Композиция для антикоррозионного покрытия

 

Изобретение относится к защите от коррозии стальных конструкций изделий, трубопроводов используемых в строительстве, промышленности, сельском хозяйстве, водоснабжении. Описывается композиция для антикоррозионного покрытия стальных изделий конструкций и трубопроводов, включающая латекс полимера, казеиновый клей и воду, отличающаяся тем, что она содержит в качестве латекса полимера бутадиенстирольный стабилизированный латекс СКС-65ГП марки Б, а в качестве наполнителя керамзитовую пыль с удельной поверхностью 2500-3000 г/см² с содержанием Fe₂O₃ (15-20%) при следующем соотношении компонентов, мас. ч.: латекс бутадиенстирольный стабилизированный СКС-65 ГП марки Б 15-25, клей казеиновый 5-10, керамзитовая пыль с удельной поверхностью 2500-3000 г/см² с содержанием Fe₂O₃ (15-20%) 40-80, вода 25-45. Технический результат - повышение адгезии при нанесении ее на коррозионную стальную поверхность и повышение антикоррозионных качеств. 2 табл.

Изобретение относится к защите от коррозии стальных конструкций, изделий трубопроводов используемых в строительстве, промышленности, сельском хозяйстве и водоснабжении.

Известен способ антикоррозионной защиты стальных трубопроводов.

Способ отличается тем, что перед нанесением изолирующего слоя поверхность обрабатывают грунтом-преобразователем ржавчины следующего состава, мас. ч.: Кубовые остатки синтетических жирных кислот фракции C₂₁ и выше - 90-100 Ортофосфорная кислота - 1,5-3,0 Сольвент - 110-130 а изолирующий слой выполнен из лака Корс-35-40%-ного раствора в органическом растворителе сополимера кубовых остатков ректификации стирола с малеиновым или фталевым ангидридом (см. Авторское свидетельство СССР N 1643579 A1, С 09 D 5/08, 1988).

Недостатками способа являются высокая трудоемкость нанесения композиции, низкая производительность труда, применение дефицитного материала - ортофосфорной кислоты, низкая технологичность, ограниченная область применения, только для защиты стальных трубопроводов.

Из описанных в литературе веществ аналогичного назначения наиболее близким по составу является композиция антикоррозионного покрытия для арматуры в железобетонных конструкциях, содержащая, мас.ч.: латекс - 15-25 стабилизатор-казеиновый клей - 3-10 известково-песчаное вяжущее - 60-120 вода - 25-45 (см. Авторское свидетельство СССР N 318301 A1, C 09 D 5/08, 1984).

Недостатками известной композиции являются низкая адгезия при нанесении ее на коррозионную стальную поверхность (арматуру), ограниченная область применения, только при тепловой обработке, низкая жизнеспособность.

Технической задачей изобретения является повышение адгезии при нанесении ее на коррозионную стальную поверхность и повышение антикоррозионных качеств.

Это достигается тем, что композиция для антикоррозионного покрытия стальных изделий, конструкций и трубопроводов, включающая латекс полимера, казеиновый клей, наполнитель и воду, отличающаяся тем, что она содержит в качестве латекса полимера-бутандиенстирольный стабилизированный латекс СКС 65 ГП марки "Б", а в качестве наполнителя - керамзитовую пыль с удельной поверхностью 2500-3000 г/см² с содержанием Fe₂O₃ (15-20%) при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
латекс бутандиенстирольный стабилизированный СКС-65 ГП марки Б - 15-25
клей казеиновый - 5-10
керамзитовая пыль с удельной поверхностью 2500-3000 г/см² с содержанием Fe₂O₃ (15-20%) - 40-80
вода - 25-45
Керамзитовая пыль представляет собой тонкодисперсный порошок темно-красного цвета с удельной поверхностью 2500-3000 г/см², которая получается при обжиге керамзита и улавливаемая циклонными установками.

Химический состав пыли, мас.%: SiO₂ - 66,53; CaO - 2,12; Al₂O₃ - 6,59; Fe₂O₃ - 17,35; MgO - 2,64; SO₃ - 0,14; Na₂O - 1,15; K₂O - 2,3; П.П.П. - 0,33; прочие - 0,85.

