Антикоррозионная грунтовочная композиция


 


Владельцы патента RU 2424266:

Закрытое акционерное общество Фирма "Автоконинвест" (RU)

Изобретение относится к противокоррозионной грунтовочной композиции, которая используется для получения покрытий на деталях и сборочных единицах изделий машиностроения, в частности сельскохозяйственной техники. Композиция содержит, мас.%: алкидную грунтовку 90-98, кремнийорганический амид перфторкарбоновой кислоты формулы С3F7OСF(СF3)СF2OСF(СF3)СОNН(СН2)3Si(ОС2Н5)3 1-5 и 1-5 продукта взаимодействия борной кислоты, диэтаноламина и жирной кислоты растительных масел. Жирная кислота растительных масел выбрана из группы: олеиновая, линолевая, линоленовая, в их мольном соотношении 1:4:2 соответственно. Изобретение позволяет получать антикоррозионные покрытия с высокими физико-механическими и водо-, масло-, бензостойкими свойствами. 3 табл.

 

Изобретение относится к противокоррозионной защите металлов с помощью лакокрасочных покрытий на основе алкидных смол и может быть использовано для получения покрытий на деталях и сборочных единицах изделий машиностроения, в частности сельскохозяйственной техники.

Известна антикоррозионная грунтовочная композиция, содержащая алкидную глифталевую грунтовку и предварительно отфильтрованные отходы поливинилхлоридного (ПВХ) пластизоля со степенью дисперсности 120-160 мкм (SU 1758057 А1, кл. С09D 167/08, 5/08, 30.08.1992).

Недостатком известной грунтовки является то, что полученные на ее основе покрытия имеют относительно низкие антикоррозионные, а также водо-, масло-, бензоотталкивающие свойства. Кроме того, отходы ПВХ пластизоля имеют переменный состав, что не позволяет получить продукт стандартного качества.

Наиболее близким аналогом предложенного технического решения является антикоррозионная грунтовочная композиция на основе алкидной грунтовки и азотсодержащего ингибитора коррозии - соли первичного амина фракции C10-C16 и концентрата низкомолекулярных жирных кислот фракции C1-C4 (SU 1815982 А1, кл. С09D 167/08, 5/08, 27.08.1995).

Недостатком данной композиции являются недостаточно высокие физико-механические свойства (твердость, прочность пленки при растяжении), а также масло-, бензостойкость полученного покрытия.

Техническим результатом изобретения является повышение физико-механических и защитных свойств грунтовочного покрытия.

Данный результат достигается тем, что антикоррозионная грунтовочная композиция на основе алкидной грунтовки и азотсодержащего ингибитора коррозии дополнительно содержит кремнийорганический амид перфторкарбоновой кислоты формулы C3F7OCF(CF3)CF2OCF(CF3)CONH(CH2)3Si(OC2H5)3,

а в качестве азотсодержащего ингибитора коррозии содержит продукт взаимодействия борной кислоты, диэтаноламина и жирной кислоты растительных масел, выбранной из группы: олеиновая, линолевая, линоленовая, в их мольном соотношении 1:4:2 соответственно при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Алкидная грунтовка 90-98
Указанный кремнийорганический амид
перфторкарбоновой кислоты 1-5
Указанный продукт взаимодействия 1-5

Отличительной особенностью предложенной грунтовочной композиции является то, что при введении в нее кремнийорганического амида перфторкарбоновой кислоты указанной выше формулы и продукта взаимодействия борной кислоты, диэтаноламина (ДЭА) и жирной кислоты растительных масел, выбранной из группы: олеиновая, линолевая, линоленовая, в их мольном соотношении 1:4:2 возникает синергический эффект повышения физико-механических и антикоррозионных свойств, а также водо-, масло-, бензостойкости полученного покрытия.

Введение кремнийорганического амида перфторкарбоновой кислоты и продукта взаимодействия менее 1 мас.% каждого не позволяет получить синергический эффект повышения физико-механических и защитных свойств покрытия. Введение каждого из них более 5 мас.% нецелесообразно, так как дальнейшего усиления эффекта не происходит.

