Композиция для антикоррозионного покрытия
Изобретение относится к средствам защиты металлоизделий от коррозии и может быть использовано для получения ингибированных покрытий на деталях и сборочных единицах изделий машиностроения, в частности, у сельскохозяйственной техники. Композиция для антикоррозионного покрытия включает алкидный лак, маслорастворимый ингибитор коррозии, сиккатив и органический растворитель, дополнительно содержит кремнийорганический амид перфторкарбоновой кислоты формулы С3F7OСF(СF3)СF2OСF(СF3)СОNH(СН2)3Si(ОС2Н5)3, а в качестве маслорастворимого ингибитора коррозии содержит продукт взаимодействия борной кислоты, диэтаноламина и жирных кислот высыхающих растительных масел в их мольном соотношении 1:4:2 соответственно, при следующем соотношении компонентов, мас.%: алкидный лак 20-30; указанный кремнийорганический амид перфторкарбоновой кислоты 1-5; продукт взаимодействия борной кислоты, диэтаноламина и жирных кислот высыхающих растительных масел 1-5; сиккатив 3-5; органический растворитель до 100. Технический результат: повышение физико-механических и водо-, масло-, бензоотталкивающих свойств антикоррозионного покрытия. 2 табл.
Реферат
Изобретение относится к средствам защиты металлоизделий от коррозии и может быть использовано для получения ингибированных покрытий на деталях и сборочных единицах изделий машиностроения, в частности сельскохозяйственной техники.
Известна композиция для антикоррозионного покрытия, содержащая, мас.%: дисперсию стирол-акрилового или полиуретан-акрилового сополимера 2-10, Малкор А - ингибитор коррозии на основе аминов растительного происхождения 5-10 и воду до 100 (RU 2359069 С2, кл. С23F 15/00, 20.06.2009).
Недостатком известной композиции является относительно низкая бензостойкость полученного на ее основе покрытия.
Наиболее близким аналогом предложенного технического решения является композиция для антикоррозионного покрытия, содержащая, мас.%: пентафталевую эмаль ПФ-115, представляющую собой суспензию пигментов в пентафталевом лаке, сиккатива и флотореагента 70-90, консервационный материал 5-15, сольвент или уайт-спирит или их смесь в массовом соотношении 1:1…5-15. В качестве консервационного материала композиция содержит состав, включающий, мас.%: окисленный петролатум 10,0-36,0, буроугольный воск 2,8-12,0, 25%-ный водный раствор аммиака 2,2-7,0, маслорастворимый ингибитор коррозии на основе нитрованного минерального масла 0,3-0,9, оксид цинка 0,2-1,2, отходы производства ланолина 0,1-0,5, вода остальное (SU 1781261 А1, кл. С09D 5/08, 15.12.1992).
Недостатками данной композиции являются ее многокомпонентность, относительно низкие физико-механические свойства (твердость, прочность пленки при ударе и растяжении), а также относительно невысокие показатели масло-, бензостойкости полученного покрытия.
Техническим результатом изобретения является повышение физико-механических и водо-, масло-, бензоотталкивающих свойств антикоррозионного покрытия.
Данный результат достигается тем, что композиция для антикоррозионного покрытия, включающая алкидный лак, маслорастворимый ингибитор коррозии, сиккатив и органический растворитель, дополнительно содержит кремнийорганический амид перфторкарбоновой кислоты формулы С3F7OСF(СF3)СF2OСF(СF3)СОNН(СН2)3Si(ОС2Н5)3, а в качестве маслорастворимого ингибитора коррозии содержит продукт взаимодействия борной кислоты, диэтаноламина и жирных кислот высыхающих растительных масел в их мольном соотношении 1:4:2 соответственно при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Алкидный лак | 20-30 |
Указанный кремнийорганический амид | |
перфторкарбоновой кислоты | 1-5 |
Продукт взаимодействия борной кислоты, | |
диэтаноламина и жирных кислот высыхающих | |
растительных масел в их мольном соотношении | |
1:4:2 соответственно | 1-5 |
Сиккатив | 3-5 |
Органический растворитель | До 100 |
Отличительной особенностью предложенной композиции является то, что при введении в нее кремнийорганического амида перфторкарбоновой кислоты указанной выше формулы и продукта взаимодействия борной кислоты, диэтаноламина (ДЭА) и жирных кислот высыхающих растительных масел 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.
При введении сиккатива менее 3 мас.% увеличивается время высыхания покрытия, введение сиккатива более 5 мас.% нецелесообразно, так как дальнейшего снижения времени высыхания не происходит.
В качестве алкидного лака композиция содержит пентафталевый лак ПФ-170 (ГОСТ 15907-70), ПФ-060 (ТУ 6-10-612-76), ПФ-283 (ГОСТ 5470-75) или глифталевый ГФ-01 (ТУ 6-10-612-76), ГФ-166 (ГОСТ 5470-75) и другие.
В качестве сиккатива используют известные сиккативы ЖК-1 (ТУ 2311-017-00204151-2000), ЖК-5 (ТУ 3211-039-00204151-2001), 64П (ТУ 6-10-1351-78), ЖК-12 (ТУ 6-21-02041501-90), полиметальные марок Окта-Хим, ПолиАр, СКС, СКК, СКБК и другие.
