CZ2012893A3

CZ2012893A3 - Způsob aplikace vodou ředitelného transparentního laku na hutní výrobek

Info

Publication number: CZ2012893A3
Application number: CZ2012-893A
Authority: CZ
Inventors: Jitka Podjuklová; Tomáš Laník; Zdeněk Pěnička; Petr Šrubař; Kateřina Suchánková; Sylvie Kopaňáková
Original assignee: Vysoká Škola Báňská - Technická Univerzita Ostrava
Priority date: 2012-12-11
Filing date: 2012-12-11
Publication date: 2013-12-18
Also published as: CZ304190B6

Abstract

Řešení se týká způsobu aplikace vodou ředitelného laku obsahujícího 75 až 80 % hmotn. akrylátové disperze, 4,75 až 5,75 % hmotn. aditiva pro smáčivost, dispergaci a nepěnivost, 0,1 až 0,2 % inhibitoru koroze, 2 až 10 % hmotn. zesíťovacího činidla na bázi vodorozpustného komplexu oxidu zinku, 0,5 až 2,0 % hmotn. vodorozpustného organického inhibitoru koroze na bázi směsi oktadekanoátu draselného, fosforečnanu tridraselného a 2,2,2´´ -nitriloethanolu, 5 až 10 % hmotn. antikorozního pigmentu na bázi oxyaminofosfátového komplexu vápníku a manganu, a vodu na hutní výrobek, při němž se nejprve předehřeje hutní výrobek na teplotu v rozmezí 38 až 45 .degree.C, následně se na něj pneumaticky pod tlakem 0,2 až 0,4 MPa nastříká lak zředěný 10 až 15 % hmotn. vody, poté se hutní výrobek s naneseným lakem volně suší na vzduchu po dobu 10 minut při okolní teplotě, následně se suší při teplotě 68 až 78 .degree.C po dobu 30 minut a poté se nechá volně ochladit na vzduchu při okolní teplotě. Dále se řešení týká hutního výrobku obsahujícího na svém povrchu vrstvu vzniklou vysušením laku, která má suchou transparentní tloušťku 50 až 70 .mi.m s tloušťkou nanovrstvy sloučenin železa 25 až 50 .mi.m.

Description

Oblast techniky

Předkládaný vynález se týká způsobu aplikace ochranného nanoinhibitomího vodou ředitelného transparentního laku pro krátkodobou protikorozní ochranu hutních výrobků, zejména pro povrchovou ochranu rour a jejich značení před montáží.

Dosavadní stav techniky

Před montáží jsou ocelové roury od výrobce transportovány na místo určení. Roury se transportují ve svazcích, obvykle po dobu 3 až 6 měsíců, v prostředí s výskytem korozní agresivity stupně C3 až C5, tj. střední až vysoký stupeň korozní agresivity včetně pobřežních oblastí se střední salinitou.

V současné době se používá pro krátkodobou ochranu rour lak typu Bakrylex Antikor, který nezajišťuje protikorozní ochranu po dobu více než 3 měsíce a vykazuje lepivost. Dále se používá fermež, která rovněž vykazuje lepivost a nezajišťuje protikorozní ochranu po dobu 4 delší 3 měsíce. Fermež se nanáší štětcem a volně se suší na vzduchu. Fermež je vhodná jako napouštěcí barva pro dřevo, běžně se nepoužívá jako ochrana pro kovový substrát. Bakrylex Antikor se nanáší pneumatickým stříkáním na studený substrát, poté se vysušuje po dobu 30 minut při teplotě cca 80^C a chladne na vzduchu.

Z patentu RU 2441044 Cl je znám ochranný vodou ředitelný transparentní lak pro krátkodobou protikorozní ochranu hutních výrobků, který je vhodný pro ochranu právě těchto výrobků po dobu transportu od výrobce k místu určení. Tento lak obsahuje akrylátovou disperzi, aditivum pro smáčivost, dispergaci a nepěnivost, inhibitory koroze, antikorozní pigmenty, vodou rozpustné organické inhibitory koroze včetně dalších pigmentů, aditiva, zesíťovací činidlo a vodu. Antikorozní pigmenty jsou na bázi oxyaminofosfátových komplexů manganu a vápníku. V RU 2441044 je popsán způsob nanesení pneumatickým stříkáním a následným sušením při teplotě 20 ± 2 °C. Při aplikaci laku za těchto podmínek dochází k tvorbě suché vrstvy laku, která se lepí a nevykazuje korozní odolnost po požadovanou dobu 3 až 6 měsíců.

