RU2460748C2

RU2460748C2 - Universal thick-layer anticorrosion paint system

Info

Publication number: RU2460748C2
Application number: RU2010130969/05A
Authority: RU
Inventors: Флюра Исмагиловна Ильдарханова (RU); Флюра Исмагиловна Ильдарханова; Галина Алексеевна Миронова (RU); Галина Алексеевна Миронова; Сергей Викторович Кузнецов (RU); Сергей Викторович Кузнецов; Кронид Григорьевич Богословский (RU); Кронид Григорьевич Богословский; Ольга Леонтьевна Большакова (RU); Ольга Леонтьевна Большакова; Валентина Владимировна Коптева (RU); Валентина Владимировна Коптева
Original assignee: Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Лакокраспокрытие"
Priority date: 2010-07-26
Filing date: 2010-07-26
Publication date: 2012-09-10
Also published as: RU2010130969A

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: universal thick-layer anticorrosion paint system includes an aqueous aryl-containing dispersion with a crosslinking agent, target additives, an instant corrosion inhibitor, a water-soluble organic corrosion inhibitor, an anticorrosion pigment and other pigments, nanodispersed silicon dioxide, plate-like and active filler and water. Corrosion inhibitors and the anticorrosion pigment are capable of forming nanosized protective layers on a metal surface under a paint film. The nanodispersed silicon oxide provides thick-layered application of the paint coat. In order to seal the paint coat structure and increase enhance its water-repellent properties, nanodispersed fluoroplastic is additionally used in the paint system.

EFFECT: longevity of the paint coat, increase in cost effectiveness of paint and repair works owing to fewer layers and increase in thickness of the coating, increase in inter-repair period of metal structures to 28 years.

1 tbl, 10 ex

Description

Изобретение относится к водно-дисперсионным лакокрасочным материалам, предназначенным для защиты от коррозии металлических поверхностей, эксплуатируемых в атмосферных условиях. Может использоваться как однослойное покрытие, наносимое толщиной сухой пленки от 100 до 200 мкм. Универсальная толстослойная антикоррозионная лакокрасочная система включает водную акрилсодержащую дисперсию со сшивающим агентом, антикоррозионный пигмент, ингибитор мгновенной коррозии, органический ингибитор коррозии, нанодисперсный диоксид кремния и политетрафторэтилен, пластинчатый и активный наполнители, пигменты для придания цветности и укрывистости лакокрасочному покрытию, целевые добавки и воду. Органический ингибитор коррозии и антикоррозионный пигмент способны образовывать наноразмерные защитные слои на металлической поверхности под лакокрасочной пленкой. Нанодисперсный диоксид кремния как структурирующая добавка обеспечивает толстослойное нанесение лакокрасочного покрытия. С целью уплотнения структуры лакокрасочного покрытия, повышения его водоотталкивающих свойств и снижения проницаемости атмосферных коррозионных агентов под лакокрасочную пленку в состав лакокрасочной системы дополнительно вводится политетрафторэтилен с размером частиц от 200 нм до 5 мкм.The invention relates to water-dispersion paints and varnishes intended for protection against corrosion of metal surfaces operated in atmospheric conditions. It can be used as a single layer coating applied with a dry film thickness of 100 to 200 microns. The universal thick-layer anticorrosion paint system includes an aqueous acrylic dispersion with a crosslinking agent, an anti-corrosion pigment, an instant corrosion inhibitor, an organic corrosion inhibitor, nanodispersed silicon dioxide and polytetrafluoroethylene, lamellar and active fillers, pigments to add color and hiding power to the varnish, and varnish. An organic corrosion inhibitor and anti-corrosion pigment are able to form nanosized protective layers on a metal surface under a paint film. Nanodispersed silicon dioxide as a structuring agent provides a thick-layer coating. In order to seal the structure of the paint coating, increase its water-repellent properties and reduce the permeability of atmospheric corrosive agents, polytetrafluoroethylene with a particle size of 200 nm to 5 μm is additionally introduced into the paint system.

Технический результат - значительное увеличение долговечности лакокрасочного покрытия, повышение экономичности окрасочных и ремонтных работ за счет уменьшения количества слоев и увеличения толщины покрытия, увеличения межремонтного периода эксплуатации металлоконструкций до 28 лет.The technical result is a significant increase in the durability of the paint coating, increasing the efficiency of painting and repair work by reducing the number of layers and increasing the thickness of the coating, increasing the overhaul period of operation of metal structures to 28 years.

