состав для грунтовки

Классы МПК:C09D167/08 полиэфиры, модифицированные высшими жирными маслами или их кислотами, или природными смолами, или смоляными кислотами
C09D5/06 краски для живописи 
C09D5/12 травильные грунтовки 
Автор(ы):, , ,
Патентообладатель(и):Фоменко Алексей Петрович (RU),
Лобачева Галина Константиновна (RU),
Салдаев Александр Макарович (RU),
Утробин Николай Павлович (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2006-05-10
публикация патента:

Изобретение относится к области составов грунтовок для противокоррозионных покрытий, наносимых на поверхность преимущественно черных металлов в машиностроении, а также древесных и других материалов. Состав для грунтовки содержит лак ГФ-01, пигмент красный, сиккатив, растворитель, мел марки М-5, в качестве диспергатора - лецитин, в качестве сиккатива - сиккатив НФ-1 и шлам сухой газоочистки электросталеплавильного производства со следующим химическим составом, мас.%: SiO2 - 7,76; Р - 0,041; Cr общ. - 1,0; Al2O3 - 0,93; TiO2 - 0,099; MnO - 2,29; CaO - 21,3; MgO - 24,5; FeO - 3,91; Fe2O 3 - 32,02; CaF2 - 5,26, CaO (недопал) - 0,89, при гранулометрическом составе шлама до 20 мкм - 15%, от 20 до 25 мкм - 60%, от 25 до 100 мкм - 25%. Технический результат состоит в снижении себестоимости и повышении эксплуатационных характеристик грунтовки при покрытии широкого спектра поверхностей в машиностроении и строительстве. 6 табл.

Формула изобретения

Состав для грунтовки, включающий лак ГФ-01, пигмент красный, сиккатив, растворитель отличающийся тем, что он дополнительно содержит шлам сухой газоочистки электросталеплавильного производства со следующим химическим составом, мас.%: SiO2 - 7,76; Р - 0,041; Cr общ. - 1,0; Al2O 3 - 0,93; TiO2 - 0,099; MnO - 2,29; CaO - 21,3; MgO - 24,5; FeO - 3,91; Fe2 O3 - 32,02; CaF2 - 5,26, CaO (недопал) - 0,89 при гранулометрическом составе до 20 мкм - 15%, от 20 до 25 мкм - 60%, от 25 до 100 мкм - 25%, мел, марки М-5, лецитин, в качестве диспергатора, а в качестве сиккатива содержит сиккатив НФ-1, в качестве растворителя - растворитель ТС-1 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Лак ГФ-0143,06
Мел, марки М-516,75
Пигмент красный9,48-11,34
Шлам сухой газоочистки 12,92-14,92
Сиккатив НФ-1 2,3
Растворитель ТС-1 11,49-13,49
Лецитин 2,0

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области составов грунтовки для противокоррозионных покрытий, наносимых на поверхность преимущественно черных металлов в машиностроении, а также древесных и других материалов.

Известна водная эпоксидная коррозионно-стойкая грунтовка, содержащая водное эпоксидное соединение на основе диглицидилового эфира бисфенола А, отверждающий агент, выбранный из группы, включающей водные или снижающие содержание воды модифицированные аддукты аминов или полиамидоаминов, и безхроматный ингибирующий коррозию пигмент, содержащий безхроматную ингибирующую коррозию пигментную добавку, которую выбирают из группы, включающей смеси молибдата церия с ванадатом висмута, молибдата церия с вольфраматом стронция, фосфата церия с вольфраматом стронция, ванадата висмута с молибдатом висмута и вольфраматом стронция, а также их смеси; упомянутое водное эпоксидное соединение представляет собой водную нелетучую дисперсию модифицированных эпоксидных соединений с массой на эпоксидную группу от 450 до 700 и вязкостью от 12 до 19 Па·с; дисперсия основана на полифункциональной смоле, имеющей среднюю молекулярную массу и образующей при отверждении полимер с высокой степенью сшивки и с чрезвычайно высокими прочностью и стойкостью; дисперсия основана на водной дисперсии полутвердой стандартной эпоксидной смоле на основе бисфенола А, причем эпоксидная смола характеризуется высокой молекулярной массой; содержание упомянутого водного эпоксидного соединения составляет от 5 до 50 мас.% в расчете на полный состав композиции грунтовки; содержание упомянутого водного эпоксидного соединения составляет от 15 до 30 мас.% в расчете на полный состав композиции; модифицированные аддукты аминов или полиамидоаминов имеют аминное число от 300 до 450; грунтовка дополнительно содержит гидрофобный отверждающий агент для повышения водостойкости и коррозионной стойкости, который представляет собой фениловый эфир пропиленгликоля и/или 4-гидрокси-4-метил-2-пентанон; содержание упомянутого отверждающего агента составляет от 2 до 20 мас.% в расчете на полный состав композиции грунтовки; содержание упомянутого отверждающего агента составляет от 5 до 15 мас.% в расчете на полный состав композиции грунтовки; безхроматный ингибирующий коррозию пигмент дополнительно содержит пигменты-наполнители; безхроматной ингибирующий коррозию добавкой является смесь молибдата церия с вольфраматом стронция; содержание безхроматной ингибирующей коррозию добавки составляет от 15 до 40 мас.% в расчете на полный состав композиции пигмента; содержание безхроматной ингибирующей коррозию добавки составляет от 25 до 30 мас.% в расчете на полный состав композиции пигмента; содержание безхроматного ингибирующего коррозию пигмента составляет от 25 до 60 мас.% в расчете на полный состав композиции грунтовки; содержание безхроматного ингибирующего коррозию пигмента составляет от 40 до 55 мас.% в расчете на полный состав композиции грунтовки (RU патент №2269556 С2, МПК С09D 5/08, С09D 5/12, С09D 5/02, С09D 163/02, С08L 63/02 (2006.01). Водная эпоксидная коррозионно-стойкая грунтовка / Бхатина Промила П. (US). - Заявка №2003134603/04; Заявлено 01.12.2003; Опубл. 10.02.2006, Бюл. №4 // Изобретения. Полезные модели. - 2006. - №4).

