PL192223B1

PL192223B1 - Topcoat epoxy paint

Info

Publication number: PL192223B1
Application number: PL342457A
Authority: PL
Inventors: Robert Wajszczuk; Agata Ilska; Jan Drwięga
Original assignee: Polifarb Cieszyn Wroclaw Sa
Priority date: 2000-09-07
Filing date: 2000-09-07
Publication date: 2006-09-29
Also published as: PL342457A1

Abstract

Farba epoksydowa nawierzchniowa, stanowiąca zawiesinę pigmentów, wypełniaczy oraz środków pomocniczych w rozpuszczalnikach organicznych i żywicy epoksydowej modyfikowanej żywicą poliizocyjanianową, znamienna tym, że stanowi kompozycję polimerową, w skład której wchodzą w przeliczeniu na substancje nielotne, od 20 do 40% wagowych żywicy epoksydowej wysokocząsteczkowej o liczbie epoksydowej od 0.14 do 0.17, od 10 do 20% wagowych żywicy poliizocyjanianowej o zawartości grup NCO od 9 do 12% wagowych, od 10 do 20% wagowych talku o budowie chlorytu, od 10 do 20% wagowych mikronizowanego siarczanu baru, od 7,96 do 12% wagowych pigmentów barwiących, od 0.8 do 1.6% wagowych krzemionki koloidalnej hydrofobowej, od 0.2 do 0.6% wagowych modyfikowanego mocznika oraz środki pomocnicze z grupy: odpowietrzających, dyspersyjnych, adhezyjnych i przyspieszających proces sieciowania w ilości od 1.0 do 2.5% wagowych.Epoxy topcoat, which is a suspension of pigments, fillers and auxiliaries in organic solvents and modified epoxy resin a polyisocyanate resin characterized in that it is a polymer composition in which calculated on non-volatile substances, from 20 to 40% by weight of high molecular weight epoxy resin with an epoxy number from 0.14 to 0.17, from 10 to 20% by weight of a polyisocyanate resin with an NCO content of 9 to 12% by weight, from 10 to 20% by weight of talc with a chlorite structure, from 10 to 20% by weight of micronized barium sulphate, from 7.96 to 12% by weight of color pigments, from 0.8 to 1.6% by weight of hydrophobic colloidal silica, from 0.2 to 0.6% by weight of modified urea and auxiliary agents from the group of: deaerating, dispersive, adhesive and accelerating the cross-linking process in the amount from 1.0 to 2.5% by weight.

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest farba epoksydowa nawierzchniowa przeznaczona do ochrony przedmiotów i konstrukcji stalowych, stalowych ocynkowanych, aluminiowych, żeliwnych oraz betonowych pracujących w ciężkich warunkach korozyjnych i dodatkowo narażonych na działanie promieniowania UV.The subject of the invention is an epoxy topcoat intended for the protection of steel, galvanized steel, aluminum, cast iron and concrete objects and structures operating in severe corrosive conditions and additionally exposed to UV radiation.

