Патент на изобретение №2202581
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) ВОДНО-ДИСПЕРСИОННЫЙ ГРУНТ-ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ РЖАВЧИНЫ
(57) Реферат: Изобретение относится к лакокрасочным материалам, а именно, к грунтовочным водно-дисперсионным композициям, предназначенным для защиты от коррозии металлических поверхностей, эксплуатируемых в атмосферных условиях. Для улучшения адгезии, водостойкости и ударной прочности покрытия в состав грунт-преобразователя введены три пленкообразователя: латекс сополимера винилхлорида с винилиденхлоридом и малеиновой кислотой ВДВХМк-65Е-ВДК, синтетический каучук олигопипериленовый скоп и эпоксидно-диановая смола, для увеличения антикоррозионных свойств – окись хрома и пигмент красный, железоокисный состав также содержит загуститель – эфиры целлюлозы, пеногаситель, полиметилсилоксановая жидкость, поверхностно-активное вещество полиоксиэтиленовый эфир алкилфенола ОП-10 или ОП-7, коалесцирующий агент – уайт-спирит, ортофосфорная кислота, слюда, сложные эфиры спиртов и дикарбоновых кислот. 2 табл. Изобретение относится к лакокрасочным материалам, а именно к грунтовочным водно-дисперсионным композициям, предназначенным для защиты от коррозии металлических поверхностей, эксплуатируемых в атмосферных условиях. Известен состав антикоррозионной водно-дисперсионной грунтовки, включающий синтетический латекс, поверхностно-активное вещество, ортофосфорную кислоту, оксиэтилцеллюлозу, пигмент красный железоокисный, пигмент цинкжелезофосфатный, полифосфат натрия, воду в количестве (авторское свидетельство 2063409, С 09 D 109/08, 5/12) (мас.%): Бутадиенстирольный латекс БС-65 (50%) – 30-50 Полиоксиэтиленовый эфир алкилфенола ОП-10 или ОП-7 – 0,5-5,0 Пигмент красный железоокисный – 3-10 Кислота ортофосфорная – 0,4-1,5 Оксиэтилцеллюлоза – 0,05-0,2 Полифосфат натрия – 0,1-0,3 Пигмент цинкжелезофосфатный – 1-30 Вода – Остальное Данная грунтовка является недостаточно водостойкой. Известен состав, используемый в качестве грунт-преобразователя ржавчины Э-ВА-01 ГИСИ (ТУ 81-05121-78), представляющий собой грубодисперсную поливинилацетатную пластифицированную дисперсию с добавкой ортофосфорной кислоты, калия железосинеродистого, калия железистосинеродистого, ОП-10 или ОП-7, этилсиликата-32 или этилсиликата-40 и воды. Недостатком данного состава является низкая адгезия пленки к ржавому металлу, недостаточная эластичность пленки. Наиболее близок к заявленному изобретению по совокупности признаков грунт-преобразователь ВА-0112 (ТУ 6-10-1234-79 “Грунтовка ВД-ВА-0112”; Ю.С. Козлов, O.K. Кузнецов, А.Ф. Тельнов. Очистка изделий в машиностроении. – М.: Машиностроение, 1982, с.53), состоящий из двух компонентов: основы и отвердителя. Основа состоит из следующих компонентов ( мас.%): Эмульсия поливинилацетатная, пластифицированная, грубодисперсная – 67 Окись хрома – 6,7 Окись алюминия – 6,7 Пигмент красный железоокисный – 6,15 Вода – 15,45 Отвердителем является 85%-ная ортофосфорная кислота, которая вводится в основу перед применением в соотношении основа: ортофосфорная кислота=100:3. Данный грунт-преобразователь нетоксичен, наносится на поверхность черных металлов с толщиной продуктов коррозии до 100 мкм. Недостатком этого состава является низкая адгезия к металлу и недостаточная водостойкость покрытия. Технической задачей изобретения является повышение физико-механических антикоррозионных свойств покрытия. Технический результат достигается тем, что водно-дисперсионный грунт-преобразователь ржавчины, включающий синтетический латекс, сложные эфиры спиртов и дикарбоновых кислот (дибутилфталат, диоктилфталат и т.