способ защиты и восстановления прокорродировавших металлических поверхностей

Формула изобретения

1. Способ защиты и восстановления прокорродировавших металлических поверхностей, включающий нанесение грунтовочного слоя на основе композиции, содержащей эпоксидную диановую смолу с эпоксидным эквивалентным весом 450-500, полиамидный отвердитель Версамид 115, пигменты, наполнители, органические растворители с последующим высыханием «до отлипа», нанесение изолирующего слоя из состава, содержащего эпоксидную диановую смолу с эпоксидным эквивалентным весом 450-500, полиамидный отвердитель Версамид 115, наполнители, железную слюдку, органические растворители, с последующим высыханием «до отлипа», нанесение наружного слоя из состава, содержащего акриловую или полиэфирную гидроксилсодержащую смолу, отвердитель - алифатический полиизоцианат, пигменты, наполнители, органически модифицированный полисилоксан, органические растворители, с последующей сушкой до полного отверждения, отличающийся тем, что в грунтовочный и изолирующий слои дополнительно вводят аминосодержащий отвердитель марки Cardolite NC 562 на основе 3-н пентадеканилфенола, в изолирующий и наружный слой дополнительно вводят структурирующую добавку, а в наружный слой дополнительно вводят алюминиевую пудру и железную слюдку, при следующем соотношении компонентов в слоях:

в составе грунтовочного слоя, мас.%:

эпоксидная диановая смола с эпоксидным
эквивалентным весом 450-500	20,0-30,0
пигменты	12,0-25,0
наполнители	12,0-25,0
полиамидный отвердитель Версамид 115	15,0-25,0
аминосодержащий отвердитель Cardolite NC 562 на	2,0-5,0
основе 3-н пентадеканилфенола
органические растворители	остальное

в составе изолирующего слоя, мас.%:

эпоксидная диановая смола с эпоксидным
эквивалентным весом 450-500	20,0-35,0
структурирующая добавка	0,8-1,2
наполнители	5,0-10,0
аминосодержащий отвердитель Cardolite NC 562 на	2,0-5,0
основе 3-н пентадеканилфенола
полиамидный отвердитель Версамид 115	15,0-30,0
железная слюдка	10,0-50,0
органические растворители	остальное

в составе наружного слоя, мас.%:

акриловая или полиэфирная гидроксилсодержащая
смола	20,0-40,0
пигменты	10,0-20,0
наполнители	5,0-10,0
железная слюдка	10,0-40,0
структурирующая добавка	0,8-1,2
алюминиевая пудра	0,6-2,4
отвердитель алифатический полиизоцианат	11,0-22,0
органически модифицированный полисилоксан	0,2-0,6
органические растворители	остальное

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в состав наружного слоя дополнительно вводят ускоритель сушки дибутиллаурат олова Метатин Каталист в количестве 0,05-0,5 мас.%.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области получения покрытий на металлических поверхностях, стальных, чугунных, алюминиевых, работающих в условиях абразивного износа, воздействия агрессивных сред в энергетике, химической и добывающей промышленности.

Известен способ защиты и восстановления прокорродировавших металлических поверхностей, включающий нанесение грунтовочного слоя на основе композиции, содержащей, мас.%:

эпоксидную смолу с эпоксидным эквивалентным
весом 450-500	20,0-30,0
пигменты	12,0-25,0
наполнители	12,0-25,0
отвердитель на основе 3-н пентадеканилфенола	6,0-12,0
органические растворители	остальное

с последующим высыханием «до отлипа», нанесение изолирующего слоя из состава, содержащего, мас.%:

эпоксидную смолу с эпоксидным эквивалентным
весом 450-500	20,0-35,0
пигменты	5,0-10,0
наполнители	5,0-10,0
отвердитель на основе 3-н пентадеканилфенола	6,0-12,0
железную слюдку	10,0-30,0
органические растворители	остальное

с последующим высыханием «до отлипа», нанесение наружного слоя следующего состава, мас.%:

эпоксидную смолу с эпоксидным эквивалентным весом 450-500	20,0-30,0
пигменты	10,0-15,0
наполнители	15,0-25,0
отвердитель на основе 3-н пентадеканилфенола	6,0-12,0
органически модифицированный полисилоксан	0,2-0,6
органические растворители	остальное

(пат. РФ №2220995, БИ №1 от 10.01.2004 г.).

