CS266545B1

CS266545B1 - Nátěrová hmota pro ochranu kovových předmětů proti korozi

Info

Publication number: CS266545B1
Application number: CS879665A
Authority: CS
Inventors: Vladimir Dipl Tech Ambroz; Bohumil Ing Csc Svoboda; Lubomir Rndr Ing Csc Zahradnik; Karel Zajicek; Svatopluk Ing Csc Vondra; Karel Klos
Original assignee: Vladimir Dipl Tech Ambroz; Svoboda Bohumil; Lubomir Rndr Ing Csc Zahradnik; Karel Zajicek; Svatopluk Ing Csc Vondra; Karel Klos
Priority date: 1987-12-22
Filing date: 1987-12-22
Publication date: 1990-01-12
Also published as: CS966587A1

Abstract

Nátěrová hmota, určená zejména pro. protikorozní ochranu kovových předmětů, které jsou namáhány mechanicky i tepelně, je tvořena reakčním produktem oxidovaného nízkomclekulárn.ího butadienstyrenového kopolymeru o molekulární hmotnosti 3 000 až 5 000 a čísle kyselosti sušiny 10 až 60 mg hydroxidu draselného s alkanolaminy, například 2-aminoethanolem, a/nebo polyaminy obecného vzorce NH2.R.NH2 a/nebo NH2.R.NH.R.NH2, kde R = CH2 až CsHg, a jejich celkové množství, vztažené na karboxylové skupiny, vypočtené z čísla kyselosti, odpovídá 15 až 150 % molárním, přičemž podíl polyaminů v případě směsi aminů je nejvýše 30 i molárnich, kterýžto reakční produkt je rozpuštěn ve směsi aromatických uhlovodíků a alifatických alkoholů, například toluenu a butylalkoholu, případně s přídavkem perchlorethylenu, a koncentrace účinné látky v rozpouštědle je od 10 do 90 i hmot., s výhodou od 20 do 60 % hmot. Tato nátěrová hmota může dále obsahovat od 0,01 do 0,3 % hmot. sikativů, například naft.enátu nebo oktoátu kobaltu, přičemž procenta jsou vztažena na sušinu pojivá, od 0,001 do 1,0 % hmot. 1,2,3-benzotriazolu, vztaženo na sušinu pojivá, a do 10 i hmot. melaminformaldehydové pryskyřice, vztaženo na sušinu pojivá.

Description

Vynález se týká nátěrové hmoty pro ochranu kovových předmětů proti korozi, zejména předmětů válcovitých tvarů, namáhaných mechanicky a krátkodobě tepelně až do 3 500 °C.

Pro ochranu kovových předmětů, namáhaných mechanicky a tepelně, proti korozi je známa řada způsobů a postupů. Převážně jsou používány nátěrové hmoty vypalovací na bázi epoxyesterů, akrylátů a alkydů síťovaných aminopryskyřicemi, zejména močovinoformaldehydovými nebo melaminoformaldehydovými, Proti krátkodobým teplotám nad 1 000 °C jsou však omezeně použitelné. Systémy na bázi antikorozních základních laků a oxidovaných butadíenstyrenkopolymerů (AO 233 973) vyhovují mechanickými odolnostmi i odolnostmi proti vysokým teplotám, ovšem jen ve dvouvrstevném systému, tedy vyšší tloušťce nátěrů. Obdoba platí i pro epoxyesterové systémy (AO 183 253). Zvýšené odolnosti proti korozi se dosahuje přídavkem vhodných inhibitorů koroze, a to speciálně určených pro ocel a železné kovy, případně univerzálních typů vhodných i pro kovy neželezné, jako například stříbro, hliník, mě3, mosaz apod. (AO 243 668, AO 236 537, AO 233 998). Jejich nevýhodou je to, že zvyšují citlivost proti vyšším teplotám. Jsou známy i akrylátové vodou ředitelné nátěrové hmoty, které mají vyhovující tepelné odolnosti, avšak pro ochranu proti korozi jsou pigmentovány a tím se zvyšují jejich tloušťky nátěrů. Práškové nátěrové hmoty jsou sice jednovrstvé, ale vzhledem k porozitě tenkých vrstev nejsou pro shora uvedené účely vhodné. Vypalovací nátěrové systémy připravené z nízko a středně molekulárních butadienstyrenových kopolymerů vyhovují svou tepelnou odolností, ale jejich odolnost proti korozi se dosahuje až u vícevrstvých systémů.

