Модификатор ржавчины

 

Изобретение относится к лакокрасочной промышленности, а именно к модификаторам ржавчины, используемым для покрытий металлических поверхностей без предварительной очистки их от ржавчины. Технической задачей изобретения является получение модификатора ржавчины на основе активированного лигнина, который бы обеспечил высокую комплексообразующую способность к ионам железа и другим металлам, обладал бы повышенной антикоррозионной эффективностью. Модификатор ржавчины содержит активированный лигнин, полученный активированием в керамической емкости керамическими шарами гидролизного лигнина, обработанного модифицирующим составом, включающим аминосодержащую добавку, воду, дополнительно содержащим аммиак, причем в качестве аминосодержащей добавки используют органический алифатический аминоспирт, при следующем соотношении компонентов, мас.%: гидролизный лигнин 77,0-87,0, аминосодержащая добавка - 5,5-10,0, аммиак - 0,5-1,0, вода - остальное, и модификатор ржавчины дополнительно содержит оксид железа и имеет следующий количественный состав, мас. %: оксид железа - 1,0-2,0 и активированный лигнин - остальное. 2 табл.

Изобретение относится к лакокрасочной промышленности, а именно к модификаторам ржавчины, используемым для покрытий металлических поверхностей без предварительной очистки их от ржавчины.

Известен модификатор ржавчины, включающий лигнин активированный (лигнин, обработанный 25%-ным раствором гидроокиси аммония в присутствии трехзамещенного фосфата аммония), гидроцеллюлозу, винную кислоту, олифу натуральную, ворвань, экстракт солодкового корня, этилсиликат и воду (А.С. СССР 841339, кл. С 09 D 5/12, 1960).

Недостаток известного модификатора ржавчины заключается в том, что он недостаточно быстро и эффективно преобразует ржавчину.

Известен также порошковый преобразователь ржавчины, включающий гидролизный лигнин, обработанный модифицирующим составом, содержащим аминосодержащую добавку и воду (ППР-1 ТУ 04.96.74. 5-87, Украина - прототип).

Недостаток известного модификатора ржавчины заключается в том, что он недостаточно быстро и эффективно преобразует ржавчину.

Технической задачей изобретения является получение модификатора ржавчины на основе активированного лигнина, который бы обеспечил высокую комплексообразующую способность к ионам железа и другим металлам, обладал бы повышенной антикоррозионной эффективностью.

Техническая задача достигается тем. что модификатор ржавчины, включающий гидролизный лигнин, обработанный модифицирующим составом, содержащим аминосодержащую добавку и воду, содержит активированный лигнин, полученный активированием в керамической емкости керамическими шарами гидролизного лигнина, обработанного модифицирующим составом, дополнительно содержащим аммиак, и дополнительно содержит - оксид железа, причем в качестве аминосодержащей добавки использован органический алифатический аминоспирт, при этом активированный лигнин имеет следующий количественный состав, мас.% Гидролизный лигнин - 77,0-87,0 Аминосодержащая добавка - органический алифатический аминоспирт - 5,5-10,0 Аммиак - 0,5-1,0 Вода - Остальное а модификатор ржавчины имеет следующий количественный состав, мас.%: Оксид железа - 1,0-2,0 Активированный лигнин - Остальное Изобретение имеет следующие отличия от прототипа: - модификатор ржавчины содержит активированный лигнин, полученный активированием в керамической емкости керамическими шарами гидролизного лигнина, обработанного модифицирующим составом, дополнительно содержащим аммиак;
- модификатор ржавчины дополнительно содержит оксид железа;
- в качестве аминосодержащей добавки использован органический алифатический аминоспирт;
- активированный лигнин имеет следующий количественный состав, мас.%:
Гидролизный лигнин - 77,0-87,0
Аминосодержащая добавка - органический алифатический аминоспирт - 5,5-10,0
Аммиак - 0,5-1,0
Вода - Остальное
модификатор ржавчины имеет следующий количественный состав, мас.%:
Оксид железа - 1,0-2,0
Активированный лигнин - Остальное
Это позволит получить модификатор ржавчины на основе активированного лигнина, который обеспечит высокую комплексообразующую способность к ионам железа и другим металлам, обладает повышенной антикоррозионной эффективностью.

В просмотренном нами патентно-информационном фонде не обнаружено аналогичных технических решений, а также технических решений с указанными отличиями.

Заявленное техническое решение применимо и будет внедрено на промышленных предприятиях в 2000 г.

Для изготовления модификатора ржавчины брали следующие компоненты:
Аминосодержащая добавка, например моноэтаноламин ГОСТ 19234-87 Е;
Аммиак ГОСТ 9-92;
Оксид железа (Fe₂О₃ или Fe₃О₄) ГОСТ 26318.3-84.

Модификатор ржавчины получали и использовали следующим образом.

ПРИМЕР 1.