В качестве алкидной грунтовки композиция содержит глифталевую грунтовку ГФ-021 (ГОСТ 25129-82), ГФ-031, ГФ-032 (ТУ 6-10-698), ГФ-0119 (ГОСТ 23343-78), ГФ-0163 (ОСТ 6-10-409), ГФ-017 (ОСТ 6-10-428) и др. или пентафталевую грунтовку ПФ-0244 (ТУ 2312-284-21743165), ПФ-0142 (ТУ 6-10-1698), ПФ-0294 (ТУ 2312-284-21743165) и др.

В качестве жирной кислоты растительных масел при получении продукта взаимодействия используют олеиновую, линолевую или линоленовую кислоты. Их выделяют из растительных масел путем расщепления триглицеридов, например омылением масла щелочью с последующей обработкой образовавшегося мыла минеральной кислотой для выделения свободных жирных кислот. Полученные смеси кислот разделяют на индивидуальные кислоты дистилляцией и дальнейшей фракционированной кристаллизацией из раствора (Сырье и полупродукты для лакокрасочных материалов: Справочное пособие./ Под ред. М.М.Гольдберга. - М.: Химия, 1978. - С.230, 234).

Способ получения продукта взаимодействия заключается в следующем.

В реактор, снабженный мешалкой, насадкой Дина-Старка, обратным холодильником и термометром, загружают жирную кислоту растительных масел и ДЭА. Реакционную массу нагревают при перемешивании до 90-100°С, после чего вводят борную кислоту и поднимают температуру реакционной смеси до 180-200°С, выдерживая ее при этой температуре в течение 3,0-3,5 ч до образования однородной массы с аминным числом 90-100 мг HCl/г.Мольное соотношение борная кислота: ДЭА: жирная кислота составляет 1:4:2.

Полученный продукт представляет собой маслянистую вязкую жидкость коричневого цвета. Он растворим в минеральных маслах и органических растворителях и имеет следующие характеристики:

Кинематическая вязкость при 100°С, сСт - не более 65,0.

Аминное число, мг HCl/ г - 90-100;

Содержание воды, % - не более 0,5;

Зольность, % - отсутствие;

Температура вспышки в открытом тигле, °С - не ниже 200.

Кремнийорганический амид перфторкарбоновой кислоты (КАПФ) получают реакцией взаимодействия соединения формулы C3F7OCF(CF3)CF2OCF(CF3)COOCH3 и γ-аминопропилтриэтоксисилана.

В колбу с мешалкой, капельной воронкой и обратным холодильником помещают 102 г (0.2 моля) C3F7OCF(CF3)CF2OCF(CF3)COOCH3 и прибавляют 46,2 г (0,21 моля) NH2(CH2)3Si(OC2H5)3. Содержимое перемешивают при комнатной температуре в течение 2 часов до получения гомогенной смеси, которую подвергают разгонке, выделяя фракцию с Ткип=140-144°С/1 мм рт.ст., выход готового продукта 98%.

По данным ЯМР1H и 19F соединение имеет строение С3F7OСF(СF3)СF2OСF(СF3)СОNН(СН2)3Si(ОС2Н5)3, показатель преломления nD20=1,3550, плотность d420=1,4248 г/см3.

Элементный анализ C18H22NF17SiO4.

Вычислено, %: С - 32,33; Н - 3,29; N - 2,09; F - 48,35; Si - 4,34; О - 9,58.

Найдено, %: С - 32,05, 32,37; Н - 3,32, 3,25; N - 2,12, 2,04; F - 48,45, 48,24; Si - 4,28, 4,31; кислород не определяется.

ЯМР-спектры синтезированного соединения сняты на радиоспектрометре АС-200 фирмы «Брукер». Внешние эталоны:

гексаметилдисилоксан - для протонов (рабочая частота 200 МГц) и СFСl3 - для атомов фтора (рабочая частота 188 МГц).

Спектр ЯМР 1H: триплет 7,28 м.д. (NH); квадруплет 3,85 м.д., (ОСН 2 CH3), триплет 1,21 м.д. (ОСН2 CH 3), три мультиплета при 1,73, 1,11 и 0,64 м.д. относятся к группам (-СН2 СН2 СН2-).