Znane są z opisu patentowego nr EP-0497987 kompozycje epoksydowe antykorozyjne przeznaczone do ochrony konstrukcji stalowych przed korozją, które zawierają w przeliczeniu na stałą masę: 100 cz. wag. składnika żywicznego epoksydowego, 5 do 80 cz. wag. niesproszkowanego silikonu jako czynnika uelastyczniającego, 30 do 120 cz. wag. poliallylu fenolu jako składnika utwardzającego. Kompozycja epoksydowa na antykorozyjne powłoki znana z polskiego zgłoszenia patentowego nr P-316205 składa się z 25 do 60% wag. składnika żywicznego epoksydowego, 5 do 25% wag. mieszaniny dwóch utwardzaczy, pierwszego będącego cykliczną aminą alifatyczną lub aromatyczną i drugiego, który jest poliaminoamidem oraz 20 do 65% wag. obojętnego wypełniacza nieorganicznego. Z kolei z polskiego zgłoszenia patentowego nr P-308836 wiadomo, że aby otrzymać kompozycję poliuretanową dwukomponentową do reaktora wprowadza się 75 do 85 cz. wag. poliestru oraz 15 do 25 cz. wag. plastyfikatora lub antypirenu, mieszaninę reakcyjną odwadnia się, a następnie w temperaturze 40 do 85°C wprowadza 2 cz. wag. mieszanki wstępnej katalizatora. Całość miesza się i poddaje reakcji ze składnikiem izocyjanianowym. Z polskiego zgłoszenia nr P-305942 wiadomo, że kompozycja antykorozyjna oparta jest na spoiwie epoksydowym lub poliuretanowym lub na nienasyconej żywicy poliestrowej i zawiera w przeliczeniu na substancje nielotne 10 do 24% wag. grafitu, inne pigmenty, obciążniki i stosowne dla tego typu farby utwardzacze lub inicjatory i katalizatory polimeryzacji. Farba jest bezrozpuszczalnikowa lub zawiera rozpuszczalniki aktywne i/lub rozcieńczalniki oraz ewentualnie środki pomocnicze zagęszczające i zwilżające. Farba służy do zabezpieczania zbiorników, cystern oraz instalacji przemysłowych. Z kolei kompozycja epoksydowa chemoodporna opisana w polskim zgłoszeniu nr P-322219 charakteryzuje się tym, że w przeliczeniu na substancje stałe zawiera od 16.5 do 60.5% wag. żywicy epoksydowej o liczbie epoksydowej 0.15 do 0.42, od 0 do 5% wag. blokowanego prepolimeru uretanowego, od 10.6 do 2,7% wag. aluminium, od 22.5 do 5,5% wag. tlenku żelaza i/lub bieli tytanowej i/lub tlenku cynku i/lub innych pigmentów barwiących, od 9.5 do 2,4% wag. mikrotalku i/lub miki i/lub błyszczu żelaza i/lub płatków szklanych i od 2.20 do 0.87% wag. środków pomocniczych.Epoxy anticorrosive compositions for the protection of steel structures against corrosion are known from the patent description No. EP-0497987, which contain, based on a constant weight: 100 parts. wt. epoxy resin component, 5 to 80 parts wt. non-powdered silicone as an elasticizing agent, 30 to 120 parts wt. polyallyl phenol as a curing component. The epoxy composition for anti-corrosive coatings known from the Polish patent application No. P-316205 consists of 25 to 60 wt. % of the epoxy resin component, 5 to 25 wt. a mixture of two hardeners, the first being a cyclic aliphatic or aromatic amine and the second being a polyaminoamide, and 20 to 65 wt. inert inorganic filler. In turn, from the Polish patent application No. P-308836 it is known that in order to obtain a two-component polyurethane composition, 75 to 85 parts of wt. polyester and 15 to 25 pcs. wt. of plasticizer or anti-pyrene, the reaction mixture is dehydrated, and then at a temperature of 40 to 85 ° C 2 parts of wt. catalyst premix. It is mixed and reacted with the isocyanate component. It is known from the Polish application no. P-305942 that the anti-corrosion composition is based on an epoxy or polyurethane binder or on an unsaturated polyester resin and contains, based on non-volatile substances, 10 to 24 wt. graphite, other pigments, extenders and hardeners or polymerization initiators and catalysts suitable for this type of paint. The paint is solvent-free or contains active solvents and / or diluents and, optionally, thickening and wetting aids. The paint is used to protect tanks, cisterns and industrial installations. On the other hand, the chemically resistant epoxy composition described in the Polish application no. P-322219 is characterized by the fact that, calculated as solids, it contains from 16.5 to 60.5 wt. % of an epoxy resin with an epoxy number of 0.15 to 0.42, from 0 to 5 wt. % of blocked urethane prepolymer, from 10.6 to 2.7 wt. % aluminum, from 22.5 to 5.5 wt. % iron oxide and / or titanium white and / or zinc oxide and / or other color pigments, from 9.5 to 2.4 wt. microteal and / or mica and / or iron gleam and / or glass flakes and from 2.20 to 0.87 wt. auxiliaries.

