противокоррозионный пигмент

Формула изобретения

Противокоррозионный пигмент на основе соединения кальция, отличающийся тем, что он представляет собой фосфат-хромат кальция при мольном соотношении фосфат- и хромат-ионов в нем от 1 : 1 до 4 : 1.

Описание изобретения к патенту

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

Известен противокоррозионный пигмент, представляющий собой хромат кальция состава CaCrCO₄ (Беленький Е.Ф., Рискин И.В., Химия и технология пигментов. Л., Химия, 1974, с.21, 22).

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 без понижения противокоррозионных свойств.

Задача достигается противокоррозионным пигментом, представляющим собой фосфат-хромат кальция при мольном соотношении фосфат- и хромат-ионов в нем от 1:1 до 4:1.

Получение пигмента осуществляется путем смешения концентрированной суспензии гидроксида кальция последовательно с концентрированными растворами хромового ангидрида и ортофосфорной кислоты при комнатной температуре. Концентрированная суспензия пигмента высушивается при температуре 105-200^oC. Полученный продукт желтого цвета, содержащий кристаллизационную воду, может быть использован без дополнительной термической обработки или подвергнут дегидратации при температуре 600-650^oC с получением пигмента зеленого цвета, оттенок которого зависит от состава.

Пример 1.

78 г гидроксида кальция с содержанием основного вещества 86,6% смешиваются с 75 мл воды. К полученной суспензии при интенсивном перемешивании постепенно добавляются 24 мл раствора хромового ангидрида с содержанием основного вещества 57% (плотность раствора 1,59 г/см³), разбавленного 30 мл воды. Смесь перемешивается в течение 1 часа и затем обрабатывается 29 мл ортофосфорной кислоты с содержанием основного вещества 85,5% (плотность раствора 1,695 г/см³), разбавленными 100 мл воды, при перемешивании. Перемешивание продолжается в течение 2 часов после введения всего количества ортофосфорной кислоты.

Осажденный продукт по составу соответствует формуле CaCrO₄ Ca₃(PO₄)₂ 3H₂O. После прокаливания при температуре 600-650^oC в течение 2 часов пигмент теряет кристаллизационную воду.

Пример 2.

Аналогично примеру 1, но берутся соответственно 14 и 35 мл концентрированных растворов хромового ангидрида и ортофосфорной кислоты.

Осажденный продукт по составу соответствует формуле CaCrO₄ 2Ca₃(PO₄)₂ 6H₂O.

Пример 3

Аналогично примеру 1, но берутся соответственно 85 г гидроксида кальция, 8 и 40 мл концентрированных растворов хромового ангидрида и ортофосфорной кислоты.

Осажденный продукт по составу соответствует формуле CaCrO₄ 4Ca₃(PO₄)₂ 9H₂O.

Пример 4

Аналогично примеру 3, но без прокалки.

Свойства пигментов приведены в таблице 1.

Оценка противокоррозионных свойств пигментов проводилась потенциостатическим способом. В качестве коррозионноактивной среды применяли 3%-ный раствор хлорида натрия при pH 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. Показатели приведены в таблице 2.

В процессе воздействия коррозионной среды под покрытием на поверхности металла образуется фосфохроматная пленка, вызывающая пассивирование поверхности и оказывающая дополнительное защитное действие в отличие от образца 1.

Таким образом, все полученные пигменты обладают свойством снижать ток коррозии и сдвигать потенциал стали в область активного коррозионного торможения. Образцы по примерам 3 и 4 обладают растворимостью в воде, меньшей чем хромат кальция и тетраоксихромат цинка, и имеют в своем составе значительно меньшее содержание хроматов.