К недостаткам описанной водной эпоксидной коррозионно-стойкой грунтовки, несмотря на снижение в составе грунтовки шестивалентного хрома, относится высокая себестоимость 1 кг грунтовки.

Известна грунтовка битумно-полимерная "Биом", содержащая нефтяной битум и бензин, в которой вышеуказанная грунтовка дополнительно содержит инден-кумароновую смолу, шерстный жир и сольвент при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Битум нефтяной30,0-45,0
Инден-кумароновая смола 2,0-3,0
Шерстный жир 0,5-2,0
Сольвент 5,0-10,0
Бензин 40,0-62,5

(RU патент №2219213 С2, МПК 7 С09D 195/00. Грунтовка битумно-полимерная "Биом" / Б.М.Аникеев, Д.С.Баркалов, А.С.Черных (RU). - Заявка №2002101540/04; Заявлено 14.01.2002; Опубл. 20.12.2003, Бюл. №35 // Изобретения. Полезные модели. - 2003. - №35).

К недостаткам описанной битумно-полимерной грунтовки "Биом" относится ограниченная область применения.

Близким аналогом к заявленному объекту относится состав для грунтовки, включающий каучук бутадиеннитрильный, смолу фенолформальдегидную, серу, белила цинковые, гексаметилентетрамин и органический растворитель, в котором он дополнительно содержит углерод технический при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Каучук бутадиеннитрильный 100
Смола фенолформальдегидная 60-135
Сера 3,1-4,5
Белила цинковые 7,7-20
Гексаметилентетрамин 6,6-15
Углерод технический 50-200
Органический растворитель 800-1500

(RU патент №2219210 С2, МПК7 С09D 109/02, С09D 5/12, С09D 5/08. Состав для грунтовки / Л.В.Молев, В.А.Засова, В.В.Поповский (RU). - Заявка №2002102141/04; Заявлено 23.01.2002; Опубл. 20.12.2003, Бюл №35 // Изобретения. Полезные модели. - 2003. - №35).

К недостаткам описанного состава грунтовки, несмотря на схожесть решаемой технической задачи, относятся высокая себестоимость продукта и ограниченная среда применения.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является грунтовочная композиция, включающая пленкообразующие в виде глифталевого лака ГФ-01, пигмент красный железоокисный, тетраоксихромат цинка, белила цинковые, микротальк, сиккатив ЖК-1, флотореагент - оксоль Т-80, ксилол (растворитель) и соль первичного амина фракции C 10-C16 и концентраты низкомолекулярных жирных кислот фракции С1 4. (SU авторское свидетельство №1815982 А1, М. кл. С09D 167/08, С09D 5/06, С09D 5/12, 27.08.1995).

Сущность заявленного изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, - разработка нового состава грунтовки с использованием шлаков сухой газоочистки сталеплавильного производства.