В качестве органического растворителя в композиции используют сольвент (ГОСТ 10214-78), уайт-спирит (ГОСТ 3134-78), ксилол (ГОСТ 9410-78) и их смеси.
В качестве жирных кислот высыхающих растительных масел при получении продукта взаимодействия используют олеиновую, линолевую, линоленовую, элеостеариновую кислоты и их смеси.
Способ получения продукта взаимодействия заключается в следующем:
В реактор, снабженный мешалкой, насадкой Дина-Старка, обратным холодильником и термометром, загружают жирные кислоты высыхающих 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:жирные кислоты составляет 1:4:2.
Кремнийорганический амид перфторкарбоновой кислоты (КАПФ) получают реакцией взаимодействия соединения формулы С3F7OСF(СF3)СF2OСF(СF3)СООСН3 и γ-аминопропилтриэтоксисилана.
В колбу с мешалкой, капельной воронкой и обратным холодильником помещают 102 г (0.2 моля) С3F7OСF(СF3)СF2OСF(СF3)СООСН3 и прибавляют 46,2 г (0,21 моля): NН2(СН2)3Si(ОС2Н5)3. Содержимое перемешивают при комнатной температуре в течение 2 часов до получения гомогенной смеси, которую подвергают разгонке, выделяя фракцию с Ткип.=140-144°/1 мм, выход готового продукта 98%.
По данным ЯМР-1H и 19F соединение имеет следующее строение: С3F7OСF(СF3)СF2OСF(СF3)СОNН(СН2)3Si(ОС2Н5)3, nD 20=1.3550, d4 20=1,4248 г/см2 .
Технология приготовления предложенной композиции заключается в следующем:
В смеситель заливают алкидный лак в количестве 20-30 мас.%, в который при постоянном перемешивании последовательно вводят по 1-5 мас.% продукта взаимодействия борной кислоты, ДЭА и жирных кислот и КАПФ, 3-5 мас.% сиккатива и органический растворитель до 100. Композицию перемешивают в течение 20-30 мин.
Для сравнительных испытаний предложенные композиции и композицию по прототипу наносили на пластины из стали марки 08кп размером 70×150 мм, подготовленные в соответствии с требованиями ГОСТ 9.014-78. Антикоррозионные покрытия высушивали при температуре 110°С в течение 35 мин.
Составы предложенных композиций представлены в табл.1.
Показатели физико-механических и защитных свойств антикоррозионных покрытий, полученных на основе предложенных 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.
Использование предложенной 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 | |
Алкидный лакПФ-060ГФ-01 | 20 | 25 | 30 | 19 | 31 |
КАПФ | 1 | 3 | 5 | 0,5 | 6 |
Сиккатив | 3 | 4 | 5 | 2,5 | 5,5 |
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 линолевой и линоленовой кислот (1:1) в мольном соотношении 1:4:2 соответственно | 1 | 0,5 | |||
Органический растворитель | 71 | 65 | 59 | 72 | 57 |
Таблица 2 | ||||||
Показатели | Композиция по примерам | Прототип, SU 1781261 | ||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||
Время высыхания до степени 3 при температуре 20±2°С, ч | 19 | 18,5 | 18,5 | 21 | 18,5 | 24 |
Краевой угол смачивания по воде, ° | 120 | 120 | 120 | 120 | 115 | 95 |
Краевой угол смачивания по маслу, ° | 75 | 75 | 75 | 75 | 65 | 55 |
Стойкость покрытия притемпературе (20±2)°C к статическому воздействию воды, ч | 120 | 120 | 120 | 120 | 110 | 95 |
Стойкость покрытия при температуре (20±2)°С к статическому воздействию минерального масла, ч | 140 | 135 | 130 | 135 | 110 | 60 |
Стойкость покрытия при температуре (20±2)°С к статическому воздействию бензина, ч | 15 | 14 | 12 | 15 | 10 | 6 |
Стойкость покрытия к воздействию факторов умеренного климата, циклы | 20 | 18 | 15 | 20 | 14 | 10 |
Время до появления первых коррозионных поражений, ч- при 100%-ной влажности и 40°С- в камере соляного тумана | 1200900 | 1200900 | 1200900 | 1200900 | 1100800 | 900600 |
Твердость по маятниковому прибору М-3, у.е. | 0,50 | 0,48 | 0,45 | 0,40 | 0,50 | 0,40 |
Прочность при ударе, см | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 |
Прочность при растяжении, мм | 30 | 28 | 26 | 22 | 30 | 22 |
Адгезия к металлу, баллы | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
Композиция для антикоррозионного покрытия, включающая алкидный лак, маслорастворимый ингибитор коррозии, сиккатив и органический растворитель, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит кремнийорганический амид перфторкарбоновой кислоты формулы С3F7OСF(СF3)СF2OСF(СF3)СОNH(СН2)3Si(ОС2Н5)3, а в качестве маслорастворимого ингибитора коррозии содержит продукт взаимодействия борной кислоты, диэтаноламина и жирных кислот высыхающих растительных масел в их мольном соотношении 1:4:2 соответственно при следующем соотношении компонентов, мас.%:
алкидный лак | 20-30 |
указанный кремнийорганический амид | |
перфторкарбоновой кислоты | 1-5 |
продукт взаимодействия борной кислоты, | |
диэтаноламина и жирных кислот высыхающих | |
растительных масел | 1-5 |
сиккатив | 3-5 |
органический растворитель | до 100 |