композиция для антикоррозионной защиты

Классы МПК:C09D5/08 краски для защиты от коррозии 
C09D131/04 гомополимеры или сополимеры винилацетата
Автор(ы):, , ,
Патентообладатель(и):Московская государственная академия тонкой химической технологии им. М.В. Ломоносова (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2003-10-09
публикация патента:

Настоящее изобретение относится к композициям для нанесения антикоррозионного покрытия на железобетон, бетон, кирпич и может быть использовано для антикоррозионной защиты бетонных перекрытий, крупногабаритных металлических емкостей, трубопроводов, бетонных перекрытий, кирпичных фундаментов, полов, животноводческих ферм, бассейнов, находящихся под воздействием атмосферных осадков, воздушных и водных сред. Кроме того, предлагаемое покрытие можно использовать для защиты воздуховодов, трубопроводов и других металлических конструкций в производственных зданиях, вблизи производственных предприятий, имеющих выбросы в атмосферу и способных вызывать коррозию. Поставленная задача решается тем, что в состав покрытия входит сополимер винилового эфира и метилметакрилата, получаемый сополимеризацией винилбутилового эфира и метилметакрилата при массовом соотношении 3-6:1 в.ч. в присутствии азобисизобутиронитрила, с последующим растворением его в толуоле, который после испарения покрывает поверхности защитной пленкой, предохраняющей от разрушения. 3 ил., 10 табл. композиция для антикоррозионной защиты, патент № 2258725

композиция для антикоррозионной защиты, патент № 2258725 композиция для антикоррозионной защиты, патент № 2258725 композиция для антикоррозионной защиты, патент № 2258725

Формула изобретения

Композиция для защитного антикоррозионного покрытия железобетона, бетона, кирпича, оштукатуренных поверхностей, полов животноводческих ферм, бассейнов на основе связующего, которая в качестве связующего содержит сополимер метилметакрилата с винилбутиловым эфиром, получаемый сополимеризацией винилбутилового эфира и метилметакрилата при массовом соотношении 3-6:1 вес.ч. в присутствии азобисизобутиронитрила с последующим растворением его в толуоле, при соотношении компонентов композиции, мас.%:

Указанный сополимер15-25
ТолуолОстальное

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к композициям для антикоррозионной защиты железобетонных поверхностей, многослойных панелей из бетона; кирпича и оштукатуренных поверхностей, полов в стойлах животных, находящихся под воздействием воздушных и водных агрессивных сред.

Особенно актуальна задача создания антикоррозионных покрытий для защиты железобетонных конструкций, балок, перекрытий на промышленных предприятиях, работающих с агрессивными средами, а так же для гидроизоляции сооружений от воздействия агрессивных вод с рНкомпозиция для антикоррозионной защиты, патент № 22587256.

Наиболее рациональным в этом случае являются покрытия на основе полимерных связующих, так как они обеспечивают простоту нанесения и долговечность покрытия.

Широко используются в качестве защитных и антикоррозионных средств, покрытия на основе акриловых полимеров и эпоксидных смол.

Известны:

1 - Патент 94035362, кл. C 09 D 123/34, 157/02, 5/08.

2 - А.С. 1473326 (13) С, кл. C 09 D 175/06, 5/08.

3 - Патент 94003348, кл. C 09 D 195/00.

4 - А.С. 1831871, кл. С 09 D 5/08, 127/18.

5 - А.С. 2010828, кл. C 09 D 195/00.

Антикоррозионные покрытия на основе метилметакрилата, перхлорвиниловой смолы, полибутилметакрилата и композиции из обессеренного битума и эпоксидной смолы, для защиты от коррозии железобетонных конструкций, для защиты бассейнов, полов на животноводческих комплексах, а так же в качестве строительных изоляционных материалов.

Покрытия на основе обессеренного битума с остаточным содержанием серы 0,3-0,6 мас.%, в расчете на 100 мас.ч. исходного битума, 25-31% наполнителя и эпоксидной смолы 5-9 мас.%. Недостатком этого покрытия является низкая морозостойкость, растрескивание при перепадах температур, дороговизна, повышенная трудность при нанесении покрытия, большой расход (500 г на 1 м2) и время отверждения около 2 часов.

Ближайшим по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является антикоррозионная композиция, включающая метилметакрилат, полибутилметакрилат, полиизоцианат, перекись водорода, перхлорвиниловая смола, дивинилбензол, амин, базальтовая чешуя [А.С. 1831871, кл. C 09 D 5/00, 127/48, 5/08. Ефанова В.В., Петухов Н.П.], состав наносится специальным приспособлением.

Предложенная авторами композиция имеет сложный состав, недостаточную коррозионную стойкость, низкую морозостойкость, длительный период высыхания (отверждения) [10 дней], дорогой наполнитель - базальтовая чешуя и как следствие повышенный расход на 1 м2 и дороговизна.