п.), окись хрома, красный железоокисный пигмент, слюду, воду и ортофосфорную кислоту, отличающийся тем, что в качестве пленкообразователя он содержит латекс винилхлорида с винилиденхлоридом и малеиновой кислотой ВДВХМк-65Е-ВДК и дополнительно в качестве поверхностно-активного вещества – полиоксиэтиленовый эфир алкилфенола ОП-10 или ОП-7; в качестве пеногасителя – полиметилсилоксановую жидкость ПМС-100, или ПМС-200 или ПМС-200А; в качестве дополнительных пленкообразователей – синтетический каучук олигопипериленовый СКОП, представляющий собой раствор олигопиперилен(-изопрен-амилен-)ового каучука в димер-тримерной фракции с добавлением нефраса или уайт-спирита, и эпоксидно-диановую смолу, например ЭД-20, в качестве загустителя – эфиры целлюлозы (натрий-карбоксиметилцеллюлоза, оксиэтилцеллюлоза и т.п.); в качестве коалесцента – уайт-спирит, при следующем соотношении компонентов (мас.ч.): Эфир целлюлозы (натрий-карбоксиметилцеллюлоза, оксиэтилцеллюлоза и т.п.) – 0,4-0,8 Латекс сополимера винилхлорида с винилиденхлоридом и малеиновой кислотой ВДВХМк-65Е-ВДК – 45-70 Полиоксиэтиленовый эфир алкилфенола ОП-10 или ОП-7 – 0,01-2,5 Слюда – 3-10 Окись хрома – 3-10 Пигмент красный железоокисный – 3-10 Синтетический каучук олигопипериленовый (СКОП) – 1-7 Уайт-спирит – 0,5-2,5 Эпоксидно-диановая смола – 0,5-5 Полиметилсилоксановая жидкость или ПМС-200Д – 0,1-0,3 Сложные эфиры спиртов и дикарбоновых кислот (дибутилфталат, диоктилфталат и т.п.) – 0,5-1,5 Ортофосфорная кислота – 2-3 Вода – 10-30 В предлагаемой формулой изобретения рецептуре Ортофосфорная кислота является модификатором ржавчины и вводится в состав грунт-преобразователя перед применением в соотношении грунт-преобразователь: ортофосфорная кислота= 100: 3 или 100:2 (мас.ч.); слюда является наполнителем; окись хрома и пигмент красный железоокисный выполняют роль антикоррозионных пигментов; сложные эфиры спиртов и дикарбоновых кислот – пластификаторы. Предложенный состав отличается от прототипа тем, что содержит в качестве пленкообразователя, улучшающего водостойкость покрытия, латекс сополимера винилхлорида с винилиденхлоридом и малеиновой кислотой ВДВХМк-65Е-ВДК, представляющий собой продукт совместной эмульсионной полимеризации смеси мономеров с массовой долей винилхлорида 33-35; винилиденхлорида 65-67 и малеиновой кислоты 1-2. В качестве дополнительных пленкообразователей, улучшающих химстойкость покрытия, адгезию к металлу и ударную прочность, используются синтетический каучук олигопипериленовый СКОП, представляющий собой раствор олигомера пиперилена в димер-тримерной фракции, с добавлением нефраса или уайт-спирита, и эпоксидно-диановая смола, например ЭД-20. В качестве загустителя, обеспечивающего стабильность грунта при хранении, используются эфиры целлюлозы (натрий-карбоксиметилцеллюлоза, оксиэтилцеллюлоза и т.п.), в качестве пеногасителя – полиметилсилоксановая жидкость ПМС-100, или ПМС-200, или ПМС-200А, представляющие собой смесь полимеров линейной и разветвленной структуры; в качестве коалесцента – уайт-спирит; в качестве эмульгатора, снижающего поверхностное натяжение воды и способствующего эффективному перетиру пигментной пасты, используется полиоксиэтиленовый эфир алкилфенола ОП-7 или ОП-10, представляющий собой моно – и диалкилфениловый эфир полиэтиленгликоля на основе полимердистиллята формулы СnН2n+1С6Н4O(С2Н4O)mН, где n=8-10,а m=6-7 для ОП-7 и m=10-12 для ОП-10… Грунт-преобразователь готовят по следующей технологии. 