Антикоррозионная композиция


 


Владельцы патента RU 2405012:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) (RU)

Изобретение относится к антикоррозионным композициям для защиты от коррозии магистральных трубопроводов, стальных поверхностей, эксплуатируемых в условиях воздействия нефтепродуктов, пресной и морской воды. Композиция включает эпоксидно-диановую смолу модифицированную сополимером стирола, метилметакрилата и метакриловой кислоты БМС-86, диоктилфталат, волластонит и микрокальцит, технический углерод, полиэтиленполиамин, органический растворитель. Покрытие обладает адгезией к металлической поверхности 93-97 Н/см, прочностью при сдвиге 183-189 Н/см, водопоглащением при 20°C 1,75-2%. 2 табл.

 

Изобретение относится к антикоррозионным композициям и может быть использовано для защиты от коррозии магистральных трубопроводов различного назначения, а также для защиты стальных поверхностей, эксплуатирующихся в условиях воздействия нефтепродуктов, пресной и морской воды.

Антикоррозионные композиции готовят на основе природных или синтетических пленкообразующих, пигментов и наполнителей. Антикоррозионные составы, предназначенные для защиты металлических труб от воздействия агрессивных сред с целью обеспечения высокой адгезии к металлу, готовят на основе пленкообразующих, обладающих клеевыми свойствами. Кроме того, в последнее время появилась тенденция к использованию наполнителей, которые повышают не только механические характеристики покрытий, но и придают композиции специальные свойства, например, повышают стойкость к истиранию и адгезию пленки к металлу.

Известна полимерная антикоррозионная композиция [1], содержащая в составе эпоксидно-диановую смолу (6,0-9,1 масс.%), олигомерный карбоксилатный каучук (35,0-38,0 мас.%), полиэтиленполиамин (7,0-8,0 мас.%), наполнитель (2,0-4,0 мас.%), оксиэтилированное производное олеиновой кислоты (14,0-20,0 мас.%), вода остальное.

Недостатком этой композиции является слабая адгезия и высокое водопоглощение из-за наличия в составе композиции остаточной воды.

Известна также композиция для защитного покрытия, содержащая эпоксидно-диановую смолу, модифицированную кремний органическим олигомером [2]. Данная композиция имеет следующий состав, мас.%:

Эпоксидно-диановая смола 19-23
Кремнийорганический олигомер 8,5-12
Карбоксилсодержащий отвердитель 18-21
Алюминиевая пудра 5-7
Этилцеллюлоза 18-21
Толуол 19,5-28

Недостаток этой композиции заключается в том, что ее использование требует специальной подготовки защищаемой поверхности. Кроме того, композиция имеет низкую температуру хрупкости, вследствие чего даже при +5°С на защитном покрытии образуются трещины.

В качестве ближайшего аналога выбрана композиция [3], которая включает, мас.ч.:

эпоксидно-диановую смолу 30,0-60,0
аминосодержащую акриловую смолу 60,0-120,0
полиаминный отвердитель 15,0-15,3
пигменты (диоксид титана, углерод технический и т.д.) 22,0-136,0
наполнители (тальк, микротальк, слюда молотая, волластонит) 57,0-150,0
органический растворитель 580,0-900,0

и может дополнительно содержать пластификатор - смесь дибутилфталата и триклезилфосфата в количестве 4,4-8,1 мас.ч.

Указанная композиция обеспечивает получение покрытий с высокой адгезией, твердостью, эластичностью, устойчивостью к задиру, влагостойкостью, стойкостью к перепаду температур.

Предлагаемое техническое решение отличается от прототипа исключением триклезилфосфата из состава пластификатора, использованием диоктилфталата вместо дибутилфталалата при сохранении указанного в прототипе технического результата.

Волластонит прекрасно диспергируется в полярных и неполярных составах и благодаря своей морфологии и другим свойствам поверхности способствует лучшему распределению остальных компонентов наполненной системы. Кроме того, введение волластонита придает износостойкость и упрочнение материалам. Волластонит является синергистом по взаимодействию с антикоррозионными пигментами и неканцерогенной альтернативой асбесту [4]. Использование волластонита в определенном сочетании с техническим углеродом и микрокальцитом приводит к повышению прочности, износостойкости, также улучшаются термоизоляционные, огнеупорные и технологические свойства.

Применение в качестве модификатора для эпоксидной смолы акрилового сополимера приводит к образованию двухфазной композиции, которая характеризуется высокой стойкостью при циклическом нагружении и, как следствие, улучшенными деформационно-прочностными свойствами.

