Двухкомпонентная композиция для наружного защитного покрытия стальных поверхностей

Двухкомпонентная композиция для наружного защитного покрытия стальных поверхностей

Реферат

 

Изобретение относится к области защиты изделий из стали, в частности к машинонапыляемым покрытиям, наносимым на грунтовочный слой и предназначенным для защиты труб, запорной арматуры, различных емкостей, работающих как в условиях подземной эксплуатации, так и на открытом воздухе. Композиция включает компонент 1 - аддукт с активными атомами водорода, полученный взаимодействием эпоксидного олигомера или смеси эпоксидных олигомеров с эпоксидным числом смеси 3,1-3,9 мгэкв/г, смеси ароматических аминов с аминным числом 9,0-10,4 мгэкв/г и средней фракции каменноугольной или сланцевой смолы с вязкостью 18-25 сСт и основностью 1,3-1,5 мгэкв/г НСl. Отверждение аддукта осуществляют любым полиуретановым олигомером с 12-14% НСО-групп. Ударная прочность покрытия в диапазоне (-40)-(+40)^oС 15-24 Дж, адгезия после 1000 ч выдержки в воде при 50^oС - не менее 4 МПа, набухание в воде при 80^oС 1,3-4%, время жизнеспособности 3-12 с, стойкость к катодному отслаиванию после выдержки при 60^oС в 3%-ном растворе NaCl в течение 30 суток 4,5-9,5 см². 4 з.п. ф-лы, 3 табл.

Изобретение относится к области защиты стальных изделий от коррозии, а именно к машинонапыляемым покрытиям, наносимым на грунтовочный слой и предназначенным для защиты изделий из стали, в частности труб, запорной арматуры, различных емкостей, работающих как в условиях подземной эксплуатации, так и на открытом воздухе.

К защитным покрытиям предъявляется целый комплекс требований, среди которых одним из основных является высокая изолирующая способность покрытия, характеризуемая низким значением площади катодного отслаивания при удовлетворительных физико-механических характеристиках, а также низкая вязкость неотвержденных компонентов покрытия, обеспечивающая возможность машинного напыления.

Известна двухкомпонентная композиция наружного покрытия (вариации), удовлетворяющая указанным требования и содержащая компонент А - полиуретановый форполимерный отвердитель и компонент Б - смесь жидких соединений, включающую соединение с активными атомами водорода из группы полиоксиалкиленполиолов или полиоксиалкиленаминов с гидроксильным и/или аминным числом не более 170 мг КОН/г, удлинитель цепи - ароматический полиамин при эквивалентном соотношении групп NH₂/OH = 60:40100/0, каменноугольную смолу в количестве от 2,5 до 50 мас. ч. на 100 мас. ч. компонента Б, увеличивающую антикоррозионный эффект и водостойкость покрытия, различные функциональные добавки - смачивающий дисперсант, антивспениватель, металлорганический катализатор, а также стабилизатор, красители, наполнители. Защитное покрытие образуется после смешения компонентов А и Б с помощью распылительного устройства (Пат. России 2072905, В 05 D 7/22, опубл. 10.02).

Однако эта композиция включает большое количество дорогостоящих добавок.

Изобретение решает задачу упрощения и удешевления композиции за счет расширения сырьевой базы компонентов для наружного защитного покрытия при исключении функциональных добавок.

Сущность изобретения заключается в том, что в качестве взаимодействующего с полиуретановым отвердителем компонента с активными атомами водорода взят аддукт, полученный взаимодействием эпоксидного олигомера с эпоксидным числом 3,1-3,9 мгэкв/г или смеси эпоксидных олигомеров с эпоксидным числом смеси 3,1-3,9 мгэкв/г и смеси ароматических аминов с аминным числом 9,0-10,4 мгэкв/г и средней фракции каменноугольной или сланцевой смолы с вязкостью 18-25 сСт и основностью 1,3-1,5 мгэкв/г HCl при следующем их соотношении, мас.%: Указанный эпоксидный олигомер или смесь эпоксидных олигомеров - 27-44 Указанная смесь ароматических аминов - 31,5-50,5 - Средняя фракция каменноугольной или сланцевой смолы - 17,5-31,5 При взаимодействии указанных ингредиентов образуется аддукт с высокой гомогенностью и активными атомами водорода в первичных аминогруппах и образовавшихся группах: гидроксильных и вторичных аминогруппах.

Полученный аддукт реагирует с полиуретановым отвердителем без катализатора и других функциональных добавок и обеспечивает технологические и эксплутационные характеристики композиции, удовлетворяющие предъявленным требованиям.

Для отверждения композиции используют любой полиуретановый олигомер с изоцианатными группами, пригодный по своим реологическим свойствам для машинного напыления и имеющий содержание - NCO групп - 12-14 %.

Отличительным признаком является компонент с активными атомами водорода, представляющий собой не смесь полиоксиалкиленполиола, ароматического амина и каменноугольной смолы, склонную к расслаиванию и требующую стабилизирующих добавок, а однородный аддукт, полученный взаимодействием эпоксидного олигомера, ароматических аминов и сланцевой или каменноугольной смолы.

Все ингредиенты композиции являются промышленными и доступными продуктами, а отсутствие дорогих добавок удешевляет композицию без ухудшения технологических и эксплутационных свойств.

Пример 1 получения компонента с активными атомами водорода (компонент 1).

