PL240219B1 - Sposób wytwarzania proekologicznego zabezpieczenia antykorozyjnego - Google Patents

Description

PL 240 219 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania proekologicznego zabezpieczenia antykorozyjnego, zwłaszcza powierzchni stalowych elementów pracujących w środowisku sprzyjającym korozji w warunkach zwiększonego narażenia na uszkodzenia mechaniczne, w którym system powłok lakierniczych umożliwia regulację istotnych parametrów powłoki bez konieczności zmiany składu jej poszczególnych warstw.

Nowe technologie materiałów powłokotwórczych ukierunkowane są przede wszystkim na zmniejszenie ich szkodliwości dla środowiska, obniżenie kosztów surowcowych i poprawę jakości. Biorąc pod uwagę aspekty środowiskowe ciekawe rozwiązanie stanowią systemy powłok wodorozcieńczalnych. W przeciwieństwie do farb rozpuszczalnikowych ich stosowanie znacznie przyczynia się do redukcji emisji lotnych związków organicznych (LZO). Produkty wodorozcieńczalne dominują przede wszystkim w sektorach dekoracyjnym i architektonicznym. Jednak w przypadku zastosowań przemysłowych, właściwości użytkowe tego typu produktów są najczęściej niewystarczające i często nie spełniają wysokich wymogów w zakresie odporności korozyjnej i mechanicznej niezbędnych dla branży maszynowej w szczególności w przypadku maszyn przemysłowych i rolniczych.

Innym ważnym aspektem jest to, że obecnie systemy powłok są specjalistyczne, często wręcz dodatkowo sfunkcjonalizowane, przez co praktycznie każdorazowo przy zmianie asortymentu konieczne jest dokładne czyszczenie urządzeń i zbiorników. Czyszczenie takie wiąże się zwykle ze znaczącym zużyciem rozpuszczalników, które są nie są obojętne dla środowiska. Rozpuszczalniki te często są odzyskiwane np. w procesie destylacji, ale to z kolei wiąże się ze znacznym zwiększeniem kosztów.

Ze stanu techniki znane są sposoby zabezpieczania powierzchni stalowych poprzez ich separację od środowiska zewnętrznego, przy użyciu powłok w postaci smarów, lakierów, farb czy też wielowarstwowych systemów powłok.

W chińskim zgłoszeniu patentowym CN109971299 opisane jest rozwiązanie dedykowane do zastosowań przemysłowych, w którym powłokę antykorozyjną wykonuje się przy użyciu farby składającej się z 10-15 części wagowych żywicy aminowej, 10-15 części wagowych organicznej żywicy silikonowej, 30-35 części wagowych poliolu, 30-40 części wagowych rozpuszczalnika organicznego, 0,010,05 części wagowych przeciwutleniacza i 0,05 do 0,08 części wagowych katalizatora. Powłokę antykorozyjną wytwarza się w następujących etapach: Etap A: 10-15 części żywicy aminowej i 10-15 części żywicy silikonowej, alkohol wielowodorotlenowy 30-35 części umieszcza się w pojemniku, dysperguje i miesza przy prędkości obrotowej 1000-1200r / min przez 10-15 minut; Krok B: dodaje się 30-40 części rozpuszczalnika organicznego w częściach wagowych i miesza z prędkością 1500-1700 obr/min. Całość dysperguje się i miesza przez 15-20 min; Etap C: dodaje się 0,01-0,05 części wagowych przeciwutleniaczy i 0,05-0,08 części katalizatora i miesza się całość przez 2 min z prędkością 2000-2400 obr / min. W wyniku zmieszania żywic utwardzanie powłoki może zachodzić w niższej temperaturze dając większą wytrzymałość mechaniczną niż dowolna z użytych żywic. Jednocześnie żywica aminowa reaguje z poliolem dzięki czemu powłoka ma dobrą spoistość, przyczepność, elastyczność i właściwości mechaniczne, a także odporność na warunki atmosferyczne. W opisywanym rozwiązaniu można regulować lepkość systemu malarskiego, a czas jego przydatności jest długi. Powłoka ta jest systemem wielokomponentowym zawierającym trzy rodzaje żywic, takie układy są trudne do utylizacji, co jest szczególnie istotne w przypadku niewykorzystania całości przygotowanego systemu, ponadto powłoki cechujące się znaczną elastycznością są zasadniczo odporne na uderzenie i wibracje, ale podatne na ścieranie. W rozwiązaniu tym sposób wykonania zabezpieczenia antykorozyjnego nie umożliwia regulacji istotnych parametrów powłoki, a tym samym nie pozwala dostosowanie właściwości powłoki do zmiennych zastosowań.

Z chińskiego opisu patentowego CN110003792 znana jest antykorozyjna, proekologiczna powłoka, która charakteryzuje się tym, że sposób jej przygotowania obejmuje etapy, w których anilina i silanowy środek sprzęgający są rozpuszczane w wodnym roztworze kwasu nieorganicznego, a metoda osadzania elektrycznego jest stosowana do bezpośredniego przygotowania kompozytowej membrany polianilinowej modyfikowanej silanem środek sprzęgający na powierzchni stali nierdzewnej 304. Kompozytowa polianilinowa powłoka antykorozyjna jest nieszkodliwa dla środowiska. Uzyskana powłoka ma dobre działanie antykorozyjne nawet w środowisku wysokiego zasolenia szczególnie w przypadku, gdy stosunek molowy aniliny do silanowego środka sprzęgającego wynosi 10:1. Istotną wadą powłok na bazie polianiliny jest bardzo słaba odporność mechaniczna, tym samym zakres ich stosowalności jest ograniczony.

PL 240 219 B1

W japońskim opisie patentowym JP2019122956 opisano sposób powlekania powierzchni metalowych, który obejmuje proces pierwszy, w którym wodorozcieńczalną, epoksydową farbę podkładową o właściwościach antykorozyjnych nakłada się na powierzchnię elementu metalowego, tworząc w ten sposób powłokę podkładową oraz proces drugi, w którym nanoszona jest farba nawierzchniowa zawierająca płatki szklane w ilości 3 do 25% masowych w stosunku do nielotnych składników farby, tak że grubość suchej powłoki wynosi 100 μm lub więcej. Powłoka ta cechuje się bardzo dobrymi właściwościami antykorozyjnymi nawet w środowisku silnie korozyjnym, niemniej jednak powłoki o tak dużej zawartości napełniaczy są zasadniczo mało odporne na działanie sił udarowych i wibracji. W rozwiązaniu tym sposób wykonania zabezpieczenia antykorozyjnego nie umożliwia regulacji istotnych parametrów powłoki, a tym samym nie pozwala na dostosowanie właściwości powłoki do zmiennych zastosowań.

Z chińskiego zgłoszenia patentowego CN110183932 znane jest rozwiązanie, w którym powłoka jest dwuskładnikowa, a stosunek masowy składników wynosi (3-5): 1. Składnik A zawiera: 35-40 części wodnej emulsji epoksydowej, 1-2 części sadzy, 10-15 części proszku miki, 10-15 części strąconego siarczanu baru, 10-20 części złożonego fosforynu soli czynnej / meta glinian, 1-2 części środka zwilżającego i dyspergującego, 0,3-0,5 części środka przeciwpiennego, 0,3-0,5 części środka wyrównującego, 2-3 części środka tiksotropowego i 20-30 części wody dejonizowanej. Składnik B zawiera: 7-10 części wodorozcieńczalnego epoksydowego środka utwardzającego, 3-5 części współrozpuszczalnika, 10-15 części dejonizowanej wody i 1-3 części monomeru krzemoorganicznego zawierającego grupę aminową. Warstwa ochronna utworzona przez przygotowaną powłokę epoksydową ma doskonałą przyczepność i odporność na korozję również w trudnym środowisku np. w obecności mgły solnej. Systemy, w których warstwa podkładowa jest jednocześnie warstwą wierzchnią często cechują się gorszymi parametrami wytrzymałościowymi względem systemów gdzie warstwy te są zróżnicowane ponadto ich odporność na promieniowanie UV jest zwykle słabsza. W rozwiązaniu tym sposób wykonania zabezpieczenia antykorozyjnego nie umożliwia regulacji istotnych parametrów powłoki, a tym samym nie pozwala na dostosowanie właściwości powłoki do zmiennych zastosowań.