Компоненты состава имеют следующее соотношение, мас.%

Эпоксидно-диановая смола ЭД-20 31,5-35,5
Акриловый сополимер 15,5-17,5
Диоктилфталат 2,5-3,5
Волластонит 7-9
Технический углерод 7-9
Микрокальцит 7-9
Полиэтиленполиамин 2-3
Растворитель остальное

Материалы, используемые в составе предложенной композиции, легко доступны: выпускаются в промышленном масштабе и регламентированы нормативными документами.

Деформационно-прочностные свойства покрытий проверялись методом неравномерного отслаивания их от стальной подложки из стали Ст 3 на разрывной машине Р-5. Предел прочности композиции при отрыве осуществляли следующим образом: два металлических «грибка» склеивали между собой с помощью испытуемого материала и выдерживали до полного высыхания. Затем образец растягивали со скоростью 10 мм/мин до разрыва плоскостей. Предел прочности при отрыве рассчитывали делением максимальной нагрузки на площадь контакта образцов.

Определение предела прочности при сдвиге проводили следующим образом: на две прямоугольные металлические пластинки наносили грунтовку и их склеивали, затем образец закрепляли в захваты и растягивали при скорости 10 мм/мин. Предел прочности при сдвиге рассчитывали делением максимальной нагрузки на площадь контакта образцов.

Модификация эпоксидной смолы акриловым сополимером в соотношении 2:1 приводит к увеличению прочности на разрыв в два раза по сравнению с немодифицированной эпоксидной смолой (предел прочности при отрыве составляет 24 Н/см). Введение волластонита приводит к большему увеличению предела прочности при отрыве до 100 Н/см, при этом предел прочности при сдвиге возрастает с 53 Н/см (для немодифицированной ненаполненной смолы) до 180 Н/см.

Способ получения антикоррозионного материала приводится на примерах 1-3.

Пример 1

Смешение осуществлялось в лабораторном смесителе емкостью 0,5 л, снабженном мешалкой. Число оборотов мешалки регулировалось с помощью реостата. С целью достижения требуемой степени перетира пигментов и наполнителей вводили бисер - стеклянные шарики диаметром 1 мм.

На первом этапе в смеситель заливали 26,5 мас.% растворителя, затем загружали 15,5% от массы образца акрилового сополимера, включали мешалку и порциями добавляли эпоксидную смолу в количестве 33,5% от массы образца. Перемешивали в течение 15 минут, после растворения загруженных компонентов поочередно порциями добавляли пигмент -технический углерод в количестве 7% от массы образца и наполнители волластонит в количестве 7% от массы образца и микрокальцит в количестве 7% от массы образца. Содержимое перемешивали в течение 15-20 минут и затем засыпали бисер и диспергировали в течение 3-4 часов. За 30 минут до окончания диспергирования добавляли пластификатор дибутилфталат в количестве 10% от массы эпоксидной смолы. После чего грунтовку отфильтровывали от бисера и, непосредственно, перед анализом в грунтовку добавляли полиэталенполиамин в количестве 2 мас.%. Оценивали качество как самой грунтовки, так и покрытий, полученных на ее основе.

Примеры 2 и 3 имеют технологию изготовления аналогичную примеру 1.

В таблице 1 приведены примеры составов эпоксидной композиции для покрытий, дополнительно приведен состав покрытия по прототипу. В таблице 2 приведены результаты испытаний свойств покрытий из композиций, приведенных в таблице 1.

Как видно из таблицы 2, предлагаемый антикоррозионный материал (примеры 1-3) имеет более высокую адгезию к металлической поверхности, чем у прототипа, и следовательно, имеет более высокую прочность. Кроме того, предлагаемый антикоррозионный состав характеризуется тем, что в его состав входит экологически чистый наполнитель, что удовлетворяет современным требованиям по экологической безопасности.

Таблица 1
Составы эпоксидной композиции для антикоррозионных покрытий и количество ингредиентов
Наименование ингредиентов Содержание ингредиентов, мас.%
№ состава
1 2 3
Эпоксидно-диановая смола ЭД-20 33,5 31,5 35.5
Акриловый сополимер БМС-86 16,5 15,5 17,5
Диоктилфталат 3,5 2,5 3,5
Волластонит 9 8 7
Технический углерод 7 9 7
Микрокальцит 7 9 8
Полиэтиленполиамин 2 3 3
Толуол 21,5 21,5 18,5
Таблица 2
Результаты испытания покрытий
Наименование показателей По примерам
1 2 3 Требования стандарта [5]
Жизнеспособность, час 7 7,5 7,5 Не менее 1
Полное отверждение при 20°С, сут 5 5 5 Не более 7
Адгезия к металлической поверхности, определенная методом нормального отрыва, Н/см 97 99 93 Не менее 50
Прочность покрытия при сдвиге, Н/см 186 189 183 Не менее 35
Водопоглощение при 20°С, % 1,75 2 1,9 Не более 5

Источники информации

1. Авт. свид. CCCPN 1348364.