В настоящее время общими тенденциями в разработке антикоррозионных лакокрасочных материалов является замена токсичных антикоррозионных хроматных пигментов на нетоксичные антикоррозионные пигменты и ингибиторы коррозии, использование антикоррозионных пигментов и ингибиторов коррозии, способных образовывать наноразмерные защитные слои, использование наноразмерных компонентов в составе лакокрасочных материалов и фторуглеродов.Currently, the general trends in the development of anticorrosive paints and varnishes are the replacement of toxic anticorrosive chromate pigments with non-toxic anticorrosive pigments and corrosion inhibitors, the use of anticorrosive pigments and corrosion inhibitors capable of forming nanosized protective layers, the use of nanosized components in the composition of paints and fluorocarbons.

Для замены токсичных хроматных пигментов используют менее токсичный крон фосфатно-кальциевый [патент RU 2223996], фосфат молибдат кальция [патент RU 2260608], фосфат цинка [патент RU 2268275], гидрофосфат кальция [патент WO 2008031603]. Фосфат цинка и другие фосфатные пигменты, несмотря на то, что являются менее токсичными по сравнению с хроматами, содержат ионы тяжелого металла.To replace the toxic chromate pigments, less toxic crown phosphate-calcium [patent RU 2223996], calcium molybdate phosphate [patent RU 2260608], zinc phosphate [patent RU 2268275], calcium hydrogen phosphate [patent WO 2008031603] are used. Zinc phosphate and other phosphate pigments, although less toxic than chromates, contain heavy metal ions.

В качестве пигментов, способных образовывать наноразмерные защитные слои, используют оксинитрит, оксиметаллофосфат, оксиборат, оксисиликат [патент US 6331202], оксид или гидроксид металла [патент WO 2005120722]. Поскольку все эти антикоррозионные пигменты малорастворимы в воде, то наблюдается запаздывание защитного действия из-за необходимости некоторого временного периода для протекания реакции гидролиза [Брок Т., Гротеклаус М., Мишке П. Европейское руководство по лакокрасочным материалам и покрытиям. Под редакцией У.Цорлля. М.: ООО «Пэйнт-Медиа», 2004. С.204; Чиркунов А.А., Кузнецов Ю.Н., Казанский Л.П. Коррозия: материалы и защита. 2007. №9. С.27-32]. Введение водорастворимого органического ингибитора коррозии в лакокрасочную систему дополнительно, например, к оксиаминфосфатному комплексу магния и кальция может компенсировать это запаздывание [патент RU 2424265].As pigments capable of forming nanoscale protective layers, oxynitrite, oxymetallophosphate, oxyborate, oxysilicate [US Pat. No. 6,331,202], metal oxide or hydroxide are used [patent WO 2005120722]. Since all these anti-corrosion pigments are slightly soluble in water, a delay in the protective effect is observed due to the need for a certain time period for the hydrolysis reaction to take place [Brock T., Groteklaus M., Mishke P. European Guide to Paints and Coatings. Edited by W. Zorl. M .: Paint-Media LLC, 2004. P.204; Chirkunov A.A., Kuznetsov Yu.N., Kazansky L.P. Corrosion: materials and protection. 2007. No9. S.27-32]. The introduction of a water-soluble organic corrosion inhibitor in the paint system in addition to, for example, the hydroxyamine phosphate complex of magnesium and calcium can compensate for this delay [patent RU 2424265].

В качестве наноразмерных компонентов в лакокрасочных материалах чаще всего используют наноразмерную двуокись титана [патент CN 101362916], наноразмерный оксид кремния, алюминия, циркония, сурьмы [патент AU 2006303341] и другие. Нанодисперсная двуокись титана используется для повышения водостойкости, стабильности и стойкости к царапанию. Для повышения антикоррозионной защиты используется барьерное действие таких материалов, как наноразмерный оксид кремния, алюминия, циркония, сурьмы [патент AU 2006303341]. Наноматериалы используются в количестве 1-5%. Однако отмечается сильное влияние их на реологию лакокрасочного материала.As nanosized components in paints and varnishes, nanosized titanium dioxide [patent CN 101362916], nanosized oxide of silicon, aluminum, zirconium, antimony [patent AU 2006303341] and others are most often used. Nanodispersed titanium dioxide is used to increase water resistance, stability and scratch resistance. To increase corrosion protection, the barrier effect of materials such as nanosized oxide of silicon, aluminum, zirconium, antimony is used [patent AU 2006303341]. Nanomaterials are used in an amount of 1-5%. However, their strong influence on the rheology of the paint material is noted.

