Вид РИД
Изобретение
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 = 60:40÷100/0, 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 мг•экв/г или смеси эпоксидных олигомеров с эпоксидным числом смеси 3,1-3,9 мг•экв/г и смеси ароматических аминов с аминным числом 9,0-10,4 мг•экв/г и средней фракции каменноугольной или сланцевой смолы с вязкостью 18-25 сСт и основностью 1,3-1,5 мг•экв/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 40-50oС, вводят сланцевую смолу 219 г и перемешивают в течение часа при остаточном давлении 20-30 мм, затем температуру поднимают до 80o 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 60o в 3% растворе NaCl в течение 30 суток, высокими механическими показателями - ударная прочность покрытия от -40o до +40oС - 15-24 Дж.
Адгезия покрытия после 1000 часов выдержки в воде при 50oС - не менее 4 МПа.
Набухание в воде при 80oC - 1,3-4%.
Время жизнеспособности 3-12 с.
Приведенные примеры иллюстрируют, но не ограничивают объем изобретения.
Эпоксидныйолигомерилисмесьэпоксидныхолигомеровсэпоксиднымчислом3,1-3,9мг·экв/г27-44Смесьароматическихаминовсаминнымчислом9,0-10,4мг·экв/г31,5-50,5Средняяфракциякаменноугольнойилисланцевойсмолысвязкостью18-25сСтиосновностью1,3-1,5мг·экв/гНСl17,5-31,5присоотношенииуказанныйаддукт/изоцианатныйотвердитель,достаточномдляотвержденияаддукта.1.Двухкомпонентнаякомпозициядлянаружногозащитногопокрытиястальныхповерхностейоткоррозии,включающаяизоцианатныйотвердительиотверждаемыйимкомпонентсактивнымиатомамиводородагидросильныхгруппиаминогрупп,отличающаясятем,чтовкачествеуказанногоотверждаемогоизоцианатнымотвердителемкомпонентаонасодержитаддукт,полученныйвзаимодействием,поменьшеймере,одногоэпоксидногоолигомерасэпоксиднымчислом3,1-3,9мг·экв/гилисмесиэпоксидныхолигомеровсэпоксиднымчисломсмеси3,1-3,9мг·экв/г,смеси,поменьшеймере,двухароматическихаминовсаминнымчисломсмеси9,0-10,4мг·экв/гисреднейфракциикаменноугольнойилисланцевойсмолысвязкостью18-25сСтиосновностью1,3-1,5мг·экв/гHCl,взятыхприследующемсоотношенииуказанныхингредиентов,мас.%:12.Двухкомпонентнаякомпозициядлянаружногозащитногопокрытияпоп.1,отличающаясятем,чтоэпоксидныйолигомерсэпоксиднымчислом3,1-3,9мг·экв/гилисмесьэпоксидныхолигомеровсэпоксиднымчисломсмеси3,1-3,9мг·экв/гвыбраныизгруппы,включающейэпоксидиановыеолигомеры,полиоксипропиленэпоксиды,активныеэпоксидныеразбавители,полиоксихлорпропиленэпоксид.23.Двухкомпонентнаякомпозициядлянаружногозащитногопокрытияпопп.1и2,отличающаясятем,чтовкачествесмесиароматическихаминовсаминнымчисломсмеси9,0-10,4мг·экв/гонасодержитлюбоесочетание,поменьшеймере,двухаминов,выбранныхизгруппы,включающейаминобензиланилин,диаминобензол,1,3,5-триизопропил-2,4-диаминобензол,триэтиламинобензол,триэтилдиаминобензол.34.Двухкомпонентнаякомпозициядлянаружногозащитногопокрытияпоп.п.1-3,отличающаясятем,чтоизоцианатныйотвердительсодержит12-14%-NCO-групп.45.Двухкомпонентнаякомпозициядлянаружногопокрытияпоп.п.1-4,отличающаясятем,чтосоотношениеаддукта,указанноговыше,кизоцианатномуотвердителюсоставляет1,22÷1,49:1.5