W chińskim opisie patentowym CN110066563 ujawniono powłokę antykorozyjną rozpraszającą ciepło składającą się z 20-50% żywicy wodorozcieńczalnej, 10-30% współrozpuszczalnika, 0,1-1% neutralizatora, 5-20% wypełniacza, 1-20% barwników, 0,1-5% materiału nanowęglowego, 0,1-1% środków przeciwpiennych, 0,1-0,5% środka wyrównującego, 0,1-2% środka dyspergującego, 0,1-2% inhibitora korozji , 4-10% żywicy aminowej, 1-5% promotora adhezji i 5-40% wody. Sposób przygotowania obejmuje następujące etapy:

- żywicę wodorozcieńczalną, ko-rozpuszczalnik, neutralizator, środek przeciwpienny i środek dyspergujący odważa się i miesza z wytworzeniem roztworu żywicy;

- roztwór żywicy miesza się z pigmentem, wypełniaczem i materiałem nanowęglowym, mieszaninę miele się i dysperguje w celu uzyskania zawiesiny;

- do zdyspergowanej zawiesiny dodaje się żywicę aminową, promotor adhezji, wodorozcieńczalny środek wyrównujący, inhibitor korozji i wodę, i mieszaninę równomiernie miesza się i sączy, aby uzyskać docelową powłokę.

Niedrogi wypełniacz jest połączony z wysokowydajnym materiałem nanowęglowym, dzięki czemu powłoka ma zarówno właściwości antykorozyjne, jak i efektywnie odprowadza ciepło, nie mniej jednak nano materiały węglowe są relatywnie drogie i nawet małe ilości mogą znacząco wpłynąć na koszt całej powłoki. Wytrzymałość mechaniczna powłok cechujących się dodatkową funkcjonalnością jest zwykle mniejsza niż typowych systemów antykorozyjnych tym samym ich trwałość jest mniejsza w warunkach narażenia na działanie sił zewnętrznych, w tym udarowych i wibracji. W rozwiązaniu tym sposób wykonania zabezpieczenia antykorozyjnego nie umożliwia regulacji istotnych parametrów powłoki, a tym samym nie pozwala na dostosowanie właściwości powłoki do zmiennych zastosowań.

W związku z tym celowym byłoby opracowanie sposobu wytwarzania proekologicznego zabezpieczenia antykorozyjnego przeznaczonego do pokrywania elementów pracujących w środowisku sprzyjającym korozji w warunkach zwiększonego narażenia na uszkodzenia mechaniczne, takie jak ścieranie, wibracje, uderzenie, zginanie czy zarysowanie, w którym system powłok lakierniczych cechowałby się wysoką zawartością surowców pochodzenia naturalnego i odpadowego, a także umożliwiałby regulację istotnych parametrów powłoki bez konieczności zmiany składu jej poszczególnych warstw oraz byłby możliwy do uzyskania przy użyciu tanich i nieskomplikowanych urządzeń.

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania proekologicznego zabezpieczenia antykorozyjnego przeznaczonego do pokrywania elementów pracujących w środowisku sprzyjającym korozji, w warunkach zwiększonego narażenia na uszkodzenia mechaniczne.

PL 240 219 B1

Sposób charakteryzuje się tym, że na konstrukcję stalową nanosi się dwuwarstwową powłokę lakierniczą, przy czym warstwę pierwszą powłoki nanosi się na ośrutowany i odtłuszczony element stalowy lub na element stalowy pokryty warstwą drugą powłoki, natomiast warstwę drugą nanosi się na ośrutowany i odtłuszczony element stalowy lub na element stalowy pokryty warstwą pierwszą powłoki.

Warstwę pierwszą powłoki, zawierającą następujące składniki:

o od 80 do 95 części wagowych żywicy epoksydowej, o od 2 do 9,5 części wagowych utwardzacza, o od 1 do 6 części wagowych układu modyfikującego, składającego się z mieszaniny związków imidazolinowych wytworzonych na bazie naturalnych kwasów tłuszczowych o długości łańcucha alkilowego co najmniej C16 i temperaturze zestalenia nie wyżej niż 18°C, o od 5 do 25 części wagowych mieszaniny odpadowych włókien mineralnych z biowęglem modyfikowanym mieszaniną związków imidazolinowych wytworzonych na bazie naturalnych kwasów tłuszczowych o długości łańcucha alkilowego co najmniej C16 i temperaturze zestalenia nie wyżej niż 18°C, w której proporcje wagowe włókien mineralnych do biowęgla wynoszą od 1:5 do 1:10, o od 2 do 10 części wagowych sproszkowanych alg o wysokiej zawartości polifenoli o wielkości ziaren nie przekraczającej 0,2 mm, o od 0,5 do 3 części wagowych tlenku cynku, o od 0,5 do 1,5 części wagowych rozpuszczalnika polarnego o temperaturze wrzenia nie wyżej niż 70°C, o od 0,5 do 3 części wagowych środków pomocniczych przygotowuje się w ten sposób, że:

o w pierwszej kolejności mieszaninę związków imidazolinowych oraz rozpuszczalnik polarny miesza się w temperaturze od 30 do 35°C przez co najmniej 2 minuty, po czym umieszcza się wytworzoną mieszaninę w ręcznym atomizerze ciśnieniowym gdzie rozpyla się ją na krople o średnicy nie większej niż 500 μm, po czym nanosi się rozpyloną mieszaninę w pięciu równych porcjach na powierzchnię biowęgla, umieszczonego w rektorze zaopatrzonym w mieszadło mechaniczne, mieszając zawartość reaktora po naniesieniu każdej porcji w temperaturze otoczenia przez co najmniej 3 minuty z prędkością nie mniejszą niż 50 obrotów/minutę, a po wprowadzeniu ostatniej porcji tej mieszaniny zawartość reaktora miesza się co 2-3 godziny przez czas od 3 do 5 minut, prowadząc proces mieszania z przerwami łącznie przez co najmniej 12 godzin;

o po czym do reaktora wprowadza się odpadowe włókna mineralne i całość miesza się w temperaturze od 35 do 45°C przez co najmniej 5 minut z szybkością nie mniejszą niż 150 obrotów/minutę;

o po czym tak otrzymaną mieszaninę modyfikowanego biowęgla z odpadowym włóknem mineralnym przesiewa się przez sito o średnicy oczka nie większej niż 0,2 mm, a następnie przesiew umieszcza się w komorze ultradźwiękowej i zawartość komory poddaje się działaniu ultradźwięków o częstotliwości co najmniej 40 kHz przez czas od 30 do 55 minut w temperaturze od 60 do 80°C, po czym tak przygotowany przesiew wprowadza się do mieszalnika pierwszego z żywicą epoksydową, zaopatrzonego w mieszadło kotwicowe i miesza się zawartość mieszalnika w temperaturze otoczenia przez co najmniej 4 minuty z prędkością nie mniejszą niż 300 obrotów/minutę; po czym do zawartości mieszalnika dodaje się układ modyfikujący i mieszanie kontynuuje się w temperaturze od 25 do 40°C w czasie od 3 do 16 minut; a następnie do zawartości mieszalnika dodaje się śro dki pomocnicze, tlenek cynku i algi oraz utwardzacz i całość miesza się z prędkością co najmniej 350 obrotów/minutę przez czas od 4 do 15 minut;

o przy czym bezpośrednio po uzyskaniu lepkości względnej mieszaniny stanowiącej zawartość mieszalnika pierwszego od 35 do 50 sekund mierzonej przy użyciu kubka Forda o średnicy otworu 4 mm w temperaturze 20°C i ciśnieniu 1013 hPa, mieszaninę tą nanosi się na zabezpieczany element stalowy metodą natryskową przy użyciu urządzenia ciśnieniowego o średnicy dyszy co najmniej 1,8 mm, uzyskując pierwszą warstwę powłoki;

Warstwę drugą powłoki, zawierającą następujące składniki:

o od 80 do 92 części wagowych żywicy epoksydowej, o od 3 do 9,5 części wagowych utwardzacza,

PL 240 219 B1 o od 1 do 5 części wagowych układu modyfikującego, składającego się z mieszaniny związków imidazolinowych wytworzonych na bazie naturalnych kwasów tłuszczowych o długości łańcucha alkilowego co najmniej C16 i temperaturze zestalenia nie wyżej niż 18°C, o od 2,5 do 30 części wagowych haloizytu modyfikowanego układem związków imidazolinowych wytworzonych na bazie naturalnych kwasów tłuszczowych o długości łańcucha alkilowego co najmniej C16 i temperaturze zestalenia nie wyżej niż 18°C, o od 2 do 10 części wagowych alg o wysokiej zawartości polifenoli, o od 0,5 do 3 części wagowych tlenku cynku, o od 0,5 do 1,5 części wagowych rozpuszczalnika polarnego o temperaturze wrzenia nie wyżej niż 70°C, o od 0,5 do 3 części wagowych środków pomocniczych przygotowuje się w ten sposób, że:

o w pierwszej kolejności mieszaninę związków imidazolinowych oraz rozpuszczalnik polarny miesza się w temperaturze od 30 do 35°C przez co najmniej 2 minuty, po czym umieszcza się wytworzoną mieszaninę w ręcznym atomizerze ciśnieniowym, gdzie rozpyla się ją na krople o średnicy nie większej niż 500 μm po czym nanosi się rozpyloną mieszaninę w pięciu równych porcjach na powierzchnię haloizytu, umieszczonego w rektorze zaopatrzonym w mieszadło mechaniczne, mieszając zawartość reaktora po naniesieniu każdej porcji w temperaturze otoczenia przez co najmniej 3 minuty z prędkością nie mniejszą niż 100 obrotów/minutę;

o po wprowadzeniu ostatniej porcji tej mieszaniny zawartość reaktora miesza się co 2-3 godziny przez czas od 3 do 5 minut, prowadząc proces mieszania z przerwami łącznie przez co najmniej 12 godzin, po czym przesiewa się całość przez sito o średnicy oczka nie większej niż 0,1 mm, a następnie przesiew umieszcza się w suszarce na czas od 30 do 50 minut w temperaturze od 80 do 95°C;

o po czym wysuszony przesiew wprowadza się do mieszalnika drugiego z żywicą e poksydową, zaopatrzonego w mieszadło kotwicowe, i zawartość mieszalnika miesza się w temperaturze otoczenia przez co najmniej 2 minuty z prędkością nie mniejszą niż 200 obrotów/minutę, po czym do zawartości mieszalnika dodaje się układ modyfikujący i mieszanie kontynuuje się w temperaturze od 25 do 40°C w czasie od 2 do 10 minut, a następnie do zawartości mieszalnika dodaje się środki pomocnicze, tlenek cynku i algi oraz utwardzacz i całość miesza się z prędkością co najmniej 300 obrotów/minutę przez czas o d 2 do 6 minut;

o przy czym bezpośrednio po uzyskaniu lepkości względnej mieszaniny stanowiącej zawartość mieszalnika wynoszącej od 45 do 60 sekund mierzonej przy użyciu kubka Forda o średnicy otworu 4 mm w temperaturze 20°C i ciśnieniu 1013 hPa, nanosi się tą mieszaninę na pierwszą warstwę powłoki po upływie co najmniej 10 minut od naniesienia pierwszej warstwy powłoki, przy użyciu urządzenia ciśnieniowego o średnicy dyszy co najmniej 1,5 mm, uzyskując drugą warstwę powłoki.

Korzystnie, mieszaninę modyfikowanego biowęgla z odpadowym włóknem mineralnym umieszcza się w komorze ultradźwiękowej na czas od 40 do 45 minut w temperaturze od 72 do 80°C.

Korzystnie, pierwszą warstwę powłoki nanosi się na ośrutowany i odtłuszczony element stalowy tuż po uzyskaniu lepkości względnej od 47 do 50 sekund mierzonej przy użyciu kubka Forda w temperaturze 20°C.

Korzystnie, drugą warstwę powłoki nanosi się na warstwę pierwszą powłoki tuż po uzyskaniu lepkości względnej od 56 do 60 sekund mierzonej przy użyciu kubka Forda w temperaturze 20°C.

Korzystnie, pierwszą warstwę powłoki nanosi się element stalowy przy użyciu urządzenia ciśnieniowego o średnicy dyszy od 1,8 do 2,0 mm.

Korzystnie, drugą warstwę powłoki nanosi się element stalowy przy użyciu urządzenia ciśnieniowego o średnicy dyszy od 1,5 do 1,8 mm.

Korzystnie, stosuje się utwardzacze aminowe, amidowe, poliamidowe lub bezwodnikowe.

Korzystnie, łączna grubość powłoki lakierniczej złożonej z pierwszej warstwy powłoki i drugiej warstwy powłoki wynosi od 35 do 90 μm.

Opracowany sposób umożliwia wytwarzanie proekologicznego zabezpieczenia antykorozyjnego przy użyciu tanich i nieskomplikowanych urządzeń, charakteryzującego się nieoczekiwanie bardzo dobrymi właściwościami zarówno w zakresie ochrony mechanicznej, jak i antykorozyjnej, a szczególnie

PL 240 219 B1 zwiększoną odpornością na ścieranie, zginanie, zarysowanie oraz uderzenie i działanie warunków korozyjnych i promieniowanie UV, przez co może być skutecznie stosowany do pokrywania elementów stalowych pracujących w restrykcyjnych warunkach eksploatacyjnych o dużym narażeniu na agresywne czynniki zewnętrzne. Sposób wytwarzania proekologicznego zabezpieczenia antykorozyjnego według wynalazku umożliwia łatwą i szybką implementację dwuwarstwowej powłoki lakierniczej na elementy stalowe przy użyciu typowych urządzeń lakierniczych. Wytworzona opracowanym sposobem dwuwarstwowa powłoka umożliwia regulację istotnych jej parametrów bez konieczności zmiany składu jej warstw co pozwala na uzyskanie gamy powłok o parametrach dostosowanych do środowiska użytkowania elementu stalowego. Dodatkowo, wytworzona sposobem według wynalazku dwuwarstwowa powłoka zabezpieczająca cechuje się wysoką zawartością surowców pochodzenia naturalnego i odpadowego, a także zmniejszonym udziałem typowo stosowanego utwardzacza przy jednocześnie korzystnych parametrach użytkowych powłoki, w tym krótkim czasem wysychania, wysoką odpornością na działanie określonych rodzajów sił zewnętrznych, takich jak ścieranie, uderzenie, zarysowanie czy zginanie. Jest to spowodowane między innymi tym, że opracowany sposób wytwarzania zabezpieczenia antykorozyjnego, obejmujący naniesienie powłoki, zapewnia dobre adhezyjne związanie każdej z warstw powłoki z powierzchnią na którą dana warstwa została naniesiona.

Jako środki pomocnicze, które mogą być zawarte w składzie poszczególnych warstw powłoki stosuje się sykatywy, środki zagęszczające, poślizgowe czy barwniki i stabilizatory UV.

PRZYKŁADY WYKONANIA:

P r z y k ł a d 1

Proekologiczne zabezpieczenie antykorozyjne wytworzono w następujący sposób:

Na element stalowy naniesiono dwuwarstwową powłokę lakierniczą, przy czym warstwę pierwszą powłoki naniesiono na ośrutowany i odtłuszczony element stalowy, natomiast warstwę drugą powłoki naniesiono na element stalowy pokryty warstwą pierwszą powłoki.

Przygotowano warstwę pierwszą powłoki, zawierającą następujące składniki:

o 90 części wagowych żywicy epoksydowej (nazwa handlowa Epidian 6, produkcji CIECH (Sarzyna, Polska)), o 6 części wagowych utwardzacza aminowego na bazie aminy alifatycznej (nazwa handlowa Z-1, producent: CIECH (Sarzyna, Polska)), o 3 części wagowe układu modyfikującego, składającego się z mieszaniny oleinianu imidazoliny (nazwa handlowa Chemzine VOIM, produkcji PCC Chemax, Inc. (Piedmont, USA) oraz hydroksyetylo oleiloimidazoliny (nazwa handlowa N-b-hydroxyethyl oleyl imidazoline numer produktu CDS003404, dostawca Sigma-Aldrich (Saint Louis, USA), o 10 części wagowych mieszaniny odpadowych włókien mineralnych (produkcji Isover (Gliwice, Polska) z biowęglem (produkcji Fluid S.A. (Sędziszów, Polska)) modyfikowanym mieszaniną oleinianu imidazoliny (nazwa handlowa Chemzine VOIM, produkcji PCC Chemax, Inc. (Piedmont, USA)) oraz hydroksyetylo oleiloimidazoliny (nazwa handlowa N-bhydroxyethyl oleyl imidazoline numer produktu CDS003404, dostawca Sigma-Aldrich (Saint Louis, USA) w której proporcje wagowe oleinianu imidazoliny oraz hydroksyetylo oleiloimidazoliny wynoszą 1:1, a proporcje wagowe włókien mineralnych do biowęgla wynoszą 1:10, o 2 części wagowe sproszkowanych alg Fucus Vesiculosus Extracts (kod produktu 9DB2-32071, produkcji Dermaproject (Legionowo, Polska) o 0,5 części wagowych tlenku cynku (ZnO) (produkcji Standard Sp. z o.o. (Lublin, Polska)), o 1 część wagową acetonu (produkcji Avantor Performance Materials Poland S.A. (Gliwice,

Polska)), o 1,5 części wagowych środków pomocniczych, w tym 0,5 części wagowych tlenku tytanu (TiO2), (produkcji Standard Sp. z o.o. (Lublin, Polska)) oraz 0,25 części wagowych krzemionki (nazwa handlowa Aerosil 200, produkcji Evonik (Essen, Niemcy)),

Warstwę pierwszą powłoki o powyższym składzie przygotowano w następujący sposób:

o w pierwszej kolejności mieszaninę oleinianu imidazoliny i hydroksyetylo oleiloimidazoliny oraz aceton mieszano w temperaturze 30°C przez 2 minuty i umieszczono w ręcznym atomizerze ciśnieniowym: za pomocą atomizera wytworzono z tej mieszaniny mgiełkę z kroplami o maksymalnej średnicy 300 μm, po czym naniesiono wytworzoną mgiełkę w pięciu równych porcjach na powierzchnię biowęgla, umieszczonego w rektorze zaopatrzonym w mieszadło mechaniczne, mieszając zawartość reaktora po naniesieniu każdej

PL 240 219 B1 porcji w temperaturze otoczenia przez 5 minut z prędkością 50 obrotów/minutę; a po wprowadzeniu ostatniej porcji mgiełki zawartość reaktora mieszano co 2 godziny przez 5 minut, powtarzając proces mieszania i przerw łącznie przez 24 godziny;

o po czym do reaktora wprowadzono odpadowe włókna mineralne i całość mieszano w temperaturze 35°C przez 5 minut z szybkością 150 obrotów/minutę;

o po czym tak otrzymaną mieszaninę modyfikowanego biowęgla z odpadowym włóknem mineralnym przesiewano przez sito o średnicy oczka 0,2 mm, a następnie przesiew umieszczono w komorze ultradźwiękowej nagrzanej do temperatury 80°C i zawartość komory poddawano działaniu ultradźwięków o częstotliwości 40 kHz przez 40 minut, po czym tak przygotowany przesiew wprowadzano do mieszalnika pierwszego zaopatrzonego w mieszadło kotwicowe, do którego uprzednio wprowadzono żywicę epoksydową i mieszano zawartość mieszalnika w temperaturze otoczenia przez 7 minut z prędkością 300 obrotów/minutę; po czym do zawartości mieszalnika dodano mieszaninę oleinianu imidazoliny oraz hydroksyetylo oleiloimidazoliny i mieszanie kontynuowano w temperaturze 40°C przez 10 minut; a następnie do zawartości mieszalnika dodano środki pomocnicze, tlenek cynku, algi oraz utwardzacz i całość mieszano z prędkością 350 obrotów/minutę przez 15 minut, mierząc w określonych odstępach czasu lepkość mieszaniny;

o bezpośrednio po uzyskaniu lepkości względnej mieszaniny stanowiącej zawartość mieszalnika pierwszego wynoszącej 50 sekund - mierzonej przy użyciu kubka Forda o średnicy otworu 4 mm w temperaturze 20°C i ciśnieniu 1013 hPa, uzyskaną mieszaninę naniesiono na element stalowy metodą natryskową przy użyciu urządzenia ciśnieniowego z dyszami o średnicy dyszy 1,8 mm. Tym sposobem uzyskano warstwę pierwszą powłoki. Przygotowano także warstwę drugą powłoki, zawierającą następujące składniki:

o 92 części wagowe żywicy epoksydowej (nazwa handlowa Epidian 6, produkcji CIECH (Sarzyna, Polska)), o 7 części wagowych utwardzacza aminowego na bazie aminy alifatycznej (nazwa handlowa Z-1, producent: CIECH (Sarzyna, Polska)), o 2 części wagowe układu modyfikującego, składającego się z mieszaniny oleinianu imidazoliny (nazwa handlowa Chemzine VOIM, produkcji PCC Chemax, lnc. (Piedmont, USA)) oraz hydroksyetylo oleiloimidazoliny (nazwa handlowa N-b-hydroxyethyl oleyl imidazoline numer produktu CDS003404, dostawca Sigma-Aldrich (Saint Louis, USA)), o 15 części wagowych haloizytu (Kopalnia Dunino Sp. z o.o. (Krotoszyce, Polska)) modyfikowanego mieszaniną oleinianu imidazoliny (nazwa handlowa: Chemzine VOIM, produkcji PCC Chemax, Inc. (Piedmont, USA)) oraz hydroksyetylo oleiloimidazoliny (nazwa handlowa: N-b-hydroxyethyl oleyl imidazoline numer produktu CDS003404, dostawca SigmaAldrich (Saint Louis, USA)), w której proporcje wagowe oleinianu imidazoliny oraz hydroksyetylo oleiloimidazoliny wynosiły 1:1, o 4 części wagowe sproszkowanych alg Fucus Vesiculosus Extracts (kod produktu 9DB2-32071, produkcji Dermaproject (Legionowo, Polska)), o 0,5 części wagowych tlenku cynku (ZnO), (produkcji Standard Sp. z o.o. (Lublin, Polska)), o 1 część wagową acetonu (produkcji: Avantor Performance Materials Poland S.A. Gliwice, Polska), o 1,5 części wagowych środków pomocniczych, w tym: 0,5 części wagowych tlenku tytanu (TiO2), (produkcji Standard Sp. z o.o., Lublin, Polska)) oraz 0,25 części wagowych krzemionki (nazwa handlowa Aerosil 200, produkcji Evonik, Essen, Niemcy).

