Антикоррозионная композиция, наносимая на металлические поверхности, покрытые коррозией

Антикоррозионная композиция, наносимая на металлические поверхности, покрытые коррозией

Реферат

 

Использование: для защиты от коррозии строительных металлических конструкций, трубопроводов и резервуаров. Родовое понятие по отношению к объекту изобретения: вещество. Технический результат, предлагаемый для достижения: создание композиции, обладающей адгезией, защитными свойствами при нанесении на неочищенные от слоя ржавчины толщиной 50-300 мкм, поверхности; снижение стоимости композиции, улучшение экологической обстановки. Сущность изобретения: антикоррозионная композиция содержит в %: кубовые остатки синтетических жирных кислот (КоСЖК) 81-89; негашеную известь 4-10, побочный продукт производства капролактама ("Масло ПОД") 4-11. В расплав КоСЖК при температуре 70-80^oC вводят "масло ПОД", а затем негашеную известь. Температуру доводят до 180-190^oC смесь перемешивают до получения однородной массы. Плотность композиции 1,28-1,32 г/см³. Готовую композицию наносят на неочищенную от слоя ржавчины толщиной 50-300 мкм поверхность металла. Адгезию покрытия определяют методом надреза и "грибка". Достигаемый технический результат: применение антикоррозионной композиции позволяет увеличить срок службы металлических конструкций, трубопроводов и резервуаров. 1 з.п. ф-лы, 3 табл.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при защите от коррозии в процессе гидроизоляции строительных металлических конструкций, трубопроводов и резервуаров.

Известен состав [1] для защиты от коррозии внутренних поверхностей нефтеналивных судов, где в качестве гидрофобного органического вещества используют кубовый остаток синтетических жирных кислот (КоСЖК), нейтрализованный оксидами кальция, магния или цинка при температуре соответственно 200, 250, 275^oC.

Достижению технического результата препятствует низкая коррозионная стойкость покрытия и невозможность его нанесения на ржавую поверхность без предварительной очистки от слоя ржавчины.

Известен также состав [2] включающий КоСЖК, соли тяжелых металлов с добавкой 5-10% каучука.

Причиной, препятствующей достижению технического результата является низкая адгезия покрытия к неочищенной от слоя ржавчины поверхности. После отверждения и испытаний в климатических камерах обнаруживались отставания покрытия, что создавало условия для проникновения агрессивных сред к защищаемой поверхности.

Наиболее близким [3] по технической сущности является композиция, включающая кубовые остатки синтетических жирных кислот и оксид магния. Для повышения защитных свойств и адгезии покрытия, композиция содержит дополнительно пероксид бария и полиметилсилоксан.

Достижению технического результата препятствует сложность исходной смеси, использование растворителя, невозможность использования композиции без предварительной очистки от ржавчины обрабатываемой поверхности.

Для достижения технического результата предлагается создание композиции, содержащей в качестве основы кубовые остатки синтетических жирных кислот и оксид элемента II группы Периодической системы Менделеева, а также вводимую дополнительно добавку. При этом композиция должна обладать защитными свойствами при нанесении ее на неочищенные от слоя ржавчины толщиной 50-300 мкм поверхности черных и цветных металлов; удешевление покрытия; улучшение экологической обстановки.

Технический результат достигается тем, что антикоррозионная композиция, наносимая на неочищенную от слоя ржавчины поверхность, содержит кубовые остатки синтетических жирных кислот, негашеную известь. В композицию дополнительно вводят побочный продукт производства капpолактама. При этом содержание указанных ингредиентов должно быть следующим, мас.

кубовые остатки СЖК 81-89 негашеная известь 4-10 побочный продукт производства капролактама 4-11 Плотность композиции составляет 1,28-1,32 г/см³.

Кубовые остатки СЖК являются отходами производства синтетических моющих средств и образуются в указанном производстве в процессе окисления парафиновых углеводородов. Кубовые остатки синтетических жирных кислот содержат, мас.

синтетические жирные кислоты С₁₇-C₂₀ 3-5 синтетические жирные кислоты С₂₀-C₂₇ 80-85 неомыляемые 15-20 оксикислоты остальное Негашеная известь это известь пушонка, содержит СаО+MgO 60-70% Побочный продукт производства капролактама образуется в процессе производства капролактама на стадии дегидрирования продукта окисления циклогексанола и на стадии ректификации продукта окисления циклогексана. Из-за маслообразного внешнего вида побочный продукт производства капролактама получил наименование "масло ПОД" и содержит следующие ингредиенты, мас.