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение коррозионной стойкости, повышение морозостойкости, снижение периода высыхания, уменьшение расхода покрытия на 1 м2 и упрощение технологии нанесения покрытия, снижение стоимости покрытия.

Данный технический результат достигается тем, что антикоррозионная композиция в качестве связующего содержит сополимер метилметакрилата с винилбутиловым эфиром, полученный сополимеризацией метилметакрилата с винилбутиловым эфиром в присутствии азобисизобутиронитрила с последующим растворением сополимера в толуоле при следующем соотношении компонентов:

Сополимер метилметакрилата и винилбутилового эфира 15-25 мас.%.

Толуол - остальное.

Сополимер ВБМ получают совместной сополимеризацией метилметакрилата с винилбутиловым эфиром при соотношении 1:(3-6) в.ч. в присутствии азобисизобутиронитрила с последующим растворением его (сополимера) в толуоле.

Сополимер ВБМ получают совместной сополимеризацией метилметакрилата с винилбутиловым эфиром при соотношении 1:3 в присутствии катализатора: азобисизобутиронитрила. После вызревания и отдувки непрореагировавших мономеров, сополимер в количестве 15-25 мас.% растворяют в толуоле и расфасовывают в тару. Анализ вязкости проводился на вискозиметре ВЗ-3.

Готовый толуольный раствор сополимера наносится на бетонные, кирпичные, железобетонные поверхности распылением или кистью. Период высыхания 20-30 мин, 15-25 мас.% толуольный раствор сополимера - прозрачная однородная жидкость без механических примесей.

Нанесение покрытия на бетон и кирпич осуществлялось покрытием кистью, с последующим высушиванием, а металлических трубных - путем окунания в раствор.

Испытания проводились в следующих средах:

- 3 мас.% водный раствор NaOH,

- 3 мас.% водный раствор Н2SO4,

- хозвода рНкомпозиция для антикоррозионной защиты, патент № 22587256÷8.

Толщина покрытия при числе слоев n=2 раствором, содержащим 15 мас.% сополимера ВБМ в толуоле равнялось 0,000078 м.

Толщина покрытия при числе слоев n=2 раствором 25 мас.% сополимера в толуоле равнялась 0,0001 м. Бесцветного до светло-желтого цвета. Условная вязкость 40-60 сСт. Плотность пленки по маятниковому прибору М-3 0,5 условных единиц.

Массовая доля нелетучих - 15-25 мас.%. Обладает высокой адгезией к металлическим поверхностям, бетонным, железобетонным кирпичным поверхностям, равной 1-2 балла. В нем хорошо растворяются различные пигменты, что придает покрытию любой цвет.

Испытания образцов, покрытых раствором сополимера ВБМ, проводились весовым методом по ГОСТ 7025-78. Нанесение покрытий на образцы бетона размером 70×70×70 мм и на образцы кирпича размером 125×250×75 мм на образцы трубы d 25×2,5, l=50 мм.

Толщина покрытия при числе слоев n=3 15 мас.% раствором сополимера в толуоле - 0,00011 м.

Толщина покрытия при числе слоев n=3 25 мас.% раствором сополимера в толуоле - 0,00017 м.

Для сравнения брались образцы без покрытия и образцы, покрытые раствором сополимера.

Недостатками прототипа являются:

1. Низкая морозостойкость покрытия. Количество циклов замораживания у прототипа - 30.

2. Гидрофильность покрытия по отношению к влаге больше в 3-4 раза.

3. Период высыхания на воздухе 10 дней.

4. Отверждение осуществляется только при комнатной температуре 3-4 часа.

5. Аминосоединения (амин, диэтаноламинмалеинат, диметиламин) - вредные соединения, обладающие канцерогенными свойствами.

6. Из-за наличия базальтового наполнителя поверхность после покрытия шероховатая и имеет темный цвет.

7. Необходимы специальные устройства для нанесения покрытия.

Достоинства композиции защитного покрытия железобетона, бетона, кирпича, отштукатуренных поверхностей по сравнению с прототипом:

1. Стойкость бетона, кирпича, отштукатуренной поверхности благодаря покрытию повышается на 5-6 баллов.

2. Морозостойкость покрытия в 5-6 раз выше, чем у прототипа.

3. Влагопроницаемость покрытия в 3-4 раза меньше, чем у прототипа.

4. Покрытие стойко по отношению к воздействию агрессивных сред с рНкомпозиция для антикоррозионной защиты, патент № 22587256.

5. Расход покрытия на 1 м2 меньше в 7-8 раз.

6. Стоимость ниже в 5-6 раз.

7. Технология нанесения покрытия проста и может быть организована на любой стройплощадке.