Для повышения устойчивости к кислым дождям водорастворимые фасадные покрытия модифицируют фторуглеродом [патенты CN 101402816 и CN 101397436]. В состав входит до 10-15% фторуглеродного латекса и 30-40% акрилового латекса. Однако на Российском рынке фторуглеродные латексы отсутствуют.To increase resistance to acid rain, water-soluble facade coatings are modified with fluorocarbon [patents CN 101402816 and CN 101397436]. The composition includes up to 10-15% fluorocarbon latex and 30-40% acrylic latex. However, fluorocarbon latexes are not available on the Russian market.

Известны эпокси фторуглеродные покрытия [патент ЕР 0219928], где фторполимер с размером частиц 150-500 мкм вводится в эпоксидную смолу в оптимальных количествах 5-24% для обеспечения гидрофобности пленки. При отверждении эпоксидной смолы в присутствии отверждающих агентов при повышенных температурах (85-100°С) фторполимер физически удерживается в матрице эпоксидной смолы. Покрытия толщиной 150-660 мкм являются хим- и водостойкими. Менее 5% фторполимера не обеспечивает смачивание металлической поверхности, при концентрации выше 24% покрытие не адгезируется к металлической поверхности. При этом, несмотря на высокую хим- и водостойкость, эпоксидные покрытия, как правило, не являются атмосферостойкими.Known epoxy fluorocarbon coatings [patent EP 0219928], where a fluoropolymer with a particle size of 150-500 μm is introduced into the epoxy resin in optimal amounts of 5-24% to ensure the hydrophobicity of the film. When curing the epoxy resin in the presence of curing agents at elevated temperatures (85-100 ° C), the fluoropolymer is physically retained in the matrix of the epoxy resin. Coatings with a thickness of 150-660 microns are chemical and waterproof. Less than 5% of the fluoropolymer does not provide wetting of the metal surface; at a concentration above 24%, the coating does not adhere to the metal surface. At the same time, despite the high chemical and water resistance, epoxy coatings, as a rule, are not weather resistant.

Известны также акриловая грунтовка «AQVA Primer Nova» и акриловая краска «Passivit H₂O Nova» фирмы «Hagentaler Farbenwerk GESmbH» (Австрия), позволяющие получать толстослойные покрытия на энергетических установках со сроком службы до 15 лет. Однако этот срок службы обеспечивается лишь на оцинкованных стальных конструкциях.Also known are the acrylic primer "AQVA Primer Nova" and the acrylic paint "Passivit H ₂ O Nova" company "Hagentaler Farbenwerk GESmbH" (Austria), allowing to obtain thick-layer coatings on power plants with a service life of up to 15 years. However, this service life is only ensured on galvanized steel structures.

Наиболее близким к заявляемому изобретению и принятым в качестве прототипа является грунт-эмаль водно-дисперсионная антикоррозийная серии «Кронакрил» (патент RU 2223996). Состав включает акриловую дисперсию, колеровочную пасту, диспергатор, загуститель и воду, а в качестве антикоррозионного пигмента - крон фосфатно-кальциевый. Применение фосфатно-кальциевого крона в грунт-эмали обеспечивает пассивирующую активность при взаимодействии фосфатохроматов с металлической подложкой как черных, так и цветных металлов, обеспечивая катодную и анодную защиту.Closest to the claimed invention and adopted as a prototype is a soil-enamel water-dispersion anti-corrosion series "Cronacryl" (patent RU 2223996). The composition includes acrylic dispersion, tinting paste, dispersant, thickener and water, and phosphate-calcium crown as an anti-corrosion pigment. The use of phosphate-calcium crown in soil-enamel provides passivating activity in the interaction of phosphatochromats with a metal substrate of both ferrous and non-ferrous metals, providing cathodic and anodic protection.

