Композиция для наружного защитного покрытия стальных поверхностей


 


Владельцы патента RU 2581398:

ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "БИУРС" (RU)

Изобретение относится к композиции для наружного антикоррозионного защитного покрытия стальных изделий. Композиция содержит аддукт с активными атомами водорода, являющийся продуктом взаимодействия смеси как минимум двух эпоксидных олигомеров с эпоксидным числом смеси 3,47-4,7 мг·экв./г и ароматического амина - диаминодиэтилтолуола. Аддукт включает гомогенизированные в нем диалкилфталат, сланцевый битум и салициловую кислоту. Изобретение позволяет получить композицию с пониженной токсичностью при сохранении высоких технологических характеристик и защитных свойств отвержденного покрытия даже при повышении содержания пластификатора до 45%. 2 з.п. ф-лы, 3 табл.

 

Изобретение относится к области антикоррозионной защиты стальных изделий, работающих в среде влаги, атмосферного кислорода и активных сред грунта как в условиях подземной эксплуатации, так и в трассовых условиях, а именно к композициям для наружного защитного покрытия (далее защитная композиция), наносимым механизированным способом на предварительно обработанную грунтовочным составом металлическую поверхность и образующим после отверждения прочное покрытие.

К наружным защитным покрытиям стальных поверхностей от коррозии предъявляется целый комплекс требований, среди которых одним из основных является стойкость к катодному отслаиванию, определяемая площадью отслоения покрытия, которая не должна превышать 10 см2 после выдержки покрытого изделия в 3% растворе хлорида натрия при потенциале поляризации 1,5 В при 60°C в течение 30 суток. К другим основным требованиям относятся реологические свойства и скорость отверждения защитной композиции, обеспечивающие возможность ее нанесения механизированным способом.

Известна композиция для наружного защитного покрытия, содержащая 2 компонента - полиуретановый предполимерный отвердитель и смесь жидких соединений с активными атомами водорода (полиоксиалкиленполиолы или полиоксиалкиленамины), удлинитель цепи, каменноугольную смолу и различные дорогостоящие функциональные добавки [пат. РФ 2072905, B05D 7/22, опуб. 10.02.1997].

Известна также двухкомпонентная композиция для наружного защитного покрытия, включающая компонент 1 - аддукт с активными атомами водорода, полученный взаимодействием эпоксидного олигомера или смеси эпоксидных олигомеров с эпоксидным числом смеси 3,1-3,9 мг·экв./г, двух ароматических аминов с аминным числом 9,0-10,4 мг·экв./г и средней фракции каменноугольной или сланцевой смолы с вязкостью 18-25 сСт и основностью 1,3-1,5 мг·экв./г HCl при следующем соотношении указанных ингредиентов, мас.%:

эпоксидный олигомер 27-44
смесь ароматических аминов 31,5-50,5
средняя фракция каменноугольной или сланцевой смолы 17,5-31,5

Указанный аддукт отверждается компонентом 2 - изоцианатным отвердителем, взятым в количестве, достаточном для отверждения аддукта без катализатора и добавок [патент РФ №2225422, C09D 5/08, C09D 163/00, опубл. 10.03.2004].

Полученная защитная композиция обеспечивает высокий уровень защиты поверхности стальных труб и не содержит дорогих добавок (прототип).

Однако указанная защитная композиция разработана для изоляции и переизоляции труб в трассовых условиях, поскольку из-за наличия в ней каменноугольной или сланцевой смолы, совместимых с ее ингредиентами и удешевляющих композицию, но имеющих резкий неприятный фенольный запах и являющихся токсичными из-за наличия в них гидроксилсодержащих ароматических производных, бензпиренов и дибензантраценов, не может быть использована для обработки изделий в базовых условиях (цехах) без оснащения их мощными средствами защиты, что ограничивает область применения этой композиции. В настоящее время для повышения качества изделий изоляция и переизоляция элементов трубопроводов должна производится в базовых условиях при температуре помещения не ниже 10°С.

Другим недостатком композиции является усадка отвержденного защитного покрытия, приводящая к нестабильности свойств во времени, в том числе и повышению влагоемкости по мере старения материала.

Изобретение решает задачу разработки композиции для наружного защитного покрытия с пониженной токсичностью, имеющей реологические свойства, обеспечивающие ее нанесение машинным способом, и технологические и эксплуатационные характеристики, удовлетворяющие предъявляемым требованиям к защитным свойствам покрытий без увеличения стоимости производства. Снижение токсичности, в свою очередь, облегчает процесс нанесения защитной композиции, т.к. упрощает требования к оснащению помещений средствами защиты.