Podstata vynálezu

Předkládaný vynález řeší problém vhodných podmínek aplikace tohoto laku tak, aby bylo dosaženo maximální ochrany hutních výrobků po dobu transportu 3 až 6 měsíců.

V rámci předkládaného vynálezu bylo zjištěno, že pro maximální účinnost ochrany je třeba vytvořit ochrannou nerozpustnou pasivační nanovrstvu o tloušťce 25 až 50 nm. Ta se vytvoří tím, že po aplikaci laku v mokré tloušťce pohybující se v rozmezí 125 až 200 pm dojde k reakci na povrchu ocelového substrátu (povrchu hutního výrobku) s nanoelementy laku za tvorby nanovrstvy sloučenin železa, která je prakticky nerozpustná ve vodě a potlačuje průnik vody a kyslíku k ocelovému substrátu. Celková suchá tloušťka po vysušení tohoto laku se pohybuje v rozmezí od 50 do 70 pm.

Předmětem předkládaného vynálezu je způsob aplikace vodou ředitelného laku obsahujícího 75 až 80 % hmotn. akrylátové disperze, 4,75 až 5,75 % hmotn. aditiva pro smáčivost, dispergaci a nepěnivost, 0,1 až 0,2 % hmotn. inhibitoru koroze, 2 až 10 % hmotn. zesíťovacího činidla na bázi vodorozpustného komplexu oxidu zinku, 0,5 až 2,0 % hmotn. vodorozpustného organického inhibitoru koroze na bázi směsi oktadekanoátu draselného, fosforečnanu tridraselného a 2,2,2''-nitriloethanolu, 5 až 10 % hmotn. antikorozního pigmentu na bázi oxyaminofosfátového komplexu vápníku a manganu, a vodu (toto složení a jeho případná výhodná provedení jsou popsána v RU 2441044 Cl) na hutní výrobek, přičemž při provádění tohoto způsobu se nejprve předehřeje hutní výrobek na teplotu v rozmezí 38 až 45 °C, následně se pneumaticky stříká lak pod tlakem 0,2 až 0,4 MPa při ředění laku 10 až 15 % hmotn. vody (což odpovídá viskozitě nátěrové hmoty po naředění v rozmezí 217 až 179 mm'/s), poté se hutní výrobek s naneseným lakem volně suší na vzduchu po dobu 10 minut při okolní teplotě (tj. teplotě v rozmezí cca 18 až 22 °C), následně se suší při teplotě 68 až 78 °C po dobu 30 minut a poté se nechá volně ochladit na vzduchu při okolní teplotě (tj. teplotě v rozmezí 18 až 22^C ).

Při dodržení uvedeného postupu vzniká kompaktní nelepivá vrstva laku v suché tloušťce 50 až 70 pm s tloušťkou nanovrstvy 25 až 50 nm na fázovém rozhraní hutní výrobek - lak s protikorozní odolností v prostředí s korozní agresivitou C3 až C5 po dobu 3 až 8 měsíců.

' . ' ⁴ ' * ' * i > « » » ♦ - Ž J » i i · < 5 · . 4 ♦ < t : * » ' ’ 3 * í · ‘6 '.**?«

Způsobem podle vynálezu lze připravit hutní výrobek obsahující na svém povrchu vrstvu vzniklou vysušením laku obsahujícího 75 až 80 % hmotn. akrylátové disperze, 4,75 až 5,75 % hmotn. aditiva pro smáčivost, dispergaci a nepěnivost, 0,1 až 0,2 % hmotn. inhibitoru koroze, 2 až 10 % hmotn. zesíťovacího činidla na bázi vodorozpustného komplexu oxidu zinku, 0,5 až 2,0 % hmotn. vodorozpustného organického inhibitoru koroze na bázi směsi oktadekanoátu draselného, fosforečnanu tridraselného a 2,2,2 -nitriloethanolu, 5 až 10 % hmotn. antikorozního pigmentu na bázi oxyaminofosfátového komplexu vápníku a manganu, a vodu, o suché tloušťce 50 až 70 pm s tloušťkou nanovrstvy sloučenin železa 25 až 50 nm.

