Пленкообразователь для защитных лакокрасочных покрытий

Изобретение относится к пленкообразующим материалам, в частности к пленкообразователю для защитных лакокрасочных покрытий. Описывается пленкообразователь, представляющий собой кубовый остаток производства 4,5,6,7-тетрагидроиндола. Пленкообразователь обладает высокой адгезией к металлам и эффективно защищает их от коррозии.

 

Изобретение относится к области защиты от коррозии и конкретно касается создания новых защитных лакокрасочных материалов на основе синтетических материалов.

Лакокрасочные покрытия, нанесенные тонким слоем на металлы, пластмассы, дерево, штукатурку, бетон и другие материалы, обеспечивают их надежную защиту от воздействия внешней среды [1, 2]. Покрытие материалов лаками или красками имеет существенные преимущества перед другими видами защитных покрытий. Они легко наносятся на поверхность защищаемого материала, достаточно долговечны и, кроме того, придают поверхности внешний вид, удовлетворяющий эксплутационным и эстетическим требованиям. Используемые лакокрасочные материалы представляют собой достаточно сложные композиции, которые включают пленкообразователи, растворители, пигменты, наполнители, пластификаторы, сиккативы и другие компоненты [3]. Основным компонентом любого лакокрасочного материала, в наибольшей степени определяющим свойства получаемого покрытия, является пленкообразующее вещество. В качестве пленкообразователей используют высыхающие растительные масла (олифы), природные и синтетические смолы (канифоль, битумы, янтарь), эфиры целлюлозы, разнообразные синтетические смолы, получаемые как путем поликонденсации (алкидные, фенолформальдегидные, мочевино- и меламиноформальдегидные, полиуретановые), так и путем полимеризации (перхлорвиниловые, полиакриловые, поливиниацетальные, алкидно-стирольные и др.) [4-7]. Используют также эпоксидные смолы (иногда в сочетании с другими пленкообразователями) [8] и некоторые виды синтетических каучуков [9]. Такое разнообразие используемых пленкообразователей свидетельствует о том, что каждый из них не может полностью удовлетворять всему набору требований, предъявляемых к лакокрасочным покрытиям. Большое значение имеет стоимость используемого пленкообразователя, которая зачастую определяет стоимость краски или лака. По этой причине в качестве пленкообразователя предлагают использовать некоторые отходы производства. В литературе имеются примеры использования отходов производства ряда продуктов промышленного органического синтеза в качестве компонентов лакокрасочных композиций. Так, например, известно использование кубовых остатков очистки изопрена, представляющих собой смолу с температурой размягчения 30-60°С, для модификации бутадиенстирольного пленкообразующего [10]. К недостаткам такого способа получения пленкообразующего относится широкое варьирование содержания основного компонента используемой смолы - фульвена (35-70%) и, как следствие, изменение времени затвердевания пленкообразующего. Кубовые остатки ректификации бутадиена находят применение в производстве композиционной олифы [11], а кубовые остатки ректификации стирола предложено применять для улучшения свойств олифы «Оргтехстрой-5» [12]. В последнем случае недостатком способа улучшения свойств олифы является необходимость предварительной обработки кубовых остатков молотой известью при температуре 100°С. Разработана и внедрена в производство технологическая линия получения лака на основе кубовых остатков ректификации стирола, который используется для создания защитных покрытий судов, морских эстакад и т.п. [13]. Недостатком использования кубовых остатков ректификации стирола в данном направлении является расширяющееся применение в процессах ректификации стирола ингибиторов полимеризации различной природы, которые переходят в кубовый остаток, изменяя его состав и свойства. Известна также композиция [14], в которой пленкообразователем является сополимер кубового остатка совместного производства стирола и оксида пропилена с малеиновой кислотой или малеиновым ангидридом, а в качестве растворителя ксилол и комплексный растворитель РС-9, полученный из отходов производства бутиловых спиртов с уксусной кислотой или отходами ее содержащими. Предложенная композиция обладает улучшенными декоративными свойствами, но может быть получена только из вышеперечисленных компонентов, так как одной задач при ее создании являлась утилизация отходов названных производств.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому нами изобретению (прототип) является пленкообразователь для защитных лакокрасочных покрытий, представляющий собой отход производства синтетических моющих средств - кубовые остатки синтетических жирных кислот, образующиеся в процессе окисления парафиновых углеводородов [15].

