ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ АНТИКОРРОЗИОННОЙ ЗАЩИТЫ
POLYMER COMPOSITION FOR ANTICORROSION PROTECTION

Изобретение относится к составам полимерных композиций для антикоррозионной защиты металлических и бетонных поверхностей при различных условиях эксплуатации, например упрочняющего и антикоррозионного покрытия верхнего несущего слоя бетонных полов различного назначения (производственных, складских помещений, паркингов, автомоек), антикоррозионного покрытия фасадов промышленных зданий, металлоконструкций химических, металлургических, машиностроительных и других производств.
Известна композиция для защиты от атмосферных воздействий металлических, бетонных и деревянных поверхностей (см. патент на изобретение RU 2043379 С1, 10.09.95 г.), включающая, мас.
Низкомолекулярная эпоксидиановая смола
12-20
Бутадиен-нитрильный каучук
8-14
Терпеновая смола (модиф.)
13-27
Наполнитель
20-37
Отвердитель аминного типа
2,4-4,0
Органический растворитель
остальное
К недостаткам известной композиции для защиты от атмосферных воздействий поверхностей следует отнести сложность и многостадийность изготовления композиции.
Предлагаемым изобретением решается задача устранения недостатков аналога и прототипа.
Технический результат - упрощение технологии изготовления, сокращение времени приготовления полимерного покрытия смешиванием сухих сыпучих компонентов в течение 1-2 часа при температуре 20-25°С, в составе композиции используют материалы, являющиеся техногенными отходами производств машиностроения и металлургии, что экономически и экологически целесообразно.
Технический результат достигается тем, что с целью сокращения времени приготовления полимерного покрытия и придания полимерному композиту антикоррозионных свойств состав композита содержит материалы порошкообразной эпоксидной смолы (техногенные отходы, рекуперат), фенолоформальдегидной смолы, отвердителя аминного типа, абразивного наполнителя при следующем соотношении компонентов, мас.ч.
Техногенные отходы или рекуперат
эпоксидной смолы
50-75
Фенолоформальдегидная смола
20-30
Уротропин
1,6-3,6
Продукт механической обработки
абразивного инструмента
30-50
Красящий пигмент
10-15
В составе полимерной композиции по изобретению используют невостребованные потребителем материалы производства, являющиеся техногенными отходами производства:
- эпоксидная смола представляет собой эпоксидный порошкообразный материал типа «Scotchkote 226 N Slow 11 G» фирмы «ЗМ» США, или аналогичный, являющийся отходом производства (истекший срок годности, рекуперат);
- абразивный наполнитель - продукт механической обработки абразивного инструмента (обточка) - представляет собой дисперсный материал, полученный в результате доведения абразивного инструмента до требуемого класса чистоты и геометрических размеров.
Введение в состав полимерного композита полимерных и абразивных отходов имеет экономическую и экологическую целесообразность.
В целях экономии смолы и получения необходимой вязкости покрытия при нанесении на вертикальную поверхность добавляют различные модификаторы. В качестве модификатора в данном изобретении в полимерной композиции использовали фенолоформальдегидную смолу марки СФП (ТУ 6-057551768-35-94), отвердитель аминного типа (уротропин), входящий в состав фенолоформальдегидной смолы в количестве 8-12%.
За счет использования исходных материалов в сухом сыпучем виде упрощается технология изготовления композиции, исходные материалы не требуют дополнительной переработки и подготовки, время изготовления сокращается в два раза, в отличие от известной композиция для защиты от атмосферных воздействий прототипа.
В предлагаемой композиции дополнительно применяется красящий пигмент - керамическая краска (ТУ 2360-001-106226516-97) температурный диапазон использования 700-1000°С.
Для изготовления полимерной композиции используют следующие компоненты:
- абразивные отходы (обточка);
- фенолоформальдегидная смола (СФП) - ТУ 6-0751768-35-94;
- краска керамическая - ТУ 2360-001-10626516-97.
Эпоксидная смола (техногенные отходы, рекуперат) должна удовлетворять следующим показателям:
- внешний вид - мелкодисперсный порошок;
- массовая доля влаги, % - 0…06;
3
- плотность, г/см - 1,3…1,6;
- остаток на сите 40 мкм по массе, % - 45…54.
Для приготовления полимерной смеси рекомендуется последовательный способ, основанный на получении сухой смеси, образующейся при перемешивании эпоксидной смолы, СФП, абразивного наполнителя и в дальнейшем введении красящего пигмента, по требованию потребителя.