Сущность изобретения заключается в том, что композиция для наружного защитного покрытия стальных поверхностей от коррозии, содержащая аддукт с активными атомами водорода (компонент 1), отверждаемый изоцианатным отвердителем (компонент 2), включает следующие ингредиенты.

Компонент 1 - аддукт с активными атомами водорода, являющийся продуктом взаимодействия эпоксидной составляющей - смеси по меньшей мере двух эпоксидных олигомеров с эпоксидным числом смеси 3,47-4,7 мг·экв./г и ароматического амина - диаминодиэтилтолуола, взаимодействующего с указанными эпоксидными олигомерами, и гомогенизированных в нем диалкилфталата, сланцевого битума и салициловой кислоты при следующем соотношении указанных ингредиентов, мас.%:

смесь по меньшей мере двух эпоксидных олигомеров
с эпоксидным числом смеси 3,47-4,7 мг·экв/г 28,5-33
диаминодиэтилтолуол 22-26,5
диалкилфталат 35-40
сланцевый битум 5-10
салициловая кислота 0,3-1,5% к общей массе ингредиентов

Компонент 2 - изоцианатный отвердитель с содержанием NCO групп 14-16% в количестве, обеспечивающем отверждение аддукта с активными атомами водорода.

Полученный аддукт с активными атомами водорода (компонент 1) реагирует с изоцианатным отвердителем (компонент 2) с образованием целевого защитного покрытия.

Отличительным признаком защитной композиции является качественный и количественный состав компонента 1: эпоксидная составляющая - смесь по меньшей мере двух эпоксидных олигомеров с эпоксидным числом смеси 3,47-4,7 мг·экв./г, в качестве которых могут быть использованы низковязкие полиглицидиловые эфиры, представленные в таблице 1, ароматический амин - диаминодиэтилтолуол, инертный пластификатор - диалкилфталат - диоктилфталат или являющийся предпочтительным его изомер ди(2-этилгексил)фталат, дополнительный пластификатор сланцевый битум, введенный для удешевления целевого наружного защитного покрытия и придания ему черного цвета и в указанных количествах не приводящий к негативным свойствам покрытия. Салициловая кислота в составе аддукта с активными атомами водорода регулирует скорость его образования и скорость отверждения наружного защитного покрытия.

Сочетание указанных ингредиентов аддукта с активными атомами водорода обеспечивает защитной композиции снижение токсичности при сохранении ее высоких технологических характеристик и защитных свойств отвержденного защитного покрытия даже при повышении содержания пластификатора до 45% (в прототипе максимальное содержание пластификатора составляет 31%).

Отверждение аддукта с активными атомами водорода осуществляют изоцианатными отвердителями «Фрайтур» или «Сурэл-МЛ», представляющими собой уретановый предполимер с 14-16% свободных изоцианатных групп.

Все ингредиенты защитной композиции являются промышленными и доступными продуктами.

Примеры получения компонента 1.

Пример 1. В реактор с рубашкой и мешалкой загружают 180 г полипропиленгликоль диглицидилового эфира марки CAS-21142-30-3, 45 г 3-глицерин полиглицидилового эфира марки EPORESIT АН-12 и 70 г диглицедилового эфира политетрагидрофурана марки EPORESIT АН-21, добавляют 255 г диаминодиэтилтолуола, 80 г сланцевого битума, 370 г ди(2-этилгексил)фталата, 10 г салициловой кислоты, смешивают до получения гомогенной массы и нагревают до 95°C, после чего выдерживают 24 часа при этой температуре.

Аналогично получают другие вариации компонента 1, представленные в таблице 2.

Готовый компонент 1 перемешивают с компонентом 2 - изоцианатным отвердителем с содержанием NCO групп 14-16% в объемном соотношении 1:08 для получения образцов для испытаний. (Объемное соотношение определяется конструкцией или настройкой распыляющего устройства.)

Для испытания используют очищенные и прогрунтованные пластины из стали ст-3 размером 100×100 мм. Смешение компонентов 1 и 2 и нанесение композиции на пластины толщиной 2,5-3 мм осуществляют с помощью установки с раздельной безвоздушной подачей компонентов. После выдержки пластин до полного отверждения проводят испытания покрытия на стойкость к катодному отслаиванию. Другие испытания покрытия проводили при нанесении его на полиэтиленовые подложки. Условия испытаний и их результаты представлены в таблице 3.

Как видно из приведенных данных, заявляемое наружное защитное покрытие обеспечивает высокий уровень защиты метала от действия коррозионных факторов.

