ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ЗАЩИТНОГО АНТИКОРРОЗИОННОГО ПОКРЫТИЯ БАРЬЕРНОГО ТИПА
POLYMER COMPOUND FOR PROTECTIVE CORROSION-RESISTANT BARRIER-TYPE COATING

Изобретение относится к химической технологии и конкретно касается создания антикоррозионных полимерных барьерных покрытий на различных поверхностях, предназначенных для устройства износоустойчивых, тиксотропных покрытий, обладающих повышенной стойкостью к агрессивным средам? и может быть использовано при защите конструктивных элементов из металла, бетона, трубопроводов, зданий и сооружений, металлических узлов и агрегатов в различных отраслях производства, при создании износоустойчивых антикоррозионных наливных полов, стойких к растворителям и нефтепродуктам, а также при декоративной отделке различных поверхностей.
Известные полимерные антикоррозионные покрытия традиционно являются наполненными, в частности высоконаполненными. В качестве наполнителей используют для этих целей, например, кварцевый песок (RU 2250946, 27.04.2005), полные кварцевые микросферы (RU 2004113553, 20.10.2005), различные алюмосиликаты (андезиты, бентониты, перлиты, вермикулиты, оксиды металлов (RU 2265619, 10.12.2005), тальк, графит (RU 2264428, 20.11.2005).
Используют, таким образом, наполнители пластинчатой формы, сферической, тонкодисперсные с развитой поверхностью.
Из полимеров для этих целей широко применяют эпоксидные смолы ввиду их хорошей адгезии к различным поверхностям и химической стойкости к воздействию агрессивных сред.
2
Из SU 431198, 05.06.1974 известен антикоррозийный состав, содержащий эпоксидную смолу, дибутилфталат, кислотный отвердитель и ускоритель, например диметиланилин, обладающий повышенной износостойкостью и теплостойкостью состава в условиях гидроабразивного износа и содержащий высокодисперсный двуокись кремния с удельной поверхностью 150-400 м/г и минеральный наполнитель, и компоненты взяты в следующем соотношении (в вес. ч.):
Эпоксидная диановая смола
100
Дибутилфталат
10-20
Высокодисперсная двуокись кремния
1,5-3
Кислотный отвердитель
30-50
Минеральный наполнитель
100-500
Ускоритель, например диметиланилин
0,1-0,5
При этом в качестве отвердителя состав содержит фталевый и малеиновый ангидриты, в качестве минерального наполнителя - диабазовую муку, базальтовую муку, андезитовую муку, карбид кремния, электрокорунд.
Состав обеспечивает защищаемой поверхности повышенную теплостойкость и износостойкость в условиях гидроабразивного износа, но в настоящее время не отвечает повышенным требованиям.
Из SU 443047, 15.09.1974 известен другой эпоксидный состав, применяемый для защиты бетонных поверхностей от разрушений, например поверхностей канализационных труб, и представляющий собой смесь эпоксидной диановой смолы, антраценового масла, отвердителей - полиэтиленполиамина и триэтаноламина и наполнителя, в качестве которого используется базальтовая мука.
Данный известный состав обеспечивает покрытию также повышенную износостойкость, но имеет длительное время отверждения 6-18 часов, а также достаточно токсичен из-за большого содержания в нем антраценового масла.
Из известного уровня техники известен базальтовый наполнитель как в виде базальтовой муки (SU 443047, 15.09.1974), так и в виде базальтовых волокон (SU 2260022, 10.09.2005; SU 827511, 21.05.1979) и базальтовой чешуи.
Например, из SU 1831871, 27.05.1995 известна химстойкая полимерная композиция для покрытий на основе акрилатных мономеров в сочетании с полиизоцианатом, дивинилбензолом и содержащая в качестве наполнителя базальтовую чешую. Однако композиция достаточно токсична.
Из RU 2057157, 27.03.1996 известна маслобензостойкая композиция для покрытия, которая включает эпоксидно-диановую смолу ЭД-20, фурфурол, раствор диэтилентриаминометилфенола в ацетоне (при их массовом соотношении 2:1), полибензилпиридиний хлорид (М. М. 420), перхлорвиниловую смолу, базальтовые чешуйки при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Эпоксидно-диановая смола ЖД-20
50-95
2-Фуриллальдегид (М.М. 96)
10-40
Раствор в ацетоне (соотношение 2:1)
30:95
Полибензилпиридиний + хлорид (М.М. 420)
0,02-2,8
Перхлорвиниловая смола
0,03-3,0
Базальтовые чешуйки
5-250
Данная композиция также достаточно токсична из-за наличия в ней фурилальдегида, полибензилпиридинийхлорида.
Технической задачей заявленного изобретения является снижение токсичности состава, улучшение его барьерных защитных свойств при нанесении покрытий и расширение его функционального назначения.