1. Приготовление полуфабриката Приготовление полуфабриката производится путем растворения эфиров целлюлозы в воде при температуре 35oС в течение 1,5 часа и смешении полученного гидролизата со следующими компонентами: полиоксиэтиленовым эфиром алкил фенола (вспомогательным веществом ОП-7 или ОП-10); полиметилсилоксановой жидкостью (ПМС); уайт-спиритом; синтетическим каучуком олигопипериленовым. 2. Приготовление пигментной пасты Приготовление пигментной пасты проводят путем смешения полуфабриката с сухими компонентами краски (наполнителями и пигментами) и эпоксидно-диановой смолой и последующим диспергированием полученной смеси на бисерной мельнице до достижения степени перетира по “Клину” не более 30 мкм. 3. Пластификация латекса ВДВХМк-65Е-ВДК Пластификация латекса осуществляется путем перемешивания пластификатора с латексом при температуре 35-40oС. 4. Приготовление грунт-преобразователя Изготовление грунт-преобразователя осуществляется путем смешения пигментной пасты с пластифицированным латексом в течение 30 минут. Перед использованием в грунт-преобразователь добавляют ортофосфорную кислоту в соотношении 100:3 (мас.ч.). После этого готовый грунт-преобразователь можно наносить на поверхность покрытую прочнодержащейся ржавчиной толщиной не более 100 мкм. Пример Для приготовления полуфабриката 0,4 мас.ч. натрий – карбоксиметилцеллюлозы вводят в 17,28 мас.ч. воды и перемешивают в течение 1,5 часа при температуре 40oС; после чего обогрев отключают и загружают последовательно вспомогательное вещество ОП-10-0,02 мас.ч.; жидкость ПМС-0,1 мас.ч.; уайт-спирит -1,0 вес.ч.; СКОП – 6,0 мас.ч. и перемешивают до однородности в течение 0,5 часа. Получение пигментной пасты осуществляется смешением 24,8 маc.ч. полуфабриката и 6,0 мас.ч. слюды, 6,0 мас.ч. окиси хрома, 5,0 мас.ч. пигмента красного железоокисного, 0,5 мас.ч. эпоксидно-диановой смолы и последующим диспергированием пигментной пасты в бисерной мельнице в течение 20 минут. Пластификация латекса проводится путем введения в 57 мас.ч. 50%-ного латекса (кислого) сополимера винилхлорида, винилиденхлорида и малеиновой кислоты ВДВХМк-65Е-ВДК 0,7 мас.ч. дибутилфталата и перемешивания при температуре 35-40oС в течение 3,0 часов. Получение грунт-преобразователя осуществляется путем смешения 57,7 мас. ч. пластифицированного латекса и 42,3 мас.ч. пигментной пасты. Технология приготовления грунт-преобразователя ржавчины во всех примерах аналогична. Соотношение компонентов в других примерах приведено в таблице 1. Для сравнительных испытаний использовали состав известной грунтовки по прототипу (состав 16). При подготовке образцов для испытаний, во всех примерах, использовали образцы из прокорродировавшей стали марки КП толщиной 0,8-0,9 мм, размером 70  150 мм. Толщина продуктов коррозии на пластинах не превышала 100 мкм и колебалась от 60 до 90 мкм. Перед нанесением грунт-преобразователя ржавчины ржавые пластинки очищались от рыхлой и пластовой ржавчины с помощью металлической щетки и обезжиривались уайт-спиритом.
Грунт-преобразователь ржавчины перед применением смешивали с 85%-ной ортофосфорной кислотой в соотношении 100:3. Выдерживали в течение не менее 30 минут и разводили водой до необходимой вязкости для нанесения кистью или краскопультом. После выдержки образцов в течение 48 часов их испытывали.
Физико-механические свойства покрытия оценивали по следующим показателям: водостойкость, прочность пленки при ударе, испытания на изгиб, адгезия, атмосферостойкость.