циклогексилиденциклогексанол-2 20-30 циклогексиловые эфиры 30-40 циклогексанол 7-12 натриевые соли моно-и-декарбоновых кислот 20-28 продукты полимеризации и поликонденсации 3-8 капролактам 0,004-0,006 Композицию готовят следующим образом. В расплав кубовых остатков синтетических жирных кислот, взятых в количестве 81-89 мас. при температуре 70-80^oС вводят побочный продукт производства капролактама ("масло ПОД") в количестве 4-11 мас. Затем вводят негашеную известь и температуру доводят до 180-190^oC и перемешивают до получения однородной массы. Готовую композицию наносят на поверхность металла, не очищенную от слоя ржавчины толщиной 50-300 мкм. Адгезию покрытия к поверхности металла и плотность покрытия определяют методом надреза и "грибка".

Обоснованием выбранных пределов количественных признаков композиции является следующее.

Если для изготовления композиции берут негашеную известь в количестве меньше 4% мас. то не происходит реакции сополимеризации ненасыщенных олигомеров, содержащихся в "масле ПОД", с синтетическими жирными кислотами в кубовых остатках СЖК, не происходит отверждения композиции.

Увеличение содержания извести больше 10% мас. убыстряет полимеризацию, что приводит к старению покрытия, к появлению его хрупкости. При содержании "масла ПОД" в композиции меньше 4% мас. не удается изготовить однородную композицию, что не позволяет получить равномерность нанесения покрытия.

Если "масла ПОД" взято в композиции больше 11% мас. то происходит долгое отверждение смеси, слабая адгезия композиции к поверхности. Уменьшение содержания кубовых остатков синтетических жирных кислот в композиции менее 81% мас. приводит к увеличению содержания извести и "масла ПОД", а увеличение содержания КоСЖК более 89% мас. уменьшает содержание извести и "масла ПОД", что приводит к изменениям свойств композиции, описанным выше.

Отличием предлагаемого изобретения от прототипа является введение в основу, содержащую КоСЖК 81-89% мас. и негашеную известь (4-10%) - дополнительно побочного продукта производства капролактама ("масла ПОД") в количестве 4-11% мас. при этом плотность композиции составляет 1,28-1,32 г/см³.

Таким образом, рассматриваемое изобретение соответствует требованию новизны.

Доказательством соответствия заявляемого изобретения требованию изобретательского уровня, может служить следующее.

Кубовые остатки синтетических жирных кислот, получаемые в производстве синтетических моющих средств, содержат поверхностно-активные вещества (ПАВ) (4), применяемые в операциях по защите металлов от ржавления, коррозии и способствует улучшению адгезии с защищаемой поверхностью. "Масло ПОД" пластифицирует композицию до состояния, когда осуществимо равномерное нанесение покрытия на неочищенную от ржавчины поверхность металла, а также действует как ингибитор коррозии. Негашеная известь выступает в качестве катализатора сополимеризации исходных компонентов. Кубовые остатки синтетических жирных кислот, получаемые в производстве синтетических моющих средств, содержат поверхностно-активные вещества (ПАВ) [4] применяемые в операциях по защите металлов от ржавления, коррозии и способствуют улучшению адгезии с защищаемой поверхностью. А все вместе взятое позволяет получить композицию для антикоррозионных покрытий, нанесение которой возможно без предварительной очистки защищаемой поверхности металлов от слоя ржавчины, толщиной 50-300 мкм. с получением необходимой для защиты от коррозии - адгезии, плотности и равномерности покрытия. Кроме того, использование отходов производства моющих средств (КоСЖК) и производства капролактама (побочного продукта "масла ПОД") являются утилизацией отходов химических производств, что благоприятно для защиты экологии, а также снижает стоимость композиции.

Таким образом, предлагаемое изобретение соответствует требованию изобретательского уровня.

Заявляемая композиция реализуется следующим образом. При температуре 75^oC в расплав кубовых остатков синтетических жирных кислот, взятых в количестве 85% мас. вводят побочный продукт производства капролактама ("масла ПОД") в количестве 5% мас. вводят негашеную известь в количестве 7,5% мас. и температуру доводят до 185^oC. Смесь исходных материалов перемешивают до получения однородной массы. Готовую композицию наносят на прокорродировавшую поверхность, не производя предварительной очистки от ржавчины с толщиной слоя 200 мкм. Адгезию покрытия к поверхности металла и плотность покрытия определяют методом надреза и "грибка" по ГОСТ 15140-78. Составы композиции приведены в таблице 1.