Технический результат - снижение себестоимости и повышение эксплуатационных характеристик грунтовки при покрытии широкого спектра поверхностей в машиностроении и в строительстве.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном составе грунтовки, включающем лак ГФ-01, пигмент красный, сиккатив, растворитель, согласно изобретению, он дополнительно содержит шлам сухой газоочистки электросталеплавильного производства состава, мас.%: SiO2 - 7,76; Р - 0,041; Cr общий - 1,0; Al2O3 - 0,93; TiO2 - 0.099; MnO - 2,29; CaO - 21,3; MgO - 24,5; FeO - 3,91; Fe2O 3 - 32,02; CaF2 - 5,26; СаО (недопал) - 0,89 при гранулометрическом составе до 20 мкм - 15%, от 20 до 25 мкм - 60%, от 25 до 100 мкм - 25%, мел марки М-5, лецитин в качестве диспергатора, а в качестве сиккатива содержит сиккатив НФ-1, а в качестве расгворителя - растворитель ТС-1 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Лак ГФ-0143,06
Мел марки М-516,75
Пигмент красный9,48 - 11,34
Указанный шлам  
сухой газоочистки 12,92 - 14,92
Сиккатив НФ-1 2,3
Растворитель ТС-1 11,49 - 13,49
Лецитин 2,0

Заявляемое изобретение иллюстрируется примерами, экспериментальными данными химического анализа шлака сухой газоочистки электросталеплавильного производства ЗАО "Волгоградский металлургический завод "Красный Октябрь", вариантами рецептур, показателями качества предложенной грунтовки и сведениями экономической эффективности.

Технологический процесс получения грунтовки включает следующие стадии: приготовление замеса и диспергирование пигментной пасты. Пигмент диспергируется во всем необходимом по рецептуре количестве связующего.

Приготовление замеса производят в быстроходном смесителе. В него сначала загружают связующее (пигмент красный желтого оттенка и лак ГФ-01). Затем подают мел марки М-5 и шлам сухой газоочистки, прошедший предварительный отсев крупной фракции. При перемешивании отдельными порциями вводят пигмент. Перемешивание пасты после окончания загрузки пигмента продолжают до получаса, т.е. до образования однородной массы. Приготовленную пасту с помощью насоса-дозатора подают в бисерную мельницу. Для обеспечения непрерывной работы бисерной мельницы устанавливают промежуточные емкости, снабженные тихоходными мешалками во избежание оседания пигмента. Для увеличения степени диспергирования в технологической линии производства грунтовки последовательно установлены две бисерные мельницы для перетирания компонентов. Окончательное составление грунтовки производят в смесителе. В него сначала загружают жидкие компоненты (лак ГФ-01, растворитель ТС-1, добавки сиккатив НФ-1 и лецитин), а затем при перемешивании вводят прошедшую через вторую бисерную мельницу пигментную пасту.

Химическая основа сиккатива марки НФ-1

Сиккативы НФ-1, НФ-1-0

Описание

Жидкие нафтенатные сиккативы, представляющие собой растворы в органическом растворителе солей тяжелых металлов синтетических или дистиллированных нафтеновых кислот (для сиккатива НФ-1-0-2-этилгексановой кислоты).

Область применения

Сиккативы применяются в качестве добавок к лакокрасочным материалам при их производстве и применении.

Техническая документация

Сиккатив НФ-1ГОСТ 1003-73
Сиккатив НФ-1-0ТУ 2311-140-05800142-2003

Наименование показателяНорма для марок
НФ-1 НФ-1-0
1. Цвет по йодометрической шкале,

мг. J2/100 см 3, не темнее
500 500
2.Внешний видПрозрачная однородная жидкость, без осадка и посторонних примесей
3.Массовая доля нелетучих веществ, %, не более3232
4.Массовая доля металла, %  
 - свинца, 4,5-5,04,5-5,0
 - марганца 0,9-1,30,9-1,3
5.Стабильность раствора Не должно быть помутнения и осадка, раствор должен быть прозрачным
6.Температура вспышки, °С 3333
7. Массовая доля суспендированного твердого вещества в сиккативе, %, не более0,1 0,1

Растворитель ТС-1.

Описание:

растворитель ТС-1 - топливо для реактивных двигателей.

Область применения:

применяется в качестве растворителя при производстве ЛКМ.

Техническая документация:

ТС-1 ГОСТ 10227-86 с изменениями 1, 2.

Основные свойства (имеющие значение для ЛКМ):

Наименование показателя Норма показателя
1.Плотность при 20°С, кг/м 3, не менее775
2.Кислотное число, мг КОН/100 см 3 топлива, не более0,7
3.Температура вспышки в закрытом тигле, °С, не ниже28
4.Массовая доля ароматических углеводородов, %, не более 22
5.Содержание механических примесей и водыОтсутствие

После этого смесь тщательно перемешивают в течение 6-8 часов и проверяют материал на соответствие требованиям ГОСТа или ТУ.