Farba epoksydowa nawierzchniowa zgodnie z wynalazkiem stanowi zawiesinę pigmentów, wypełniaczy oraz środków pomocniczych w rozpuszczalnikach organicznych i żywicy epoksydowej wysokocząsteczkowej modyfikowanej żywicą poliizocyjanianową. Farba powyższa w przeliczeniu na substancje nielotne zawiera: od 20 do 40% wagowych żywicy epoksydowej o liczbie epoksydowej od 0.14 do 0.17, od 10 do 20% wagowych żywicy poliizocyjanianowej o zawartości grup NCO od 9 do 12% wagowych, od 0.80 do 1.60% wagowych krzemionki koloidalnej hydrofobowej, od 0.20 do 0.60% wagowych modyfikowanego mocznika i od 1.0 do 2.5% wagowych środków pomocniczych z grupy: odpowietrzających, dyspersyjnych, adhezyjnych i przyspieszających proces sieciowania. Ponadto w skład farby epoksydowej nawierzchniowej wchodzą substancje sypkie, stanowiące o jej przeznaczeniu jako farby nawierzchniowej chemoodpornej. Do tych składników należą od 10 do 20% wagowych talku o budowie chlorytu, od 10 do 20% wagowych mikronizowanego siarczanu baru oraz od 7,96 do 12% wagowych pigmentów barwiących.The epoxy topcoat according to the invention is a suspension of pigments, fillers and auxiliaries in organic solvents and a polyisocyanate-modified high molecular weight epoxy resin. The above paint, based on non-volatile substances, contains: from 20 to 40% by weight of epoxy resin with an epoxy number from 0.14 to 0.17, from 10 to 20% by weight of polyisocyanate resin with NCO groups from 9 to 12% by weight, from 0.80 to 1.60% by weight hydrophobic colloidal silica, from 0.20 to 0.60% by weight of modified urea, and from 1.0 to 2.5% by weight of auxiliary agents from the group of: deaeration, dispersion, adhesive and crosslinking accelerating agents. In addition, the epoxy topcoat contains loose substances, which determine its intended use as a chemically resistant topcoat. These ingredients include from 10 to 20% by weight of talc with chlorite structure, from 10 to 20% by weight of micronized barium sulfate, and from 7.96 to 12% by weight of color pigments.

Stwierdzono, że zastosowanie żywicy epoksydowej wysokocząsteczkowej o liczbie epoksydowej 0,14 do 0,17, a następnie poddanie jej modyfikacji żywicą poliizocyjanianową na bazie cykloalifatycznego diizocyjanianu izoforonu (IPDI) o zawartości grup NCO od 9 do 12 pozwoliło na uzyskanie powłok nie kredujących, odpornych na promieniowanie ultrafioletowe oraz media agresywne. Ponadto uzyskano powłoki elastyczne, odporne na uderzenia o znakomitej przyczepności do podłoży epoksydowych lub poliwinylowych oraz dzięki zastosowaniu układu krzemionka koloidalna hydrofobowa roztwór modyfikowanego mocznika w N-metylopirolidonie możliwość uzyskiwania warstw o równomiernych grubościach nawet na ostrych krawędziach konstrukcji stalowych. Farba wykazuje wysoką odporność na długotrwałe oddziaływanie mediów agresywnych oraz promieniowania UV.It was found that the use of a high molecular weight epoxy resin with an epoxy number of 0.14 to 0.17, and then its modification with a polyisocyanate resin based on cycloaliphatic isophorone diisocyanate (IPDI) with an NCO content of 9 to 12 allowed to obtain non-chalking, corrosion-resistant coatings. ultraviolet radiation and aggressive media. In addition, elastic, impact-resistant coatings with excellent adhesion to epoxy or polyvinyl substrates were obtained, and thanks to the colloidal hydrophobic silica system, a solution of modified urea in N-methylpyrrolidone, it was possible to obtain layers of uniform thickness, even on sharp edges of steel structures. The paint is highly resistant to long-term effects of aggressive media and UV radiation.