Результаты испытаний сведены в таблицу 2.
В таблице 1 в составах 1-6 содержание компонентов соответствует интервалам, рекомендуемым в формуле изобретения. В рецептурах 7 и 8 латекса ВДВХМк-65Е-ВДК взято соответственно меньше и больше рекомендуемого изобретением количества; натрий-карбоксиметилцеллюлозы взято в рецептуре 11 в меньшем, а в рецептуре 12 – в большем рекомендуемого в изобретении количества.
Рецептуры 8 и 9; 7 и 10; 14 и 15; 8 и 13 характеризуют соответственно рекомендуемые формулой изобретения пределы по количеству эпоксидно-диановой смолы, синтетическому каучуку олигопипериленовому; полиметисилоксановой жидкости и полиоксиэтиленовому эфиру алкилфенола.
Свойства приведенных в таблице 1 составов отражены в таблице 2.
Из таблицы 2 видно, что уменьшение количества латекса ВДВХМк-65Е-ВДК менее пределов, рекомендуемых формулой изобретения (рец.7), приводит к ухудшению атмосферостойкости покрытия, а увеличение его количества (рец.8) – к ухудшению адгезии.
Соответственно изменение количества других компонентов, представленных в формуле изобретения приводит:– отсутствие полиоксиэтиленового эфира алкилфенола – к плохому смачиванию пигментов в пигментной пасте и получению густой нетехнологичной массы, а увеличение его более рекомендуемого значения – к получению пенистой массы, образующей покрытие с большим количеством кратеров (рец.13 и 8); – увеличение количества эфиров целлюлозы более рекомендуемого значения – к получению густой не технологичной пигментной пасты, а уменьшение – к получению продукта с низкой вязкостью, расслаивающегося при хранении (рец. 12-11); – уменьшение количества эпоксидиановой смолы менее рекомендуемого формулой изобретения – к плохой адгезии покрытия и низкой атмосферостойкости, а увеличение ее количества сверх рекомендуемого – к получению неоднородной массы (рец.8 и 9); – увеличение количества СКОПа более рекомендуемого формулой изобретения ухудшает водостойкость покрытия, а его уменьшение влияет на изгиб покрытия (рец.7 и 10); – увеличение количества ПМС более рекомендуемого формулой изобретения приводит к образованию на поверхности сформировавшегося покрытия жирных пятен, а его отсутствие – к увеличению ценообразования (рец.14 и 15). Как видно из таблицы 2, у предлагаемого формулой изобретения состава и прототипа изгиб и атмосферостойкость покрытия идентичны. В тоже время, составы, приготовленные согласно формуле изобретения, превосходят прототип по прочности при ударе (65-55 кГс см и 45 кГссм соответственно), адгезии (1 и 3 балла соответственно) и водостойкости (24-48 часов без изменений, в то время, как у прототипа после 24 часов наблюдалось легкое поматовение пленки).
Полученные результаты свидетельствуют о том, что предложенный состав грунт-преобразователя ржавчины обеспечивает получение покрытий, обладающих более высокими физико-механическими и защитными свойствами, чем прототип: он более водостоек, обладает лучшей адгезией к подложке, имеет лучшие характеристики по ударной прочности.
Формула изобретения
Эфиры целлюлозы – 0,4-0,8 Латекс сополимера винилхлорида с винилиденхлоридом и малеиновой кислотой ВДВХМк-65Е-ВДК – 45,0-70,0 Сложные эфиры спиртов и дикарбоновых кислот – 0,5-1,5 Полиоксиэтиленовый эфир алкилфенола ОП-10 или ОП-7 – 0,01-2,5 Слюда – 3,0-10,0 Окись хрома – 3,0-10,0 Пигмент красный железоокисный – 3,0-10,0 Синтетический каучук олигопипериленовый СКОП – 1,0-7,0 Уайт-спирит – 0,5-2,5 Эпоксидно-диановая смола – 0,5-5,0 Полиметилсилоксановая жидкость – 0,1-0,3 Ортофосфорная кислота – 2,0-3,0 Вода – 10,0-30,0и РИСУНКИ
|
||||||||||||||||||||||||||
