Эпоксидная композиция для защиты поверхностей от коррозии и способ ее получения

 

Изобретение относится к составам для нанесения покрытий на основе эпоксидных смол и может быть использовано для защиты материалов и изделий, преимущественно металлических, от воздействия агрессивных сред, включая воздействие морской среды и/или тумана с повышенной концентрацией ионов соли, а также интенсивной солнечной радиации. Изобретение может быть использовано для защиты от коррозии в судостроении, в строительстве, например, гидротехнических сооружений. Композиция выполнена на основе эпоксидной смолы и включает противокоррозионный компонент, который содержит жидкий продукт пиролиза твердых горючих ископаемых. Противокоррозионный компонент дополнительно содержит гексаметилентетрамин. В качестве жидкого продукта пиролиза горючих ископаемых используют жидкий продукт пиролиза углей, представляющий собой азеотропную смесь, содержащую парафиноолефиновые соединения, моноциклические ароматические соединения, полициклические ароматические соединения, нейтральные кислородные соединения и карбоновые кислоты, имеющий температуру застывания не выше -10^oС, плотность при 20^oС не более 1,06 г/см³ и условную вязкость при 50^oС не более 1,3 с. Способ получения композиции предусматривает предварительное смешивание при нормальной температуре жидкого продукта пиролиза твердых горючих ископаемых и гексаметилентетрамина с последующей изотермической выдержкой полученной смеси при (100 ± 5)^oС до завершения процесса газообразования. В полученный противокоррозионный компонент вводят эпоксидную смолу при температуре (20 ± 5)^oС. 2 с. и 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к составам и способам их получения для нанесения покрытий на основе эпоксидных смол и может быть использовано дли защиты материалов и изделий, преимущественно металлических, от воздействия агрессивных сред, включая воздействие морской среды и/или тумана с повышенной концентрацией ионов соли, а также интенсивной солнечной радиации. Изобретение может быть использовано для защиты от коррозии в судостроении, в строительстве, например, гидротехнических сооружений.

Известна защитная композиция на основе эпоксидной смолы, в частности для защиты поверхностей металлических тpyб от коррозии, содержащая дополнительно отвердитель в эффективном количестве и инертный неорганический нанолнитель [патент РФ 2146272, 2000 г.]. Известная композиция является дорогостоящей, т.к содержит только целевые компоненты.

Известна защитная композиция на основе эпоксидной смолы, используемая для защиты металла от коррозии, включающая противокоррозионный компонент в виде каменноугольной смолы - жидкого продукта пиролиза [заявка SU 418080, 1970, опубл. 20.01.2000 г.]. В качестве прототипа выбрана эпоксидная композиция для защиты поверхностей от коррозии, содержащая эпоксидную диановую смолу с отвердителем в эффективном количестве и противокоррозионный компонент, также включающий каменноугольную смолу [патент РФ 2002778, 1993 г.]. Композиции также содержат отвердитель в эффективном количестве и наполнитель. Композиции приготавливается путем смешения компонентов.

Известные композиции относительно дорогостоящи, т.к. являются многокомпонентными, при этом большинство компонентов являются целевыми и имеют ограниченные ресурсы, а каменноугольная смола вводится без какой-либо предварительной подготовки, в то время как ее состав варьируется в широких пределах, что снижает надежность и долговечность покрытия в экстремальных условиях Техническая задача изобретения - удешевление защитной композиции на основе эпоксидной смолы за счет упрощения состава и технологии его получения, а также повышение надежности покрытий на основе композиции в процессе эксплуатации.

Указанная задача достигается следующим образом.

Эпоксидная композиция для защиты поверхностей от коррозии содержит эпоксидную диановую смолу с полиэтиленполиамином в эффективном количестве и противокоррозионный компонент - жидкий продукт пиролиза горючих ископаемых. Новым является то, что в качестве жидкого продукта пиролиза горючих ископаемых композиция содержит жидкий продукт пиролиза углей, представляющий собой азеотропную смесь, имеющую следующий состав, мас.%: парафиноолефиновые соединения 12-14, моноциклические ароматические соединения 5-8, полициклические ароматические соединения 30-40, нейтральные кислородные соединения 40-50, карбоновые кислоты 1-2, и имеющий температуру застывания не выше -10^oС, плотность при 20^oС не более 1,06 г/см и условную вязкость при 50^oС не более 1,3 с, причем противокоррозионный компонент дополнительно содержит гексаметилентетрамин в количестве до 1 мас.%, а массовое соотношение эпоксидной диановой смолы и противокоррозионного компонента составляет 4-7:3-6. Возможно использование различных эпоксидных диановых смол (например, ЭД-16, ЭД-20, ЭД-22 и т.д. ГОСТ 10587-84). Композиция может дополнительно содержать железный сурик.

Способ получения: эпоксидная композиция для защиты поверхностей от коррозии включает смешение эпоксидной диановой смолы, полиэтиленполиамина, взятого в эффективном количестве, и противокоррозионного компонента - продукта пиролиза горючих ископаемых. Новым является то, что в качестве жидкого продукта пиролиза горючих ископаемых используют жидкий продукт пиролиза углей с вышеупомянутыми характеристиками, который предварительно при (60±5)^oС смешивают с гексаметилентетрамином в количестве до 1 мас.% с последующей изотермической выдержкой при (100±5)^oС до завершения процесса газообразования, а полученный противокоррозионный компонент смешивают с эпоксидной диановой смолой вместе с полиэтиленполиамином при (20±5)^oС при массовом соотношении эпоксидной диановой смолы и противокоррозионного компонента 4-7:3-6. Перед изотермической выдержкой в смесь может быть введен железный сурик.

При взаимодействии продуктов пиролиза с гексаметилентетрамином, являющимся донором метиленовых и аминных трупп, образуются олигомеры типа алкилфенолаль-дегидвых и алкилфеноламинных смол, а также другие соединения не установленного строения, которые обуславливают противокоррозионные свойства, преобразуют продукты коррозии, вытесняют с защищаемой поверхности воду и гидрофобизируют поверхность пленки покрытия после отверждения. Использование продуктов пиролиза, являющихся утилизуемыми продуктами, снижает стоимость готовой композиции.

Изобретение поясняется на трех примерах эпоксидных композиций для защиты металлических поверхностей от коррозии.

Количественное содержания ингредиентов в композиции приведено в таблице (мас.ч.).

Используют продукт пиролиза каменных углей, содержащих резиниты в качестве экзинитов, с плотностью 1,06 г/см³ при (при 20^oС) и условной вязкостью 1,2 с (при 50^oС), представляющий собой азеотропную смесь и имеющий следующий примерный структурно-грунтовой cocтaв, мас.%: парафиноолефиновые соединения - 13, моноциклические ароматические соединения - 6,5, полициклические ароматические соединения - 35, нейтральные кислородные соединения - 44, карбоновые кислоты - 1,5.

Согласно всем трем примерам сначала получают противокоррозионный компонент, для чего в реактор, снабженный термометром, мешалкой и обратным холодильником, загружают продукта пиролиза, который нагревают и при температуре 60^oС и атмосферном давлении вводят при перемешивании гексаметилентетрамин. Зачем нагревают смесь и при перемешивании дают изотермическую выдержку при температуре около 100^oС до завершения процесса газообразования. По III примеру до изотермической выдержки в смесь дополнительно вводят железный сурик. Полученный после изотермической выдержки противокоррозионный компонент охлаждают до температуры около 20^oС и непосредственно перед использованием добавляют в него при перемешивании эпоксидную диановую смолу вместе с отвердителем полиэтиленполиамином. Полученную защитную композицию наносят на требуемую металлическую поверхность (можно влажную и/или ржавую), очищенную от непрочно держащихся продуктов коррозии.

Композиция по III примеру обладает болеет густой консистенцией и предназначена, например, для нанесения на вертикальные и потолочные поверхности и/или для придания покрытию красного окраса.

Использование в композиции природной многокомпонентной смеси из отходов вместо целевых продуктов упрощает технологию, снижает стоимость защитной композиции, а также повышает ее утилитарные свойства.

Формула изобретения

1. Эпоксидная композиция для защиты поверхностей от коррозии, содержащая эпоксидную диановую смолу с полиэтиленполиамином в эффективном количестве и противокоррозионный компонент - жидкий продукт пиролиза горючих ископаемых, отличающаяся тем, что в качестве жидкого продукта пиролиза горючих ископаемых содержит жидкий продукт пиролиза углей, представляющий собой азеотропную смесь, имеющую следующий состав, мас.%: парафиноолефиновые соединения - 12-14; моноциклические ароматические соединения - 5-8; полициклические ароматические соединения - 30-40; нейтральные кислородные соединения - 40-50; карбоновые кислоты - 1-2, и имеющий температуру застывания не выше -10^oС, плотность при 20^oС не более 1,06 г/см³ и условную вязкость при 50^oС не более 1,3 с, причем противокоррозионный компонент дополнительно содержит гексаметилентетрамин в количестве до 1 мас.%, а массовое соотношение эпоксидной диановой смолы и противокоррозионного компонента составляет 4÷7 : 3÷6.

2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит железный сурик.

3. Способ получения эпоксидной композиции для защиты поверхностей от коррозии, включающий смешение эпоксидной диановой смолы, полиэтиленполиамина, взятого в эффективном количестве, и противокоррозионного компонента - продукта пиролиза горючих ископаемых, отличающийся тем, что в качестве жидкого продукта пиролиза горючих ископаемых используют жидкий продукт пиролиза углей по п. 1, который предварительно при (60±5)^oС смешивают с гексаметилентетрамином в количестве до 1 мас.% с последующей изотермической выдержкой при (100±5)^oС до завершения процесса газообразования, а полученный противокоррозионный компонент смешивают с эпоксидной диановой смолой вместе с полиэтиленполиамином при (20±5)^oС при массовом соотношении эпоксидной диановой смолы и противокоррозионного компонента 4÷7 : 3÷6.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что перед изотермической выдержкой в смесь вводят железный сурик.

РИСУНКИ

Рисунок 1