Farba epoksydowa nawierzchniowa według wynalazku przeznaczona jest na antykorozyjne powłoki nawierzchniowe, nadaje się do ochrony przedmiotów oraz konstrukcji stalowych, stalowych ocynkowanych, aluminiowych, żeliwnych oraz betonowych uprzednio zagruntowanych wyrobami epoksydowymi lub poliwinylowymi oraz zabezpieczonych międzywarstwą barierową przed długotrwałymThe epoxy topcoat according to the invention is intended for anti-corrosive topcoats, it is suitable for the protection of steel, galvanized steel, aluminum, cast iron and concrete objects and structures previously primed with epoxy or polyvinyl products and protected with a barrier interlayer against long-term

PL 192 223 B1 narażeniem na czynniki atmosferyczne szczególnie w środowisku przemysłowym oraz przed promieniowaniem UV. Farba ta charakteryzuje się wysokim stopniem adhezji do podłoży epoksydowych oraz poliwinylowych oraz odpornością na długotrwałe oddziaływanie mediów agresywnych i spełnia rolę, ochronno-dekoracyjną.Exposure to atmospheric agents, especially in an industrial environment, and to UV radiation. This paint is characterized by a high degree of adhesion to epoxy and polyvinyl substrates and is resistant to long-term effects of aggressive media and plays a protective and decorative role.

W przykładzie wykonania podane są składy farby wyrażone w procentach wagowych.In an exemplary embodiment, the compositions of the paint are given in percent by weight.

Przykład IExample I.

Farba epoksydowa nawierzchniowa żółta zawiera w przeliczeniu na substancje nielotne niżej wymienione składniki:The yellow epoxy topcoat contains, in terms of non-volatile substances, the following components:

żywicę epoksydową wysokocząsteczkową o liczbie epoksydowej od 0.14 do 0.17 - 26.88% żywicę poliizocyjanianową o zawartości grup NCO od 9 do 12% wagowych - 13.54% talk o budowie chlorytu - 12.94% siarczan baru - 12.94% żółcień żelazową - 7.97% krzemionkę koloidalną hydrofobową - 0.99% modyfikowany mocznik - 0.42% środki pomocnicze z grupy odpowietrzających dyspersyjnych i adhezyjnych - 1.59% (3.18% w postaci roztworu z rozpuszczalnikami)high molecular weight epoxy resin with epoxy number from 0.14 to 0.17 - 26.88% polyisocyanate resin with NCO group content from 9 to 12% by weight - 13.54% talc with chlorite structure - 12.94% barium sulphate - 12.94% ferric yellow - 7.97% colloidal hydrophobic silica - 0.99 % modified urea - 0.42% adjuvants from the group of dispersion and adhesive deaerators - 1.59% (3.18% in the form of a solution with solvents)

Przykład IIExample II

Farba epoksydowa nawierzchniowa oliwkowa zawiera w przeliczeniu na substancje nielotne niżej wymienione składniki:The olive epoxy topcoat contains the following components, calculated as non-volatile substances:

żywicę epoksydową wysokocząsteczkową o liczbie epoksydowej od 0.14 do 0.17 - 26.88% żywicę poliizocyjanianową o zawartości grup NCO od 9 do 12% wagowych - 13.54% talk o budowie chlorytu - 12.94% siarczan baru - 12.94% żółcień żelazową - 4.98% czerń żelazową - 2.99% krzemionkę, koloidalną hydrofobową - 0.99% modyfikowany mocznik - 0.42% środki pomocnicze z grupy odpowietrzających, dyspersyjnych i adhezyjnych - 1.59% (3.18% w postaci roztworu z rozpuszczalnikami)high molecular weight epoxy resin with epoxy number from 0.14 to 0.17 - 26.88% polyisocyanate resin with NCO group content from 9 to 12% by weight - 13.54% talc with chlorite structure - 12.94% barium sulphate - 12.94% iron yellow - 4.98% iron black - 2.99% silica, colloidal hydrophobic - 0.99% modified urea - 0.42% deaerating, dispersion and adhesive auxiliaries - 1.59% (3.18% in the form of a solution with solvents)