Таблица 1
Применяемые эпоксидные олигомеры
№ п/п Наименование и торговая марка Эпоксидное число, мг·экв./г
1 Полипропиленгликоль диглицидиловый эфир Gas-21142-30-3 2,8-3,6
2 Полипропиленгликоль диглицидиловый эфир Eporesit AH-19 2,9-3,2
3 3-глицерин полиглицидиловый эфир Eporesit АН-12 6,5-7,5
4 Политетрагидрофуран диглицидиловый эфир Eporesit АН-21 2,2-2,5
5 Триметилолпропан триглицидиловый эфир Eporesit АН-20 6,7-7,1
Примечание: продукт Gas-21142-30-3 производится в Китае фирмой JiaSina Chemical Co. Ltd, продукты Eporesit АН производятся венгерской фирмой POLIMER KEMIA KFT.
Таблица 2
Состав компонента 1, мас.%
№ п/п Наименование ингредиента / № примера 1 2 3 4 5 6
1 СAS-21142-30-3 18
2 Eporesit AH-19 20 23,5 23
3 Eporesit AH-12 4,5 11,5 11,5
4 Eporesit AH-21 7 17 17
5 Eporesit AH-20 11,5 7,5 12,5
6 Эпоксидное число 3,47 4,35 4,16 4,15 4,7 4,35
7 Диаминодизтилтолуол 25,5 26,5 23,5 22 23,5 26,5
8 Ди(2-этилгексил)фталат 37 40 35 37 35
9 Диоктилфталат 40
10 Сланцевый битум 8 5 10 10 6
11 Общая масса компонентов 100 100 100 100 100
12 Салициловая кислота, % от общей массы 1 1 1,5 0,3 1
Таблица 3
Защитные свойства наружного защитного покрытия
Наименование показателя / № опыта 1 2 3 4 5 6 Показатели по прототипу
Жизнеспособность, с От 6 до 8 От 7 до 8 От 3 до 4 12 От 6 до 7 06.08.13 От 3 до 12
Набухание в воде 24 ч при 80°C, % 2,0 1,5 1,8 1,3 1,6 2,4 От 1,8 до 3,0
Стойкость к катодному отслаиванию, 15 В, 30 сут, 60°C, см2 6,8 4,2 6,5 4,5 5,5 7,4 От 4,5 до 9,5
Ударная прочность от -40 до +40°C, Дж 19 20 21 22 20 23 От 15 до 24
Адгезия покрытия после выдержки в воде 1000 ч при 60°C 7,1 6,5 6,3 6,2 6,5 4,2 От 4,2 до 6

1. Композиция для наружного защитного покрытия стальных поверхностей от коррозии, включающая аддукт с активными атомами водорода (компонент 1), полученный взаимодействием эпоксидных олигомеров с ароматическим амином, отверждаемый изоцианатным отвердителем (компонент 2), отличающаяся тем, что в качестве отверждаемого изоцианатным отвердителем аддукта с активными атомами водорода она содержит смесь продуктов взаимодействия диаминодиэтилтолуола со смесью по меньшей мере двух эпоксидных олигомеров с эпоксидным числом смеси 3,47-4,7 мг·экв./г, диалкилфталат, сланцевый битум и салициловую кислоту при следующем соотношении указанных ингредиентов, мас.%:

смесь по меньшей мере двух эпоксидных олигомеров
с эпоксидным числом смеси 3,47-4,7 мг·экв./г 28,5-33
диаминодиэтилтолуол 22-26,5
диалкилфталат 35-40
сланцевый битум 5-10
салициловая кислота 0,3-1,5% к общей массе ингредиентов
изоцианатный отвердитель
с содержанием NCO групп 14-16% в количестве, обеспечивающем отверждение вышеуказанного аддукта

2. Композиция для наружного защитного покрытия стальных поверхностей от коррозии по п.1, отличающаяся тем, что в качестве эпоксидных олигомеров она содержит диглицидиловые эфиры с эпоксидным числом 2,2-3,6 мг·экв./г и триглицидиловые эфиры с эпоксидный числом 6,5-7,5 мг·экв./г.

3. Композиция для наружного защитного покрытия стальных поверхностей от коррозии по п.1 или 2, отличающаяся тем, что в качестве диалкилфталата она содержит ди(2-этилгексил)фталат.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области полимерных композиций на основе модифицированных олигомеров для защиты конструкций из алюминиевых сплавов, стали и углепластика при температурах эксплуатации от -60°С до 150°С и может быть использовано в авиационной промышленности.