Вначале получали активированный лигнин путем наложения механо-химических нагрузок на гидролизный лигнин, что сопровождалось его разрушением с повышением механической активности диспергируемого материала, которая повышала эффективность всего последующего процесса, а именно увеличивала антикоррозийный эффект. Для получения активированного лигнина (АКК) гидролизный лигнин любой влажности в количестве 77,0 мас.% подавали в керамическую емкость и активировали керамическими шарами, при этом добавляли модифицирующий состав, содержащий расчетное количество аминосодержащей добавки в виде органического алифатического аминоспирта (5,5 мас.%), аммиака (0,5 мас.%) и воды (остальное). Активирование осуществляли при нормальной температуре и атмосферном давлении. После подсушки до 15-17% остаточной влаги измельчали до размера частиц 5-30 мкм.

Лигнин активированный (лигнин АКК) характеризуется следующими функциональными группами:
OCH₃,% - 4,0-5,3
ОН общ.,% - 20,2-21,7
СООН.% - 16,0-17,2
NH₂ общ.,% - 8,3-9,1
Модификатор ржавчины порошковый на основе активированного лигнина ЯРП-АКК получали следующим образом. Лигнин активированный АКК, содержащий не более 15-17% влаги смешивали с оксидом железа (Fe₂О₃ и/или Fе₃О₄) в количестве 1 мас. % (лигнин активированный АКК - остальное) и диспергировали (перетирали) в керамической емкости керамическими шарами в течение 10-12 часов при скорости вращения барабана 40-60 оборотов в минуту. Получали модификатор ржавчины ПРП-АКК (1). Цифра в скобках обозначает номер выполненного примера.

Модификатор ржавчины представляет собой высокодисперсный порошок с величиной частиц 5-30 мкм, темно-коричневого цвета. Он хорошо растворяется в избытке моноэтаноламина, водного раствора щелочи, слабо растворим в органических (общеизвестных) растворителях. Водная вытяжка дает щелочную реакцию - рН 7,5-8,5.

Полученный модификатор ржавчины МРП-АКК (1) использовали при изготовлении грунтующего состава. Для этого к модификатору МРП-АКК (1) в количестве 7,0 мас.% (возможно 5-8 мас.%) добавляли 93 мас.% эмали ПФ-115. Смесь тщательно перемешивали и наносили, например, вручную кистью, тщательно втирая и растушевывая на ржавых пластинах из стали Ст. 3 с плотным слоем ржавчины толщиной 100-120 мкм, подсушивали и затем наносили перекрытие - 2 слоя эмали ПФ-115. Время высыхания при 20^oС составляло 8-9 часов.

После 10 суток выдержки образцы помещали в гидростат при температуре +40-50^oС и относительной влажности 100% в течение 30 суток. Для оценки защитных свойств покрытия использовали емкостно-омический метод. Сущность метода заключается в периодическом изменении емкости "С" и тангенса угла диэлектрических потерь tgδ окрашенных образцов с помощью мостовой схемы переменного тока. Величина "С" является характеристикой состояния покрытия. Появление дефектов пленки покрытия, нарушение сплошности покрытия приводит к увеличению емкости "С". Улучшение качества покрытия характеризуется повышением потенциала ϕ. Испытания проводили на мосту переменного тока Р-568, генератор ГЗ-33, нуль-индикатор Ф-568 /R, С/. Потенциал снят на потенциостате ГП-50-1. Данные приведены после 30 суток испытаний в 3%-ном водном растворе NaCl.

ПРИМЕР 2.

Пример 2 выполняли по примеру 1, но при этом меняли количественное соотношение участвующих в этом компонентов, получая модификатор ржавчины МРП-АКК (2), а также изменяли качественный состав грунтующей композиции, в котором использовали полученный по примеру 2 модификатор ржавчины МРП-АКК (2).

ПРИМЕР 3.

Пример 3 выполняли по примеру 1, но при этом меняли количественное соотношение участвующих в этом компонентов, получая модификатор ржавчины МРП-АКК (3), а также изменяли качественный состав грунтующей композиции, в котором использовали полученный по примеру 3 модификатор ржавчины МРП-АКК (3).

В таблице 1 представлены примеры изготовленных в соответствии с изобретением композиций активированных лигнинов, полученных на их основе модификаторов ржавчины и грунтующих составов, полученных с добавлением изготовленных модификаторов ржавчины.

В таблице 2 представлены свойства полученных по примерам покрытий.

Технический результат изобретения состоит в получении модификатора ржавчины на основе активированного лигнина, который обеспечивает высокую комплексообразующую способность к ионам железа и другим металлам, обладает повышенной антикоррозионной эффективностью.

Формула изобретения

Модификатор ржавчины, включающий гидролизный лигнин, обработанный модифицирующим составом, содержащим аминосодержащую добавку и воду, отличающийся тем, что он содержит активированный лигнин, полученный активированием в керамической емкости керамическими шарами гидролизного лигнина, обработанного модифицирующим составом, дополнительно содержащим аммиак, причем в качестве аминосодержащей добавки используют органический алифатический аминоспирт при следующем соотношении компонентов модифицирующего состава, мас. %:
Гидролизный лигнин - 77,0-87,0
Аминосодержащая добавка - 5,5-10,0
Аммиак - 0,5-1,0
Вода - Остальное
и модификатор ржавчины дополнительно содержит оксид железа и имеет следующий количественный состав, мас. %:
Оксид железа - 1,0-2,0,
Активированный лигнин - Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1