Przykład IIIExample III

Farba epoksydowa nawierzchniowa brązowa zawiera w przeliczeniu na substancje nielotne niżej wymienione składniki:Brown epoxy topcoat contains the following components, calculated as non-volatile substances:

żywicę epoksydową wysokocząsteczkową o liczbie epoksydowej od 0.14 do 0.17 - 26.88% żywicę poliizocyjanianową o zawartości grup NCO od 9 do 12% wagowych - 13.54% talk o budowie chlorynu - 12.94% siarczan baru - 12.94% czerwień żelazową - 3.98% czerń żelazową - 3,98% krzemionkę koloidalną hydrofobową - 0.99% modyfikowany mocznik - 0.42% środki pomocnicze z grupy odpowietrzających, dyspersyjnych i adhezyjnych - 1.59% (3.18% w postaci roztworu z rozpuszczalnikami)high molecular weight epoxy resin with epoxy number from 0.14 to 0.17 - 26.88% polyisocyanate resin with NCO group content from 9 to 12% by weight - 13.54% talc with chlorite structure - 12.94% barium sulphate - 12.94% iron red - 3.98% iron black - 3, 98% hydrophobic colloidal silica - 0.99% modified urea - 0.42% deaerating, dispersion and adhesive auxiliaries - 1.59% (3.18% in the form of a solution with solvents)

Powłoki otrzymane na podstawie wyżej opisanych składów recepturowych wykazały bardzo dobrą przyczepność do podłoży epoksydowych oraz poliwinylowych. Farbę według wynalazku przetestowano w zestawie epoksydowym wraz z farbą epoksydową gruntową oraz epoksydową barierową.The coatings obtained on the basis of the above-described recipe compositions showed very good adhesion to epoxy and polyvinyl substrates. The paint according to the invention was tested in an epoxy kit together with an epoxy primer and an epoxy barrier paint.

a) test na działanie mgły solnej (3% r-r NaCl w t = 25°C) przez okres 7000 h -nie stwierdzono ognisk korozji, spęcherzenia oraz innych zniszczeń powierzchniowych,a) salt spray test (3% r-r NaCl at t = 25 ° C) for the period of 7,000 h - no corrosion, blistering or other surface damages were found,

PL 192 223 B1PL 192 223 B1

b) test na działanie promieni UV (naświetlanie lampami UVA 340 nm/kondensacja pary wodnej na powierzchni powłok) jeden cykl obejmował 14 h naświetlania oraz 10 h kondensacji pary wodnej na powłokach farby. Test trwał ok. 40 cykli -nie stwierdzono kredowania badanych powłok farby,b) test for UV rays (irradiation with UVA 340 nm lamps / condensation of water vapor on the surface of the coatings) one cycle included 14 hours of exposure and 10 hours of water vapor condensation on the paint coatings. The test lasted approx. 40 cycles - no chalking of the tested paint coatings was found,

c) test na działanie zmiennych temperatur (1 cykl obejmował 1 h w t = + 60°C, 15 min w t = + 20°C, 1 h w t = - 40°C). Test trwał ok. 60 cykli - nie stwierdzono spękań ani innych zniszczeń powierzchniowych,c) variable temperature test (1 cycle included 1 h at t = + 60 ° C, 15 min at t = + 20 ° C, 1 h at t = - 40 ° C). The test lasted approx. 60 cycles - no cracks or other surface damage were found,

d) test na działanie mediów agresywnych (test obejmował zanurzenie płytek stalowych z powłokami farby przez okres ok 3000 h w t = 20°C w następujących roztworach: 1% NaOH, 0.01% NaOH, 1% HCl, 0.1% HCl, 1% H2SO4, 0.1% H2SO4, 5% CH3COOH, 1% NH4OH, 3% NaCl) po tym czasie nie stwierdzono zniszczeń powierzchniowych.d) test for aggressive media (the test consisted of immersing steel plates with paint coatings for a period of approx. 3000 hwt = 20 ° C in the following solutions: 1% NaOH, 0.01% NaOH, 1% HCl, 0.1% HCl, 1% H2SO4, 0.1 % H2SO4, 5% CH3COOH, 1% NH4OH, 3% NaCl) after this time, no surface damage was found.