Vrstva nanesená způsobem podle předkládaného vynálezu kromě výborné protikorozní ochrany odolává váhovému zatížení, které je způsobeno svazkováním rour pro transport, rovněž brání slepení rour ve svazku a pro korodování v místě vzájemného doteku.

Příklady provedení vynálezu

Patent RU 2441044 Cl popisuje způsob nanesení pneumatickým stříkáním a následným sušením při teplotě 20 ± 2 °C. Při aplikaci laku za těchto podmínek dochází k tvorbě suché vrstvy laku, která se lepí a nevykazuje korozní odolnost po požadovanou dobu 3 až 6 měsíců.

K aplikaci je potřeba použít vodouředitelného transparentního nanoinhibitomího laku popsaného vRU 2441044 ředěného 10% hmotn., resp. 15 % hmotn. vody z vodovodního řádu pro dosažení viskozity 217 mm²/s (měřená průtokovým kelímkem o průměru 6 mm), přičemž při provádění tohoto způsobu se nejprve předehřeje hutní výrobek s nízkým stupněm znečištění / nízký stupeň zaprášení / na teplotu v rozmezí 38 až 45 °C, následně se pneumaticky stříká lak pod tlakem 0,2 až 0,4 MPa, poté se hutní výrobek s naneseným lakem volně suší na vzduchu po dobu 10 minut při okolní teplotě (tj. teplotě v rozmezí cca 18 až 22 °C), následně se suší při teplotě 68 až 78 °C po dobu 30 minut a poté se nechá volně ochladit na vzduchu při okolní teplotě (tj. teplotě v rozmezí 18 až 22^C ). Při dodržení těchto podmínek vzniká nanovrstva 25 * 50 nm na fázovém rozhraní hutní výrobek - lak a celková

Ϊ suchá tloušťka laku 50 p 70 pm. Vrstva je nelepivá, transparentní, s odolností proti koroznímu v . '^!·’ napadení 3 4 8 měsíců v prostředí korozní agresivity C3 p C5. Přilnavost laku k povrchu hutního výrobku dle ČSN EN ISO 16276-2 Stanovení přilnavosti zkouškou křížovým řezem • 4 ' dosahuje klasifikačního stupně 0/1. Podmínky aplikace a vlastnosti ošetřeného výrobku jsou shrnuty v Tab. 1.

Tab. 1 Příklady aplikace s výslednou antikorozní odolností

Poměr ředění nátěrov hmoty vodou \|%]	Viskozit*> a nátěrov é hmoty \|mm^:/s\|	Teplot a sušení na vzduch* u po dobu 10 minut l°c\|	Teplota sušení v horkovzduš' (né peci po dobu 30 minut (°C\|	Tlak pneumatické ho stříkání [MPaJ	Volné ochlaze ní na vzduch u při teplotě okolí I°C\|	Přilnavo st laku dle ČSN EN ISO 16276-2. \|stupeň 0-4]	Antikorozní odolnost v prostředí C5 po dobu 6 měsíců
Stu peň puchýřková ní\	Stupeň prorezavě ní'	Delamina ce / koroze podél řezu	Puchýřková·^ ní v okolí řezu
10%	217	18- 22	68 - 78	0.2	18-22	0-1	0(S0)	Ri 0	2/1	2 (S2)
15%	179	18- 22	68 - 78	0.2	18-22	0-1	0 (S0)	Ri 0	2/1	2 (S2)

Pokud se nedodrží podmínky aplikace vodou ředitelného transparentního nanoinhibitorního laku, tj. povrch hutního výrobku je silně znečištěn / zaprášen, případně místně zkorodován / není předehřátý, tlak pneumatického stříkání je 0,15 MPa , viskozita laku je 217 mm²/s, teplota sušení je57až58°Ca teplota povrchu hutního výrobku po výstupu ze sušky je 32 až 34 °C, je po aplikaci mokrá vrstva laku před vysušením mléčně zakalená, vznikají mléčné stékance, po vysušení je lak lepivý, mléčně zakalený v místech stékanců, s korozní odolností max. 2,5 měsíců. Výrazně se změní vlastnosti ochranné vrstvy a zhorší se protikorozní ochrana poskytovaná vrstvou nanoinhibitorního laků. Přilnavostí laku k povrchu hutního výrobku dle ČSN EN ISO 16276-2(. Stanovení přilnavosti zkouškou křížovým řezem dosahuje klasifikačního stupně 4. Jako doklad lze použít výsledky provozní zkoušky, která vykazovala výše uvedené parametry aplikace a byla ověřena následně zkouškou laboratorní (Tab. 2).