Рентгеноструктурный анализ показал, что керамзитовая пыль содержит кварц - (35-38%), МЕТАкаолин - (10-12%), полевой шпат - (30-40%), гематит - (15-20%).

Была исследована адгезия предлагаемой композиции к коррозионной стальной поверхности (до 100 мкм) и прототипа, а также коррозионные свойства. Для этого были приготовлены 5 составов предлагаемой и известной композиций с различным содержанием компонентов, которые сведены в табл. 1, а физико-механические показатели - в табл. 2.

Как видно из табл. 2, адгезия к коррозионной стальной поверхности выше, чем у прототипа и аналога, это объясняется тем, что защитные действия материалов предлагаемой композиции (стабилизированный латекс СКС-65ГП марки Б, казеиновый клей, керамзитовая пыль с удельной поверхностью 2500-3000 г/см² с содержанием Fe₂O₃ 15-20%) и стабилизация продуктов коррозии основаны на превращении гидроокисей и окисей железа (керамзитовой пыли) в гематит Fe₂O₃ и магнетит Fe₂O₄, которые прочно связаны с металлической поверхностью. Это обусловлено близостью их структуры к структуре металла. Константа кристаллической решетки, например магнетита, близка к константе решетки железа.

Все вышеперечисленные материалы способствуют переходу ржавой поверхности в гематит и магнетит, а вследствие увеличения адгезий и антикоррозионных свойств.

При содержании керамзитовой пыли с содержанием Fe₂O₃ (15-20%) менее 40% приводит к снижению адгезии (см. табл.2 и примеры).

При содержании керамзитовой пыли с содержанием Fe₂O₃ (15-20%) более 80% приводит к растрескиванию покрытия (см. табл. 2 и примеры).

При содержании керамзитовой пыли с содержанием Fe₂O₃ менее 15% приводит к коррозии металла (см. табл. 2 и примеры).

При содержании керамзитовой пыли Fe₂O₃ более 20% проводит к растрескиванию покрытия (см. табл. 2 и примеры).

Пример 1.

В испытаниях использовали композицию следующего состава, мас.ч.:
Латекс СКС-65ГП марки Б - 10
Клей казеиновый - 3
Керамзитовая пыль с удельной поверхностью 2500 г/см² с содержанием Fe₂O₃ - 20% - 30
Вода - 20
В мешалку заливают латекс СКС-65ГП марки Б и вливают в него преварительно разведенный водой казеиновый клей. Производят перемешивание 3 минуты, добавляют в полученную смесь керамзитовую пыль и все перемешивают в течение 5 минут до получения однородной массы, которая наносится на металлическую ржавую поверхность при температуре T=20^oC с помощью кружки и оставляют при той же температуре на 3 суток и после проверяют на отрыв на разрывной машине РМ250 при скорости нагружения 25 мм/минут и рассчитывают по формуле
,
где P - разрушающая нагрузка, кг;
F - площадь отрыва, см².

Прочность сцепления покрытия с металлом определяют испытанием на отрыв 8-10 штампов, наклеянных на поверхность покрытия быстродействующей мастикой на основе эпоксидной смолы ЭД-20, отвержденной полиэтиленполиамидом, взятых в соотношении 10:1:3 по массе.

Применяемое оборудование
Разрывная машина РМ 250
Штамп - круглая стальная пластина с гладкой поверхностью диаметром и высотой 10 мм с отверстием, в которое вставляют стальной стержень 10 штук.

Подложка 20 · 20 мм - 10 штук.

После испытания на отрыв образцы покрытия с металлом показали через 3 суток при T = 20^oC:
С чистой металлической поверхностью 4,5 МПа при толщине ржавчины:
30 мкм - 1,5 МПа
50 мкм - 1,4 МПа
80 мкм - 1,2 МПа
100 мкм - 1,0 МПа
Толщину пленки ржавчины устанавливали микроскором МПБ-2.

Пример 2.