Farba ta użyta z innymi farbami epoksydowymi: gruntową i barierową, tworząc zestaw trójwarstwowy uzyskała wynik o stopniu agresywności „W wg. PN-71/H-04651 - środowisko o bardzo silnym działaniu korozyjnym, odpowiadające wyjątkowo ciężkim warunkom użytkowania.This paint used with other epoxy paints: primer and barrier, creating a three-layer set, obtained the result of the aggressiveness degree "According to PN-71 / H-04651 - an environment with a very strong corrosive effect, corresponding to extremely difficult conditions of use.

Tabela ilustrująca składy farb z przykładów I-III w % wagowych oraz w % wagowych w przeliczeniu na substancje nielotneTable illustrating the compositions of the paints of Examples 1-3 in wt.% And wt.% Based on non-volatile substances

P1 Skład farby % wag. P1 Composition of the paint% wt. P1 Skład sub. stałych w farbie % wag. P1 Composition of sub. % by weight of solids in the paint P2 Skład farby % wag. P2 Composition of the paint% wt. P2 Skład sub. stałych w farbie % wag. P2 Composition of sub. % by weight of solids in the paint P3 Skład farby % wag. P3 Composition of the paint% wt. P3 Skład sub. stałych w farbie % wag. P3 Composition of sub. % by weight of solids in the paint Żywica epoksydowa Epoxy resin 35,84 35.84 26,88 26.88 35,84 35.84 26,88 26.88 35,84 35.84 26,88 26.88 Żywica poliizocyjanianowa Polyisocyanate resin 19,35 19.35 13,54 13.54 19,35 19.35 13,54 13.54 19,35 19.35 13,54 13.54 Talk Talc 12,94 12.94 12,94 12.94 12,94 12.94 12,94 12.94 12,94 12.94 12,94 12.94 Siarczan baru Barium sulfate 12,94 12.94 12,94 12.94 12,94 12.94 12,94 12.94 12,94 12.94 12,94 12.94 Pigmenty Pigments 7,97 7.97 7,97 7.97 7,97 7.97 7,97 7.97 7,96 7.96 7,96 7.96 Krzemionka Silica 0,99 0.99 0,99 0.99 0,99 0.99 0,99 0.99 0,99 0.99 0,99 0.99 Modyfikowany mocznik Modified urea 0,80 0.80 0,42 0.42 0,80 0.80 0,42 0.42 0,80 0.80 0,42 0.42 Środki pomocnicze Auxiliaries 3,18 3.18 1,59 1.59 3,18 3.18 1,59 1.59 3,18 3.18 1,59 1.59 Rozpuszczalniki Solvents 5,99 5.99 - - 5,99 5.99 - - 6,00 6.00 - -

Zastrzeżenie patentowePatent claim

Claims

Patent claim

Epoxy topcoat, which is a suspension of pigments, fillers and auxiliaries in organic solvents and epoxy resin modified with polyisocyanate resin, characterized in that it is a polymer composition containing, based on non-volatile substances, from 20 to 40% by weight of high-molecular epoxy resin with epoxy number from 0.14 to 0.17, from 10 to 20% by weight of polyisocyanate resin with NCO groups from 9 to 12% by weight, from 10 to 20% by weight of talc with chlorite structure, from 10 to 20% by weight of micronized barium sulphate, from 7, 96 to 12% by weight of color pigments, 0.8 to 1.6% by weight of hydrophobic colloidal silica, 0.2 to 0.6% by weight of modified urea and auxiliary agents from the group of: deaerating, dispersion, adhesive and crosslinking accelerating agents in an amount of 1.0 to 2.5% by weight.