Предлагаемое нами техническое решение отличается от прототипа тем, что в качестве пленкообразователя для защитных лакокрасочных покрытий используют отход производства 4,5,6,7-тетрагидроиндола кубовый остаток - смолообразный продукт, образующийся в процессе выделения целевого продукта, полученного конденсацией циклогексаноноксима с ацетиленом, путем перегонки реакционной смеси [16]. Кубовый остаток при охлаждении превращается в хрупкое твердое вещество от коричневого до почти черного цвета, обладающее следующими физико-химическими характеристиками: температура начала размягчения - около 50°С; хорошо растворим в ацетоне, хлороформе, спиртах, толуоле и других органических растворителях. Элементный состав (%): С 66-67, Н 6.5-7.5, N 7.0-7.5, S 3.3-3.7, Na 3.6-3.9. По данным ИК и ЯМР спектроскопии получаемое вещество является смесью высокомолекулярных, олигомерных и низкомолекулярных продуктов, содержащих циклогексеновые фрагменты, сопряженные двойные связи, тетрагидроиндольные фрагменты, натриевые соли органилсульфоновых кислот, оксимные функции, сопряженные карбонильные и карбоксильные группы и, возможно, некоторые другие функциональные группы и заместители. В твердом состоянии продукт обладает парамагнитными свойствами (концентрация парамагнитных центров 9·1017 спин/г, g-фактор 2.0043, ΔН 6.9 Э) и обладает электрической проводимостью на уровне высокоомных органических полупроводников (10-12-10-14 См/см).

Использование отхода производства 4,5,6,7-тетрагидроиндола в качестве пленкообразователя иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. В фарфоровой ступке растирали 5 г используемой смолы и полученный порошок растворяли в 5 г растворителя (бутанол). Для нанесения испытуемого раствора использовали металлические образцы из стали Ст3, подготовленные обычным образом для нанесения покрытия. Покрытие наносили окунанием. Слой покрытия получался тонким, равномерным, полупрозрачным золотисто-коричневого цвета. Полученные покрытия были испытаны на адгезионную прочность по методу решетчатых надрезов [17]. Результаты испытаний показали, что по четырехбалльной шкале адгезионная прочность покрытия оценивается на 2 балла (в местах пересечения линий решетки наблюдается незначительное отслаивание, нарушение наблюдается не более чем на 5% поверхности решетки). Антикоррозионные свойства полученного покрытия оценивали электрохимическим методом [18] путем сравнения электрохимических характеристик стальных образцов с лакокрасочным покрытием и без покрытия, погруженных в 3% раствор хлорида натрия при различных временах выдержки. Испытания показали, что при нанесении покрытия потенциал металла смещается приблизительно на 0,5 В в сторону положительных значений, что свидетельствует о затруднении анодной реакции ионизации металла, а следовательно, об эффективной антикоррозионной защите.

Пример 2. В условиях примера 1, но при использовании в качестве растворителя ацетона покрытие наносили кистью. Адгезионная прочность покрытия оценена в 1 балл (нет признаков отслаивания ни в одном квадрате решетки), смещение потенциала в положительную сторону (по сравнению с образцом без покрытия) составляет 0,05-0,16 В.

Пример 3. В условиях примера 1, но при дополнительном введении в раствор 1 г (10% от общей массы) дибутилфталата в качестве пластификатора адгезионная прочность покрытия оценивается в 1 балл, смещение потенциала составляет 0,1-0,18 В. После 2-часовой экспозиции образцов в 3% растворе хлорида натрия на неокрашенном образце появились следы ржавчины, покрытие осталось ровным, гладким, не отстает от металла.

