КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ АНТИКОРРОЗИОННОГО ПОКРЫТИЯ
COMPOSITION FOR ANTI-CORROSION COATING

Изобретение относится к средствам защиты металлоизделий от коррозии и может быть использовано для получения ингибированных покрытий на деталях и сборочных единицах изделий машиностроения, в частности сельскохозяйственной техники.
Известна композиция для антикоррозионного покрытия, содержащая, мас.%: дисперсию стирол-акрилового или полиуретан-акрилового сополимера 2-10, Малкор А - ингибитор коррозии на основе аминов растительного происхождения 5-10 и воду до 100 (RU 2359069 С2, кл. С23F 15/00, 20.06.2009).
Недостатком известной композиции является относительно низкая бензостойкость полученного на ее основе покрытия.
Наиболее близким аналогом предложенного технического решения является композиция для антикоррозионного покрытия, содержащая, мас.%: пентафталевую эмаль ПФ-115, представляющую собой суспензию пигментов в пентафталевом лаке, сиккатива и флотореагента 70-90, консервационный материал 5-15, сольвент или уайт-спирит или их смесь в массовом соотношении 1:1…5-15. В качестве консервационного материала композиция содержит состав, включающий, мас.%: окисленный петролатум 10,0-36,0, буроугольный воск 2,8-12,0, 25%-ный водный раствор аммиака 2,2-7,0, маслорастворимый ингибитор коррозии на основе нитрованного минерального масла 0,3-0,9, оксид цинка 0,2-1,2, отходы производства ланолина 0,1-0,5, вода остальное (SU 1781261 А1, кл. С09D 5/08, 15.12.1992).
Недостатками данной композиции являются ее многокомпонентность, относительно низкие физико-механические свойства (твердость, прочность пленки при ударе и растяжении), а также относительно невысокие показатели масло-, бензостойкости полученного покрытия.
Техническим результатом изобретения является повышение физико-механических и водо-, масло-, бензоотталкивающих свойств антикоррозионного покрытия.
3
7
3
2
3
2
3
2
5
3
Данный результат достигается тем, что композиция для антикоррозионного покрытия, включающая алкидный лак, маслорастворимый ингибитор коррозии, сиккатив и органический растворитель, дополнительно содержит кремнийорганический амид перфторкарбоновой кислоты формулы СFOСF(СF)СFOСF(СF)СОNН(СН)Si(ОСН), а в качестве маслорастворимого ингибитора коррозии содержит продукт взаимодействия борной кислоты, диэтаноламина и жирных кислот высыхающих растительных масел в их мольном соотношении 1:4:2 соответственно при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Алкидный лак
20-30
Указанный кремнийорганический амид
перфторкарбоновой кислоты
1-5
Продукт взаимодействия борной кислоты,
диэтаноламина и жирных кислот высыхающих
растительных масел в их мольном соотношении
1:4:2 соответственно
1-5
Сиккатив
3-5
Органический растворитель
До 100
Отличительной особенностью предложенной композиции является то, что при введении в нее кремнийорганического амида перфторкарбоновой кислоты указанной выше формулы и продукта взаимодействия борной кислоты, диэтаноламина (ДЭА) и жирных кислот высыхающих растительных масел в их мольном соотношении 1:4:2 возникает синергический эффект повышения физико-механических и антикоррозионных свойств, а также водо-, масло- бензостойкости полученного покрытия.
Введение кремнийорганического амида перфторкарбоновой кислоты и продукта взаимодействия менее 1 мас.% каждого не позволяет получить синергический эффект повышения физико-механических и защитных свойств покрытия. Введение каждого из них более 5 мас.% нецелесообразно, так как дальнейшего усиления эффекта не происходит.
При введении сиккатива менее 3 мас.% увеличивается время высыхания покрытия, введение сиккатива более 5 мас.% нецелесообразно, так как дальнейшего снижения времени высыхания не происходит.
В качестве алкидного лака композиция содержит пентафталевый лак ПФ-170 (ГОСТ 15907-70), ПФ-060 (ТУ 6-10-612-76), ПФ-283 (ГОСТ 5470-75) или глифталевый ГФ-01 (ТУ 6-10-612-76), ГФ-166 (ГОСТ 5470-75) и другие.
В качестве сиккатива используют известные сиккативы ЖК-1 (ТУ 2311-017-00204151-2000), ЖК-5 (ТУ 3211-039-00204151-2001), 64П (ТУ 6-10-1351-78), ЖК-12 (ТУ 6-21-02041501-90), полиметальные марок Окта-Хим, ПолиАр, СКС, СКК, СКБК и другие.
В качестве органического растворителя в композиции используют сольвент (ГОСТ 10214-78), уайт-спирит (ГОСТ 3134-78), ксилол (ГОСТ 9410-78) и их смеси.
В качестве жирных кислот высыхающих растительных масел при получении продукта взаимодействия используют олеиновую, линолевую, линоленовую, элеостеариновую кислоты и их смеси.
