентрации от 5 до менее 15 мас.

Изобретение относится к способу получения гидрофобно-модифицированной глины, где модификатор глины соответствует соединению на основе четвертичного аммония. Настоящее изобретение, кроме того, относится к гидрофобно-модифицированной глине, получаемой при использовании такого способа, и к суспензии, содержащей такую глину, а также к использованию такой гидрофобно-модифицированной глины и суспензии, содержащей такую гидрофобно-модифицированную глину.

Изобретение относится к дисперсному материалу на основе диоксида титана, который покрыт оксидом кремния. Способ изготовления частиц диоксида титана, имеющих слой покрытия из оксида кремния, включает формирование водной дисперсии, содержащей частицы диоксида титана, имеющей средний размер частиц 7-1000 нм, введение в упомянутую дисперсию кремнийсодержащего соединения для получения щелочной дисперсии с рН 9,3-12.

Изобретение может быть использовано при изготовлении ламинированных полов. Композиция для герметизации и покрытия краев древесно-волокнистых плит получена из смеси силановых соединений с полимерной дисперсией.

Изобретение может быть использовано при получении термоиндикаторов. Предложена частица со структурой «ядро - оболочка», в которой ядро содержит по меньшей мере один термохромный полупроводник, оболочка содержит по меньшей мере два слоя.
Изобретение относится к грунтовкам для металлических поверхностей. Предложена грунтовка на водной основе, содержащая: (A) полисилоксановый золь, (B) от 0,1 до 10% масс.

Изобретение относится к лакокрасочным материалам, используемым для покрытий внутренней поверхности трубопроводов, предназначенных для транспортировки нефти и природного газа. Лакокрасочная композиция для противокоррозионных полимерных покрытий представляет собой двухкомплектную композицию, в которой первый компонент - смесь эпоксидных смол, активный разбавитель, противокоррозионный пигмент, железооксидный пигмент, наполнители, функциональные добавки, второй компонент - модифицированный амин в качестве отвердителя.

Настоящее изобретение относится к композиции разжижителя для эпоксидной смолы, к составу эпоксидной краски, содержащей данную композицию, и к способу получения данной композиции. Предлагаемая композиция разжижителя содержит: смесь первого соединения, которая получается реакцией соединения на основе фенола и термостойкого соединения на основе стирола, на уровне 40-100 массовых частей; второе соединение, которое получается реакцией соединения на основе фенола и стирола, на уровне 2-10 массовых частей; третье соединение, которое получается реакцией соединения на основе фенола, термостойкого соединения на основе стирола и стирола, на уровне 2-20 массовых частей и смесь триметилфенилиндана и дифенилметилпентена на уровне 2-10 массовых частей.

Изобретение может быть использовано для тонирования печатных красок, чернил, полимерных материалов, стекол, керамических изделий и композиций декоративной косметики. Пигмент с эффектом металла состоит из алюминиевых пластинок субстрата с покрытием.

Изобретение относится к композиции покрытия в виде частиц, в частности к композиции покрытия из порошкового материала. Композиция содержит 30-60 мас.% полиэфирного полимера, 30-60 мас.% отвердителя, по меньшей мере 0,1 мас.% металлического пигмента и полиорганосилоксан.
Изобретение относится к применению покрытий из наночастиц SiO2 в водопроводящих системах охлаждения для предотвращения абразивной коррозии и отложений, а также к способу получения такого покрытия. Технический результат – создание покрытий водопроводящих систем охлаждения, в частности, труб для хладагента, которые обеспечивает более длительный срок службы, то есть лучшую защиту от абразивной коррозии, а также от отложений, при этом покрытия не должны, в частности, чрезмерно ухудшать теплопроводность покрытых стенок трубы.
Наверх