Поставленная техническая задача достигается тем, что полимерная композиция для защитного барьерного типа на различных поверхностях, включающая эпоксидную диановую смолу, отвердитель, базальтовый наполнитель, содержит в качестве базальтового наполнителя андезитовую базальтовую чешую с размером фракции 0,001-0,4 мм, в качестве отвердителя ароматический олигоамид типа ЭТАЛ, дополнительно алифатическую эпоксидную смолу, при этом композиция является двухупаковочной и образована совмещением компонента А, содержащего в мас.%:
эпоксидную диановую смолу
60-62
алифатическую эпоксидную смолу
12-13
указанную андезитовую базальтовую чешую
26-27
и компонента Б, содержащего в мас.%:
указанный олигоамидный отвердитель
71-73
указанную андезитовую базальтовую чешую
27,0-29 (27-29)
и при соотношении компонента А и компонента Б от 1:0,01 до 1:100.
Полимерная композиция по изобретению в качестве эпоксидной диановой смолы содержит, например, эпоксидную диановую смолу ЭД-20, ЭД-16, ЭД-40.
В качестве эпоксидной алифатической смолы содержит, например, эпоксидную алифатическую смолу ДЭГ-1.
В качестве отвердителя полимерная композиция по изобретению содержит отвердители типа ЭТАЛ, производимые фирмой «Эпитал» (г.Москва), например ЭТАЛ-45М (ароматический олигоамид); он нетоксичен и предназначен для отверждения эпоксидных смол при температурах от -7°С до 45°С в условиях любой влажности (ТУ 2257-045-18826195-01).
В заявленной композиции используют базальтовый пластинчатый наполнитель в виде андезитовой базальтовой чешуи с фракционным размером (размерами фракций) 0,001-0,4 мм, например марки АБЧ-100.
Андезитовая базальтовая чешуя, используемая в заявленном изобретении, получена из природного материала базальтовой группы - андезитобазальтов (из расплава), с последующим формованием из расплава твердых остеклованных пластинчатых частиц и химико-термической обработкой в окислительной газовой среде.
Ниже приводится пример описания технологической схемы процесса получения полимерной композиции по изобретению.
1. Сначала получают компонент А, смешивая эпоксидные смолы (эпоксидную диановую смолу ЭД-20 и алифатическую эпоксидную смолу ДЭГ-1), далее осуществляют диспергирование андезитовой базальтовой чешуи с размерами фракции 0,001-0,4 мм в смеси эпоксидных смол.
2. Получают компонент Б, смешивая отвердитель ЭТАЛ-45М с андезитовой базальтовой чешуей.
В таблице 1 приведены количественные соотношения состава компонентов А и Б.
Таблица 1
Компонент А
№ п/п
Наименование компонентов
Массовая доля, %
1
2
3
1
Эпоксидно-диановая смола ЭД-20
60,0
61,0
62,0
2
Алифатическая эпоксидная смола ДЭГ-1
13,0
12,5
12,0
3
Базальтовая чешуя АБЧ-100
27,0
26,5
26,0
ИТОГО, %
100
100,0
100
Компонент Б
№ п/п
Наименование компонентов
Массовая доля, %
1
2
3
1
Этал-45М
71,0
72,0
73,0
2
Базальтовая чешуя АБЧ-100
29,0
28,0
27,0
ИТОГО, %
100
100,0
100
В таблице 2 представлены основные характеристики получаемых компонентов А и Б как составных частей заявленной двухупаковочной полимерной композиции.
Таблица 2
Наименованиепоказателя
Норма для компонента А
Норма для компонента Б
Метод испытания
Внешний вид
Темно-коричневая вязкая суспензия
Темно-коричневая вязкая суспензия
По 353-105-1207-2002ТУ
Массовая доля летучих веществ, % не более
2
2
По ГОСТ 17537
Динамическая вязкость при (25+0,5)°С, Пас
4-8
2-3,5
По ГОСТ 25276-82
Перед нанесением покрытия из заявленной полимерной композиции компоненты А и Б (приготовленные заранее и хранящиеся отдельно друг от друга) смешивают, например, в смесителе шнекового типа или в обогреваемом реакторе при соотношении их от 1:0.01 до 1:100.
В зависимости от метода нанесения покрытия, типа вязкость композиции (рабочую вязкость) регулируют с помощью традиционно используемых для этих целей органических растворителей, например растворителем №646, РБ, этанол и другими аналогичными растворителями.
Полученное покрытие обеспечивает свое предназначение - предотвращение контакта среды, вызывающей коррозию, с защищаемой поверхностью за счет барьерной структуры полимерного покрытия и стойкости к агрессивным средам полимерной основы.
Полученное покрытие, в частности, обладает хорошей адгезией к различным поверхностям (металл, бетон и т.д.), хорошей эластичностью, стойкостью к воздействию агрессивных сред, водостойкостью:
- предел прочности при отрыве - 40,0-50,0 МПа;
- предел прочности при изгибе - 70-75 МПа;
2
- ударная вязкость, А, кДж/м - 15,0-16,0;
2
- прочность на пробой >25 кВ/см.