состав для антикоррозионной защиты и способ его получения

Формула изобретения

1. Состав для антикоррозионной защиты, включающий связующее - модифицированную гексаметилентетрамином смесь таллового пека и лигносульфонатов технических в присутствии катализатора - окиси цинка, талловую модифицированную канифоль, пигменты - алюминиевую пудру и двуокись титана, фосфат цинка, нейтрализующий наполнитель - окись кальция, и/или гидроокись кальция, и/или мел, и/или микрокальцит, и/или микротальк, отвердитель - полиэтиленполиамин и органический растворитель при следующем соотношении компонентов, мас.%:

талловый пек	40-45
лигносульфонаты	8-15
гексаметилентетрамин	4-11,0
катализатор - окись цинка	0,1-0,14
талловая модифицированная канифоль	4,8-7,0
пигменты - алюминиевая пудра	0,6-2,0
двуокись титана	0,06-10,0
фосфат цинка	0,1-0,2
нейтрализующий наполнитель -	1-10
окись кальция, и/или гидроокись кальция, и/или мел,
и/или микрокальцит, и/или микротальк
отвердитель - полиэтиленполиамин	5,0-10,0

2. Состав для антикоррозионной защиты по п.1, отличающийся тем, что он содержит нейтрализующий наполнитель микрокальцит, и/или микротальк, и/или окись кальция, и/или мел с частицами не более 12 мкм.

3. Способ получения состава для антикоррозионной защиты, заключающийся в том, что вначале проводят модификацию в реакторе смеси таллового пека и технических лигносульфонатов гексаметилентетрамином в присутствии катализатора окиси цинка при температуре 120-140°С, перемешивая 2,5-3 ч, после чего смесь охлаждают до температуры 60-80°С и добавляют талловую модифицированную канифоль, пигменты - двуокись титана и алюминиевую пудру, фосфат цинка, после чего определяют кислотное число полученного состава и добавляют нейтрализующий наполнитель - окись кальция, и/или гидроокись кальция, и/или мел, и/или микрокальцит, и/или микротальк до значений кислотного числа 0-25 мг KOH/г, затем механически смешивают компоненты в течении не менее 1 ч, после чего состав охлаждают до температуры не выше 30°С и добавляют отвердитель - полиэтиленполиамин и органический растворитель до вязкости 60-70 с.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к лакокрасочной промышленности, в частности к получению антикоррозионного покрытия на основе побочных продуктов целлюлозно-бумажной промышленности (лигносульфонаты технические, талловый пек). Особая область использования - защита от коррозии железобетонных и металлических конструкций производственных цехов химических предприятий и внешних поверхностей оборудования, эксплуатирующихся в условиях повышенной влажности, содержащих в атмосфере диоксид серы, сероводород, хлор, аммиак.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому составу для антикоррозионной защиты является состав, включающий связующее - модифицированная гексаметилентетрамином смесь таллового пека и лигносульфонатов технических в присутствии катализатора - окиси цинка, талловую модифицированную канифоль, пигменты - алюминиевую пудру и двуокись титана, фосфат цинка (см. патент RU 2051937, опубл. 10.01.1996). Недостатком его является высокое влагопоглощение, низкая светостойкость, получение покрытий темного цвета, длительный срок высыхания покрытия. Предлагаемым изобретением решается задача: повышение светостойкости, расширение цветовой гаммы и уменьшения срока высыхания защитного покрытия.

Для достижения этого технического результата состав для антикоррозионной защиты включает связующее - модифицированная гексаметилентетрамином смесь таллового пека и лигносульфонатов технических в присутствии катализатора - окиси цинка, талловую модифицированную канифоль, пигменты - алюминиевую пудру и двуокись титана, фосфат цинка, нейтрализующий наполнитель - окись кальция, и/или гидроокись кальция, и/или мел, и/или микрокальцит, и/или микротальк, отвердитель - полиэтиленполиамин и органический растворитель при следующем соотношении компонентов, мас.%:

вышеуказанное связующее, содержащее:

- талловый пек	40-45
- лигносульфонаты технические	8-15
- гексаметилентетрамин	4-11,0
- катализатор - окись цинка	0,1-0,14
талловая модифицированная канифоль	4,8-7,0
пигменты - алюминиевая пудра	0,6-2,0
- двуокись титана	0,06-10,0
- фосфат цинка	0,1-0,2
нейтрализующий наполнитель -	1-10
- окись кальция, и/или гидроокись кальция, и/или мел,
и/или микрокальцит, и/или микротальк,
отвердитель - полиэтиленполиамин	5,0-10,0