Однако этот способ обеспечивает недостаточные защитные свойства покрытия.

Наиболее близким к предлагаемому является следующий способ защиты и восстановления прокорродировавших металлических поверхностей: на обезжиренную поверхность наносят последовательно грунтовочный слой следующего состава, мас.%:

эпоксидная смола с эпоксидным эквивалентным
весом 450-500	20,0-30,0
Пигменты	12,0-25,0
Наполнители	12,0-25,0
полиамидный отвердитель Версамид 115	20,0-30,0
органические растворители	остальное

и после высыхания его «до отлипа», то есть до степени 1 по ГОСТ 19007-73, наносят изолирующий слой следующего состава, мас.%:

эпоксидная смола с эпоксидным эквивалентным
весом 450-500	20,0-35,0
Пигменты	5,0-10,0
Наполнители	5,0-12,0
полиамидный отвердитель Версамид 115	6,0-12,0
железная слюдка	10,0-30,0
органические растворители	остальное

а затем поверхность, высушенную «до отлипа», дополнительно покрывают наружным слоем следующего состава, мас.%:

акриловая или полиэфирная гидроксилсодержащая
Смола	20,0-40,0
отвердитель на основе алифатического полиизоцианата	11,0-22,0
Пигменты	10,0-20,0
Наполнитель	5,0-10,0
органически модифицированный полисилоксан	0,1-0,5
органический растворитель	остальное

после чего покрытие сушат до полного отверждения (патент РФ №2304601).

Однако и этот способ обеспечивает недостаточные защитные свойства покрытия.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышении защитных свойств покрытия.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе защиты и восстановления прокорродировавших металлических поверхностей, включающем нанесение грунтовочного слоя на основе композиции, содержащей эпоксидную диановую смолу с эпоксидным эквивалентным весом 450-500, полиамидный отвердитель Версамид 115, пигменты, наполнители, органические растворители с последующим высыханием «до отлипа», нанесение изолирующего слоя из состава, содержащего эпоксидную диановую смолу с эпоксидным эквивалентным весом 450-500, полиамидный отвердитель Версамид 115, наполнители, железную слюдку, органические растворители, с последующим высыханием «до отлипа», нанесение наружного слоя из состава, содержащего акриловую или полиэфирную гидроксилсодержащую смолу, отвердитель - алифатический полиизоцианат, пигменты, наполнители, органически модифицированный полисилоксан, органические растворители, с последующей сушкой до полного отверждения, в грунтовочный и изолирующий слои дополнительно вводят аминосодержащий отвердитель марки Cardolite NC 562 на основе 3-н пентадеканилфенола, в изолирующий и наружный слои дополнительно вводят структурирующую добавку, а в наружный слой дополнительно вводят алюминиевую пудру и железную слюдку при следующем соотношении компонентов в слоях:

в составе грунтовочного слоя, мас.%:

эпоксидная диановая смола с эпоксидным
эквивалентным весом 450-500	20,0-30,0
пигменты	12,0-25,0
наполнители	12,0-25,0
полиамидный отвердитель Версамид 115	15,0-25,0
аминосодержащий отвердитель Cardolite NC 562 на	2,0-5,0
основе 3-н пентадеканилфенола
органические растворители	остальное

в составе изолирующего слоя, мас.%:

эпоксидная диановая смола с эпоксидным
эквивалентным весом 450-500	20,0-35,0
структурирующая добавка	0,8-1,2
наполнители	5,0-10,0
аминосодержащий отвердитель Cardolite NC 562 на	2,0-5,0
основе 3-н пентадеканилфенола
полиамидный отвердитель Версамид 115	15,0-30,0
железная слюдка	10,0-50,0
органические растворители	остальное