Drugą warstwę powłoki przygotowano w następujący sposób:

o w pierwszej kolejności mieszaninę związków imidazolinowych oraz rozpuszczalnik polarny mieszano w temperaturze 30°C przez 2 minuty, a następnie umieszczono w ręcznym atomizerze ciśnieniowym za pomocą którego z tej mieszaniny wytworzono mgiełkę o kroplach o maksymalnej średnicy 300 μm, po czym nanoszono wytworzoną mgiełkę w pięciu równych porcjach na powierzchnię haloizytu, umieszczonego w rektorze zaopatrzonym w mieszadło mechaniczne, mieszając zawartość reaktora po naniesieniu każdej porcji w temperaturze otoczenia przez 3 minuty z prędkością 100 obrotów/minutę;

o po wprowadzeniu ostatniej porcji mgiełki zawartość reaktora mieszano co 3 godziny przez 5 minut, powtarzając proces mieszania z przerwami łącznie przez 12 godzin, po czym tak

PL 240 219 B1 otrzymany haloizyt przesiewano przez sito o średnicy oczka 0,1 mm, a następnie przesiew umieszczono w suszarce na 50 minut w temperaturze od 80°C;

o po czym wysuszony przesiew wprowadzono do mieszalnika drugiego zaopatrzonego w mieszadło kotwicowe, do którego uprzednio wprowadzono żywicę epoksydową i zawartość mieszalnika mieszano w temperaturze otoczenia przez 5 minut z prędkością 200 obrotów/minutę, po czym do zawartości mieszalnika dodano mieszaninę związków imidazolinowych i mieszanie kontynuowano w temperaturze 40°C przez 8 minut, a następnie do zawartości mieszalnika dodano środki pomocnicze, tlenek cynku, algi oraz utwardzacz i całość mieszano z prędkością 300 obrotów/minutę przez 6 minut, mierząc w odstępach czasu lepkość mieszaniny;

o bezpośrednio po uzyskaniu lepkości względnej mieszaniny stanowiącej zawartość m ieszalnika drugiego wynoszącą 56 sekund - mierzonej przy użyciu kubka Forda o średnicy otworu 4 mm w temperaturze 20°C i ciśnieniu 1013 hPa, uzyskaną mieszaninę naniesiono na pierwszą warstwę powłoki, przy użyciu urządzenia ciśnieniowego o średnicy dyszy 1,5 mm, i uzyskano w ten sposób drugą warstwę powłoki, przy czym różnica czasu między nałożeniem pierwszej i drugiej warstwy powłoki wynosiła 30 minut. Po nałożeniu drugiej warstwy powłoki element stalowy kondycjonowano w temperaturze 20°C przez 72 godziny.

Po zakończeniu kondycjonowania wytworzoną powłokę poddano badaniom. Grubość otrzymanej powłoki wynosiła 68 μm. Otrzymany element stalowy pokryty zabezpieczeniem antykorozyjnym cechował się ponadto dobrą odpornością na działanie warunków korozyjnych, nawet w środowisku o dużym zasoleniu oraz dobrymi właściwościami mechanicznymi, w tym:

- dobrą odpornością na uderzenie - w toku prowadzonego badania uszkodzenie powłoki następowało po uderzeniu w powłokę ciężarkiem o masie 2000 g z wysokości 1000 mm (badanie wykonano zgodnie z normą PN-EN ISO 62722:2011)

- dobrą odpornością na ścieranie wyrażoną współczynnikiem ścieralności, która wynosiła 0,68 kg/s (badanie wykonano według normy PN-67-C-81516:1976)

- dobrą odpornością na zginanie wyrażoną promieniem zgięcia, która wynosiła 11 mm (badanie wykonano zgodnie z normą PN-EN ISO 17132:2009)

- dobrą odpornością na zarysowanie wyrażoną wartością obciążenia powodującego zarysowanie, która wynosiła 1,5 N (badanie wykonano według normy PN-EN ISO 1518-1:2011).

P r z y k ł a d 2

Proekologiczne zabezpieczenie antykorozyjne wytworzono w następujący sposób:

Na element stalowy naniesiono powłokę lakierniczą, składającą się z dwóch warstw, przy czym warstwę drugą powłoki naniesiono na ośrutowany i odtłuszczony element stalowy, natomiast warstwę pierwszą naniesiono na element stalowy pokryty warstwą drugą powłoki.

Warstwa pierwsza powłoki zawierała następujące składniki:

o 90 części wagowych żywicy epoksydowej (nazwa handlowa Epidian 6, prod. CIECH Sarzyna S.A., Nowa Sarzyna, Polska), o 6 części wagowych utwardzacza aminowego na bazie aminy alifatycznej (nazwa handlowa Z-1, prod. CIECH Sarzyna S.A., Nowa Sarzyna, Polska), o 3 części wagowe układu modyfikującego, składającego się z mieszaniny oleinianu imidazoliny (nazwa handlowa Chemzine VOIM, produkcji PCC Chemax, Inc., Piedmont, USA) oraz hydroksyetylo oleiloimidazoliny (nazwa handlowa N-b-hydroxyethyl oleyl imidazoline numer produktu CDS003404, dostawca Sigma-Aldrich, Saint Louis, USA), o 10 części wagowych mieszaniny odpadowych włókien mineralnych (produkcji Isover, (Gliwice, Polska)) z biowęglem (produkcji Fluid S.A., Sędziszów, Polska) modyfikowanym mieszaniną oleinianu imidazoliny (nazwa handlowa Chemzine VOIM, produkcji PCC Chemax, Inc., Piedmont, USA) oraz hydroksyetylo oleiloimidazoliny (nazwa handlowa N-bhydroxyethyl oleyl imidazoline numer produktu CDS003404, dostawca Sigma-Aldrich, Saint Louis, USA), w której proporcje wagowe oleinianu imidazoliny oraz hydroksyetylo oleiloimidazoliny wynoszą 1:1, a proporcje wagowe włókien mineralnych do biowęgla wynoszą 1:10, o 2 części wagowe sproszkowanych alg Fucus Vesiculosus Extracts (kod produktu 9DB2-32071, produkcji Dermaproject (Legionowo, Polska)),

PL 240 219 B1 o 0,5 części wagowych tlenku cynku (ZnO) (produkcji Standard Sp. z o.o., Lublin, Polska), o 1 część wagową acetonu (produkcji Avantor Performance Materials Poland S.A., Gliwice, Polska), o 1,5 części wagowych środków pomocniczych, w tym: 0,5 części wagowych tlenku tytanu (TiO2), (produkcji Standard Sp. z o.o., Lublin, Polska) oraz 0,25 części wagowych krzemionki (nazwa handlowa Aerosil 200, produkcji Evonik, Essen, Niemcy).