Отличительным признаком предлагаемого состава от указанного вышеизвестного, наиболее близкого к нему, является то, что состав дополнительно содержит нейтрализующий наполнитель - окись кальция, и/или гидроокись кальция, и/или мел, и/или микрокальцит, и/или микротальк, отвердитель - полиэтиленполиамин и органический растворитель при следующем соотношении компонентов, мас.%:

вышеуказанное связующее, содержащее:

- талловый пек	40-45
- лигносульфонаты технические	8-15
- гексаметилентетрамин	4-11,0
- катализатор - окись цинка	0,1-0,14
талловая модифицированная канифоль	4,8-7,0
пигменты - алюминиевая пудра	0,6-2,0
двуокись титана	0,06-10,0
фосфат цинка	0,1-0,2
нейтрализующий наполнитель -	1-10
окись кальция, и/или гидроокись кальция, и/или мел,
и/или микрокальцит, и/или микротальк,
отвердитель - полиэтиленполиамин	5,0-10,0

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому способу получения состава для антикоррозионной защиты является способ, включающий модификацию и смешивание компонентов (см. патент RU №2051937, опубл. 10.01.1996).

Недостатками его являются невысокое качество получаемого продукта и низкая производительность, длительность процессов смешения компонентов.

Предлагаемым изобретением решается задача повышения качества продукта, повышения производительности.

Для достижения этого технического результата в начале проводят модификацию в реакторе смеси таллового пека и технических лигносульфонатов гексаметилентетрамином в присутствии катализатора окиси цинка при температуре 120÷140°С, перемешивая 2,5÷3 часа, после чего смесь охлаждают до температуры 60÷80°С и добавляют талловую модифицированную канифоль, пигменты -двуокись титана и алюминиевую пудру, фосфат цинка, после чего определяют кислотное число полученного состава и добавляют нейтрализующий наполнитель - окись кальции, и/или гидроокись кальция, и/или мел, и/или микрокальцит, и/или микротальк до значений кислотного числа 0÷25 мг KOH/г, затем механически смешивают компоненты не менее 1 часа, после чего состав охлаждают до температуры не выше 30°С и добавляют отвердитель - полиэтиленполиамин и органический растворитель до вязкости 60÷70 с.

Отличительными признаками предлагаемого способа от указанного вышеизвестного, наиболее близкого к нему, являются то, что в начале проводят модификацию в реакторе смеси таллового пека и технических лигносульфонатов гексаметилентетрамином в присутствии катализатора окиси цинка при температуре 120÷140°С, перемешивая 2,5÷3 часа, после чего смесь охлаждают до температуры 60÷80°С и добавляют талловую модифицированную канифоль, пигменты - двуокись титана и алюминиевую пудру, фосфат цинка, после чего определяют кислотное число полученного состава и добавляют нейтрализующий наполнитель - окись кальции, и/или гидроокись кальция, и/или мел, и/или микрокальцит, и/или микротальк до значений кислотного числа 0÷25 мг KOH/г, затем механически смешивают компоненты не менее 1 часа, после чего состав охлаждают до температуры не выше 30°С и добавляют отвердитель - полиэтиленполиамин и органический растворитель до вязкости 60÷70 с.

Защитное покрытие известного состава (прототип) имеет высокую липкость за счет содержания компонентов, имеющих высокое кислотное число: канифоль талловую (175-180 мг KOH/г) и талловый пек (50÷70 мг КОН/г). В известном составе (прототип) высокое содержание свободных жирных кислот вызывает нежелательное замедление процесса высыхания покрытия. Для устранения липкости предлагается добавлять в покрытие наполнители: микрокальцит, микротальк, окись кальция, гидроокись кальция, мел в количестве 1÷10 мас.% в зависимости от кислотного числа компонентов, используемых в покрытии.

В талловом пеке и в талловой канифоли содержатся смоляные и жирные кислоты. Смоляные и жирные кислоты вступают в реакцию с окисью кальция, нейтрализуются и в качестве продукта нейтрализации образуется кальциевое мыло. С помощью кислотного числа вычисляется необходимое для нейтрализации количество окиси кальция или других нейтрализующих наполнителей.

