Патент на изобретение №2260608

(54) ГРУНТОВКА-ЭМАЛЬ ВОДНО-ДИСПЕРСИОННАЯ АНТИКОРРОЗИОННАЯ СЕРИИ “КРОНАКРИЛ”

(57) Реферат:

Изобретение относится к лакокрасочным материалам, а именно к грунтовочным водно-дисперсионным композициям, предназначенным для защиты от коррозии металлических поверхностей, эксплуатируемых как в атмосферных условиях и подверженных воздействию различных жидкостей. Сущность изобретения: антикоррозионная водно-дисперсионная грунтовка-эмаль, включающая, мас.%: связующее – стиролакриловую дисперсию 30-50, антикоррозионный пигмент – фосфат молибдат кальция при мольном соотношении молибдат- и фосфат-ионов от 1: 0,01 до 1:100, цветообразующий пигмент 1-10, фосфатный диспергатор 0,1-1,0, загуститель 0,05-0,2 и остальное воду. Технический результат – применение фосфата молибдата кальция в грунтовках-эмалях обеспечивает пассивирующую активность во взаимодействии фосфат-молибдат-ионов с металлической подложкой как черных, так и цветных металлов, оказывает дополнительное защитное действие. 2 табл.

Изобретение относится к лакокрасочным материалам, а именно к грунтовочным водно-дисперсионным композициям, предназначенным для защиты от коррозии металлических поверхностей, эксплуатируемых как в атмосферных условиях и подверженных воздействию различных жидкостей. Может использоваться как первичная грунтовка, а также как самостоятельное лакокрасочное покрытие.

Известно использование в качестве водно-дисперсионной грунтовки состава, включающего бутадиенстиролкарбоксилатный латекс, поверхностно-активное вещество, ортофосфорную кислоту, оксиэтилцеллюлозу, полифосфат натрия и воду [Авторское свидетельство СССР №1004432, МКИ C 09 D 5/02, 1980].

Недостатком этого состава является невысокая прочность пленки и низкие антикоррозионные свойства покрытия.

Наиболее близким к заявляемому изобретению и принятым в качестве прототипа является водно-дисперсионная грунтовка, включающая латекс бутадиенстирольного сополимера, ортофосфорную кислоту, цинкжелезофосфатный пигмент, поверхностно-активное вещество, красный железоокисный пигмент, оксиэтилцеллюлозу, полифосфат натрия и воду [Патент РФ №2063409, МПК 6 C 09 D 109/08, опубл. 10.07.96].

Эта грунтовка обладает повышенной (по сравнению с №1004432) механической прочностью и несколько повышенными антикоррозионными свойствами при воздействии воды за счет дополнительного введения в состав к ортофосфорной кислоте цинкжелезофосфатного пигмента.

Однако грунтовка такого состава обладает малой стойкостью к воздействию минерального масла, щелочи, раствору NaCl, бензина и других растворителей.

Задачей предлагаемого изобретения является создание водно-дисперсионной грунтовки-эмали с повышенной стойкостью к статическому воздействию вышеуказанных жидкостей, что позволяет эффективно использовать ее в химической, машиностроительной и автомобилестроительной промышленности.

Сущность изобретения заключается в использовании в качестве антикоррозионного пигмента вместо ортофосфорной кислоты и цинкжелезофосфатного пигмента, фосфата молибдата кальция, причем мольное соотношение молибдат- и фосфат-ионов в нем может составлять от 1:0,01 до 1:100.

Техническим результатом использования фосфата молибдата кальция в водно-дисперсионной грунтовке-эмали является образование на подложке фосфомолибдатной пленки под воздействием коррозионной среды, которая вызывает пассивирование поверхности металла и, таким образом, оказывает дополнительное защитное действие.

Таким образом, применение фосфата молибдата кальция в грунтовках-эмалях обеспечивает высокую пассивирующую активность во взаимодействии фосфат-молибдат-ионов с металлической подложкой как черных, так и цветных металлов, обеспечивая катодную и анодную защиту.

Грунтовка-эмаль, как прототип, так и заявляемая, состоит в основном из связующего вещества, антикоррозионного пигмента, цветообразующего пигмента, диспергатора и загустителя, остальное вода, которая используется в качестве растворителя.