Спектр ЯМР 19F: сигналы в области -81…-83 м.д. характерны для групп СF3 и OCF2; -130,78 м.д. - (СF3 СF 2 CF2); -132,9 м.д. - [СF(СF3 )-С=O]; -145,7 м.д. - [ОСF(СF3)СF2].

Технология приготовления предложенной грунтовочной композиции заключается в следующем.

В смеситель заливают алкидную грунтовку в количестве 90-98 мас.%, в которую при постоянном перемешивании последовательно вводят по 1-5 мас.% продукта взаимодействия и КАПФ. Композицию перемешивают в течение 20-30 мин, перед применением разводят сольвентом до рабочей вязкости в зависимости от вида нанесения.

Для сравнительных испытаний предложенные грунтовочные композиции, грунтовку по прототипу и системы покрытий на их основе наносили на пластины из стали марки 08кп размером 70×150 мм, подготовленные в соответствии с требованиями ГОСТ 8832-76. Грунтовочное покрытие высушивали при температуре 110°С в течение 35 мин.

Составы предложенных грунтовочных композиций представлены в табл.1.

Глифталевая грунтовка ГФ-0119 представляет собой дисперсию красного железооксидного пигмента, тетраоксихромата цинка, фосфата хрома, хромата кальция, белил цинковых и микроталька в глифталевом лаке с добавлением сиккатива ЖК-1, флотореагента - оксаля Т-80 и ксилола (SU 1815982, 1995; Розенфельд И.Л., Рубинштейн Ф.И. Антикоррозионные грунтовки и ингибированные лакокрасочные покрытия. - М.: Химия, 1980. - 200 с.).

Пентафталевая грунтовка ПФ-0244 представляет собой дисперсию красного железооксидного пигмента, тетраоксихромата цинка, фосфата хрома и микроталька в пентафталевом лаке с добавлением сиккатива ЖК-1 и ксилола.

Показатели физико-механических и защитных свойств покрытий, полученных на основе предложенных грунтовочных композиций и композиции по прототипу, представлены в табл.2. Стойкость покрытий к статическому воздействию воды, масла и бензина оценивали по ГОСТ 9.403-80, метод А. Стойкость покрытий к воздействию факторов умеренного климата определяли по ГОСТ 9.401-91.

Синергический эффект улучшения защитных свойств наблюдается и в системе лакокрасочных покрытий с различными эмалями, например пентафталевой, глифталевой, алкидно-акриловой, меламино-алкидной, алкидно-силоксановой, кремнийорганической, фторопластовой, нанесенных на подложку, загрунтованную предложенной композицией.

Системы покрытий на основе полученных грунтовочных композиций и композиции по прототипу, а также показатели их защитных свойств, представлены в табл.3. Стойкость покрытия с надрезом в условиях повышенной температуры и влажности в присутствии хлористого натрия определяли по ИСО 4623.

Использование предложенной грунтовочной композиции позволит получить антикоррозионные покрытия с высокими физико-механическими и водо-, масло-, бензостойкими свойствами.

Таблица 1
Компоненты Содержание компонентов в композициях по примерам, мас.%
1 2 3 4 5
Алкидная грунтовка ГФ-0119 ПФ-0244 90 94 98 88 99
КАПФ 5 3 1 6 0,5
Продукт взаимодействия борной кислоты, ДЭА и олеиновой кислоты в мольном соотношении 1:4:2 соответственно 5 6
Продукт взаимодействия борной кислоты, ДЭА и линолевой кислоты в мольном соотношении 1:4:2 соответственно 3
Продукт взаимодействия борной кислоты, ДЭА и смеси линоленовой и линоленовой кислот в мольном соотношении 1:4:2 соответственно 1 0,5

Таблица 3
Система покрытий Толщина комплексного покрытия, мкм Стойкость покрытия с надрезом в условиях повышенной температуры (40±5)°С и влажности (80±5)°С в присутствии следов NaCl, ч
Два слоя эмали ПФ-115 по грунтовочной композиции по прототипу 50-60 350
Два слоя эмали ПФ-115 по предложенной грунтовочной композиции 50-60 450
Два слоя эмали АС-182 по грунтовочной композиции по прототипу 50-60 380
Два слоя эмали АС-182 по предложенной грунтовочной композиции 50-60 480
Два слоя эмали МЛ-152 по грунтовочной композиции по прототипу 50-60 390
Два слоя эмали МЛ-152 по предложенной грунтовочной композиции 50-60 500

