ЭПОКСИДНО-ПЕРХЛОРВИНИЛОВАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ САМОВОССТАНАВЛИВАЮЩИХСЯ ЛАКОКРАСОЧНЫХ ПОКРЫТИЙ
EPOXIDE-PERCHLOROVINYL COMPOSITION FOR PREPARING SELF-HEALING PAINT COATINGS

Изобретение относится к области химии и химической технологии, в частности к разработке лакокрасочных композиций, и может быть использовано для получения самовосстанавливающихся покрытий, применяемых в качестве средства защиты металлических изделий и конструкций от атмосферной коррозии.
Известны композиции для эпоксидно-перхлорвиниловых антикоррозионных покрытий, содержащие перхлорвиниловую смолу, эпоксидный диановый олигомер различной молекулярной массы и отвердители для эпоксидной смолы (Патент №2233299 RU, Патент №2028350 RU, Авт. Свид. СССР 1219624). Недостатком этих композиций является то, что образующиеся покрытия не способны к самовосстановлению при трещинах и царапинах при воздействии тепла из-за того, что обладают трехмерной полимерной сеткой. Известны перхлорвиниловые композиции, содержащие в своем составе небольшие добавки (до 5% по отношению к перхлорвиниловой смоле) эпоксидных олигомеров в качестве стабилизаторов без использования отвердителей (С.И. Пахомов, И.П. Трифонов, В.А. Бурмистров. Поливинилхлоридные композиции. ИГХЕИЦ. 2010 г. 105 с.]. Однако получаемые на их основе покрытия также не способны к самовосстановлению.
Технической задачей предлагаемого изобретения является разработка эпоксидно-перхлорвиниловой композиции для получения самовосстанавливающихся под действием тепла лакокрасочных покрытий для защиты металлических изделий и конструкций от атмосферной коррозии. При использовании самовосстанавливающихся лакокрасочных покрытий имеется существенная экономия в связи с отсутствием необходимости повторного окрашивания металлических изделий и конструкций в процессе эксплуатации.
Техническое решение достигается путем создания композиции включающей эпоксидную диановую смолу с молекулярной массой 800-1100 г/моль, например: смола Э-41 (ГОСТ 10587-84), смола YD-901H фирмы NanYa Plastics Corp (Тайвань), смола Epicot 1001 фирмы Hexion Inc, (США), смола DER 671 фирмы DOW Chemical Company (Германия); перхлорвиниловую смолу с молекулярной массой 31000-57000 г/моль, например: ПСХ-ЛС (ОСТ 6-01-37-88), смола CPVC HG 63 фирмы Wuxi Honghui Chemical (Китай); пластификаторы дибутилфталат или диоктилфталат (ГОСТ 8728-88); пигмент диоксид титана (ГОСТ 9808-84); наполнители микротальк (ГОСТ 19284-79) или микробарит (ТУ 1769-002-40705684-2001); наноразмерные добавки ковелос (наноразмерный диоксид кремния) (ТУ 2168-001-14344265-09) или аэросил (ГОСТ 14922-77) или нано графит (ГОСТ Р 55417-2013); органические растворители марок Р-5 или Р-4 (ГОСТ 7827-74) при следующем содержании компонентов, указанном в Таблице 1:
Для получения разработанной композиции перхлорвиниловая смола растворяется в органическом растворителе в течение 0,5 часа при комнатной температуре, затем в полученный раствор поочередно загружаются эпоксидная диановая смола, пластификатор, пигмент, наполнители и наноразмерные добавки (соотношение компонентов представлено в Талице 1.) Полученная суспензия тщательно размешивается и диспергируется в бисерной мельнице течение 60-80 минут до степени перетира 30 мкм (по ГОСТ 31973-2013).
На подготовленную в соответствии с ГОСТ 9.402.2004 металлическую поверхность (сухие, чистые, обезжиренные пластинки из стали 08КП (AISI А 622)) наносится полученная композиция методом пневматического или безвоздушного распыления в два слоя «мокрый по мокрому» с получением лакокрасочного покрытия толщиной 50-60 мкм. Сушка покрытия, полученного из указанной композиции, производится при температуре Т=20±2°C в течение суток.
Для определения способности лакокрасочного покрытия к самовосстановлению при воздействии тепла получаются композиции, состав которых представлен в Таблице 2 (покрытия получаются указанным выше способом). После сушки на их поверхность наносятся в соответствии с ГОСТ 31149-2014 однолезвиевым инструментом надрезы длиной 20 мм. Далее пластинки с надрезом помещаются в сушильный шкаф с фиксированной температурой и временем. Об эффективности самовосстановления судят по минимальному времени полного восстановления шероховатости покрытия с одновременной максимальной твердостью покрытия. Результаты испытаний представлены в Таблице 3.
Таким образом, из представленных данных видно, что покрытия, получаемые из разработанной композиции (№ композиций 3-5), обладают минимальным временем самовосстановления шероховатости покрытия при его высокой твердости. При меньшем количестве эпоксидной диановой смолы в составе композиции восстановление происходит медленнее, а при большем количестве - восстановившиеся покрытия обладают меньшей твердостью.
Разработанная композиция предназначена для получения атмосферостойких покрытий на металлических изделиях и конструкций. В Таблице 4 приведены физико-механические и защитные свойства самовосстанавливающегося покрытия, получаемого из разработанной композиции, в сравнении с покрытиями, получаемыми из перхлорвиниловых лакокрасочных эмалей марок ХВ-16 (ТУ 6-10-1301-83) и ХВ-124 (ГОСТ 10144-89), широко используемых для получения атмосферостойких покрытий на металлических изделиях и конструкций.
Таким образом, лакокрасочное покрытие, полученное из разработанной композиции, обладает высокими защитными, адгезионными и прочностными свойствами, аналогичными свойствам покрытий, полученных из сравниваемых лакокрасочных эмалей, и в отличие от них, способно при воздействии тепла к самовосстановлению при царапинах и трещинах.