К недостаткам данного состава относится присутствие токсичных соединений хрома, недостаточный срок службы лакокрасочного покрытия (3,5-5 лет), многослойность покрытия при получении толстослойного покрытия.The disadvantages of this composition include the presence of toxic chromium compounds, insufficient service life of the paint coating (3.5-5 years), multi-layer coating upon receipt of a thick coating.

Задачей получения универсальной толстослойной антикоррозионной лакокрасочной системы является замена пигментов, содержащих тяжелые металлы, на нетоксичные ингибиторы коррозии и антикоррозионные пигменты, уменьшение количества слоев лакокрасочного покрытия при одновременном повышении срока службы до 28 лет.The task of obtaining a universal thick-layer anti-corrosion paint system is to replace pigments containing heavy metals with non-toxic corrosion inhibitors and anti-corrosion pigments, reduce the number of layers of paint and varnish while increasing the service life to 28 years.

Поставленная задача достигается тем, что в состав универсальной толстослойной антикоррозионной лакокрасочной системы, наряду с ингибитором мгновенной коррозии, вводятся органический ингибитор коррозии и антикоррозионный пигмент, которые способны образовывать под лакокрасочной пленкой наноразмерные защитные пленки на металлической поверхности, сшивающий агент для уменьшения пористости лакокрасочной пленки, нанодисперсная структурирующая добавка для предотвращения стекания толстого слоя покрытия с вертикальной поверхности и дополнительно политетрафторэтилен с размером частиц от 200 нм до 5 мкм для уплотнения структуры, повышения водостойкости и снижения проницаемости коррозионных агентов окружающей среды (хлоридов, диоксида серы) под лакокрасочную пленку.The task is achieved in that in the composition of the universal thick-layer anti-corrosion paint system, along with an instant corrosion inhibitor, an organic corrosion inhibitor and anti-corrosion pigment are introduced, which are able to form nanoscale protective films on a metal surface under the paint film, a crosslinking agent to reduce the porosity of the paint film, nanosized structural additive to prevent dripping of a thick coating layer from a vertical surface and additional Polytetrafluoroethylene with a particle size of 200 nm to 5 μm is optionally used to densify the structure, increase water resistance and reduce the permeability of corrosive environmental agents (chlorides, sulfur dioxide) under the paint film.

В качестве акрилсодержащей дисперсии используют акриловую дисперсию, модифицированную эфирами версатиковой кислоты, марки «Finndisp RSD 20» фирмы «Forcit» (Финляндия) или акриловую дисперсию марки «Mowilit DM 777» фирмы «Celanese Emulsion GmbH» (Германия). В состав акриловой дисперсии входят коалесцирующие добавки 2-(2-бутокси)этоксиэтанол[бутилдигликоль] фирмы «Union Carbide Benelux N.V.» (США); 2,2,4-триметил-1,3-пентадиолмоноизобутират [марка «Тексанол»] фирмы «Eastman Chemical Company» (США) и другие. Предпочтительным является использование смеси тексанола и бутилдигликоля в соотношении 4:1.As an acryl-containing dispersion, an acrylic dispersion modified with versatic esters of the Finndisp RSD 20 brand from Forcit (Finland) or an acrylic dispersion of Mowilit DM 777 brand from Celanese Emulsion GmbH (Germany) is used. The composition of the acrylic dispersion includes coalescing additives 2- (2-butoxy) ethoxyethanol [butyldiglycol] company "Union Carbide Benelux N.V." (USA); 2,2,4-trimethyl-1,3-pentadiolmonoisobutyrate [Texanol brand] from Eastman Chemical Company (USA) and others. It is preferable to use a mixture of texanol and butyldiglycol in a ratio of 4: 1.

В качестве сшивающего агента акриловой дисперсии используют водорастворимый комплекс оксида цинка марки «Zimplex 15» фирмы «Munzing Chemie GMBH» (Германия), действующий за счет комплексообразования и связывания свободных карбоксильных групп акрилсодержащей дисперсии.As a crosslinking agent of the acrylic dispersion, a water-soluble Zimplex 15 zinc oxide complex of the Munzing Chemie GMBH company (Germany) is used, which acts due to the complexation and binding of the free carboxyl groups of the acrylic-containing dispersion.