Введенные в состав нейтрализующий наполнитель микрокальцит, и/или микротальк, и/или окись кальция, и/или гидроокись кальция, и/или мел защищают от действия светового облучения, поскольку способны отражать УФ, ИК и излучения в видимой области спектра.

Защитное покрытие готовят следующим путем: в начале проводят в реакторе модификацию смеси таллового пека и технического лигносульфоната гексаметилентетрамином в присутствии катализатора окиси цинка при температуре 120÷140°С, перемешивая 2,5÷3 часа, затем смесь охлаждают до температуры 60÷80°С и добавляют талловую модифицированную канифоль, пигменты и наполнители. Модифицированная канифоль может быть двух видов, а именно канифоль, модифицированная фумаровой кислотой и канифоль, модифицированная глицерином (см. ТУ 13-4000177-01-83).

Предварительный перетир наполнителей до фракции с частицами не более 12 мкм обеспечивает однородность покрытия, отсутствие заметных включений. Затем проводят механическое смешение компонентов не менее 1 часа. После состав охлаждают до температуры не выше 30°С и добавляют полиэтиленполиамин, органический растворитель до вязкости 60-70 с. В качестве органического растворителя могут быть использованы: орто-ксилол нефтяной ТУ 38.101254-72, толуол ГОСТ 9880-76, уайтспирит ГОСТ 3134-78, ацетон ГОСТ 2768-84.

Вязкость покрытия определяют на вискозиметре типа В3-246 с диаметром сопла 6 мм по ГОСТ 9070-75 при температуре (20±0,5)°С. Покрытие наносят на образцы жести размером (150×70)мм. Определяют время высыхания покрытия до отлипа и степени 3, определяют адгезию покрытия к металлу (ГОСТ 15140-78) и кислотное число покрытия по ГОСТ 5476-80. Введение полиэтиленполиамина в количестве 5,0÷10,0% сшивает пространственную структуру пленкообразующих веществ (талловый пек, лигносульфонаты технические), что приводит к прочности пленки антикоррозионного покрытия.

Кислотное число определяют по ГОСТ 5476-80. Навеску 2±0,0002 г покрытия растворяют в конической колбе вместимостью 250 мл в 30 мл спирто-толуольной смеси (1:1) и титруют полученный раствор в присутствии фенолфталеина 0,1 н. спиртовым раствором KOH до появления розового окрашивания. Кислотное число вычисляют по формуле:

X=VT1000/m, где:

V - объем 0,1 н. спиртового раствора KOH, израсходованный на титрование, мл;

Т - титр 0,1 н. спиртового раствора KOH, г;

m - масса навески покрытия, г.

При добавлении нейтрализующих наполнителей от 1÷10 мас.% кислотное число покрытия изменяется в пределах 0÷25 мг KOH/г. Образовавшееся кальциевое мыло ускоряет процесс высыхания покрытия и снижает липкость. Пример: защитное покрытие готовили следующим путем: в начале проводили в реакторе модификацию смеси таллового пека и технического лигносульфоната гексаметилентетрамином в присутствии катализатора окиси цинка при температуре 120÷140°С, перемешивали 2,5 часа, затем охлаждали смесь до температуры 80°С и добавляли канифоль талловую, пигменты и наполнители, проводили механическое смешения компонентов в течение 1 часа. При охлаждении состава до 30°С добавляли полиэтиленполиамин и органический растворитель до вязкости 60 с. Вязкость покрытия определялась на вискозиметре типа В3-246 с диаметром сопла 6 мм по ГОСТ 9070-75 при температуре (20±0,5)°С. Покрытие наносили на образцы жести размером (150×70) мм. Определяли время высыхания покрытия до отлипа и степени 3, определяли кислотное число покрытия по ГОСТ 5476-80. Данные сравнительных испытаний составов антикоррозионного покрытия приведены в таблице.

Повышение светостойкости, расширение цветовой гаммы и защитного покрытия достигается тем, что защитный состав включает окись титана и нейтрализующий наполнитель микрокальцит, и/или микротальк, и/или окись кальция, и/или гидроокись кальция, и/или мел.