Испытания проводят как в примере 1.

В испытаниях использовали покрытие следующего состава, мас./ч.:
Латекс СКС-65 ГП марки Б - 15
Клей казеиновый - 5
Керамзитовая пыль с удельной поверхностью 2500 г/см² с содержанием Fe₂O₃ - 20% - 40
Вода - 25
После испытания на отрыв образцы покрытия с металлом через 3 суток при T = 20^oC показали:
С чистой металлической поверхностью 6,0 МПа при толщине ржавчины:
30 мкм - 1,8 МПа
50 мкм - 2,0 МПа
80 мкм - 1,8 МПа
100 мкм - 1,7 МПа
Пример 3.

Испытание проводят как в примере 1.

В испытаниях использовали покрытие следующего состава, мас.ч.:
Латекс СКС-65ГП марки Б - 20
Клей казеиновый - 7
Керамзитовая пыль с удельной поверхностью 3000 г/см² с содержанием Fe₂O₃ - 15% - 60
Вода - 35
После испытания на отрыв образцы покрытия с металлом через 3 суток при T = 20^oC показали:
С чистой металлической поверхностью 6,5 МПа при толщине ржавчины:
30 мкм - 2,2 МПа
50 мкм - 2,0 МПа
80 мкм - 1,9 МПа
100 мкм - 1,6 МПа
Пример 4.

Испытание проводят как в примере 1.

В испытаниях использовали покрытие следующего состава, мас.ч.:
Латекс СКС-65 ГП марки Б - 25
Клей казеиновый - 10
Керамзитовая пыль с удельной поверхностью 3000 г/см² с содержанием Fe₂O₃ - 15% - 80
Вода - 45
После испытания на отрыв образцы покрытия с металлом через 3 суток при T = 20^oC показали:
С чистой металлической поверхностью 6,5 МПа при толщине ржавчины:
30 мкм - 2,1 МПа
50 мкм - 2,0 МПа
80 мкм - 2,0 МПа
100 мкм - 1,4 МПа
Пример 5.

Испытание проводят как в примере 1.

В испытаниях использовали покрытие следующего состава, мас.ч.:
Латекс СКС-65 ГП марки Б - 30
Клей казеиновый - 12
Керамзитовая пыль с удельной поверхностью 2500 г/см² с содержанием Fe₂O₃ - 20% - 90
Вода - 50
После испытания на отрыв образца покрытия с металлом через 3 суток при Т = 20^oC показали:
С чистой металлической поверхностью 5,0 МПа при толщине ржавчины:
30 мкм - 1,8 МПа
50 мкм - 1,4 МПа
80 мкм - 1,3 МПа
100 мкм - 1,0 МПа
Пример 6.

Испытание проводят как в примере 1.

В испытаниях использовали покрытие следующего состава, мас.ч.:
Латекс СКС-65 ГП - 20
Клей казеиновый - 5
Известково-песчаное вяжущее - 90
Вода - 35
После испытания от отрыв образцы покрытия с металлом через 3 суток при Т = 20^oC показали:
С чистой металлической поверхностью 4,5 МПа
при толщине ржавчины:
30 мкм - 1,4 МПа
50 мкм - 1,4 МПа
80 мкм - 1,0 МПа
100 мкм - 0,6 МПаь

Формула изобретения

Композиция для антикоррозионного покрытия стальных изделий, конструкций и трубопроводов, включающая латекс полимера, казеиновый клей и воду, отличающаяся тем, что она содержит в качестве латекса полимера бутадиенстирольный стабилизированный латекс СКС-65ГП марки Б, а в качестве наполнителя керамзитовую пыль с удельной поверхностью 2500 - 3000 г/см² с содержанием Fe₂О₃ (15 - 20%) при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Латекс бутадиенстирольный стабилизированный СКС-65ГП марки Б - 15 - 25
Клей казеиновый - 5 - 10
Керамзитовая пыль с удельной поверхностью 2500 - 3000 г/см² с содержанием Fe₂О₃ (15 - 20%) - 40 - 80
Вода - 25 - 45

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2