Вязкость грунтовки корректируют добавлением лака или растворителя, а цвет - введением приготовленных пигментных паст.

Химический состав твердого шлама сухой газоочистки электросталеплавильного производства ЗАО "Волгоградский металлургический завод "Красный Октябрь"" представлен в таблице 1.

Рецептура грунтовки с применением шлака сухой газоочистки в трех вариантах опыта при процентном соотношении 24,4; 12,92 и 14,92 представлена в таблице 2. Показатели качества полученной грунтовки и результаты испытаний приведены в таблицах 3 и 4.

В таблице 5 представлены данные, дающие основание, что себестоимость грунтовки по описанной рецептуре не будет превышать 12050,45 рублей за 1 тонну.

В связи с планируемым увеличением производства стали в ЗАО "Волгоградский металлургический завод "Красный Октябрь"" до 1000000 т ежегодно будет накапливаться шлам сухой газоочистки до 904 тонн.

В настоящее время стоимость 1 кг покупной грунтовки - 40 рублей.

Состав грунтовки можно наносить методами окунания, пневматическим или безвоздушным распылением, валиком, кистью при температуре не ниже 10°С на предварительно очищенную и обезжиренную поверхность металла.

Толщина наносимого покрытия на поверхность металлических изделий должна быть на менее 0,1 мм. Покрытие должно быть высушено при температуре 160-180°С в течение 20-30 минут. Грунтовку предлагаемого состава можно применять самостоятельно или в системе покрытий. В последнем случае грунтовку можно перекрывать эмалями любого типа. При перекрытии грунтовки нитроэмалями требуется выдержка грунтового покрытия не менее 6 часов.

Допускается перекрытие грунтовки лакокрасочными материалами с температурой термообработки свыше 200°С. Результаты испытания покрытия на основе предложенной грунтовки с наполнителем шлама сухой газоочистки ЗАО "Волгоградский металлургический завод "Красный Октябрь" приведены в таблице 4.

Как следует из данных таблиц 2, 3 и 4, покрытие на основе грунтовки предлагаемого состава в сравнении с покрытиями на основе известных грунтовок обладает практически равными или вышезащитными свойствами, устойчиво к внешним негативным условиям эксплуатации.

Таблица 1

Химический состав твердого шлама электросталеплавильного производства ЗАО "Волгоградский металлургический завод "Красный Октябрь"" (пыль сухой газоочистки ЭСПЦ-1)
№ п/п НаименованиеХимический составСодержание, мас.%
1Оксид кремнияSiO 27,76
2ФосфорР 0,041
3Хром общийCr общий*1,0
4Оксид алюминия Al2O3 0,93
5 Оксид титанаTiO 20,099
6Оксид марганцаMnO 2,29
7 Оксид кальцияСаО21,3
8Оксид магния MgO24,5
9Окись железаFeO 3,91
10 Двуокись железаFe2 O332,02
11Фторид кальция CaF2 5,26
12Оксид кальцияСаО (недопал) От 0,89
* В состав Cr общий включены Cr2O3 и CrO3.

Таблица 2

Рецептура грунтовки с применением шлака сухой газоочистки электросталеплавильного цеха ЗАО "Волгоградский металлургический завод "Красный Октябрь"", мас.%
№ п/пНаименование компонентов рецептуры грунтовкиВарианты рецептур с использованием шлама сухой газоочистки
Опыт 1 (без отсева)Опыт 2 (после отсева) Опыт 3 (после отсева
1Лак ГФ-0143,06 43,0643,06
2Мел, марки М-5 16,7516,7516,75
3Пигмент красный -11,34 9,48
4Шлам сухой газоочистки24,4 12,9214,92
5Сиккатив НФ-1 (НФ-1-0) 2,32,32,3
6Растворитель ТС-1 13,4911,63 11,49
7Лецитин в качестве диспергатора- 2,02,0
8. Итого:100 100100

Таблица 3

Показатели качества грунтовки с использованием шлака сухой газоочистки ЗАО "Волгоградский металлургический завод "Красный Октябрь""
№ п/п Наименование компонентов рецептуры грунтовки Варианты рецептур с использованием шлама сухой газоочистки
Опыт 1 (без отсева) Опыт 2 (после отсева)Опыт 3 (после отсева
12 345
1Внешний вид Не соответствует требованиям ГОСТСоответствует ГОСТСоответствует ГОСТ
2Цвет покрытияНе соответствует требованиям ГОСТСоответствует ГОСТСоответствует ГОСТ
3Условная вязкость, с 514970
4Массовая доля нелетучих, %56,058,6 60,0
5Степень перетира, мкм90 (7 часов) 40 (6,5 часов)40 (6,5 часов)
6Прочностные характеристики:     
6.1 Адгезия, балл11 1
6.2 Удар, см7070 70 1
6.3 Изгиб, мм11 1
6.4Твердость, у.е.0,260,20 0,15
7 Устойчивость к внешним условиямНе устойчив УстойчивУстойчив