Данные испытаний составов антикоррозионного покрытия
Компоненты покрытия	Состав согласно прототипу, мас.%	Предлагаемый состав, мас.%
		номер примера
		1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18
Талловый пек, ТУ 13-0281078-84-89	40	42	42	42	42	42	42	42	42	42	42	42	42	42	42	42	42	42	42
Лигносульфонаты технические жидкие, ТУ 13-0281036-029-94	8	8,4	8,4	8,4	8,4	8,4	8,4	8,4	8,4	8,4	8,4	8,4	8,4	8,4	8,4	8,4	8,4	8,4	8,4
Модифицированная талловая канифоль, ТУ 13-4000177-01-83. Фумаровой кислотой Глицерином	4,8
		4,8	4,8	4,8	4,8	4,8	4,8	4,8	4,8	4,8	4,8	4,8	4,8	4,8	4,8	4,8	4,8	4,8	4,8
Пудра алюминиевая марки ПАП-1, ГОСТ 5494-71	0,6	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8
Пигмент (TiO марки Р-02), ГОСТ 9808-84	0,06	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0
Орто-ксилол нефтяной, ТУ 38.101254-72	36,2	28,24				28,24	28,24				28,24				28,24				28,24
Толуол, ГОСТ 9880-76			28,24					28,24				28,24				28,24
Уайтспирит, ГОСТ 3134-78				28,24					28,24				28,24				28,24
Ацетон, ГОСТ 2768-84					28,24					28,24				28,24				28,24
Окись цинка ZnO, ГОСТ 10262-73	0,1-0,14	0,14	0,14	0,14	0,14	0,14	0,14	0,14	0,14	0,14	0,14	0,14	0,14	0,14	0,14	0,14	0,14	0,14	0,14
Фосфат цинка Zn3 (PO4), ТУ 2329-006-5089710-2005	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1
Окись кальция, ГОСТ 8677-76	-	5,0	5,0	5,0	5,0
Микрокальцит марки URALCARB-5						5,0	5,0	5,0	5,0	5,0
Микротальк, ГОСТ 19284-79											5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0
Гидроокись кальция, ГОСТ 8677-76																			5,0
Мел, ГОСТ 8253-79
Гексаметилентетрамин (ГМТА) ГОСТ 1381-73	4,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0
Полиэтиленполиамин (ПЭПА), ТУ 6-02-594-86	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0
Кислотное число, мг KOH/г	50-120	12	12	13	11	12	13	12	13	14	12	13	14	14	13	12	12	13	11
Время высыхания до отлипа, ч	12	7,0	7,2	7.5	6,8	7,0	7,2	7,0	7,5	7,8	7,0	7,4	7,9	7,7	7,3	6,9	7,0	7,4	6,9
Время высыхания до степени 3, сут	1	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5

Продолжение таблицы
Компоненты покрытия	Состав согласно прототипу, мас.%	Предлагаемый состав, мас.%
		Номер примера
		19	20	21	22	23	24	25
Талловый пек, ТУ 13-0281078-84-89	40	42	42	42	42	42	42	42
Лигносульфонаты технические жидкие, ТУ 13-0281036-029-94	8	8,4	8,4	8,4	8,4	8,4	8,4	8,4
Модифицированная талловая канифоль, ТУ 13-4000177-01-83. Фумаровой кислотой Глицерином	4,8	4,8	4,8	4,8	4,8	4,8	4,8	4,8
Пудра алюминиевая марки ПАП-1, ГОСТ 5494-71	0,6	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8
Пигмент (TiO марки Р-02), ГОСТ 9808-84	0,06	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0
Орто-ксилол нефтяной, ТУ 38 101254-72	36,2				28,24
Толуол, ГОСТ 9880-76		28,24				28,24
Уайтспирит, ГОСТ 3134-78			28,24				28,24
Ацетон, ГОСТ 2768-84				28,24				28,24
Окись цинка ZnO, ГОСТ 10262-73	0,1-0,14	0,14	0,14	0,14	0,14	0,14	0,14	0,14
Фосфат цинка Zn3 (PO 4), ТУ 2329-006-5089710-2005	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1
Окись кальция, ГОСТ 8677-76	-
Микрокальцит марки URALCARB-5
Микротальк, ГОСТ 19284-79
Гидроокись кальция, ГОСТ 8677-76		5,0	5,0	5,0
Мел, ГОСТ 8253-79					5,0	5,0	5,0	5,0
Гексаметилентетрамин (ГМТА) ГОСТ 1381-73	4,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0
Полиэтиленполиамин (ПЭПА), ТУ 6-02-594-86	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0
Кислотное число, мг KOH/г	50-120	13	13	14	12	12	13	12
Время высыхания до отлипа, ч	12	7,8	7,9	8,0	7,0	7,2	7,9	7,0
Время высыхания до степени 3, сут	1	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5