в составе наружного слоя, мас.%:

акриловая или полиэфирная гидроксилсодержащая
смола	20,0-40,0
пигменты	10,0-20,0
наполнители	5,0-10,0
железная слюдка	10,0-40,0
структурирующая добавка	0,8-1,2
алюминиевая пудра	0,6-2,4
отвердитель алифатический полиизоцианат	11,0-22,0
органически модифицированный полисилоксан	0,2-0,6
органические растворители	остальное

В состав наружного слоя можно дополнительно вводить ускоритель сушки ди-бутиллаурат олова марки Метатин Каталист в количестве 0,05-0,5 мас.%.

В качестве эпоксидной диановой смолы используют любую эпоксидную диановую смолу с эпоксидным эквивалентным весом 450÷500, например, ЭД-8 ГОСТ 10587-84, Э-41р ТУ 6-10-607-78, Э-41 ТУ 6-10-1316-84 и др.

В качестве пигментов применяют окись хрома, кроны цинковые, стронциевые и свинцовые, голубой фталоцианиновый, красный железоокисный, двуокись титана, углерод технический и др.

В качестве наполнителей используют микротальк, омиакарб, микробарит, тальк и другие.

В качестве полиамидного отвердителя применяют продукт взаимодействия жирных кислот и полиэтиленполиамина фирмы Henkel (Германия) марки Versamid 115.

В качестве железной слюдки применяют любую железную слюдку, например:

а) марки Miox фирмы Kärntner Montanindustrie (Австрия), содержащую Fe₂O ₃ - 85-94%, Al₂О₃ - 2-3%, MgO - 1-2%, Са - 0,3-1%, SiO₂ - 3-6%, Pb<0,1%;

б) железную слюдку алтайского месторождения «Рудный лог» с содержанием окислов кремния, алюминия, магния и кальция соответственно не более 2,5, 1,8, 0,2, 0,3% и содержанием оксида железа Fe₂О₃ - 90-95%;

в) марки Nubifer фирмы Nubiola (Испания), содержащую Fe₂О₃ - 89-94%, Al ₂O₃ - 1,9%, MgO - 0,1%, CaO - 0,4%, SiO₂ - 4,2%, K₂O - 0,2%;

г) марки IMDOX AG фирмы LUH (Германия), содержащую Fe₂O₃ - 92-97%, Al ₂O₃ - 1,6%, MgO - 1,1%, CaO - 0,8%, SiO₂ - 2,3%, K₂О<0,05%, TiO₂<0,1, К₂O<0,05%, Na₂O<0,05%, Р₂ O₃<0,05%, MnO<0,05%.

В качестве органически модифицированного полисилоксана используют модифицированный полиэфиром полидиметилсилоксан марки БИК-307 фирмы Бик-Хеми (Германия), модифицированный полиэфиром полисилоксан марки Baysilone OL 17 фирмы Bayer (Германия).

В качестве органических растворителей применяют ксилол, ацетон, этилцеллозольв, бутилацетат, этилацетат и др.

В качестве акриловой или полиэфирной гидроксилсодержащей смолы используют, например:

а) акриловую гидроксилсодержащую смолу Macrynal SM 636/70 ВАС, фирмы Cytec Surface Specialties, представляющую собой полиакрилат, содержащий гидроксильные группы;

б) акриловую гидроксилсодержащую смолу Macrynal SM 510 фирмы Cytec Surface Specialties (Бельгия), представляющую собой полиакрилат, содержащий гидроксильные группы;

в) полиэфирную гидроксилсодержащую смолу Desmophen 670 ВА, фирмы Bayer, представляющую собой полиэфир, содержащий гидроксильные группы.