Пример 4. В условиях примера 1, но при дополнительном введении дибутилфталата, эпоксидной смолы (с отвердителем) и кремнезема (в качестве наполнителя) (состав композиции, % мас.: исследуемая смола 15, бутанол 15, дибутилфталат 3, эпоксидная смола 57, кремнезем 10) получено блестящее покрытие, адгезионная прочность которого соответствует 1 баллу. Смещение потенциала образца составляет 0,03-0,12 В. Композиция данного состава имела защитный эффект выше, чем у применяемого лака ХВ-784.

Таким образом, смола, являющаяся отходом производства тетрагидроиндола, может быть использована в качестве пленкообразователя для получения лакокрасочных материалов различного состава, которые обладают высокой адгезией к металлу и эффективно защищают металлы от коррозии. Данная смола в твердом состоянии легко хранится без существенных химических превращений, обладает слабым запахом, может транспортироваться на любом виде транспорта.

Список использованных источников

1. Жук Н.П. Курс коррозии и защиты металлов. - М.: Металлургия. 1976. 472 с.

2. Косачев В.Б. Основные принципы защиты от наружной коррозии. Лакокрасочные покрытия, рекомендуемые для защиты от наружной коррозии. // Новости теплоснабжения. 2006. №2. С.37.

3. Сорокин М.Ф., Кочнова З.А., Шоде Л.Д. Химия и технология пленкообразующих веществ. - М.: Химия. 1989. 480 с.

4. Козловская А.А. Полимерные и полимерно-битумные материалы для защиты трубопроводов от коррозии. - М.: Изд. литературы по строительству. 1971. 127 с.

5. Рейбман А.И. Защитные лакокрасочные покрытия в химических производствах. Л.: Химия. 1973. 336 с.

6. Розенфельд И.Л., Рубинштейн Ф.И., Жигалова К.А. Защита металлов от коррозии лакокрасочными покрытиями. - М.: Химия. 1987. 224 с.

7. Шевченко А.А. Химическое сопротивление неметаллических материалов и защита от коррозии. - М.: Химия. КолосС. 2004. 248 с.

8. Финкельштейн М.И. Промышленное применение эпоксидных лакокрасочных материалов. Л.: Химия. 1983. 120 с.

9. Соболев В.М. Бородин И.В. Промышленные синтетические каучуки. - М.: Химия. 1977. 392 с.

10. А.С. СССР 1087535, МКИ С08F 236/10, С08С 2/02. Способ получения модифицированного бутадиенстирольного пленкообразующего.

11. Сергеев Ю.А., Никулин С.С., Шеин B.C. // Лакокрасочные материалы и их применение. 1986. №4. С.15.

12. А.С. 181218 СССР, Кл. 22h, 2. Способ получения синтетической олифы.

13. Никулин С.С., Шеин В.С., Злотский С.С. и др. Отходы и побочные продукты нефтехимических производств - сырье для органического синтеза. / Под ред. М.И.Черкашина. - М.: Химия. 1989. 240 с.

14. Филимонова О.П., Енютина М.В. Патент RU 2309967 С1. МПК C09D 125/04, 13.07.2006. Композиция для покрытий.

15. Сысоев А.К., Гордеев-Гавриков В.К., Мотовилов В.Т. Патент RU 2073746 С1. МПК C23F 11/00, 20.02.1997. Антикоррозионная композиция, наносимая на металлические поверхности, покрытые коррозией.

16. Трофимов Б.А., Михалева А.И., Шмидт Е.Ю., Ряполов О.А., Платонов В.Б. Патент RU 2297410 С2. МПК C07D 209/04. 27.07.2005. Способ получения 4,5,6,7-тетрагидроиндола.

17. ГОСТ 15140-78. «Материалы лакокрасочные. Методы определения адгезии».

18. Карякина М.И. Испытание лакокрасочных материалов и покрытий. - М.: Химия. 1988. 272 с.