В прототипе в качестве связующего вещества используется латекс бутадиенстирольного сополимера, в настоящем изобретении предлагается использовать в этом качестве стиролакриловую дисперсию, что позволяет повысить твердость и эластичность покрытия. Качественные признаки стиролакриловой дисперсии указаны в табл. 1. Ее количественное содержание в составе грунтовки-эмали – 30-50%, которое установлено в результате проведенных НИР. Этот признак является отличительным от прототипа.

В прототипе в качестве антикоррозионного пигмента использованы ортофосфорная кислота и цинкжелезофосфатный пигмент, в настоящем изобретении, как было обосновано выше, используется фосфат молибдат кальция с содержанием его в грунтовке-эмали 0,1-20% в зависимости от металла, который покрывают этой грунтовкой-эмалью.

В прототипе в качестве колера применен пигмент красный железоокисный, который окрашивает грунтуемую поверхность в красно-коричневый цвет. Однако в такого рода грунтовках-эмалях могут применяться и другие цветообразующие пигменты, например: желтый железоокисный пигмент, пигмент голубой фталоцианиновый, окись хрома, алюминиевая пудра и др., которые, не меняя химического воздействия на покрываемый грунтовкой-эмалью металл, меняют только цвет покрытия. Так как цвет грунтовки-эмали может быть различным, целесообразно применить для всех колерующих пигментов общий термин – цветообразующий пигмент. Его (пигмента) содержание в грунтовке-эмали практически то же самое, что и в прототипе – 1-10%.

В прототипе в качестве диспергатора применен полифосфат натрия, но в этом же качестве может быть применен, например: полифосфат калия, пирофосфат натрия или калия, триполифосфат натрия или калия. В предлагаемом изобретении полифосфат натрия или другие, приведенные выше вещества, выполняют ту же функцию диспергатора, однако пределы их применения (по результатам НИР) могут варьироваться от 0,1 до 1,0% в составе грунтовки-эмали. Этот признак определен как «фосфатный диспергатор».

В прототипе в качестве загустителя использована оксиэтилцеллюлоза, которая относится к группе сложных эфиров целлюлозы. К этой группе относятся также: карбоксиметилцеллюлоза, диацетат целлюлозы, ацетопропионат целлюлозы, тилоза, мецилоза, но могут быть использованы и полимеры акриловой и метакриловой кислот или полиуретаны (полигидроксиэфиры, зашитые с изоционатными группами), которые по своему действию в составе грунтовки-эмали аналогичны, поэтому для этих веществ применим общий термин – «загуститель», тем более, что его содержание в грунтовке-эмали для всех веществ данной группы – 0,05-0,2% дает достигаемый эффект.

Остальное в предлагаемой грунтовке-эмали – вода, как растворитель.

Примером осуществления данного изобретения может служить способ получения грунтовки-эмали, осуществленный заявителем.

В емкость с мешалкой в рецептурном количестве загружают при перемешивании воду, загуститель, фосфатный диспергатор, фосфат молибдат кальция, проводят перемешивание в течение 25-30 мин. Затем смесь подают в бисерную мельницу и ведут диспергирование до достижения степени перетира по прибору «клин» не более 30 мкм. Перетертую смесь подают в смеситель и далее добавляют рецептурное количество стиролакриловой дисперсии. После перемешивания в течение 20-30 минут добавляют для получения необходимого оттенка цветообразующий пигмент. Далее грунтовку-эмаль проверяют по качественным показателям.

Для сравнивания стойкости к статическому воздействию агрессивных жидкостей были приготовлены составы грунтовок-эмалей по заявляемому изобретению и состав грунтовки по прототипу. При определении стойкости пленки к статическому воздействию агрессивных жидкостей грунтовку-эмаль наносили на пластинки из стали 08 КП, предварительно очищенные от ржавчины и обезжиренные ацетоном. Полученное покрытие отверждали при температуре 20±2°С в течение 5 суток, затем испытывали.

Данные испытаний сведены в табл. 2, где пп.1-18 составы предлагаемой грунтовки-эмали с различными соотношениями фосфат молибдат кальция, стиролакриловой дисперсии, цветообразующего пигмента, диспергатора, загустителя и воды, а п.19 – грунтовка, приготовленная в соответствии с наиболее коррозионно-стойким составом грунтовки-прототипа.

Формула изобретения

Грунтовка-эмаль водно-дисперсионная антикоррозионная, включающая связующее – стиролакриловую дисперсию, антикоррозионный пигмент – фосфат молибдат кальция при мольном соотношении молибдат- и фосфат-ионов от 1:0,01 до 1:100, цветообразующий пигмент, фосфатный диспергатор, загуститель и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%: