RU2106378C1

RU2106378C1 - Composition for anticorrosion and heat resistant coating

Info

Publication number: RU2106378C1
Application number: RU95108503A
Authority: RU
Inventors: О.П. Мартынова; В.Е. Солодкин; В.Я. Коваленко; В.М. Копылов
Original assignee: Акционерное общество закрытого типа "Дельтапласт"
Priority date: 1995-05-24
Filing date: 1995-05-24
Publication date: 1998-03-10
Also published as: RU95108503A

Abstract

FIELD: protection against corrosion articles of cast iron and low alloy steel which operate at elevated temperature. SUBSTANCE: composition comprises ethyl silicate binder and organic solvent. Said binder comprises, mas. %: 17-21 % SiO₂, 4-6; polymethyl usage resin, 18-22; black pigment having formula Fe•0,8CuO•0,7MnO, 25-30; talc, 4-6; mica, 6-9; and quartz, 6-9. Composition may additionally comprise aerosil, its quantity being not more 2 mass %. Protective coating have impact strength up to 50 usage cm and adhesion being 1-2 points. EFFECT: improved quality of desired coating. 3 cl, 2 tbl

Description

Изобретение относится к лакокрасочным материалам, а именно к составам для антикоррозионных и термостойких покрытий изделий из чугуна и стали, эксплуатируемых при повышенных температурах. Такие покрытия могут быть использованы для защиты различной аппаратуры, например, конфорок бытовых электроплит, оборудования металлургического производства и т.п. The invention relates to paints and varnishes, and in particular to compositions for anticorrosive and heat-resistant coatings of products made of cast iron and steel, operated at elevated temperatures. Such coatings can be used to protect various equipment, for example, burners of domestic electric stoves, equipment of metallurgical production, etc.

Известно использование кремнийорганических эмалей на основе полиметилфенилсилоксановых смол для получения термостойких покрытий, выдерживающих нагрев до 6ОО^oC [1]. Однако такие покрытия недолговечны, их ресурс при 6ОО^oC не превышает 100 ч.It is known to use organosilicon enamels based on polymethylphenylsiloxane resins to obtain heat-resistant coatings that can withstand heating up to 6 ^° C [1]. However, such coatings are short-lived, their resource at 6 ^° C does not exceed 100 hours.

Известен состав для защитных покрытий на металлах и сплавах, включающий этилсиликат, водорастворимый органический растворитель (ацетон или диоксан), воду и ортофосфорную кислоту (75%-ную) в объемном соотношении 22,1:74,1:3,6: 0,2 соответственно. Указанным составом осуществляют первичную обработку поверхности и после испарения растворителя поверхность обрабатывают 1 - 12 % раствором этилгидросилоксановой жидкости ГКЖ-94 в однопроцентном растворе стеариновой кислоты в толуоле с последующей выдержкой на воздухе при температуре 20±5^oC в течение 48 ч [2]. Недостатком этого состава являются низкие температурно-механические характеристики покрытий во время эксплуатации изделий уже при 400 -50О^oC при частых теплосменах.A known composition for protective coatings on metals and alloys, including ethyl silicate, a water-soluble organic solvent (acetone or dioxane), water and phosphoric acid (75%) in a volume ratio of 22.1: 74.1: 3.6: 0.2 respectively. The indicated composition performs primary surface treatment and, after evaporation of the solvent, the surface is treated with 1–12% solution of ethyl hydrosiloxane liquid GKZh-94 in a one percent solution of stearic acid in toluene, followed by exposure to air at a temperature of 20 ± 5 ^o C for 48 h [2]. The disadvantage of this composition is the low temperature and mechanical characteristics of the coatings during operation of the products already at 400 -50 ^° C with frequent heat exchanges.

Данный состав, известный из уровня техники, принят в качестве ближайшего из аналогов. This composition, known from the prior art, adopted as the closest of the analogues.

Задачей изобретения является повышение термической стойкости защитных покрытий при температурах до 65О^oC при сохранении его физико-механических и антикоррозионных свойств во время длительного термостарения при указанных температурах.The objective of the invention is to increase the thermal stability of protective coatings at temperatures up to 65 ^° C while maintaining its physical, mechanical and anti-corrosion properties during prolonged thermal aging at these temperatures.

Поставленная задача достигается тем, что состав для антикоррозионного покрытия включает этилсиликатное связующее ГС-20 Э, полиметилфенилсилоксановую смолу К-42, черный пигмент состава Fe•O,8CuO•0,7MnO, тальк, слюду, кварц и органический растворитель, при следующем соотношении компонентов, мас%:
Этилсиликатное связующее ГС-20 Э - 4 - 6
Полиметилфенилсилоксановая смола К-42 - 18 - 22
Черный пигмент - 25 - 30
Тальк - 4 - 6
Слюда - 6 - 9
Кварц - 6 - 9
Органический растворитель - остальное до 100
Состав может дополнительно содержать аэросил в количестве не более 2 мас.%.The task is achieved in that the composition for anti-corrosion coating includes ethyl silicate binder GS-20 E, polymethylphenylsiloxane resin K-42, black pigment composition Fe • O, 8CuO • 0.7MnO, talc, mica, quartz and an organic solvent, in the following ratio of components , wt%:
Ethyl silicate binder GS-20 E - 4 - 6
Polymethylphenylsiloxane resin K-42 - 18 - 22
Black pigment - 25 - 30
Talc - 4 - 6
Mica - 6 - 9
Quartz - 6 - 9
Organic solvent - rest up to 100
The composition may further contain Aerosil in an amount of not more than 2 wt.%.

В качестве пленкообразующих состав содержит этилсиликатное связующее ГС-20 Э и полиметилсилоксановую смолу К-42. As film-forming composition contains an ethyl silicate binder GS-20 E and polymethylsiloxane resin K-42.

Этилсиликатное связующее ГС-20 Э выпускается по ТУ 6-02-1-583-88 и представляет собой продукт частичного гидролиза и конденсации этилсиликата со следующими характеристиками, %:
Массовая доля SiO₂ - 17 - 21
Массовая доля азотной кислоты - 0,01 - 0,07
Продолжительность гелеобразования - выдерживает 3 - 10 мин.The ethyl silicate binder GS-20 E is produced according to TU 6-02-1-583-88 and is a product of partial hydrolysis and condensation of ethyl silicate with the following characteristics,%:
Mass fraction of SiO ₂ - 17 - 21
Mass fraction of nitric acid - 0.01 - 0.07
The duration of gelation - withstands 3 to 10 minutes.

Полиметилфенилсилоксановая смола К-42 выпускается по ТУ 6-02- 946-79 и предназначена для изготовления слюдяной изоляции
Смола имеет следующие характеристики:
t размягчения по Кремер-Сарнову, не менее - 80^oC
Время желатинизации при 200±3^oC - 12-60 мин.Polymethylphenylsiloxane resin K-42 is produced according to TU 6-02- 946-79 and is intended for the manufacture of mica insulation
The resin has the following characteristics:
t softening according to Kremer-Sarnov, not less than - 80 ^o C
Gelatinization time at 200 ± 3 ^o C - 12-60 minutes

Стойкость к воздействию температуры 220±3^oC пленки лака, не менее - 96 ч
Растворимость в толуоле, не менее - 98%
Содержание летучих веществ не более - 1,5%
Черный пигмент Fe•O,8CuO•0,7MnO является коммерчески доступным продуктом и выпускается по ТУ 301-10-1788-80.Resistance to temperature 220 ± 3 ^o C of a varnish film, not less than - 96 hours
Solubility in toluene, not less than 98%
The content of volatile substances is not more than - 1.5%
The black pigment Fe • O, 8CuO • 0.7MnO is a commercially available product and is produced according to TU 301-10-1788-80.

Введение в состав таких наполнителей как кварц, слюда и тальк позволяет интенсифицировать технологию его получения, как за счет их хорошей диспергируемости, так и за счет возможности использования быстродействующего диспергирующего оборудования. В качестве растворителя используют бутилацетат, или этилацетат, или толуол. The introduction of such fillers as quartz, mica, and talc makes it possible to intensify the technology for its production, both due to their good dispersibility and due to the possibility of using high-speed dispersing equipment. The solvent used is butyl acetate, or ethyl acetate, or toluene.

Выбор пределов общего наполнения и содержания наполнителей обусловлен их влиянием на характеристики получаемых покрытий. The choice of the limits of the total filling and the content of fillers is due to their influence on the characteristics of the resulting coatings.

Ниже приводятся примеры получения составов с различным содержанием компонентов и данные по испытанию покрытий на их основе (табл. 1, 2). The following are examples of the preparation of compositions with different component contents and data on testing coatings based on them (Tables 1, 2).

Пример осуществления изобретения. An example embodiment of the invention.

В шаровую мельницу загружают согласно рецептуре смолу К-42, связующее ГС-20 Э, растворитель, черный пигмент, тальк, слюду, кварц, аэросил и диспергируют в течение 48 ч. до степени перетира 45 - 55 мкм по прибору "Клин". Готовый состав наносят на чугунные пластины толщиной 3 мм при температуре 200± 10^oC.According to the recipe, the K-42 resin, the GS-20 E binder, the solvent, black pigment, talc, mica, quartz, aerosil are loaded into the ball mill and dispersed for 48 hours to a milling degree of 45 - 55 μm using the Klin device. The finished composition is applied to cast iron plates with a thickness of 3 mm at a temperature of 200 ± 10 ^o C.

Испытания образцов с нанесенным покрытием проводили по следующей методике. Пластину нагревали в течение 5 мин, до 660^oC, затем охлаждали до 40 -50^oC с помощью емкости с холодной водой, которую ставил на пластину.Tests of the coated samples were carried out according to the following procedure. The plate was heated for 5 min, to 660 ^o C, then cooled to 40 -50 ^o C using a container of cold water, which put on the plate.

Количество циклов нагрев-охлаждение - 600. После этого проводили физико-механические испытания покрытий. The number of heating-cooling cycles is 600. After that, physical and mechanical tests of the coatings were carried out.

Образцы подвергались испытаниям в исходном состоянии и после термостарения при температуре 650^oC в течение 100 и 500 ч. Оценивался внешний вид и определялась адгезия, прочность покрытия на удар и коррозионная устойчивость. Адгезия определялась методом решеточного надреза по ГОСТ; коррозионная устойчивость определялась по следующей методике.The samples were tested in the initial state and after thermal aging at a temperature of 650 ^o C for 100 and 500 hours. Appearance was assessed and adhesion, impact strength and corrosion resistance were determined. Adhesion was determined by the method of lattice notch according to GOST; corrosion resistance was determined by the following method.

Испытания на коррозионную активность проводят следующим образом. На поверхность образца накладывают целлюлозную упаковку толщиной 8 мм (набор бумажных салфеток), пропитанных 5%-ным раствором поваренной соли (методом окунания) и оставляют на 6 ч при комнатной температуре. Затем производят визуальный осмотр образца для выявления ржавчины. Corrosion tests are carried out as follows. An 8 mm thick cellulose package (a set of paper towels) impregnated with a 5% sodium chloride solution (dipping method) was applied to the sample surface and left for 6 hours at room temperature. Then produce a visual inspection of the sample to detect rust.

Результаты испытаний приведены в табл. 2. Как следует из приведенных данных, предлагаемый состав для антикоррозионного и термостойкого покрытия, содержащий компоненты в указанных пределах, позволяет получать покрытия с большой термостойкостью, т.е. сохраняющими свои антикоррозионные и физико-механические характеристики во время термостатирования при 650^oC.The test results are given in table. 2. As follows from the above data, the proposed composition for anti-corrosion and heat-resistant coatings, containing components within the specified limits, allows to obtain coatings with high heat resistance, ie retaining their anti-corrosion and physico-mechanical characteristics during temperature control at 650 ^o C.

Claims

1. The composition for anticorrosion and heat-resistant coatings, including ethyl silicate binder and an organic solvent, characterized in that it contains as an ethyl silicate binder a product of partial hydrolysis and condensation of ethyl silicate with a content of SiO _{2 of} 17-21 wt.% And additionally contains a polymethyl phenyl siloxane resin with a softening temperature not less than 80 ^o С, talc, mica, quartz and black pigment of the composition Fe • 0.8 CuO • 0.7 MnO, in the following ratio of components, wt.%:
Ethyl silicate binder with a content of SiO ₂ 17 - 21 wt.% - 4 - 6
Polymethylphenylsiloxane Resin - 18 - 22
Black pigment - 25 - 30
Talc - 4 - 6
Mica - 6 - 9
Quartz - 6 - 9
Organic Solvent - Rest to 100
2. The composition according to claim 1, characterized in that it further comprises Aerosil in an amount of not more than 2 wt.%.

3. The composition according to claims 1 and 2, characterized in that it contains an organic solvent selected from the group comprising toluene, ethyl acetate and butyl acetate.