В качестве ингибитора мгновенной коррозии для предотвращения коррозии при формировании пленки покрытия используют нитрит натрия [ГОСТ 19906-74], бензоат натрия [ТУ 6-09-2785-78] или их смесь.Sodium nitrite [GOST 19906-74], sodium benzoate [TU 6-09-2785-78] or a mixture thereof is used as an instant corrosion inhibitor to prevent corrosion during the formation of a coating film.

В качестве органического ингибитора коррозии используют смесь калий октадеканоата, трикалийфосфата, 2,2,2′′-нитрилоэтанола [ТУ 37-111-1-39-03 «Пассивирующий состав ИФХАН-39АЛГ»]. За счет своей водорастворимой формы данный ингибитор начинает действовать сразу при формировании лакокрасочного покрытия. Ингибирующее действие его обусловлено электронодонорными свойствами, способствующими хемосорбции ингибитора и образованию наноразмерной пленки труднорастворимых комплексов защищаемого металла с органическими соединениями.As an organic corrosion inhibitor, a mixture of potassium octadecanoate, tripotassium phosphate, 2,2,2 ″ - nitriloethanol is used [TU 37-111-1-39-03 "Passivating composition IFKHAN-39ALG"]. Due to its water-soluble form, this inhibitor begins to act immediately upon the formation of a paint coating. Its inhibitory effect is due to electron-donating properties that contribute to the chemisorption of the inhibitor and the formation of a nanoscale film of insoluble complexes of the protected metal with organic compounds.

Взамен антикоррозионных пигментов, содержащих тяжелые металлы, использован оксиаминофосфатный комплекс кальция и магния марки «Pigmentan EA» фирмы «Pigmentan Ltd» (Израиль), защитное действие которого начинает проявляться после проникновения влаги в лакокрасочное покрытие. При этом под лакокрасочным покрытием на металлической поверхности образуются поверхностные наноразмерные защитные пленки из оксидов и гидроксидов магния и кальция.Instead of anti-corrosive pigments containing heavy metals, we used Pigmentan EA brand Pigmentan Ltd (Israel) oxyaminophosphate complex of calcium and magnesium, the protective effect of which begins to appear after moisture penetrates the paintwork. At the same time, surface nanoscale protective films of oxides and hydroxides of magnesium and calcium are formed on the metal surface under a paint and varnish coating.

Для придания цветности и укрывистости лакокрасочной пленке используют пигменты: диоксид титана, технический углерод, железоокисные и фталоцианиновые пигменты.To give color and hiding power to the paint film, pigments are used: titanium dioxide, carbon black, iron oxide and phthalocyanine pigments.

В качестве структурирующего агента, предотвращающего стекание толстослойного покрытия с вертикальных поверхностей, совместно с полиуретновым загустителем используют нанодисперсный диоксид кремния марки «AEROSIL R 805» фирмы «EVONIK Industries» (Германия) со средним размером первичных частиц 12 нм и удельной поверхностью 150±25 м²/г [Ильдарханова Ф.И., Миронова Г.А., Миронов С.А., Богословский К.Г., Вечерский И.В. Применение аэросилов нанодисперсной структуры в рецептурах водно-дисперсионных лакокрасочных материалов для толстослойных покрытий. // Лакокрасочная промышленность. 2009. №10. С.36-38]. Для разрушения агломератов нанодисперсного диоксида кремния до наноразмеров используют специальный диспергатор (целевая добавка) марки Dispers 750 W фирмы «EVONIK Industries» (Германия).As a structuring agent that prevents the thick-layer coating from draining off vertical surfaces, together with a polyurethane thickener, nanosized silicon dioxide of the AEROSIL R 805 brand from EVONIK Industries (Germany) with an average primary particle size of 12 nm and a specific surface of 150 ± 25 m ^{2 is used} / g [Ildarkhanova F.I., Mironova G.A., Mironov S.A., Bogoslovsky K.G., Vechersky I.V. The use of aerosil nanodispersed structure in the formulations of water-dispersed paints and varnishes for thick coatings. // Paint and varnish industry. 2009. No. 10. S.36-38]. For the destruction of agglomerates of nanosized silica to nanoscale using a special dispersant (target additive) brand Dispers 750 W company "EVONIK Industries" (Germany).