Warstwę pierwszą powłoki przygotowano w następujący sposób:

o w pierwszej kolejności mieszaninę oleinianu imidazoliny i hydroksyetylo oleiloimidazoliny oraz aceton mieszano w temperaturze 30°C przez 2 minuty i umieszczono w ręcznym atomizerze ciśnieniowym, za pomocą którego z mieszaniny tej wytworzono mgiełkę o kroplach o maksymalnej średnicy 300 μm, po czym otrzymaną mgiełkę naniesiono w pięciu równych porcjach na powierzchnię biowęgla, umieszczonego w rektorze zaopatrzonym w mieszadło mechaniczne, mieszając zawartość reaktora po naniesieniu każdej porcji w temperaturze otoczenia przez 5 minut z prędkością 50 obrotów/minutę, a po wprowadzeniu ostatniej porcji mgiełki zawartość reaktora mieszano co 2 godziny przez 5 minut, powtarzając proces mieszania z przerwami łącznie, przez 24 godziny;

o po czym do reaktora wprowadzono odpadowe włókna mineralne i całość mieszano w temperaturze 35°C przez 5 minut z szybkością 150 obrotów/minutę;

o po czym tak otrzymaną mieszaninę modyfikowanego biowęgla z odpadowym włóknem mineralnym przesiewano przez sito o średnicy oczka 0,2 mm, a następnie przesiew umieszczono w komorze ultradźwiękowej nagrzanej do temperatury 80°C i zawartość komory poddawano działaniu ultradźwięków o częstotliwości 40 kHz przez 40 minut, po czym tak przygotowany przesiew wprowadzano do mieszalnika pierwszego zaopatrzonego w mieszadło kotwicowe, do którego uprzednio wprowadzono żywicę epoksydową i mieszano zawartość mieszalnika w temperaturze otoczenia przez 7 minut z prędkością 300 obrotów/minutę; po czym do zawartości mieszalnika dodano mieszaninę oleinianu imidazoliny oraz hydroksyetylo oleiloimidazoliny i mieszanie kontynuowano w temperaturze 40°C przez 10 minut; a następnie do zawartości mieszalnika dodano środki pomocnicze, tlenek cynku, algi oraz utwardzacz i całość mieszano z prędkością 350 obrotów/minutę przez 15 minut, mierząc w odstępach czasu lepkość mieszaniny;

o bezpośrednio po uzyskaniu lepkości względnej mieszaniny stanowiącej zawartość mieszalnika pierwszego wynoszącej 50 sekund - mierzonej przy użyciu kubka Forda o średnicy otworu 4 mm w temperaturze 20°C i ciśnieniu 1013 hPa, uzyskaną mieszaninę naniesiono na element stalowy metodą natryskową przy użyciu urządzenia ciśnieniowego z dyszami o średnicy dyszy 1,8 mm. W ten sposób wytworzono pierwszą warstwę powłoki. Warstwa druga powłoki, zawierała następujące składniki:

o 92 części wagowe żywicy epoksydowej (nazwa handlowa Epidian 6, prod. CIECH Sarzyna S.A., Nowa Sarzyna, Polska), o 7 części wagowych utwardzacza aminowego na bazie aminy alifatycznej (nazwa handlowa Z-1, prod. CIECH Sarzyna S.A., Nowa Sarzyna, Polska), o 2 części wagowe układu modyfikującego, składającego się z mieszaniny oleinianu imidazoliny (nazwa handlowa Chemzine VOIM, produkcji PCC Chemax, Inc. (Piedmont, USA)) oraz hydroksyetylo oleiloimidazoliny (nazwa handlowa N-b-hydroxyethyl oleyl imidazoline numer produktu CDS003404, dostawca Sigma-Aldrich (Saint Louis, USA), o 15 części wagowych haloizytu Kopalnia Dunino Sp. z o.o. (Krotoszyce, Polska) modyfikowanego mieszaniną oleinianu imidazoliny (nazwa handlowa Chemzine VOIM, produkcji PCC Chemax, Inc. (Piedmont, USA)) oraz hydroksyetylo oleiloimidazoliny (nazwa handlowa N-b-hydroxyethyl oleyl imidazoline numer produktu CDS003404, dostawca SigmaAldrich (Saint Louis, USA), w której proporcje wagowe oleinianu imidazoliny oraz hydroksyetylo oleiloimidazoliny wynoszą 1:1, o 4 części wagowe sproszkowanych alg Fucus Vesiculosus Extracts (kod produktu 9DB2-32071, produkcji Dermaproject (Legionowo, Polska)), o 0,5 części wagowych tlenku cynku (ZnO), (produkcji Standard Sp. z o.o. (Lublin, Polska)), o 1 część wagową acetonu (produkcji Avantor Performance Materials Poland S.A.),

PL 240 219 B1 o 1,5 części wagowych środków pomocniczych, w tym 0,5 części wagowych tlenku tytanu (TiO2), produkcji Standard Sp. z o.o. (Lublin, Polska) oraz 0,25 części wagowych krzemionki (nazwa handlowa Aerosil 200, produkcji Evonik, Essen, Niemcy).

Warstwę drugą powłoki przygotowano w następujący sposób:

o w pierwszej kolejności mieszaninę związków imidazolinowych oraz rozpuszczalnik polarny mieszano w temperaturze 30°C przez 2 minuty i umieszczono w ręcznym atom izerze ciśnieniowym, za pomocą którego z mieszaniny tej wytworzono mgiełkę o kroplach o maksymalnej średnicy 300 μm, po czym nanoszono tą mgiełkę w pięciu równych porcjach na powierzchnię haloizytu, umieszczonego w rektorze zaopatrzonym w mieszadło mechaniczne, mieszając zawartość reaktora po naniesieniu każdej porcji w temperaturze otoczenia przez 3 minuty z prędkością 100 obrotów/minutę;

o po wprowadzeniu ostatniej porcji mgiełki zawartość reaktora mieszano co 3 godziny przez 5 minut, powtarzając proces mieszania i przerw, łącznie przez 12 godzin, po czym tak otrzymany haloizyt przesiewano przez sito o średnicy oczka 0,1 mm, a następnie przesiew umieszczono w suszarce na 50 minut w temperaturze nie wyższej niż 80°C;

o po czym wysuszony przesiew wprowadzono do mieszalnika drugiego zaopatrzonego w mieszadło kotwicowe, do którego uprzednio wprowadzono żywicę epoksydową i zawartość mieszalnika mieszano w temperaturze otoczenia przez 5 minut z prędkością 200 obrotów/minutę, po czym do zawartości mieszalnika dodano mieszaninę związków imidazolinowych i mieszanie kontynuowano w temperaturze 40°C przez 8 minut, a następnie do zawartości mieszalnika dodano środki pomocnicze, tlenek cynku, algi oraz utwardzacz i całość mieszano z prędkością 300 obrotów/minutę przez 6 minut, mierząc w odstępach czasu lepkość mieszaniny;

o bezpośrednio po uzyskaniu lepkości względnej mieszaniny stanowiącej zawartość mieszalnika drugiego wynoszącej 56 sekund - mierzonej przy użyciu kubka Forda o średnicy otworu 4 mm w temperaturze 20°C i ciśnieniu 1013 hPa, uzyskaną mieszaninę naniesiono na pierwszą warstwę powłoki, przy użyciu urządzenia ciśnieniowego o średnicy dyszy 1,5 mm. Tym sposobem uzyskano drugą warstwę powłoki, przy czym różnica czasu między nałożeniem pierwszej i drugiej warstwy powłoki wynosiła 30 minut. Po nałożeniu tej warstwy powłoki, element stalowy kondycjonowano w temperaturze 20°C przez 72 godziny.

Po zakończeniu kondycjonowania wytworzoną powłokę poddano badaniom. Grubość otrzymanej powłoki wynosiła 65 μm. Uzyskany element stalowy pokryty wytworzonym zabezpieczeniem antykorozyjnym cechował się dobrą odpornością na działanie warunków korozyjnych, nawet w środowisku o dużym zasoleniu oraz dobrymi właściwościami mechanicznymi, w tym:

- dobrą odpornością na uderzenie - w trakcie prowadzonego badania uszkodzenie powłoki następowało po uderzeniu w powłokę ciężarkiem o masie 1000 g z wysokości 1000 mm (badanie wykonano zgodnie z normą PN-EN ISO 6272-2:2011)

- dobrą odpornością na ścieranie wyrażoną współczynnikiem ścieralności, która wynosiła 0,8 kg/s (badanie wykonano według normy PN-67-C-81516:1976)

- dobrą odpornością na zginanie wyrażoną promieniem zgięcia, która wynosiła 4 mm (badanie wykonano zgodnie z normą PN-EN ISO 17132:2009)

- dobrą odpornością na zarysowanie wyrażoną wartością obciążenia powodującego zarysowanie, która wynosiła 0,5 N (badanie wykonano według normy PN-EN ISO 1518-1:2011).