Способ получения продукта взаимодействия заключается в следующем:
В реактор, снабженный мешалкой, насадкой Дина-Старка, обратным холодильником и термометром, загружают жирные кислоты высыхающих растительных масел и ДЭА. Реакционную массу нагревают при перемешивании до 90-100°С, после чего вводят борную кислоту и поднимают температуру реакционной смеси до 180-200°С, выдерживая ее при этой температуре в течение 3,0-3,5 ч до образования однородной массы с аминным числом 90-100 мг HCl/г. Мольное соотношение борная кислота:ДЭА:жирные кислоты составляет 1:4:2.
3
7
3
2
3
3
Кремнийорганический амид перфторкарбоновой кислоты (КАПФ) получают реакцией взаимодействия соединения формулы СFOСF(СF)СFOСF(СF)СООСН и γ-аминопропилтриэтоксисилана.
3
7
3
2
3
3
2
2
3
2
5
3
кип.
В колбу с мешалкой, капельной воронкой и обратным холодильником помещают 102 г (0.2 моля) СFOСF(СF)СFOСF(СF)СООСН и прибавляют 46,2 г (0,21 моля): NН(СН)Si(ОСН). Содержимое перемешивают при комнатной температуре в течение 2 часов до получения гомогенной смеси, которую подвергают разгонке, выделяя фракцию с Т=140-144°/1 мм, выход готового продукта 98%.
1
19
20
20
2
3
7
3
2
3
2
3
2
5
3
D
4
По данным ЯМР-H и F соединение имеет следующее строение: СFOСF(СF)СFOСF(СF)СОNН(СН)Si(ОСН), n =1.3550, d =1,4248 г/см.
Технология приготовления предложенной композиции заключается в следующем:
В смеситель заливают алкидный лак в количестве 20-30 мас.%, в который при постоянном перемешивании последовательно вводят по 1-5 мас.% продукта взаимодействия борной кислоты, ДЭА и жирных кислот и КАПФ, 3-5 мас.% сиккатива и органический растворитель до 100. Композицию перемешивают в течение 20-30 мин.
Для сравнительных испытаний предложенные композиции и композицию по прототипу наносили на пластины из стали марки 08кп размером 70×150 мм, подготовленные в соответствии с требованиями ГОСТ 9.014-78. Антикоррозионные покрытия высушивали при температуре 110°С в течение 35 мин.
Составы предложенных композиций представлены в табл.1.
Показатели физико-механических и защитных свойств антикоррозионных покрытий, полученных на основе предложенных композиций и композиции по прототипу, представлены в табл.2. Стойкость покрытий к статическому воздействию воды, масла и бензина оценивали по ГОСТ 9.403-80, метод А. Стойкость покрытий к воздействию факторов умеренного климата определяли по ГОСТ 9.401-91.
Использование предложенной композиции позволит получить антикоррозионные покрытия с высокими физико-механическими и водо-, масло-, бензостойкими свойствами.
Таблица 1
Компоненты
Содержание компонентов в композициях по примерам, мас.%
1
2
3
4
5
Алкидный лакПФ-060ГФ-01
20
25
30
19
31
КАПФ
1
3
5
0,5
6
Сиккатив
3
4
5
2,5
5,5
Продукт взаимодействия борной кислоты, ДЭА и олеиновой кислоты в мольном соотношении 1:4:2 соответственно
5
6
Продукт взаимодействия борной кислоты, ДЭА и линолевой кислоты в мольном соотношении 1:4:2 соответственно
3
Продукт взаимодействия борной кислоты, ДЭА и смеси линолевой и линоленовой кислот (1:1) в мольном соотношении 1:4:2 соответственно
1
0,5
Органический растворитель
71
65
59
72
57
Таблица 2
Показатели
Композиция по примерам
Прототип, SU 1781261
1
2
3
4
5
Время высыхания до степени 3 при температуре 20±2°С, ч
19
18,5
18,5
21
18,5
24
Краевой угол смачивания по воде, °
120
120
120
120
115
95
Краевой угол смачивания по маслу, °
75
75
75
75
65
55
Стойкость покрытия притемпературе (20±2)°C к статическому воздействию воды, ч
120
120
120
120
110
95
Стойкость покрытия при температуре (20±2)°С к статическому воздействию минерального масла, ч
140
135
130
135
110
60
Стойкость покрытия при температуре (20±2)°С к статическому воздействию бензина, ч
15
14
12
15
10
6
Стойкость покрытия к воздействию факторов умеренного климата, циклы
20
18
15
20
14
10
Время до появления первых коррозионных поражений, ч- при 100%-ной влажности и 40°С- в камере соляного тумана
1200900
1200900
1200900
1200900
1100800
900600
Твердость по маятниковому прибору М-3, у.е.
0,50
0,48
0,45
0,40
0,50
0,40
Прочность при ударе, см
50
50
50
50
50
50
Прочность при растяжении, мм
30
28
26
22
30
22
Адгезия к металлу, баллы
1
1
1
1
1
1