» «« · a»·**··

Tab. 2 Aplikace nátěrové hmoty s výslednou antikorozní odolností

Poměr ředění nátěroví’ z é hmoty vodou \|%\|	Viskozitýv a nátěrov é hmoty \|mm²/s]	Teplot a sušení na vzduch u po dobu 10 minut l°c)	Tlak pneumatickém ho stříkání \|MPa\|	Teplota sušení v horkovzduŠA né peci po dobu 30 minut \|°C]	Volné ochlazen nína vzduchů u při teplotě okolí \|°C]	Přilnavost laku dle ČSN ENISO 16276-2. jstupeň 0-4]	Antikorozní odolnost v prostředí C5 po dobu 6 měsíců
Stupeň puchýřková'; ní	Stupeň prorezavěí nP	Delamina ce / koroze podél řezu	Puchýřkovái ní v okolí řezu
10%	217	18 - 19	0.15	57 - 58	18-19	4	5 (S3)	Ri 2	3/2	3(S2)

Významný efekt má teplota předehřevu povrchu hutního materiálu, neboť dochází k rychlejšímu odparu vody a tím lepší reakci nanopigmentů a nanoinhibitorů laku s povrchem hutního materiálu za tvorby nepropustné nanovrstvy sloučenin železa o tloušťce 25 až 50 nm a výraznějšímu vytvrzení laku v procesu sušení. Po aplikaci je zachována transparentnost laku a nelepivost.

Claims

« ·

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob aplikace vodou ředitelného laku obsahujícího 75 až 80 % hmotn. akrylátové disperze, 4,75 až 5.75 % hmotu, aditiva pro smáčivost, dispergaci a nepěnivost, 0.1 až 0.2 % inhibitoru koroze, 2 až 10 % hmotn. zesilovacího činidla na bázi vodorozpustného komplexu oxidu zinku. 0,5 až 2,0 % hmotn. vodorozpustného organického inhibitoru koroze na bázi směsi oktadekanoátu draselného, fosforečnanu tridraselného a 2.2.2-nitriloethanolu, 5 až 10 % hmotn. antikorozního pigmentu na bází oxyaininoíbstát.ového komplexu vápníku a manganu, a vodu na hutní výrobek, vyznačený tím, žc se nejprve předehřeje hutní výrobek na teplotu v rozmezí 38 až 45 °C. následně se na něj pneumaticky pod tlakem 0.2 až 0.4 MPa nastříká lak zředěný 10 až 15 % hmotn. vody, poté se hutní výrobek s naneseným lakem volně suší na vzduchu po dobu 10 minut při okolní teplotě, následně se suší při teplotě 68 až 78 ^eC po dobu 30 minut a poté se nechá volně ochladit na vzduchu při okolní teplotě,
2. Hutní výrobek obsahující na svém povrchu vrstvu vzniklou vysušením laku obsahujícího 75 až 80 % hmotn. akrylátové disperze, 4,75 až 5.75 % hmotn. aditiva pro smáčivost. dispergaci a nepěnivost, 0,1 až 0.2 % inhibitoru koroze, 2 až 10 % hmotn. zesíťovadho činidla na bázi vodorozpustného komplexu oxidu zinku, 0.5 až 2,0 % hmotn. vodorozpustného organického inhibitoru koroze na bází směsi oktadekanoátu draselného, fosforečnanu tridraselného a 2.2,2-nitriloethanolu. 5 až 10 % hmotn. antikorozního pigmentu na bázi oxyaminofosfatového komplexu vápníku a manganu, a vodu, vyznačující se tím, že má suchou transparentní tloušťku 50 až 70 μηι s tloušťkou nanovrstvy sloučenin železa 25 až 50 nm.