Количественный интервал по содержанию сополимера ВБМ в толуоле подтверждается примерами (табл. 1, 2, 5) и выбран в интервале 15-25 мас.% и обусловлен тем, что при содержании сополимера ВБМ в растворе толуола менее 15 мас.% количество покрытия меньше и влагопроницаемость больше, больше коррозия. При содержании сополимера в растворе толуола более 25 мас.% - нецелесообразно, т.к. качественные показатели не улучшаются, а расход покрытия на 1 м2 поверхности увеличивается.

Таблица 1

Результаты испытания 15-25 мас.% сополимера ВБМ в толуоле на кирпиче
Соотношение ВБЭ:ММА, вес. частях Морозостойкость, цикловПериод высыхания, минАдгезия, балл. Коррозионная стойкость, балл. ОТХОДЫ
n=2n=3n=2 n=3
1:1120 252 222 ММА
2:1150 262 222 ВБЭ, ММА
3:1 170281 111 -
4:1170 301 111 -
5:1170 311 111 -
6:1170 321 111 -
7:1170 353 322 ВБЭ

Таблица 2

Результаты испытаний 15-25 мас.% сополимера ВБМ в толуоле на бетоне
Соотношение мономеров в вес. частях Морозостойкость, цикловПериод высыхания, минАдгезия, балл. Коррозионная стойкость, балл. ОТХОДЫ
n=2n=3n=2 n=3
1:1120 253 322 ММА
2:1150 262 222 ВБЭ, ММА
3:1 170281 111 -
4:1170 301 111 -
5:1170 311 111 -
6:1170 321 111 -
7:1170 351 122 ВБЭ

Таблица 3

Изменение массы образцов от длительности пребывания в щелочной среде рНкомпозиция для антикоррозионной защиты, патент № 22587259
Дни Образцы ст.3,

покрытые

покрытые

сополимером, г
Образцы покрытые лаком, г Образцы без покрытия, г
n=2n=3 n=2n=3
7 97,568996,0982 97,790896,484895,1335
1497,6004 96,104697,8292 96,596695,1330
2197,5817 96,078897,819996,5432 95,0936
28 97,584596,0777 97,846796,5487 95,0668
35 97,503596,070197,7724 96,496495,0234
4297,5731 96,065097,7208 96,464395,0578
4997,540196,0498 97,713596,4630 94,9230
133 97,588596,1041отслоение 96,3045отслоение

Таблица 4

Рост влажности образцов бетона, покрытого раствором сополимера ВБМ в зависимости от времени испытаний
% влажности

среда
Время испытаний
5 дней 10 дней 15 дней20 дней
композиция для антикоррозионной защиты, патент № 2258725 1композиция для антикоррозионной защиты, патент № 2258725 2композиция для антикоррозионной защиты, патент № 2258725 вкомпозиция для антикоррозионной защиты, патент № 2258725 0композиция для антикоррозионной защиты, патент № 2258725 икомпозиция для антикоррозионной защиты, патент № 2258725 вкомпозиция для антикоррозионной защиты, патент № 2258725 0композиция для антикоррозионной защиты, патент № 2258725 икомпозиция для антикоррозионной защиты, патент № 2258725 вкомпозиция для антикоррозионной защиты, патент № 2258725 0композиция для антикоррозионной защиты, патент № 2258725 икомпозиция для антикоррозионной защиты, патент № 2258725 в
Кислая (2% Н2SO4) -0,70,72 -1,21,15 -1,381,22 -1,511,35
Щелочная (2% NaOH) 2,10,170,11 3,00,230,15 3,560,270,22 3,70,3 0,24
Нейтральная (вода) 1,950,120,11 3,00,23 0,153,560,27 0,223,7 0,30,24
композиция для антикоррозионной защиты, патент № 2258725 1, композиция для антикоррозионной защиты, патент № 2258725 0 - Образцы без покрытия;

композиция для антикоррозионной защиты, патент № 2258725 2 - образец, покрытый двумя слоями 15% раствора сополимера с толщиной слоя 0,000078 м;

композиция для антикоррозионной защиты, патент № 2258725 в -образец, покрытый двумя слоями 25% раствора сополимера с толщиной слоя 0,0001 м;

композиция для антикоррозионной защиты, патент № 2258725 и - образец, покрытый тремя слоями 25% раствора сополимера с толщиной слоя 0,00017 м;

Таблица 5

Результаты испытаний образцов бетона, покрытых сополимером ВБМ на водопоглощение
композиция для антикоррозионной защиты, патент № 2258725, минМасса продуктов, г
1 23
0 102,75115,04 103,63
15 103,67115,17109,63
30104,58 115,29110,08
60105,08 115,35111,28
70105,87 115,4111,22
80106,52115,45 111,39
110 107,68115,56 111,32
800 111,33116,42111,2
2700111,33 116,45-
4200111,73 116,63-
Образцы:

1 - щелочная среда

2 - нейтральная среда

3 - кислая среда

Таблица 6

Результаты испытаний образцов кирпича, покрытых сополимером ВБМ на водопоглощение
композиция для антикоррозионной защиты, патент № 2258725, минМасса образцов, г
12 3
без покрытия 15,0214,414,72
015,27 14,65-
15 15,2814,86 15,73
4515,34 15,0215,85
6015,4 15,1315,86
8015,4715,24 15,84
120 15,615,39 15,82
160 15,7515,56-
20016,02 15,81-
315 16,4215,91 -
144016,61 16,02-
Образцы:

1 - нейтральная среда

2 - щелочная среда

3 - кислая среда

Таблица 7

Коррозийная стойкость защитного покрытия
Соотношение ВБЭ:ММА, в вес.час. Колличество сополимера в толуоле, мас.%Балл по коррозии Балл по коррозииЧисло слоев покрытия
щелочная среда нейтральная среда
1:1 1522 2
3:115 22 2
3:215 22 2
1:315 22 2
5:115 22 2
1:125 22 2
3:125 22 2
3:225 22 2
1:325 22 2
5:125 22 2

Для исследования свойств композиции готовился сополимер при различном соотношении.

Исходных мономеров винилбутилового эфира (ВБЭ) и метилметакрилата (ММА), а потом он в заданном количестве растворялся в толуоле, т.е.

Сополимер винилбутилового эфира и метилметакрилата - 25 мас.%
Толуол - остальное

При этом как видно из таблицы, на качество покрытия это не влияло, т.к. сополимер получается при любом соотношении исходных мономеров, а потом берется заданное количество сухого сополимера и растворяется в толуоле.

Таблица 8

Морозостойкость антикоррозионного защитного покрытия
Соотношение ВБЭ:ММА, в вес.час.Количество сополимера в толуоле, мас.%Число слоев покрытия Морозостойкость, число циклов
1:1 15,02 120
3:115,0 2170
3:215,0 290
1:3 15,02 70
5:115,0 2170
1:125,0 2120
3:1 25,02 170
3:225,0 290
1:325,0 270
25,0 170

Таблица 9

Адгезия пленки защитного покрытия
Соотношение

ВБЭ:ММА, в

вес.час.
Количество

сополимера в толуоле, мас.%
Число слоевАдгезия,

баллы
1:1 1423
15 23
2022
25 22
3022
3:114 23
1522
20 22
2521
30 21
5:1 142 3
15 22
2022
25 21
3021
1:314 23
1522
20 22
2521
30 21

Таблица 10

Изменение массы образцов от длительности пребывания в воде рН 7
Дни Образцы ст.3 покрытие сополимером, г Образцы ст.3 покрытые лаком прототипа, г Образцы ст.3 без покрытия, г
n=2 n=3п=2 n=3
795,3795 98,479396,3700 99,484695,6761
1495,3915 98,523396,372399,4988 95,5934
21 95,333598,4941 96,344199,4804 95,4715
28 95,320098,477996,3362 99,487795,4446
3595,2639 98,414996,2833 99,445395,3733
4295,244498,3875 96,239699,4494 95,2335
49 95,189798,371996,2174 99,447495,1796
14794,9587 98,2309отслоение пленки 99,3561отслоение пленки

Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2258725

patent-2258725.pdf

Класс C09D5/08 краски для защиты от коррозии 

антикоррозионная композиция и способ получения покрытий на ее основе -  патент 2529545 (27.09.2014)
керамические частицы и композиции покрытий, включающие упомянутые частицы -  патент 2524575 (27.07.2014)
водно-дисперсионная защитная лакокрасочная композиция -  патент 2522010 (10.07.2014)
органосиликатная композиция -  патент 2520481 (27.06.2014)
пропиточный состав на полимерой основе кольматирующего действия ультракорд для защиты поверхностного слоя бетона, цементно-бетонных и асфальтобетонных покрытий -  патент 2516397 (20.05.2014)
смеси, содержащие кремнийорганические соединения, и их применение -  патент 2516298 (20.05.2014)
органосилановые композиции для покрытий и их использование -  патент 2514962 (10.05.2014)
способ получения антикоррозионного пигмента - фосфата хрома -  патент 2510410 (27.03.2014)
способ получения противокоррозионного пигмента -  патент 2505571 (27.01.2014)
адгезия красочного слоя с помощью поливиниламинов в кислотных водных антикоррозионных средствах, содержащих полимеры -  патент 2504601 (20.01.2014)

Класс C09D131/04 гомополимеры или сополимеры винилацетата

Наверх