Антикоррозионная грунтовочная композиция на основе алкидной грунтовки и азотсодержащего ингибитора коррозии, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит кремнийорганический амид перфторкарбоновой кислоты формулы С3F7OСF(СF3)СF2OСF(СF3)СОNН(СН2)3Si(ОС2Н5)3, а в качестве азотсодержащего ингибитора коррозии содержит продукт взаимодействия борной кислоты, диэтаноламина и жирной кислоты растительных масел, выбранной из группы: олеиновая, линолевая, линоленовая, в их мольном соотношении 1:4:2 соответственно при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Алкидная грунтовка 90-98
Указанный кремнийорганический амид
перфторкарбоновой кислоты 1-5
Указанный продукт взаимодействия 1-5


 

Похожие патенты:

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 антикоррозионному наполнителю на основе одеревеневших отходов растительного сырья, который применяется в составе лакокрасочных покрытий для защиты от коррозии металлических поверхностей.
Изобретение относится к способу защиты и восстановления прокорродировавших металлических поверхностей, работающих в условиях абразивного износа и воздействия агрессивных сред, например, при перевозке удобрений, и может быть использовано в энергетике, химической и добывающей промышленности при ремонте проржавевшего оборудования.

Изобретение относится к лакокрасочной промышленности, а именно к модификаторам ржавчины, которые используются для нанесения на прокорродировавшие металлические поверхности.
Изобретение относится к области составов грунтовок для противокоррозионных покрытий, наносимых на поверхность преимущественно черных металлов в машиностроении, а также древесных и других материалов.
Изобретение относится к грунтовочной антикоррозионной водно-дисперсионной композиции, предназначенной для защиты от коррозии металлических поверхностей, эксплуатируемых в атмосферных условиях, и может использоваться как грунтовка и как самостоятельное покрытие.
Изобретение относится к способу защиты и восстановления прокорродировавших металлических поверхностей, работающих в условиях абразивного износа, воздействия агрессивных сред, например при перевозке удобрений, в энергетике, химической и добывающей промышленности при ремонте проржавевшего оборудования.
Изобретение относится к лакокрасочной промышленности, а именно к модификаторам коррозии, используемым для покрытия металлических поверхностей без предварительной очистки их от продуктов коррозии.
Изобретение относится к лакокрасочной промышленности, а именно к модификаторам ржавчины, которые используются для покрытия ржавых металлических поверхностей без предварительной очистки от ржавчины, в том числе, имеющих мазутные и масляные загрязнения и эксплуатирующихся в диапазоне температур от минус 50 до плюс 500°С.
Изобретение относится к водно-дисперсионным лакокрасочным материалам, предназначенным для защиты от коррозии металлических поверхностей, эксплуатируемых в агрессивных атмосферных условиях, в том числе в условиях повышенной влажности.

Изобретение относится к золю для нанесения золь-гелевого покрытия на поверхность. .

Изобретение относится к способу покрытия изделий из вентильных металлов, которые применяются в качестве комплектующих для турбомолекулярных насосов. .
Изобретение относится к водному антикоррозионному средству для покрытия металлических субстратов. .

Изобретение относится к лакокрасочной промышленности, в частности к водным дисперсиям на основе винилиденфторида для получения защитных красок. .
Изобретение относится к области химической промышленности, а именно к получению композиционных антикоррозионных лакокрасочных материалов, предназначенных для защиты ржавых металлических поверхностей от коррозии, наносимых непосредственно на ржавую поверхность металла, и получения основы - сорбционных материалов, на базе продуктов переработки природных органических соединений растительного происхождения.

Изобретение относится к нанесению на металлы, выбранные из группы, состоящей из цинка и его сплавов, устойчивого к воздействию погоды защитного слоя с улучшенной светочувствительностью.
Изобретение относится к антикоррозионным композициям для защиты от коррозии магистральных трубопроводов, стальных поверхностей, эксплуатируемых в условиях воздействия нефтепродуктов, пресной и морской воды.

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 лакокрасочному производству, в частности к составу краски. .
Наверх