Для проведения коррозионных испытаний по сравнению с прототипом была изготовлена композиция по а. с. N 1481268, которая включала (% мас.): кубовые остатки СЖК 92,5, оксид магния 6,0, пероксид бария 0,06, полиметилсилоксан 0,06, растворитель (уайт-спирит) остальное. Результаты сравнительных (с прототипом) коррозионных испытаний приведены в таблице 2.

Образцы покрытий, нанесенные на пластины размером 125х90 мм подвергались различным видам климатических воздействий (табл. 3).

Для проведения испытания по режиму Iк использовался аппарат искусственной погоды АИП (ИП-1-3), по режиму IIк ванны для водонасыщения с автоматическим регулированием температуры, изготовленные из нержавеющей стали. Испытания по режимам IIIк VIк осуществлялись соответственно в морозильном столе "Фритера", в шкафу переменных температур "Грюнланд" и в климатической камере "Фейтрон". После окончания режима Vк и последующей выдержки образцов при температуре 2932 K (20^oC) в течение 1 часа, их осматривали и вскрывали, отмечая дефекты поверхности, места их расположения и размеры повреждений.

Образцы, прошедшие один условный годовой цикл испытаний на атмосферостойкость, подвергались испытаниям, имитирующим условия эксплуатации в грунте. Испытания проводятся по режиму I-Г, II-Г. Режим I-Г. Производилось замачивание в кислом растворе с рН 2 при температуре 232^oC в течение 144 часов, замачивание в щелочном растворе с рН 12 при температуре 232^oC в течение 144 часов. Общее время режима I-Г шесть суток. Для режима I-Г использовалась камера жидких агрессивных сред. Результаты испытаний по режиму I-Г приведены в таблице 2, графа 9.

Анализ результатов испытаний, приведенных в таблицах 1, 2, 3 показывает, что в случае применения в антикоррозионной композиции побочного продукта производства капролактама (масла "ПОД") происходят следующие процессы.

В пленках покрытия наблюдается сополимеризация ненасыщенных олигомеров (в составе масла "ПОД") с синтетическими жирными кислотами (в составе кубовых остатков СЖК).

2. Происходит замедление процессов старения, протекающих в процессе эксплуатации антикоррозионных покрытий за счет добавки в антикоррозионную композицию пластификатора (масла "ПОД").

3. В состав масла "ПОД" входят циклоалифатические соединения, которые аналогично смоляным кислотам (канифоли) повышают отверждение олигомера, что ускоряет высыхание антикоррозионной композиции.

4. Введение в состав композиции циклоалифатических соединений (масла "ПОД") повышает защитные свойства пленкообразователей, происходит ускорение взаимодействия окислителей находящихся в кубовых остатках СЖК с маслом "ПОД", которое происходит в виде реакции поликонденсации с образованием соединений, обладающих ингибирующим свойством. По отношению к алюминию А-2 и дюралюминию Д-16 защитный эффект составляет 80% Доказательством соответствия заявляемого изобретения требованию промышленной применимости может служить следующее.

Композиция предназначена для антикоррозионных покрытий и наносится на не очищенные от слоя ржавчины толщиной 50-300 мкм поверхности металлов.

Возможность осуществления композиции отражена сведениями, подтверждающими возможность осуществления изобретения. Предлагаемая композиция при ее осуществлении (изготовлении и последующем использовании) способна обеспечить достижение технического результата, выражающегося в получении композиции, наносимой на неочищенные от слоя ржавчины (50-300 мкм) металлические поверхности и обладающей адгезией, плотностью, равномерностью покрытия, требуемыми защитными свойствами.

Таким образом, заявляемое изобретение соответствует требованию промышленной применимости.

Формула изобретения

Антикоррозионная композиция, наносимая на металлические поверхности, покрытые коррозией, содержащая кубовые остатки синтетических жирных кислот и оксид элемента II группы Периодической системы, отличающаяся тем, что в качестве оксида используют негашеную известь и композиция содержит дополнительно побочный продукт производства капролактама при следующем соотношении компонентов, мас.

Кубовые остатки синтетических жирных кислот 81 89 Негашеная известь 4 10 Побочный продукт производства капролактама 4 11 2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что плотность ее составляет 1,28 1,32 г/см³.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3