P r z y k ł a d 3 - porównawczy

Proekologiczne zabezpieczenie antykorozyjne wytworzono tak jak w Przykładzie 1, z tą różnicą, że według Przykładu 3 nie przeprowadzono procesu przesiewania i homogenizacji w komorze ultradźwiękowej mieszaniny modyfikowanego biowęgla z odpadowym włóknem mineralnym. Uzyskana w ten sposób powłoka była niehomogeniczna z widocznymi aglomeratami odpadowych włókien wełny mineralnej. Podczas nanoszenia powłoki na element stalowy występowały problemy technologiczne związane z zapychaniem dyszy urządzenia ciśnieniowego. Po wyschnięciu powłoka cechowała się nierównomierną powierzchnią, co potwierdziło, że przesiewanie jest operacją niezbędną do uzyskania odpowiednich parametrów powłoki, w tym uzyskania prawidłowej adhezji każdej z jej warstw.

Claims (8)

1. PL 240 219 B1

   P r z y k ł a d 4 - porównawczy

   Proekologiczne zabezpieczenie antykorozyjne wytworzono jak w Przykładzie 1, z tą różnicą że według Przykładu 3 nie przeprowadzono procesu modyfikacji biowęgla oraz haloizytu oraz nie wprowadzono do mieszalników pierwszego i drugiego układu modyfikującego - mieszaniny oleinianu imidazoliny oraz hydroksyetylo oleiloimidazoliny. Uzyskana powłoka była niehomogeniczna, a na jej powierzchni widoczne były liczne aglomeraty napełniaczy. Podczas nanoszenia powłoki na element stalowy występowały problemy technologiczne związane z zapychaniem dyszy urządzenia ciśnieniowego. Po wyschnięciu powłoka cechowała się nierównomierną powierzchnią.

   Uzyskane zabezpieczenie antykorozyjne poddano badaniom, których wyniki potwierdziły gorsze właściwości mechaniczne powłoki według Przykładu 4, w tym szczególnie zmniejszoną odpornością na uderzenie.

   Powłoka cechowała się ponadto zmniejszoną odpornością na ścieranie, uderzenie oraz zginanie, w tym:

   - gorszą odpornością na ścieranie wyrażoną współczynnikiem ścieralności, która wynosiła 0,59 kg/s (badanie wykonano według normy PN-67-C-81516:1976)

   - gorszą odpornością na uderzenie - uszkodzenie powłoki następowało po uderzeniu w powłokę ciężarkiem o masie 1000 g z wysokości 500 mm (badanie wykonano zgodnie z normą PN-EN ISO 6272-2:2011)

   - gorszą odpornością na zginanie wyrażoną promieniem zgięcia, która wynosiła 15,5 mm (badanie wykonano zgodnie z normą PN-EN ISO 17132:2009).

   Zatem zastosowanie w powłoce modyfikowanego biowęgla oraz modyfikowanego haliozytu, a także odpowiedniego układu modyfikującego są cechami niezbędnymi dla uzyskania pożądanych właściwości powłoki.

   P r z y k ł a d 5 - porównawczy

   Proekologiczne zabezpieczenie antykorozyjne wytworzono tak jak w Przykładzie 2, z tą różnicą, że według Przykładu 5 czas mieszania zawartości mieszalnika pierwszego po wprowadzeniu przesiewu odpadowych włókien mineralnych z modyfikowanym biowęglem wynosił 3 minuty z prędkością 100 obrotów/minutę, a czas mieszania zawartości mieszalnika drugiego po wprowadzeniu przesiewu modyfikowanego haloizytu wynosił 1 minutę z prędkością 100 obrotów/minutę. Uzyskana powłoka była niehomogeniczna z widocznymi aglomeratami dodanych napełniaczy.

   Zatem odpowiedni czas mieszania jest istotnym parametrem procesowym.

   P r z y k ł a d 6 - porównawczy

   Proekologiczne zabezpieczenie antykorozyjne wytworzono tak jak w przykładzie 2 z tą różnicą, że według Przykładu 6, proces homogenizacji przesiewu mieszaniny modyfikowanego biowęgla z odpadowym włóknem mineralnym przeprowadzono zamiast w komorze ultradźwiękowej to przy użyciu mieszadła mechanicznego z prędkością 800 obrotów/minutę. Uzyskana powłoka była niehomogeniczna, a na powierzchni powłoki widoczne były aglomeraty napełniaczy.

   Zatem odpowiednia obróbka ultradźwiękowa także wpływa na właściwości uzyskanej powłoki.

   Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wytwarzania proekologicznego zabezpieczenia antykorozyjnego przeznaczonego do pokrywania elementów pracujących w środowisku sprzyjającym korozji, w warunkach zwiększonego narażenia na uszkodzenia mechaniczne, znamienny tym, że na konstrukcję stalową nanosi się dwuwarstwową powłokę lakierniczą, przy czym warstwę pierwszą powłoki nanosi się na ośrutowany i odtłuszczony element stalowy lub na element stalowy pokryty warstwą drugą powłoki, natomiast warstwę drugą nanosi się na ośrutowany i odtłuszczony element stalowy lub na element stalowy pokryty warstwą pierwszą powłoki, przy czym:

   - warstwę pierwszą powłoki, zawierającą następujące składniki:

   o od 80 do 95 części wagowych żywicy epoksydowej, o od 2 do 9,5 części wagowych utwardzacza, o od 1 do 6 części wagowych układu modyfikującego, składającego się z mieszaniny związków imidazolinowych wytworzonych na bazie naturalnych kwasów tłuszczowych o długości łańcucha alkilowego co najmniej C16 i temperaturze zestalenia nie wyżej niż 18°C,

   PL 240 219 B1 o od 5 do 25 części wagowych mieszaniny odpadowych włókien mineralnych z biowęglem modyfikowanym mieszaniną związków imidazolinowych wytworzonych na bazie naturalnych kwasów tłuszczowych o długości łańcucha alkilowego co najmniej C16 i temperaturze zestalenia nie wyżej niż 18°C, w której proporcje wagowe włókien mineralnych do biowęgla wynoszą od 1:5 do 1:10, o od 2 do 10 części wagowych sproszkowanych alg o wysokiej zawartości polifenoli o wielkości ziaren nie przekraczającej 0,2 mm, o od 0,5 do 3 części wagowych tlenku cynku, o od 0,5 do 1,5 części wagowych rozpuszczalnika polarnego o temperaturze wrzenia nie wyżej niż 70°C, o od 0,5 do 3 części wagowych środków pomocniczych przygotowuje się w ten sposób, że:

   o w pierwszej kolejności mieszaninę związków imidazolinowych oraz rozpuszczalnik polarny miesza się w temperaturze od 30 do 35°C przez co najmniej 2 minuty, po czym umieszcza się wytworzoną mieszaninę w ręcznym atomizerze ciśnieniowym gdzie rozpyla się ją na krople o średnicy nie większej niż 500 μm, po czym nanosi się rozpyloną mieszaninę w pięciu równych porcjach na powierzchnię biowęgla, umieszczonego w rektorze zaopatrzonym w mieszadło mechaniczne, mieszając zawartość reaktora po naniesieniu każdej porcji w temperaturze otoczenia przez co najmniej 3 minuty z prędkością nie mniejszą niż 50 obrotów/minutę, a po wprowadzeniu ostatniej porcji tej mieszaniny zawartość reaktora miesza się co 2-3 godziny przez czas od 3 do 5 minut, prowadząc proces mieszania z przerwami łącznie przez co najmniej 12 godzin;