В качестве политэтрафторэтилена с размером частиц от 200 нм до 5 мкм используют политетрафторэтилен марки «Флуралит», специально обработанный по одному из методов патента RU 2326128 и изготовленный ООО «Флуралит Синтез» (Россия) в виде 40%-ной водной дисперсии.Polytetrafluoroethylene with a particle size of 200 nm to 5 μm uses Fluralit grade polytetrafluoroethylene specially processed according to one of the methods of patent RU 2326128 and manufactured by Fluralit Synthesis LLC (Russia) in the form of a 40% aqueous dispersion.

Лакокрасочные покрытия из акрилсодержащих дисперсий достаточно пористые и проницаемые для влаги и других коррозионных агентов внешней среды (соль, сернистый газ) и в связи с этим недостаточно атмосферостойкие при антикоррозионной защите металлических поверхностей. Политетрафторэтилен марки «Флуралит» за счет столь малых размеров частиц сможет заполнить любые пустоты и микропоры, создав при этом сверхплотную и гладкую поверхность, устойчивую к воздействию влаги и других коррозионных агентов внешней среды (соль, сернистый газ).Paint and varnish coatings from acrylic-containing dispersions are sufficiently porous and permeable to moisture and other corrosive agents of the environment (salt, sulfur dioxide) and, therefore, are not weather-resistant with corrosion protection of metal surfaces. Due to such small particle sizes, Fluralit grade PTFE can fill any voids and micropores, creating an ultra-dense and smooth surface that is resistant to moisture and other corrosive agents of the environment (salt, sulfur dioxide).

В составе универсальной толстослойной антикоррозионной системы используют также пластинчатые и активные наполнители. В качестве пластинчатого наполнителя используют железную слюдку, в качестве активного наполнителя - оксигидроксид алюминия марки «Прокаль» фирмы ООО НПФ «СКАРЛЕТ». Пластинки железной слюдки длиной 5-60 мкм и толщиной 2-5 мкм за счет пластинчатой структуры способны отражать УФ-излучение, ориентируясь параллельно подложке, перекрывая друг друга, снижают проницаемость лакокрасочной пленки. Активность оксигидроксида алюминия проявляется в способности захватывать и адсорбировать сульфат- и хлорид-ионы, препятствуя их участию в процессе коррозии [Ильдарханова Ф.И., Богословский К.Г., Миронов С.А., Быков Е.Д. Оптимизация состава наполнителей в рецептурах водно-дисперсионных лакокрасочных материалов для окрашивания крупногабаритных конструкций. // Лакокрасочные материалы и их применение. 2010. №1-2. С.87-90].Laminar and active fillers are also used in the universal thick-layer anti-corrosion system. Iron mica is used as a lamellar filler, and Prokal aluminum oxyhydroxide, produced by SPF SCARLET LLC, as an active filler. Iron mica plates with a length of 5-60 μm and a thickness of 2-5 μm due to the plate structure can reflect UV radiation, being oriented parallel to the substrate, overlapping each other, reduce the permeability of the paint film. The activity of aluminum oxyhydroxide is manifested in the ability to capture and adsorb sulfate and chloride ions, preventing their participation in the corrosion process [Ildarkhanova FI, Bogoslovsky KG, Mironov SA, Bykov ED Optimization of the composition of fillers in the formulations of water-dispersed paints and varnishes for painting large structures. // Paintwork materials and their application. 2010. No. 1-2. S.87-90].

Кроме того, используются целевые добавки для водно-дисперсионных лакокрасочных материалов: полиуретановый загуститель, смачиватель, пеногаситель, деаэратор. В качестве полиуретанового загустителя используют загуститель типа «Tafigel PU 60» фирмы «Munzing Chemie GMBH» (Германия); в качестве смачивателя - поверхностно-активное вещество типа «Неонол АФ 9-6» [ТУ 2483-077-05766801-98 «Неонолы. Технические условия»], в качестве пеногасителя - «Foamex 855» и в качестве деаэратора - «Airex 902W» фирмы «EVONIK Industries» (Германия).In addition, target additives are used for water-dispersion paints and varnishes: polyurethane thickener, wetting agent, antifoam, deaerator. As a polyurethane thickener use a thickener type "Tafigel PU 60" company "Munzing Chemie GMBH" (Germany); as a wetting agent, a surfactant of the type “Neonol AF 9-6” [TU 2483-077-05766801-98 “Neonols. Specifications ”], as a defoamer -“ Foamex 855 ”and as a deaerator -“ Airex 902W ”of the company“ EVONIK Industries ”(Germany).