2. Авт. свид. СССР N 1682370.

3. Патент РФ RU 2335521 C1, 10.10.2008, 7 с.

4. Назаренко В.В. Анизотропные силикатные наполнители: специальные свойства в ЛКМ и покрытиях. // Лакокрасочные материалы и их применение, №1-2, 2008-с.25-33.

5. ГОСТ Р 51164-98 Трубопроводы стальные магистральные. Общие требования к защите от коррозии.

Антикоррозионная композиция для защиты стальных поверхностей, включающая эпоксидно-диановую смолу, модифицированную сополимером стирола, метилметакрилата и метакриловой кислоты БМС-86, пластификатор - диоктилфталат, наполнители - волластонит и микрокальцит, технический углерод, отвердитель - полиэтиленамин, органический растворитель при следующем соотношении компонентов, мас.%:

эпоксидно-диановая смола ЭД-20 31,5-35,5
указанный акриловый сополимер 15,5-17,5
диоктилфталат 2,5-3,5
волластонит 7-9
технический углерод 7-9
микрокальцит 7-9
полиэтиленполиамин 2-3
растворитель остальное до 100


 

Похожие патенты:

Изобретение относится к лакокрасочным материалам и может быть использовано для получения антикоррозионных пожаробезопасных биостойких покрытий на различных материалах.

Изобретение относится к лакокрасочным материалам и может быть использовано в машиностроении для защиты металлических поверхностей, работающих при повышенных температурах, в условиях высокой коррозионной агрессивной среды, а также в быту и в промышленности.

Изобретение относится к композиции антикоррозионного покрытия для металлических деталей на основе частиц металла в водной дисперсии, основанной на частицах металла в водной дисперсии, содержащей органический титанат от 0,3 до 24%, частицы металла или смесь частиц металлов от 10 до 40%, связующее на основе силана от 1 до 25%, воду - недостающее количество до 100% при условии, что сумма органического титаната и связующего на основе силана составляет от 5 до 25%.
Изобретение относится к области получения полимерных покрытий, а именно к получению полимерного покрытия на основе эпоксидной композиции. .

Изобретение относится к полимерным композициям, применяемым для антикоррозионной защиты металлических и бетонных поверхностей в различных условиях эксплуатации.

Изобретение относится к грунтам-преобразователям ржавчины, предотвращающим коррозию металла и предназначенным для подготовки поверхности металла к нанесению лакокрасочных покрытий без предварительного удаления продуктов коррозии, и может быть использовано, например, для обработки крупногабаритных конструкций из низкоуглеродистых сталей: мостов, опор линий электропередач, наружных и внутренних поверхностей вагонов, предназначенных для транспортировки агрессивных веществ, в частности минеральных удобрений в условиях умеренно-холодного и влажного климата.

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии лакокрасочными покрытиями. .

Изобретение относится к области получения высокомолекулярных соединений, а именно к способу получения молекулярно импринтированного капрона. .

Изобретение относится к составам полимерных неотверждающихся холодных композиций и может быть использовано для производства антикоррозионных и гидроизоляционных материалов.
Изобретение относится к полимерным составам для получения защитных покрытий на основе эпоксидных связующих, для защиты конструкций из различных металлов и полимерных композиционных материалов.

Изобретение относится к лакокрасочным материалам и может быть использовано для получения антикоррозионных пожаробезопасных биостойких покрытий на различных материалах.
Изобретение относится к области производства композиций для изготовления электропроводных защитно-декоративных покрытий диэлектрических материалов. .
Изобретение относится к составам для получения защитных полимерных покрытий на основе эпоксидных смол, предназначенных для защиты деталей и элементов конструкций из алюминиевых сплавов и сталей от абразивного износа при истирании во время эксплуатации изделий.
Изобретение относится к области получения полимерных покрытий, а именно к получению полимерного покрытия на основе эпоксидной композиции. .

Изобретение относится к области получения высокомолекулярных соединений, а именно к способу получения молекулярно импринтированного капрона. .

Изобретение относится к эпоксидно-древесной композиции для получения прессованных плит, применяемых для покрытия пенополистирольных плит с наружной и внутренней сторон на клею с целью защиты их от внешнего воздействия и увеличения срока их службы.
Изобретение относится к эпоксидной композиции, предназначенной для получения антикоррозионных покрытий на изделиях и емкостях из бетона, железобетона, металлических конструкций.
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 способу получения композиции для покрытия химического и нефтехимического оборудования, трубопроводов от коррозии. .

Изобретение относится к лакокрасочным материалам и может быть использовано в машиностроении для защиты металлических поверхностей, работающих при повышенных температурах, в условиях высокой коррозионной агрессивной среды, а также в быту и в промышленности.
Наверх