   o po czym do reaktora wprowadza się odpadowe włókna mineralne i całość miesza się w temperaturze od 35 do 45°C przez co najmniej 5 minut z szybkością nie mniejszą niż 150 obrotów/minutę;

   o po czym tak otrzymaną mieszaninę modyfikowanego biowęgla z odpadowym włóknem mineralnym przesiewa się przez sito o średnicy oczka nie większej niż 0,2 mm, a następnie przesiew umieszcza się w komorze ultradźwiękowej i zawartość komory poddaje się działaniu ultradźwięków o częstotliwości co najmniej 40 kHz przez czas od 30 do 55 minut w temperaturze od 60 do 80°C, po czym tak przygotowany przesiew wprowadza się do mieszalnika pierwszego z żywicą epoksydową, zaopatrzonego w mieszadło kotwicowe i miesza się zawartość mieszalnika w temperaturze otoczenia przez co najmniej 4 minuty z prędkością nie mniejszą niż 300 obrotów/minutę; po czym do zawartości mieszalnika dodaje się układ modyfikujący i mieszanie kontynuuje się w temperaturze od 25 do 40°C w czasie od 3 do 16 minut; a następnie do zawartości mieszalnika dodaje się środki pomocnicze, tlenek cynku i algi oraz utwardzacz i całość miesza się z prędkością co najmniej 350 obrotów/minutę przez czas od 4 do 15 minut;

   o przy czym bezpośrednio po uzyskaniu lepkości względnej mieszaniny stanowiącej zawartość mieszalnika pierwszego od 35 do 50 sekund mierzonej przy użyciu kubka Forda o średnicy otworu 4 mm w temperaturze 20°C i ciśnieniu 1013 hPa, mieszaninę tą nanosi się na zabezpieczany element stalowy metodą natryskową przy użyciu urządzenia ciśnieniowego o średnicy dyszy co najmniej 1,8 mm, uzyskując pierwszą warstwę powłoki;

   - warstwę drugą powłoki, zawierającą następujące składniki:

   o od 80 do 92 części wagowych żywicy epoksydowej, o od 3 do 9,5 części wagowych utwardzacza, o od 1 do 5 części wagowych układu modyfikującego, składającego się z mieszaniny związków imidazolinowych wytworzonych na bazie naturalnych kwasów tłuszczowych o długości łańcucha alkilowego co najmniej C16 i temperaturze zestalenia nie wyżej niż 18°C, o od 2,5 do 30 części wagowych haloizytu modyfikowanego układem związków imidazolinowych wytworzonych na bazie naturalnych kwasów tłuszczowych o długości łańcucha alkilowego co najmniej C16 i temperaturze zestalenia nie wyżej niż 18°C, o od 2 do 10 części wagowych alg o wysokiej zawartości polifenoli,

   PL 240 219 B1 o od 0,5 do 3 części wagowych tlenku cynku, o od 0,5 do 1,5 części wagowych rozpuszczalnika polarnego o temperaturze wrzenia nie wyżej niż 70°C, o od 0,5 do 3 części wagowych środków pomocniczych przygotowuje się w ten sposób, że:

   o w pierwszej kolejności mieszaninę związków imidazolinowych oraz rozpuszczalnik polarny miesza się w temperaturze od 30 do 35°C przez co najmniej 2 minuty, po czym umieszcza się wytworzoną mieszaninę w ręcznym atomizerze ciśnieniowym, gdzie rozpyla się ją na krople o średnicy nie większej niż 500 μm po czym nanosi się rozpyloną mieszaninę w pięciu równych porcjach na powierzchnię haloizytu, umieszczonego w rektorze zaopatrzonym w mieszadło mechaniczne, mieszając zawartość reaktora po naniesieniu każdej porcji w temperaturze otoczenia przez co najmniej 3 minuty z prędkością nie mniejszą niż 100 obrotów/minutę;

   o po wprowadzeniu ostatniej porcji tej mieszaniny zawartość reaktora miesza się co 23 godziny przez czas od 3 do 5 minut, prowadząc proces mieszania z przerwami łącznie przez co najmniej 12 godzin, po czym przesiewa się całość przez sito o średnicy oczka nie większej niż 0,1 mm, a następnie przesiew umieszcza się w suszarce na czas od 30 do 50 minut w temperaturze od 80 do 95°C;

   o po czym wysuszony przesiew wprowadza się do mieszalnika drugiego z żywicą epoksydową, zaopatrzonego w mieszadło kotwicowe, i zawartość mieszalnika miesza się w temperaturze otoczenia przez co najmniej 2 minuty z prędkością nie mniejszą niż 200 obrotów/minutę, po czym do zawartości mieszalnika dodaje się układ modyfikujący i mieszanie kontynuuje się w temperaturze od 25 do 40°C w czasie od 2 do 10 minut, a następnie do zawartości mieszalnika dodaje się środki pomocnicze, tlenek cynku i algi oraz utwardzacz i całość miesza się z prędkością co najmniej 300 obrotów/minutę przez czas od 2 do 6 minut;

   o przy czym bezpośrednio po uzyskaniu lepkości względnej mieszaniny stanowiącej zawartość mieszalnika wynoszącej od 45 do 60 sekund mierzonej przy użyciu kubka Forda o średnicy otworu 4 mm w temperaturze 20°C i ciśnieniu 1013 hPa, nanosi się tą mieszaninę na pierwszą warstwę powłoki po upływie co najmniej 10 minut od naniesienia pierwszej warstwy powłoki, przy użyciu urządzenia ciśnieniowego o średnicy dyszy co najmniej 1,5 mm, uzyskując drugą warstwę powłoki.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że mieszaninę modyfikowanego biowęgla z odpadowym włóknem mineralnym umieszcza się w komorze ultradźwiękowej na czas od 40 do 45 minut w temperaturze od 72 do 80°C.
3. 3. Sposób według dowolnego z wcześniejszych zastrzeżeń, znamienny tym, że pierwszą warstwę powłoki nanosi się na ośrutowany i odtłuszczony element stalowy tuż po uzyskaniu lepkości względnej od 47 do 50 sekund mierzonej przy użyciu kubka Forda w temperaturze 20°C.
4. 4. Sposób według dowolnego z wcześniejszych zastrzeżeń, znamienny tym, że drugą warstwę powłoki nanosi się na warstwę pierwszą powłoki tuż po uzyskaniu lepkości względnej od 56 do 60 sekund mierzonej przy użyciu kubka Forda w temperaturze 20°C.
5. 5. Sposób według dowolnego z wcześniejszych zastrzeżeń, znamienny tym, że pierwszą warstwę powłoki nanosi się element stalowy przy użyciu urządzenia ciśnieniowego o średnicy dyszy od 1,8 do 2,0 mm.
6. 6. Sposób według dowolnego z wcześniejszych zastrzeżeń, znamienny tym, że drugą warstwę powłoki nanosi się element stalowy przy użyciu urządzenia ciśnieniowego o średnicy dyszy od 1,5 do 1,8 mm.
7. 7. Sposób według dowolnego z wcześniejszych zastrzeżeń, znamienny tym, że stosuje się utwardzacze aminowe, amidowe, poliamidowe lub bezwodnikowe.
8. 8. Sposób według dowolnego z wcześniejszych zastrzeżeń, znamienny tym, że łączna grubość powłoki lakierniczej złożonej z pierwszej warstwy powłoki i drugiej warstwy powłoki wynosi od 35 do 90 μm.