В качестве основной схемы приготовления смеси служит следующая последовательность: засыпают в смеситель эпоксидную смолу и СФП, абразивный наполнитель, керамическую краску и перемешивают 1-2 часа, в зависимости от объема смесительного барабана. Готовая сухая полимерная смесь вытаривается в бумажные или полиэтиленовые мешки по 2-5 кг, считается готовой к применению. Составы композиций по предлагаемому и известному способу приведены в таблице 1.
Таблица 1
компоненты
Содержание компонентов, мас.ч
предлагаемом
известном
1
2
3
Низкомолекулярная эпоксидиановая смола
-
-
-
12
20
Эпоксидная смола (техногенный отход, рекуперат)
50
60
75
-
-
Жидкие каучуки СКН-26, СКН-18-1А, СКН-10
-
-
-
8
14
Терпеновая смола ТФФ
13
27
СФП
20
25
30
-
-
наполнитель
-
-
-
20
37
Абразивная обточка
50
40
30
-
-
Аминный отвердитель (уротропин)
1,6
2,8
3,6
14,4
21,0
Аминный отвердитель хол. отвержд.
2,4
4,0
Красящий пигмент
10
12
15
-
-
растворитель
остальное
остальное
Добавление жидкого ингредиента (растворители кетоновой группы) производится непосредственно на объекте, что устраняет зависимость технологического процесса нанесения от узла смешения материала. Смешивание производится в течение 5-15 мин до получения однородной массы. Для получения равномерного полимерного покрытия следует корректировать дозировку жидкого и сухого компонентов и при необходимости увеличивать количество растворителя.
В качестве образцов для испытаний использовали кубики из строительного бетона размером 50×50×50 мм. Сушку покрытых образцов производили при комнатной температуре в течение суток. При тщательном перемешивании полимерный раствор приобретал нужную вязкость, и композит кистью наносят на поверхность образцов для испытаний.
Оптимально подобранное соотношение компонентов композита снижает водопоглощение бетона, покрытого полимерным композитом, в 10 раз, при этом показатель предела прочности при сжатии увеличился на 11%, характеризуя износостойкость бетона, покрытого полимерной смесью. Показатель пористости бетона уменьшился на 8%, по сравнению с непокрытой бетонной поверхностью. Результаты испытаний приведены в таблице 2.
Испытания полимерного покрытия на химическую стойкость также проводили на образцах - кубиках, покрытых полимерной смесью, результаты представлены в таблице 3.
Таблица 3
Химическая стойкость полимерного покрытия
Стойкость к веществу
Испытуемый образец
Изменение массы при указанной выдержке, %(+ увеличение, - уменьшение)
4 суток
8 суток
12 суток
16 суток
Гидроокись натрия, 10%-ный раствор
исходный
+6,0
+4,0
+2,0
+6,0
с покрытием
+2,0
+1,3
+1,4
+2,0
Хлористый натрий, 34%-ный раствор
исходный
-18,3
-27,4
-10,1
+16,2
с покрытием
-0,6
-3,6
-5,4
+4,7
Соляная кислота, 5%-ный раствор
исходный
+7,4
+73
+6,0
+5,2
с покрытием
+6,9
+6,2
+5,6
+1,2
Химическую стойкость покрытия определяли по изменению массы образцов с покрытием и без него, поместив кубики в агрессивные растворы. Изменение массы фиксировали, взвешивая образцы каждые 4 дня в течение 16 суток.
Представленные результаты испытаний устойчивости полимерного покрытия в агрессивных средах показывают, что химические процессы в покрытии протекают как продолжение процесса отверждения, о чем свидетельствует изменение массы покрытых образцов в растворах хлорида натрия, гидроокиси натрия и в растворе соляной кислоты, а внешние воздействия лишь ускоряют их.
Разработанные сухие полимерные смеси использовались для упрочнения верхнего несущего слоя бетонных полов различного назначения (производственных полов, складских помещений). Смеси наносили на поверхность бетона и металла при помощи кисти и валика.
Опытно-промышленные испытания разработанного состава полимерного композита в виде сухой модифицированной смеси проводились на химических предприятиях, строительных площадках.
Сухая модифицированная полимерная смесь использовалась в качестве антикоррозионного покрытия оборудования отделения аварийного слива дивинила, а также неоштукатуренной кирпичной кладки и бетонной поверхности фасада площадки обслуживания, использовалась для покрытия пола помещений хранилищ складов и магазинов.