Таблица 4

Результаты испытаний заявленной грунтовки по вариантам опыта
№ п/пКачественные показатели покрытия заявленной грунтовкой Количественные показатели по опытам Соответствие требованиям технических условий (ТУ)
Опыт 1Опыт 2 Опыт 3
1Содержание сухого остатка, %27,1 26,324,7Соответствует
2Вязкость по В3-4, с5149 70Соответствует
3Адгезия к стальной поверхности по методу постепенного отслаивания, г/см1260 18201980 Соответствует
4 Твердость в относительных единицах по маятниковому прибору М-3 0,260,20 0,15Соответствует
5Устойчивость к действию 3%-ного раствора NaCl, сутки (до начала коррозии)27 2124 Соответствует
6 Устойчивость к повышенной влажности при 50°С, сутки 130140 127Соответствует
7Устойчивость к дистиллированной воде, сутки146132 126Соответствует

Таблица 5

Смета затрат по участку лакокрасочных изделий (Объем производства 70,00 т)
Наименование статей Единица измеренияНа выпуск 70 тоннНа 1 тонну
Цена за единицуКол-во Сумма, тыс.руб.Кол-во Сумма, руб.
На производство     630,06  9000,87
основные материалытыс.руб.   630,00  9000,00
шлам газоочистоктонн  49,00  0,7 
лактонн30,00 21,00630,00 0,39000,00
Энергетические затратытыс.руб.   0,06  0,87
электроэнергиятыс.кВт 874,1470,00 0,061,00,87
Цеховые затраты     213,47 3049,58
Фонд оплаты труда (ФОТ) тыс.руб.   40,00  571,43
Начисления на ФОТ тыс.руб.   11,24  160,57
Текущий ремонт тыс.руб.   20,00  285,71
Содержание основных средств тыс.руб.   23,00  328,57
вспомогательные материалытыс.руб.   3,00  42,86
услуги вспомогательных цеховтыс.руб.    20,00 285,71
Амортизациятыс.руб.    48,00 685,71
Инвентарь и хозяйственные принадлежности тыс.руб.   7,00  100,001
сменное оборудованиетыс.руб   5,00  71,43
МБПтыс.руб.   2,00  28,57
Транспортные расходытыс.руб.    20,00 2857,1
Охрана трудатыс.руб.    10,73 153,29
вспомогательные материалы тыс.руб.   3,00  42,86
энергетические затраты тыс.руб.   1,73  24,72
вода тыс.м3 511,570,700,36 10,005,116
теплая водаГ кал. 596,762,30 1,3732,8619,61
спецодеждатыс.руб.    4,00 57,14
спецпитаниетыс.руб.    2,00 28,57
Прочиетыс.руб.    33,50 478,57
вспомогательные материалы тыс.руб.   3,50  50,00
услуги вспомогательных цехов тыс.руб.       
упаковочная таратыс.руб.   30,00  428,57
налогитыс.руб.       
Итого:тыс.руб.   843,53  12050,45

Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2322467

patent-2322467.pdf

Класс C09D167/08 полиэфиры, модифицированные высшими жирными маслами или их кислотами, или природными смолами, или смоляными кислотами

способ приготовления красочного состава -  патент 2516816 (20.05.2014)
эмаль термостойкая -  патент 2495895 (20.10.2013)
способ получения сиккатива для лакокрасочных материалов -  патент 2492202 (10.09.2013)
применение комбинации "акриловый диспергатор - ассоциативный загуститель" в алкидной краске для улучшения сохранения степени глянца -  патент 2487905 (20.07.2013)
пастообразующая смола для универсальной пигментной пасты -  патент 2484113 (10.06.2013)
водные дисперсии, содержащие по меньшей мере одну алкидную смолу и по крайней мере один полимеризат по меньшей мере с одним (мет)акрилатным сегментом -  патент 2478677 (10.04.2013)
способ приготовления красочного состава -  патент 2477738 (20.03.2013)
состав полистирольной краски -  патент 2472827 (20.01.2013)
способ покрытия электротехнической стали -  патент 2464290 (20.10.2012)
композиция для закрепления обмоточных изделий -  патент 2459848 (27.08.2012)

Класс C09D5/06 краски для живописи 

Класс C09D5/12 травильные грунтовки 

Наверх