Изобретение относится к лакокрасочным материалам, а именно к грунтовочным водно-дисперсионным композициям, и может быть использовано в различных отраслях промышленности для комплексной защиты поверхностей металлических конструкций, эксплуатируемых в атмосферных условиях различных климатических зон, в атмосфере, содержащей агрессивные газы и пары, в условиях с повышенной влажностью и большими перепадами температур.

Изобретение относится к области защиты металла от коррозии лакокрасочными покрытиями путем введения ингибитора коррозии в грунтовки по металлу бората хрома состава 2KB5O8·K2CrO4·4H2O и изучено его влияние на коррозионно-электрохимическое поведение стали 3 в 3%-ном растворе NaCl.
Изобретение касается композиции грунтовочного покрытия на водной основе и системы покрытия, которые могут быть использованы для формирования устойчивых к образованию натеков влажных слоев или покрытий на широком диапазоне подложек.
Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии лакокрасочными покрытиями. Противокоррозионный пигмент получают на основе отхода электропечей литейного производства - аспирационной пыли, содержащей, мас.%: Fe2O3 63,9-70,0, FeO 7,0-11,32, SiO2 8,9-16, Al2O3 1,45-3,12.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к антикоррозионной защите изделий из черных металлов. Праймер-преобразователь коррозии черных металлов, включающий ортофосфорную кислоту и оксид цинка, смешивают с галлатом основным висмута в присутствии экологически безопасного комплексона этилендиаминдиянтарной кислоты.

Изобретение относится к составам для предотвращения неорганических отложений и может быть использовано в нефтяной и теплоэнергетической промышленности для предотвращения солеотложений в водных системах.

Изобретение относится к антикоррозионным покрытиям для защиты от коррозии и абразивного износа подземных металлических конструкций различного назначения, в частности стальных винтовых свай.

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к технологическим составам, используемым для покрытия поверхностей твердого материала (тела) и получения многофункциональной (защитной) наноразмерной пленки (конкретно для модификации поверхностей с целью улучшения их свойств), и может найти применение в приборостроении, электронике, машиностроении, топливо-энергетическом комплексе, ЖКХ и иных отраслях, например, в металлообработке.
Изобретение относится к химической промышленности и касается способа получения добавки на основе экологически чистой полиамидокислоты в виде твердых волокон, устойчивой при хранении, которая при переводе в солевое состояние может найти применение для получения композиционных материалов и покрытий по металлу.

Изобретение относится к коррозионно-стойкой композиции покрытия, содержащей наночастицы гидроксида магния, характеризующиеся размером частиц, меньшим чем 200 нм. Композиция может дополнительно содержать термоотверждающуюся пленкообразующую смолу, полученную в результате проведения реакции между полиамином и эпоксифункциональным полимером. Кроме того, изобретение относится к подложке, содержащей указанную коррозионно-стойкую композицию покрытия. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 7 табл.
Изобретение относится к композициям для антикоррозийных покрытий, в частности к полимерным покрытиям на основе целлюлозного лака, и предназначено для защиты металлов автомобиля. Защитная полимерная пленка от коррозии металлов автомобиля, включающая ацетон, бутилацетат, дополнительно содержит целлюлозный лак и жидкий полиизобутилен, взятые в соотношении 2:1 соответственно при соотношении компонентов 300 мл целлюлозного лака, 150 мл полиизобутилена, разбавляют 50 мл воды, после чего полученную смесь кипятят 5 часов, затем раствор смешивают с 10 мл ацетона или хлордифенила и 20 мл бутилацетата, полученное соединение кипятят 10 часов. Изобретение позволяет снизить затраты на создание противокоррозионных покрытий, повысить адгезию и, как следствие, качество покрытия, упростить технологию и снизить трудоемкость нанесения покрытия.

Изобретение относится к металлическому листу с предварительным покрытием для применения в автомобилях, который имеет превосходную пригодность в контактной сварке, коррозионную стойкость и формуемость. Металлический лист с предварительным покрытием для применения в автомобилях включает металлический лист и покрытие (α) по меньшей мере на одной поверхности металлического листа, причем покрытие (α) включает органическую смолу (А), имеющую по меньшей мере один тип полярной функциональной группы, частицы (В) неоксидного керамического материала, выбранные по меньшей мере из одного типа боридов, карбидов, нитридов и силицидов, и которые имеют удельное электрическое сопротивление при температуре 25°С от 0,1×10-6 до 185×10-6 Ом·см, и антикоррозионный пигмент (С), при этом содержание указанных частиц (В) неоксидного керамического материала в покрытии (α) составляет от 0,5 до 65 об.%. 12 з.п. ф-лы, 4 ил., 9 табл.
Наверх