В качестве алифатического полиизоцианатного отвердителя используют алифатические полиизоцианатные отвердители на основе мономера гексаметилендиизоцианата, например, марок:

a) Desmodur N75 МРА/Х фирмы Bayer, Германия;

6) Tolonate HDB75 В фирмы Rhodia, Франция;

в) Uronal NL фирмы Galstaff, Италия.

В качестве аминосодержащего отвердителя марки Cardolite NC 562 применяют аминосодержащий отвердитель на основе 3-н пентадеканилфенола фирмы Cardanol (Нидерланды) марки Cardolite NC 562.

В качестве структурирующей добавки используют двуокись кремния марки А-175, аэросил марок R-972 и R-812 фирмы Дегусса (Германия), Benton 38 и Bentone SD-2 фирмы Elements (Англия).

В качестве алюминиевой пудры применяют алюминиевую пудру марок ПАП-1 и ПАП-2, алюминиевую пасту марки ПД, выпускаемую Краснотурьинским заводом, алюминиевую пасту марок Stapa 88 и Mobilux R167 фирмы Eckart (Германия) и другие.

Защита и восстановление металлических поверхностей оборудования, работающего в условиях абразивного износа в агрессивных средах, осуществляется за счет нанесения на поверхность комбинированного покрытия, которое состоит из трех слоев:

- первый слой обеспечивает адгезию состава к поверхности металла и антикоррозионную защиту, при этом нанесение можно осуществлять по слою коррозии толщиной до 50 мкм;

- второй слой несет основную ударную и барьерную защиту;

- третий слой обеспечивает внешний вид покрытия и отличное скольжение абразивных материалов.

Способ защиты металлических поверхностей осуществляют следующим образом.

Пример №1: по стальной поверхности.

Первоначально наносят грунтовочный слой состава, мас.%:

эпоксидная диановая смола ЭД-8 с эпоксидным эквивалентным
весом 450	30,0
пигменты: двуокись титана	6,0
стронций хромовокислый	6,0

наполнители: микротальк	6,0
микробарит	6,0
полиамидный отвердитель Версамид 115	25,0
аминосодержащий отвердитель Cardolite NC 562 на
основе 3-н пентадеканилфенола	5,0
органические растворители: ксилол	4,0
этилцеллозольв	8,0
ацетон	остальное

Состав для первого слоя покрытия готовят смешением в дисольвере части эпоксидной смолы и органических растворителей с пигментами и наполнителями, диспергированием полученной пасты на бисерной мельнице и составлением композиции путем добавления в пигментную пасту остального количества растворителя и эпоксидной смолы и перемешивания до однородного состояния. Полученную композицию соединяют с отвердителями и наносят на прокорродировавшую (Разрешается слой коррозии до 50 мкм.) поверхность кистью или методом пневматического или безвоздушного распыления. Грунтовочный слой просушивают «до отлипа», затем наносят изолирующий слой следующего состава, мас.%:

Эпоксидная диановая смола Э-41 с эпоксидным эк-
вивалентным весом -500	30,0
структурирующая добавка: аэросил R-812	0,8
наполнители: слюда	5,0
микротальк	5,0
аминосодержащий отвердитель Cardolite NC 562 на	5,0
основе 3-н пентадеканилфенол
полиамидный отвердитель Версамид 115	30,0
железная слюдка Miox	10,0
органические растворители: ксилол	5,0
этилцеллозольв	остальное

Состав для изолирующего слоя готовят следующим образом: раствор эпоксидной смолы в органическом растворителе перемешивают в дисольвере с наполнителями и структурирующей добавкой, затем диспергируют в бисерной мельнице, далее составляют композицию в смесителе, оборудованном мешалкой, добавляют остатки растворителя и эпоксидной смолы и железную слюдку и перемешивают все до однородного состояния в течение 40 минут. Добавляют отвердители. Состав равномерно наносят на грунтовочный слой и сушат «до отлипа», после чего наносят третий слой состава, мас.%:

полиэфирная гидроксилсодержащая смола марки
Desmophen 670BA	30,0
пигменты: двуокись титана	13,0
крон свинцовый лимонный	1,85
голубой фталоцианиновый	0,15
наполнители: микротальк	3,0
микробарит	2,0
железная слюдка марки Nubifer	20,0
структурирующая добавка: Benton 38	1,2
алюминиевая пудра ПАП-2	0,6
отвердитель алифатический полиизоцианат марки	16,0
Tolonate HDB-75B
органически модифицированный полисилоксан	0,6
БИК-307
ксилол	4,0
бутилацетат	2,0
этилацетат	остальное

Наружный слой готовят смешением части полиэфирной или акриловой гидроксилсодержащей смолы, пигментов, наполнителей, структурирующей добавки, органических растворителей в дисольвере и диспергированием в бисерной мельнице, затем в смесителе полученную пасту смешивают с остальным количеством смолы, растворителя, органически модифицированным полисилоксаном, железной слюдкой и алюминиевой пудрой в течение получаса до однородного состояния. Добавляют отвердитель. Состав равномерно наносят на изолирующий слой. Время высыхания комбинированного покрытия всех слоев до степени 3 при 20°С - 24 часа.

Защитное покрытие использовано для окраски мостов и металлических конструкций.

Пример №2: по чугунной поверхности.

Наносят грунтовочный слой состава, мас.%:

эпоксидная диановая смола Э-41р с эпоксидным	20,0
эквивалентным весом 500
пигменты: фосфат цинка	14,5
двуокись титана	10,0
углерод технический	0,5
наполнители: микротальк	10,0
микробарит	2,0
полиамидный отвердитель марки Версамид 115	15,0
аминосодержащий отвердитель Cardolite NC 562 на основе
3-н пентадеканилфенола	2,0
органические растворители: этилцеллозольв	10,0
ксилол	10,0
ацетон	остальное

Затем наносят изолирующий слой состава, мас.%:

Эпоксидная диановая смола ЭД-8 с эпоксидным эквива-	20,0
лентным весом 500
наполнители: тальк	2,0
микротальк	3,0
полиамидный отвердитель марки Версамид 115	16,0
аминосодержащий отвердитель Cardolite NC 562 на основе

3-н пентадеканилфенола	2,0
структурирующая добавка: двуокись кремния А-175	1,2
железная слюдка Алтайского месторождения	50,0
органические растворители: ксилол	3,0
ацетон	остальное
Затем наносят наружный слой состава, мас.%:
акриловая гидроксилсодержащая смола марки Macrynal
SM636/70 ВАС	20,0
пигменты: пигмент желтый железоокисный	4,0
углерод технический	0,4
двуокись титана	5,6
наполнители: тальк	3,0
микробарит	2,0
алифатический полиизоцианатный отвердитель марки
Desmodur N75 МРА/Х	13,0
железная слюдка марки Miox	40,0
алюминиевая пудра марки Stapa 88	2,4
структурирующая добавка: аэросил марки R-972	1,2
дибутиллаурат олова Метатин Каталист	0,5
органически модифицированный полиэфиром полисилоксан
марки Baysilone OL 17	0,2
органические растворители: ксилол	4,0
бутилацетат	3,0
этилацетат	остальное

Время высыхания комбинированного трехслойного покрытия до степени 3 при 20°С - 24 часа.

В таблице 1 приведены свойства трехслойных покрытий.

Таблица 1
Результаты испытаний покрытий
Характеристика покрытия	Прототип-покрытие, наносимое по способу по патенту 2304601	Покрытие, наносимое по предлагаемому способу
		пример №1	пример №2
Оценка защитных свойств трехслойного покрытия при испытаниях в агрессивных средах по ГОСТ 9.403
3%-ный раствор КС1, суток	400	480	480
вода дистиллированная, суток	540	640	680
бензин, суток	600	700	720
минеральное масло, суток	600	700	720