Nedostatky známého stavu techniky v této oblasti odstraňuje nátěrová hmota pro ochranu kovových předmětů proti korozi, zejména předmětů určených pro krátkodobé zatížení vysokými teplotami, podle vynálezu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že nátěrová hmota je tvořena reakčním produktem oxidovaného nízkomolekulárního butadienstyrenového kopolymerů, o molekulární hmotnosti 3 000 až 5 000 a čísle kyselosti sušiny 10 až 60 mg hydroxidu draselného, s alkanolaminy, například 2-aminoethanolem a/nebo polyaminy obecného vzorce NH^.R.NH^ a/nebo NH_?.R.NH.R., kde R = CH^ až C^H^, a jejich celkové množství, vztažené na karboxylové skupiny, vypočtené z čísla kyselosti, odpovídá 15 až 150 % molárním, kterýžto reakční produkt je rozpuštěn ve směsi aromatických uhlovodíků a alifatických alkoholů, například toluenu a butylalkoholu, případně s přídavkem perchlorethylenu, který je výhodný pro dosažení konzistence vhodné pro stříkání pistolí. Koncentrace účinné látky v Rozpouštědle je od 10 do 90 % hmot., s výhodou od 20 do 60 % hmot. Je výhodné, obsahuje-li nátěrová hmota od 0,01 do 0,3 % hmot, sikativů, například naftenátu kobaltu, neboť pak lze oxidované nízkomolekulární butadienstyrenové kopolyméry o čísle kyselosti do 15 mg hydroxidu draselného aplikovat i bez vypalování. Je dále výhodné, jestliže nátěrová hmota obsahuje od 0,001 do 1,0 % hmot. 1,2,3-benzotriazolu, neboť jeho přídavek rozšiřuje protikorozní ochranu vzniklého nátěru i na neželezné kovy. Stupeň zesíťování pojivá, tj. oxidovaného nízkomolekulárního butadienstyrenového kopolymerů, lze zvýšit i přídavkem až 10 % hmot, melaminformaldehydové pryskyřice.

Se vzrůstajícím číslem kyselosti, tedy vzrůstajícím obsahem volných karboxylových skupin, lze snižovat molární podíl aminů a případně zvyšovat podíl primárních aminů a pólyaminů. Stupeň zesíťování pojivá, tj. oxidovaného nízkomolekulárního kopolymerů butadienstyrenového, se zvyšuje s vypalovací teplotou, a to nejen polymerací zbytkových dvojných vazeb, ale i reakcí hydroxylových a karboxylových skupin, případně vlivem přídavků polyaminů a/nebo melaminformaldehydových pryskyřic. Nízkooxidované butadienstyrenové kopolyméry o čísle kyselosti do 15 mg hydroxidu draselného s přídavkem sikativů lze aplikovat i bez vypalování. Avšak kvalita nátěrů vzrůstá s vypalovací teplotou a úměrným zkrácením doby vypalování, závislé na teplotě podkladu, tedy jeho tepelné kapacitě. Proto je nutno experimentálně určit pro danou teplotu vypalování vhodný čas vypalování, nejlépe pomocí dotykového teploměru. Bylo nalezeno, že vhodný nízkomolekulární oxidovaný butadienstyrenový kopolymer lze s výhodou připravit oxidací podle AO 240 133. Po skončení oxidace se produkt zahušťuje na sušinu 50 až 60 % hmotnostních. Takto připravené produkty mají prakticky ekvimolekulární poměr karboxylových a hydroxylových skupin v bočních řetězcích vázaných na základním uhlíkatém řetězci molekuly. Modifikací těchto karboxylových skupin aminy lze dosáhnout vhodných odolností proti korozi i v tenkých nátěrových filmech.

CS 266 545 Bl

Reakční produkt oxidovaného nízkomolekulárního butadienstyrenového kopolymeru s aminy vzniká nejvýhodněji při teplotách od 40 do 80 °C. Je výhodné přidat nejprve primární aminy a za postupného chlazení di- a polyaminy, případně ostatní aditiva, zejména benzotriazol, sikativy a další. Přídavek benzotriazolu a jeho produktů s aminy rozšiřuje korozní ochranu nátěrové hmoty podle vynálezu i na neželezné kovy. Nátěrové hmoty mohou obsahovat pigmenty a plniva.

Nátěr se provede případně na podklad upravený fosfátováním a jedno nebo více nátěrový systém se vytvrdí s výhodou při 150 až 300 °C po dobu 60 s až 5 min. Již jedna vrstva vypálené nátěrové hmoty podle vynálezu chrání ocelové, obecně kovové podklady proti korozi při vyhovujících odolnostech proti mechanickému namáhání a krátkodobému působení teplot až 3 500 °C, aniž tvoří inkrusty.

Vynález je V dalším blíže osvětlen na možných příkladech jeho provedení.

Příklad 1

Na očištěný a odmaštěný ocelový plechový válec upravený fosfatizací se stříkáním nanese nátěrová hmota. Nátěrová hmota má sušinu 50 % hmotnostních. Obsahuje reakční produkt oxidovaného nízkomolekulárního butadienstyrenového kopolymeru s 2-aminoethanolem. Sušina butadienstyrenového kopolymeru má průměrnou molární hmotnost 3 850, číslo kyselosti 10 mg hydroxidu draselného. Na 1 kg sušiny bylo přidáno 15 g 2-aminoethanolu a rozmícháno při 60 °C. Rozpouštědlem je směs xylen/butanol v poměru 2:1 dílů hmotnostních a přídavkem prechlorethylenu je upravena konzistence vhodná pro stříkání pistolí za tlaku 0,45 MPa a průměru trysky 0,9 mm. Po zaschnutí na vzduchu byl nátěr vypálen při 130 °C po dobu 45 min. Tloušťka vypáleného nátěru byla 20>um. Zkoušky v komorách oxidu siřičitého, nasycené vodní páry a v sušárně při 150 °C ukázaly vyhovující ochranné vlastnosti nátěru.

Příklad 2

Očištěný a odmaštěný ocelový a hliníkový plech byl povrchově upraven dvojnásobným máčením nátěrovou hmotou na bázi reakČního produktu oxidovaného nízkomolekulárního butadienstyrenového kopolymeru a aminů. Sušina butadienstyrenového kopolymeru měla průměrnou molární hmotnost 4 500, číslo kyselosti 40 mg hydroxidu draselného. Na 1 kg sušiny byla přidána technická směs alkanolaminů s obsahem 60 % hmot. 2-aminoethanolu v množství 25 g, dále 10 g diethylentriaminu α 1 g technického 1,2,3-benzotriazolu.

Koncentrace pojivá byla 60 % hmot., rozpouštědlem byla směs xylen/butanol 1:1 dílů hmot. Xylenem byla upravena vhodná konzistence k máčení. Potom byl přidán Co oktoát v množství 0,1 % hmot. Co jako kovu, počítáno na sušinu pojivá. Po prvním máčení byl nátěr přesušen při 60 °C/10 min. Po vyschnutí systému byly nátěry vypáleny 10 min při 200 °C. Odolnost proti korozi, mechanické vlastnosti i krátkodobá odolnost proti 3 000 °C byla vyhovující.

Příklad 3

Odmaštěný plechový ocelový válec byl dvakrát natřen nátěrovou hmotou na základě reakČního produktu aminů a oxidovaného nízkomolekulárního butadienstyrenového kopolymeru. Kopolymer měl číslo kyselosti sušiny 20 mg hydroxidu draselného. Na 1 kg sušiny bylo přidáno 12 g 2-aminoethanolu, 4 g 2,2-diaminoethanolu do horkého produktu po zahuštění na 46 % hmot. Rozpouštědlem byla směs xylen/butanol 2:1 dílu hmot. Nátěr byl vypálen 5 min při 300 °C. Byla zjištěna bezporuchová transportovatelnost ocelovým dopravníkem, vyhovující odolnost proti korozi při volném uložení v přírodních podmínkách.

Příklad 4

Očištěný a odmaštěný plechový válec s fosfátovým povlakem byl povrchově upraven nástřikem

CS 266 545 Bl nátěrovou hmotou, obsahující reakční produkt oxidovaného nízkomolekulárního butadienstyrenového kopolymeru s přídavkem 9 % hmot, melaminformaldehydové pryskyřice s 2-aminoethanolem. Sušina butadienstyrenového kopolymeru měla průměrnou molární hmotnost 3 600, číslo kyselosti 20 mg hydroxidu draselného. Na 1 kg sušiny bylo přidáno 20 g 2-aminoethanolu a rozmícháno při teplotě 50 °C. Rozpouštědlem byla směs xylenu a butanolu v poměru 1:1 dílu hmot. Přídavkem prechlorethylenu byla upravena konzistence vzniklé nátěrové hmoty, která měla obsah sušiny 50 % hmot., tak, aby ji bylo možno stříkat pistolí za tlaku 0,40 MPa a é trysky 0,8 mm.

Po zaschnutí na vzduchu byl nátěr vypálen při 150 °C po dobu 20 minut. TloušEka vypáleného nátěru byla 25 jum. Zkoušky v kondenzační komoře se stimulací oxidem siřičitým, v kondenzační komoře nasycené vodní páry a cyklované zkoušky odolnosti teplotám -50 °C prokázaly dostatečné ochranné vlastnosti nátěru.

Claims

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

1. Nátěrová hmota pro ochranu kovových předměrů proti korozi, zejména předmětů určených pro krátkodobé zatížení vysokými teplotami, vyznačující se tím, že je tvořena reakčním produktem oxidovaného nízkomolekulárního butadienstyrenového kopolymeru o molekulární hmotnosti 3 000 až 5 000 a čísle kyselosti sušiny 10 až 60 mg hydroxidu draselného s alkanolaminy, například 2-aminoethanolem, a/nebo polyaminy obecného vzorce NH₂.R.NH₂ a/nebo NH₂.R.NH.R.NH₂, kde R je CH₂ až C^Hg, a jejich celkové množství, vztažené na karboxylové skupiny, vypočtené z čísla kyselosti, odpovídá 15 až 150 % molárním, přičemž podíl polyaminů v případě směsi aminů je nejvýše 30 % molárních, kterýžto reakční produkt je rozpuštěn ve směsi aromatických uhlovodíků a alifatických alkoholů, například toluenu a butylalkoholu, případně s přídavkem perchlorethylenu, a koncentrace účinné látky v rozpouštědle je od 10 do 90 % hmot., s výhodou od 20 do 60 % hmot.
2. Nátěrová hmota podle bodu 1 vyznačující se tím, že dále obsahuje od 0,01 do 0,3 % hmot, sikativů, například naftenátu nebo oktoátu kobaltu, přičemž procenta jsou vztažena na sušinu pojivá.
3. Nátěrová hmota podle bodu 1 případně i bodu 2 vyznačující se tím, že obsahuje od 0,001 do 1,0 % hmot. 1,2,3-benzotriazolu, vztaženo na sušinu pojivá.
4. Nátěrová hmota podle bodu 1, případně i bodu 2 a 3 vyznačující se tím, že obsahuje do 10 % hmot, melaminformaldehydové pryskyřice, vztaženo na sušinu pojivá.