В сосуд с мешалкой загружают 305 г диаминодифенилметана и 40 г аминотриэтилбензона при перемешивании, добавляют лапроксид 703-436 г. Температуру поддерживают в интервале 40-50^oС, вводят сланцевую смолу 219 г и перемешивают в течение часа при остаточном давлении 20-30 мм, затем температуру поднимают до 80^o и перемешивают в течение 3 часов. После охлаждения аддукт готов для использования.

Аналогично получают и другие композиции компонента 1, состав которых представлен в табл. 2.

Получение отвержденной композиции и образцов для испытания Пластины 100x100 мм из стали ст-3 очищают от ржавчины пескоструйной обработкой, обдувают сжатым воздухом, после чего на пластины наносят грунт, полученный смешением 100 г основы грунтовки Б-ЭП-0237 (ТУ-2312-4780-05034239-97), 30 г ацетона и 13 г аминного отвердителя АФ-2 (ТУ-2494-511-00203521-94) до однородной массы. Полученный грунт наносят на подготовленные пластины кистью или валиком толщиной 80-100 мкм и выдерживают 6-8 часов.

Смешение аддукта (компонента 1) с отвердителем (компонент 2), нанесение композиции на пластины до толщины 2,5-3 мм осуществляют с помощью установки с раздельной безвоздушной подачей компонентов.

В качестве отвердителя берут предполимер уретановый "Фрайтур" по ТУ 38.40.3871-99 или "Сурэл" -2 М по ТУ 2294-002-46898377-01. Объемное соотношение аддукта к предполимеру - 1,34:1.

После выдержки пластин с покрытием в течение 10 дней проводят испытания покрытия на стойкость к катодному отслаиванию. Для других испытаний покрытие наносят на полиэтиленовую подложку без грунта. Результаты испытаний представлены в табл.3.

Как видно из приведенных данных полученные покрытия позволяют получить высокий уровень защиты поверхности стальных труб от действия коррозионных факторов, что подтверждается низким значением площади катодного отслаивания - 4,5-9,5 см² после выдержки при 60^o в 3% растворе NaCl в течение 30 суток, высокими механическими показателями - ударная прочность покрытия от -40^o до +40^oС - 15-24 Дж.

Адгезия покрытия после 1000 часов выдержки в воде при 50^oС - не менее 4 МПа.

Набухание в воде при 80^oC - 1,3-4%.

Время жизнеспособности 3-12 с.

Приведенные примеры иллюстрируют, но не ограничивают объем изобретения.

Формула изобретения

1. Двухкомпонентная композиция для наружного защитного покрытия стальных поверхностей от коррозии, включающая изоцианатный отвердитель и отверждаемый им компонент с активными атомами водорода гидросильных групп и аминогрупп, отличающаяся тем, что в качестве указанного отверждаемого изоцианатным отвердителем компонента она содержит аддукт, полученный взаимодействием, по меньшей мере, одного эпоксидного олигомера с эпоксидным числом 3,1-3,9 мгэкв/г или смеси эпоксидных олигомеров с эпоксидным числом смеси 3,1-3,9 мгэкв/г, смеси, по меньшей мере, двух ароматических аминов с аминным числом смеси 9,0-10,4 мгэкв/г и средней фракции каменноугольной или сланцевой смолы с вязкостью 18-25 сСт и основностью 1,3-1,5 мгэкв/г HCl, взятых при следующем соотношении указанных ингредиентов, мас.%:

Эпоксидный олигомер или смесь эпоксидных олигомеров с эпоксидным числом 3,1-3,9 мгэкв/г 27-44

Смесь ароматических аминов с аминным числом 9,0-10,4 мгэкв/г 31,5-50,5

Средняя фракция каменноугольной или сланцевой смолы с вязкостью 18-25 сСт и основностью 1,3-1,5 мгэкв/г НСl 17,5-31,5

при соотношении указанный аддукт /изоцианатный отвердитель, достаточном для отверждения аддукта.

2. Двухкомпонентная композиция для наружного защитного покрытия по п.1, отличающаяся тем, что эпоксидный олигомер с эпоксидным числом 3,1-3,9 мгэкв/г или смесь эпоксидных олигомеров с эпоксидным числом смеси 3,1-3,9 мгэкв/г выбраны из группы, включающей эпоксидиановые олигомеры, полиоксипропиленэпоксиды, активные эпоксидные разбавители, полиоксихлорпропиленэпоксид.

3. Двухкомпонентная композиция для наружного защитного покрытия по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что в качестве смеси ароматических аминов с аминным числом смеси 9,0-10,4 мгэкв/г она содержит любое сочетание, по меньшей мере, двух аминов, выбранных из группы, включающей аминобензиланилин, диаминобензол, 1,3,5-триизопропил-2,4-диаминобензол, триэтиламинобензол, триэтилдиаминобензол.

4. Двухкомпонентная композиция для наружного защитного покрытия по п.п.1-3, отличающаяся тем, что изоцианатный отвердитель содержит 12-14%-NCO-групп.

5. Двухкомпонентная композиция для наружного покрытия по п.п.1-4, отличающаяся тем, что соотношение аддукта, указанного выше, к изоцианатному отвердителю составляет 1,221,49:1.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3

QB4A Регистрация лицензионного договора на использование изобретения

Лицензиар(ы): Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт конструкционных материалов "Прометей"

Вид лицензии*: НИЛ

Лицензиат(ы): Общество с ограниченной ответственностью "БИУРС"

Договор № РД0032420 зарегистрирован 08.02.2008

Извещение опубликовано: 20.03.2008        БИ: 08/2008

* ИЛ - исключительная лицензия        НИЛ - неисключительная лицензия