Пленкообразователь для защитных лакокрасочных покрытий, представляющий собой отход производства 4,5,6,7-тетрагидроиндола кубовый остаток - смолообразный продукт, образующийся в процессе выделения целевого продукта, полученного конденсацией циклогексаноноксима с ацетиленом, путем перегонки реакционной смеси.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к составам для нанесения покрытий на металлические подложки, к покрытию, полученному нанесением указанных составов, а также способу получения указанных составов.
Изобретение относится к эпоксидной композиции, предназначенной для получения антикоррозионных покрытий на изделиях и емкостях из бетона, железобетона, металлических конструкций.

Изобретение относится к области защиты от коррозии металлических поверхностей энергетического, нефтепромыслового и химического оборудования и может быть использовано в теплообменниках, трубопроводах и емкостях, контактирующих с агрессивными средами.
Изобретение относится к лакокрасочным материалам, предназначенным для защитно-декоративных покрытий металлических поверхностей. .

Изобретение относится к способу нанесения покрытия на металлическую поверхность водным составом, содержащим а) не менее чем один гидролизующийся и/или по крайней мере частично гидролизованный свободный от фтора силан, б) не менее чем один гидролизующийся и/или по крайней мере частично гидролизованный содержащий фтор силан и в) по крайней мере одно хелатное соединение металла и/или г) по крайней мере один органический пленкообразователь, представляющий собой олигомер, полимер и/или сополимер, причем отношение органического пленкообразователя г) к силанам а) и б) в концентрате или в ванне находится в пределах от 0,1:1 до 10:1, а силаны в составе растворимы в воде или становятся растворимыми в воде в результате гидролиза и/или химических реакций, при этом водный состав может содержать органический растворитель и практически полностью или полностью свободен от соединений шестивалентного хрома.

Изобретение относится к композиционному материалу для покрытия поверхностей узлов и деталей аппаратов, машин, механизмов, нуждающихся в защите от коррозии, и длительно эксплуатируемых в высокотемпературном до 500°С потоке продуктов сгорания природного газа, представляющем собой главным образом воду и углекислый газ (СО2), например, элементов газовой турбины.

Изобретение относится к вариантам способа получения защитного покрытия на изделиях из низколегированных и углеродистых сталей, длительно эксплуатируемых в высокотемпературном до 500°С потоке продуктов сгорания природного газа, представляющем собой главным образом воду и углекислый газ (CO2), например, элементов газовой турбины.
Изобретение относится к полимерной композиции для покрытия с повышенной стойкостью к агрессивным средам, которая может быть использована для защиты от коррозии конструктивных элементов зданий и сооружений из металла и бетона, трубопроводов, металлических узлов и агрегатов различных отраслей техники при создании износоустойчивых наливных полов, стойких к растворителям и нефтепродуктам, а также для декоративной отделке указанных поверхностей.

Изобретение относится к производству растворных полимеров на основе диенов, к стадии очистки возвратного растворителя. .

Изобретение относится к производству синтетических каучуков, получаемых растворной полимеризацией, в частности к способам получения гексановых растворителей. .

Изобретение относится к термической переработке твердых полимерных отходов и может быть применено в автомобильной, химической, нефтехимической и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к органическому синтезу, в частности к способу получения сополимеров хлордиеновых углеводородов - хлоропрена и 2,3-дихлорбутадиена, используемых в качестве основы клеевых композиций и мастик.

Изобретение относится к способам получения пленкообразующих полимеров для лаков и красок, в частности к получению пленкообразующего сополимера из кубовых остатков ректификации стирола (КОРС).

Изобретение относится к вулканизуемым резиновым смесям, в частности к разработке резин, применяемых в пищевой промышленности. .

Изобретение относится к утилизации хлорорганических отходов производства хлоропрена и бутадиена. .

Изобретение относится к способу утилизации хлорорганических отходов производства эпихлоргидрина с получением полимерных продуктов
Наверх