противокоррозионный пигмент

Формула изобретения

Противокоррозионный пигмент, являющийся фосфатом хроматом кальция, отличающийся тем, что, с целью снижения токсичности и сохранения противокоррозионных свойств, мольное соотношение фосфат- и хромат-ионов в нем 4,01:1-20:1.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технологии получения противокоррозионных пигментов, например, в лакокрасочной промышленности.

Известен противокоррозионный пигмент, представляющий собой хромат кальция состава СаCrO₄ (Беленький Е.Ф., Рискин И.В., Химия и технология пигментов. Л.: Химия.-1974).

Однако пигмент обладает высокой токсичностью, связанной с повышенной растворимостью в воде этого соединения, которая ограничивает сферу его использования в лакокрасочных композициях различного назначения, особенно водоразбавляемых.

Технической задачей изобретения является снижение токсичности пигмента за счет уменьшения его растворимости в воде путем частичной замены хромат-иона на фосфат-ион без понижения противокоррозионных свойств в известном противокоррозионном пигменте.

Получение пигмента осуществляется путем смешения суспензии гидроксида кальция последовательно с растворами хромового ангидрида и ортофосфорной кислоты при комнатной температуре. Суспензия пигмента высушивается при температуре 120-180^oС. Полученный продукт желтого цвета, содержащий кристаллизационную воду, может быть использован без дополнительной термической обработки или подвергнут дегидратации при температуре 600-650^oС с получением пигмента зеленого цвета, оттенок которого зависит от состава.

Пример 1 (соотношение фосфат- и хромат-ионов 4,01:1).

79,6 г гидроксида кальция с содержанием основного вещества 86,6% смешиваются с 80 мл воды. К полученной суспензии при интенсивном перемешивании постепенно добавляются 16,9 г 50%-ного раствора хромовой кислоты. Смесь перемешивается в течение 1 ч и затем при перемешивании обрабатывается 187,2 г 30%-ного раствора ортофосфорной кислоты. Перемешивание продолжается в течение 2 часов после введения всего количества ортофосфорной кислоты. В случае сильного загустевания реакционной массы вследствие образования полигидратов основного вещества добавляется вода до требуемой консистенции.

Осажденный продукт по составу соответствует формуле CaCrO₄4,001Ca₃(РO₄)₂nH₂О.

Продукт может быть высушен без отделения маточника (например? в распылительной сушилке), а может быть отфильтрован с целью многократного использования хромсодержащего маточника, что позволяет снизить энергозатраты на сушку и уменьшить количество отходов. Сушка осуществляется при температуре 120-180^oС.

Продукт после сушки может быть подвергнут термообработке при температуре 600-650^oС, при этом он теряет кристаллогидратную воду.

Пример 2 (соотношение фосфат- и хромат-ионов 10:1).

Аналогично примеру 1, но берутся соответственно 82,0 г гидроксида кальция, 80 мл воды, 13,7 г 50%-ного раствора хромовой кислоты и 205,6 г 30%-ного раствора ортофосфорной кислоты.

Осажденный продукт по составу соответствует формуле CaCrO₄20Ca₃(РO₄)₂nН₂O и может быть подвергнут термообработке.

Пример 3 (соотношение фосфат- и хромат-ионов 20:1).

Аналогично примеру 1, но берутся соответственно 81,4 г гидроксида кальция, 80 мл воды, 7,2 г 50%-ного раствора хромовой кислоты и 200 г 30%-ного раствора ортофосфорной кислоты.

Осажденный продукт по составу соответствует формуле CaCrO₄10Ca₃(РO₄)₂nН₂O и может быть подвергнут термообработке.

Оценка противокоррозионных свойств пигментов проводилась потенциостатическим способом. В качестве коррозионно-активной среды применяли 3%-ный раствор хлорида натрия при рН 4,5, установленном уксусной кислотой. Расчет токов коррозии проводился по методике (Горловский И.А., Индейкин Е.А., Толмачев И.А., Лабораторный практикум по пигментам и пигментированным лакокрасочным материалам. - Л.: Химия, 1990). Коррозионное торможение рассчитывалось как отношение потенциала к току коррозии.

В процессе воздействия коррозионной среды под покрытием на поверхности металла образуется фосфо-хроматная пленка, вызывающая пассивирование поверхности и оказывающая дополнительное защитное действие.

Таким образом, все полученные пигменты обладают свойством снижать ток коррозии и сдвигать потенциал стали в область активного коррозионного торможения. Пигмент обладает меньшей растворимостью в воде, чем хромат кальция и тетраоксихромат цинка, и имеет в своем составе значительно меньшее содержание хроматов.