RU2068434C1

RU2068434C1 - Primer

Info

Publication number: RU2068434C1
Application number: RU92001217A
Authority: RU
Original assignee: Брокерская фирма "Цезарь"
Priority date: 1992-10-20
Filing date: 1992-10-20
Publication date: 1996-10-27

Abstract

FIELD: protection of components and structures of iron and steel and concretes used under atmospheric conditions and under increased moisture conditions. SUBSTANCE: primer comprises (%): 41.5-61.5 pentaphthalic varnish modified with epoxy-fatty acid oligomer; 30.0- 45.0 zinc powder; 6.5-10.0 polymethyl urea and 2.0-3.5 siccative. Modified pentaphthalic varnish represents product of reaction of low molecular epoxy-diane resin and thallic oil or fatty acids thereof at 5:2 weight ratio thereof, at pentaphthalic varnish to epoxy-fatty acid aligomer weight ratio of 4:1. Varnish and oligomer are charged into mixer, the whole is stirred at 50+-5 C for 1 hour and the resulting product is cooled and pumped into disolder. Siccative and polymethyl urea are fed, the whole is stirred, zinc powder is then added. Primer is applied to metallic surfaces. EFFECT: improved properties of the primer. 2 tbl

Description

Изобретение относится к лакокрасочным материалам, в частности, к грунтам, содержащим в качестве пигмента металлический порошок и может быть использовано для протекторной защиты изделий и конструкций из железа и стали, а также бетонов, эксплуатируемых в атмосферных условиях и в условиях повышенной влажности. The invention relates to paints and varnishes, in particular, to soils containing metal powder as a pigment and can be used for tread protection of products and structures made of iron and steel, as well as concrete, operated in atmospheric conditions and in conditions of high humidity.

Известна цинксодержащая краска, включающая пленкообразующее, цинковый порошок, органический растворитель, эпоксидную диановую смолу, отвердитель аминного типа и 5-аминосалициловую кислоту [1] Недостатком этой краски является сложность ее изготовления, седиментационная неустойчивость компонентов, многоупаковочность. Кроме того, краска имеет низкую адгезию к металлам и используется в основном для защиты строительных конструкций. Known zinc-containing paint, including film-forming, zinc powder, organic solvent, epoxy Dianova resin, hardener of amine type and 5-aminosalicylic acid [1] The disadvantage of this paint is the complexity of its manufacture, sedimentation instability of the components, multi-packaging. In addition, the paint has low adhesion to metals and is mainly used to protect building structures.

Известны также грунтовка, содержащая пленкообразующее, простые полиэфирполиолы, отвердитель на основе дифенилметановых изоцианатных форполимеров и порошок металлического цинка [2] Для приготовления грунтовки предварительно синтезируют пленкообразующее и отвердитель, а смешение осуществляют непосредственно перед окрашиванием по определенному отношению групп NCO и ОН. К смеси прибавляют цинковый порошок. Недостатком грунтовки является ее многоупаковочность, сложность в приготовлении, низкая седиментационная устойчивость. Also known are a primer containing film-forming, simple polyether polyols, a hardener based on diphenylmethane isocyanate prepolymers and zinc metal powder [2]. For the preparation of a primer, a film-forming and hardener are pre-synthesized, and mixing is carried out immediately before staining by a certain ratio of NCO and OH groups. Zinc powder is added to the mixture. The disadvantage of the primer is its multi-packability, difficulty in preparation, low sedimentation stability.

Наиболее близкой по технической сущности является грунтовка, включающая алкидный лак и цинковый порошок (3). Эта грунтовка является вторым слоем металлического изделия, содержащим антикоррозионное покрытие в два слоя. Она обладает хорошей адгезией и включает отвержденный полимер с диспергированными в нем частицами металла (алюминия, цинка, олова и т.д.) в количестве 1-500 г на 100 г полимера. The closest in technical essence is a primer, including alkyd varnish and zinc powder (3). This primer is the second layer of a metal product containing a two-layer anti-corrosion coating. It has good adhesion and includes a cured polymer with metal particles dispersed in it (aluminum, zinc, tin, etc.) in an amount of 1-500 g per 100 g of polymer.

Содержание металла 1-500 г на 100 г полимера указывает на то, что введение его в состав грунтовки происходит непосредственно перед нанесением грунтовки на поверхность изделия, причем при интенсивном размешивании. Известный состав грунтовки исключает ее предварительное приготовление и тем более хранение сколько-нибудь длительное время в готовом для применения виде, т.к. это приводит к образованию плотного неразмешиваемого осадка и безвозвратной потере готового продукта за счет того, что металлические частицы, оседая на дно тары, захватывают с собой молекулы полимерного пленкообразующего. The metal content of 1-500 g per 100 g of polymer indicates that its introduction into the primer occurs immediately before applying the primer to the surface of the product, and with intensive stirring. The known composition of the primer excludes its preliminary preparation and, all the more, storage for a long time in a ready-to-use form, because this leads to the formation of a dense immiscible precipitate and an irretrievable loss of the finished product due to the fact that metal particles, settling to the bottom of the container, capture polymer film-forming molecules with them.

Другим недостатком известной грунтовки являются значительные затруднения, которые могут возникнуть при нанесении ее на поверхность за счет введения в ее состав таких тяжелых наполнителей, как частицы металла в заданном соотношении, при отсутствии тиксотропных добавок. Another disadvantage of the known primer is the significant difficulties that may arise when applying it to the surface due to the introduction of such heavy fillers as metal particles in a given ratio in the absence of thixotropic additives.

Технической задачей изобретения является улучшение тиксотропности и седиментационной устойчивости. An object of the invention is to improve thixotropy and sedimentation stability.

Данная задача решается тем, что грунтовка, включающая алкидный лак и цинковый порошок, дополнительно содержит полиметилмочевину и сиккатив, а в качестве алкидного лака она содержит пентафталевый лак, модифицированный эпоксидножирнокислотным олигомером, представляющим собой продукт взаимодействия низкомолекулярной эпоксидиановой смолы и таллового масла или его жирных кислот при массовом соотношении 5:2, при массовом соотношении пентафталевого лака и эпоксидножирнокислотного олигомера 4:1 и массовом соотношении компонентов грунтовки, мас. This problem is solved in that the primer, including alkyd varnish and zinc powder, additionally contains polymethylurea and desiccant, and as an alkyd varnish it contains a pentaphthalic varnish modified with an epoxy fatty acid oligomer, which is a product of the interaction of low molecular weight epoxy resin and tall oil or its fatty acids a mass ratio of 5: 2, with a mass ratio of pentaphthalic varnish and epoxy fatty acid oligomer 4: 1 and a mass ratio of components of the primer, wt.

Пентафталевый лак, модифицированный эпоксидножирнокислотным олигомером - 41,5- 61,5
Цинковый порошок 30,0-45,0
Полиметилмочевина 6,5-10,0
Сиккатив 2,0-3,5
Грунтовку готовят следующим образом.Pentaphthalic varnish, modified with epoxy fatty acid oligomer - 41.5 - 61.5
Zinc powder 30.0-45.0
Polymethylurea 6.5-10.0
Desiccant 2.0-3.5
The primer is prepared as follows.

Предварительно готовят модифицированный алкидный лак. Modified alkyd varnish is pre-prepared.

В смеситель загружают алкидный лак (ТУ 6-10-612-76) и эпоксидножирнокислотный олигомер (CТП 6-00-5744286-92-92) и перемешивают в течение 1 часа при температуре 50±5^oС. Полученный продукт охлаждают до 20±2^oС и перекачивают в дисольвер, куда подают сиккатив. В качестве сиккатива используют, например, сиккатив жирнокислотный ЖК-1 (ТУ 6-10-1641-86), трехметальный ЖК-12 (ТУ 6-21-0204150-1-90) или плавленный 64п (ТУ 6-10-1351-78). Все тщательно перемешивают и догружают полиметилмочевину. Загрузку полиметилмочевины производят небольшими порциями при постоянном перемешивании. Перемешивают до полного набухания полиметилмочевины, но не менее 2-х часов. Полиметилмочевина продукт выделения из сточных вод карбомидного производства представляет собой смесь олигомеров с мм до 20000. При полном набухании смесь должна быть полупрозрачной без комков или сгустков. Затем вводят цинковый порошок марок ПЦ-1 или ПЦ-2, ПЦ-3 (ГОСТ 12601-76) или ПЦС-10 (ТУ 48-4015-1/0-87) или для щелочного восстановления (ТУ 6-14-585-81), причем введение осуществляют небольшими порциями и медленно. Смесь перемешивают в течение 30 мин. Готовую грунтовку упаковывают в банки металлические с пропаянными швами или фляги.An alkyd varnish (TU 6-10-612-76) and an epoxy fatty acid oligomer (CTP 6-00-5744286-92-92) are loaded into the mixer and stirred for 1 hour at a temperature of 50 ± 5 ^o C. The resulting product is cooled to 20 ± 2 ^o C and pumped into the disolver, which serves desiccant. As a desiccant, for example, a desiccant fatty acid ZhK-1 (TU 6-10-1641-86), three-metal ZhK-12 (TU 6-21-0204150-1-90) or melted 64p (TU 6-10-1351- 78). All are thoroughly mixed and loaded with polymethylurea. Polymethylurea is loaded in small portions with constant stirring. Stir until polymethylurea is completely swollen, but not less than 2 hours. Polymethylurea urea product from wastewater of carbide production is a mixture of oligomers from mm to 20,000. When fully swollen, the mixture should be translucent without lumps or clots. Then zinc powder of grades PTs-1 or PTs-2, PTs-3 (GOST 12601-76) or PTsS-10 (TU 48-4015-1 / 0-87) or for alkaline reduction (TU 6-14-585- 81), and the introduction is carried out in small portions and slowly. The mixture is stirred for 30 minutes. The finished primer is packaged in metal cans with soldered seams or flasks.

Перед нанесением на металлическую поверхность грунтовку разбавляют ксилолом до рабочей вязкости 16-20С при температуре 20,0±0,5^oС и фильтруют через 2-3 слоя марли. Грунтовку наносят краскораспылителем или кистью на предварительно очищенную и обезжиренную металлическую поверхность в один или два слоя в зависимости от условий эксплуатации. Грунтовку используют в многослойном покрытии, например, с эмалями типа ПФ-115, МЛ-12, ЭП-1155 и др.Before applying to a metal surface, the primer is diluted with xylene to a working viscosity of 16-20 ^° C at a temperature of 20.0 ± 0.5 ^o C and filtered through 2-3 layers of gauze. The primer is applied with a spray gun or brush on a previously cleaned and degreased metal surface in one or two layers, depending on operating conditions. The primer is used in a multilayer coating, for example, with enamels such as PF-115, ML-12, EP-1155, etc.

Пример 1 приготовления грунтовки. Example 1 preparation of a primer.

Предварительно готовят модифицированный алкидный лак. В смеситель загружают алкидный пентафталевый лак ПФ-053 и эпоксидножирнокислотный олигомер и перемешивают в течение 1 ч при температуре 50±5^oC. Полученный продукт охлаждают до 20+2^oС и перекачивают в дисольвер, куда подают сиккатив плавленный 64П. Все тщательно перемешивают и вводят небольшими порциями при постоянном перемешивании полиметилмочевину. Перемешивание производят до полного набухания полиметилмочевины, но не менее 2 ч. При полном набухании смесь полупрозрачная без комков и сгустков. Затем добавляют цинковый порошок для щелочного восстановления, причем введение осуществляют небольшими порциями и медленно. Смесь перемешивают в течение 30 мин. Готовую грунтовку упаковывают в металлические банки с пропаянными швами или фляги.Modified alkyd varnish is pre-prepared. PF-053 alkyd pentaphthalic varnish and an epoxy-fatty acid oligomer are loaded into the mixer and stirred for 1 h at a temperature of 50 ± 5 ^o C. The resulting product is cooled to 20 + 2 ^o C and pumped to a dissolver, where melted 64P drier is fed. All are thoroughly mixed and introduced in small portions with constant stirring of polymethylurea. Stirring is carried out until polymethylurea is completely swollen, but not less than 2 hours. With complete swelling, the mixture is translucent without lumps and clots. Zinc powder is then added for alkaline reduction, the administration being carried out in small portions and slowly. The mixture is stirred for 30 minutes. The finished primer is packaged in metal cans with soldered seams or flasks.

Примеры с указанием конкретных соотношений компонентов сведены в таблицу 1. Examples indicating specific ratios of the components are summarized in table 1.

В таблицу 2 внесены результаты испытаний грунтовочного покрытия на основе различных составов предлагаемой грунтовки. Table 2 contains the test results of the primer based on the various compositions of the proposed primer.

Как видно из приведенных в таблице 2 данных, оптимальными являются составы грунтовки 1-3, содержащие (мас.) алкидный лак, модифицированный эпоксидножирнокислотным олигомером 41,5-61,5, цинковый порошок 30,0-45,0, отходы очистки сточных вод карбамидного производства полиметилмочевину 6,5-10,0 и сиккатив 2,0-3,5. As can be seen from the data in table 2, the optimal compositions are primers 1-3, containing (wt.) Alkyd varnish, modified epoxy fatty acid oligomer 41.5-61.5, zinc powder 30.0-45.0, wastewater treatment waste urea production polymethylurea 6.5-10.0 and drier 2.0-3.5.

Проведенные испытания показали также, что введение алкидного лака, модифицированного эпоксидножирнокислотным олигомером в количестве, меньшем 41,5% (состав 4) приводят к снижению не только адгезии пленки, но также прочности пленки при ударе (пленка сминается в лунке) и стойкости пленки к статическому воздействию воды (через 48 часов наблюдается отслаивание пленки). Кроме того, нарушаются режимы сушки, что приводит к образованию мягкой пленки. The tests also showed that the introduction of alkyd varnish modified with an epoxy fatty acid oligomer in an amount of less than 41.5% (composition 4) leads to a decrease not only in film adhesion, but also in film strength upon impact (film is wrinkled in the hole) and film resistance to static exposure to water (after 48 hours, peeling of the film is observed). In addition, drying modes are violated, which leads to the formation of a soft film.

При увеличении содержания пленкообразующего более 61,5% (состав 8) также наблюдается снижение адгезии пленки, стойкости пленки к статическому воздействию воды (пленка сморщивается и белеет через 48 час.) и прочности пленки при ударе. При этом, также снижается седиментационная устойчивость грунтовки при хранении, через 4 мес. сверху отслаивается слой лака и увеличивается время сушки, что приводит к образованию мягкой пленки. With an increase in the film-forming content of more than 61.5% (composition 8), there is also a decrease in film adhesion, the film's resistance to static water (the film shrinks and whitens after 48 hours) and the film strength upon impact. At the same time, the sedimentation stability of the primer during storage also decreases after 4 months. the top layer of varnish exfoliates and the drying time increases, which leads to the formation of a soft film.

Установлено, что содержание цинкового порошка более 45,0% (состав 5) не обеспечивает режимы сушки грунтовки, что приводит к снижению таких показателей, как прочность пленки при ударе, стойкость пленки к статическому воздействию воды (через 48 час. пленка отслаивается, наблюдается ржавление металла) и адгезия пленки. Содержание цинкового порошка менее 30,0% (состав 11) приводит к снижению прочности пленки при ударе, стойкости пленки к статическому воздействию воды и адгезии пленки. Пленка становится глянцевой и скользской и непригодна для использования в многослойном покрытии. It was found that the content of zinc powder of more than 45.0% (composition 5) does not provide the drying conditions for the primer, which leads to a decrease in indicators such as film strength upon impact, film resistance to static water (after 48 hours, the film exfoliates, rusting is observed metal) and film adhesion. A content of zinc powder of less than 30.0% (composition 11) leads to a decrease in film strength upon impact, film resistance to static water and film adhesion. The film becomes glossy and slippery and unsuitable for use in a multilayer coating.

Введение полиметилмочевины в количестве меньшем 6,5% (состав 6), с одной стороны, не обеспечивает требуемые режимы сушки, что приводит к образованию хрупкой пленки, а с другой стороны, прочностные и защитные свойства пленки. Кроме того, уменьшение содержания полиметилмочевины снижает седиментационную устойчивость грунтовки при хранении (уже через 3 мес. наблюдается образование осадка цинкового порошка) и снижение адгезии. Увеличение содержания полиметилмочевины более 10,0% (состав 7) способствует образованию в пленке сгустков набухшей полиметилмочевины, а также приводит к нарушению режимов сушки и снижению таких показателей, как прочность, стойкость пленки к статическому воздействию воды и адгезии. The introduction of polymethylurea in an amount of less than 6.5% (composition 6), on the one hand, does not provide the required drying conditions, which leads to the formation of a brittle film, and on the other hand, the strength and protective properties of the film. In addition, a decrease in the content of polymethylurea reduces the sedimentation stability of the primer during storage (after 3 months, the formation of a precipitate of zinc powder is observed) and a decrease in adhesion. An increase in the polymethylurea content of more than 10.0% (composition 7) promotes the formation of swollen polymethylurea clots in the film, and also leads to a violation of the drying regimes and a decrease in such indicators as strength, film resistance to static water and adhesion.

Оптимальное содержание сиккатива в грунтовке 2,0-3,5% Как увеличение его содержания (состав 10), так и уменьшение его содержания (состав 9) приводят к нарушению режимов сушки, снижению прочности пленки при ударе, стойкости пленки к статическому воздействию воды и адгезии. Кроме того, уменьшение содержания сиккатива снижает седиментационную устойчивость грунтовки, в пленке происходит скопление частиц цинкового порошка, а увеличение его содержания приводит к образованию хрупкой пленки и скоплению в ней сгустков полиметилмочевины. The optimal content of desiccant in the primer is 2.0-3.5%. Both an increase in its content (composition 10) and a decrease in its content (composition 9) lead to a violation of the drying regimes, a decrease in film strength upon impact, and the film is resistant to static water and adhesion. In addition, a decrease in the desiccant content decreases the sedimentation stability of the primer, particles of zinc powder accumulate in the film, and an increase in its content leads to the formation of a brittle film and the accumulation of polymethylurea clots in it.

Важным показателем в предлагаемой грунтовке является массовое соотношение алкидного лака и эпоксидножирнокислотного олигомера 4:1. При изменении этого соотношения в большую или меньшую стороны снижаются прочность пленки при ударе и стойкость пленки к статическому воздействию воды. An important indicator in the proposed primer is the mass ratio of alkyd varnish and epoxy-fatty acid oligomer 4: 1. When this ratio is changed to a greater or lesser extent, the film strength upon impact and the film's resistance to static water are reduced.

Кроме перечисленных выше достоинств, предлагаемая грунтовка одноупаковочна, может подвергаться как горячей, так и холодной сушке, устойчива при хранении, поставляется потребителю в рабочих технологических параметрах, для разбавления не требует дефицитных растворителей, может наноситься кистью, краскораспылителем или валиком. In addition to the advantages listed above, the proposed primer is single-packaged, can be subjected to both hot and cold drying, stable during storage, supplied to the consumer in operating process parameters, does not require scarce solvents for dilution, can be applied with a brush, paint sprayer or roller.

Claims

A primer comprising alkyd varnish and zinc powder, characterized in that it additionally contains polymethylurea and desiccant, and as an alkyd varnish, it contains a pentaphthalic varnish modified with an epoxy fatty acid oligomer, which is a product of the interaction of a low molecular weight epoxy resin and tall oil or its fatty acids with their mass ratio of 5 2, with the mass ratio of pentaphthalic varnish and epoxy-fatty acid oligomer 4 1 with the ratio of the components of the primer, wt.

The pentaphthalic varnish modified with an epoxy fatty acid oligomer 41.5 61.5
Zinc powder 30.0 45.0
Polymethylurea 6.5 10.0
Desiccant 2.0 3.5