Новизна технического решения определяется подбором компонентов в следующих оптимальных количествах:The novelty of the technical solution is determined by the selection of components in the following optimal quantities:

Акриловая дисперсия, модифицированная эфирами версатиковойAcrylic dispersion modified with versatic esters кислоты марки «Finndisp», или акриловая дисперсия марки «Mowilit»Finndisp brand acids, or Mowilit brand acrylic dispersion 40-4540-45 Сшивающий агент - водорастворимый комплекс оксида цинкаCrosslinking Agent - Water Soluble Zinc Oxide Complex 2,0-4,52.0-4.5 Антикоррозионный пигмент - оксиаминофосфатный комплексAnticorrosive pigment - oxyaminophosphate complex кальция и магнияcalcium and magnesium 5,0-10,05.0-10.0 Ингибитор мгновенной коррозии - нитрит натрия, бензоат натрия или их смесьInhibitor of instant corrosion - sodium nitrite, sodium benzoate or a mixture thereof 0,1-0,20.1-0.2 Органический ингибитор коррозии - смесь калий октадеканоата,Organic Corrosion Inhibitor - Potassium Octadecanoate Mixture трикалийфосфата, 2,2,2′′-нитрилоэтанолаtripotassium phosphate, 2,2,2 ′ ′ - nitriloethanol 0,5-2,00.5-2.0 Нанодисперсный диоксид кремнияNanodispersed silica 1,01,0 Нанодисперсный фторопласт - политетрафторэтилен переработанныйNanodispersed PTFE - recycled polytetrafluoroethylene с размером частиц от 200 нм до 5 мкм марки «Флуралит»with a particle size of 200 nm to 5 microns of the brand "Fluralit" 2,0-4,02.0-4.0 Активный наполнитель - оксигидроксид алюминияActive filler - aluminum oxyhydroxide 0-90-9 Пластинчатый наполнитель - железная слюдкаPlate Filler - Iron Mica 0-90-9 ПигментыPigments 12-2612-26 Целевые добавки (диспергатор, смачиватель, пеногаситель, деаэратор, полиуретановый загуститель)Target additives (dispersant, wetting agent, antifoam, deaerator, polyurethane thickener) 3,1-4,853.1-4.85 ВодаWater остальноеrest

Применение оптимальных количеств компонентов обеспечивает эффект синергизма, возникающий при совместном действии сшивающего агента акриловой водной дисперсии, органического ингибитора коррозии и антикоррозионного пигмента, способных образовывать наноразмерные защитные пленки под лакокрасочным покрытием, нанодисперсного структурирующего агента и водной дисперсии нанофторопласта, пластинчатых и активных наполнителей, что приводит к значительному улучшению противокоррозионных свойств лакокрасочного покрытия (срок службы 28 лет против 3,5-5 лет у прототипа).The use of optimal amounts of components provides a synergistic effect arising from the combined action of a crosslinking agent of an acrylic aqueous dispersion, an organic corrosion inhibitor and an anti-corrosion pigment capable of forming nanoscale protective films under a paint coating, a nanosized structuring agent and an aqueous dispersion of nanofluoroplastics, lamellar and active fillers, which leads to a significant improvement in the anticorrosive properties of the paintwork (service life 28 years otiv 3.5-5 years in the prototype).

Примером осуществления данного изобретения может служить способ получения универсальной толстослойной антикоррозионной лакокрасочной системы, осуществленный заявителем.An example of the implementation of this invention can serve as a method of obtaining a universal thick-layer anti-corrosion paint system, carried out by the applicant.

В емкость бисерной мельницы в рецептурном количестве загружают целевые добавки (смачиватель, диспергатор, пеногаситель), нанодисперсный диоксид кремния и нанодисперсный фторопласт и ведут диспергирование до получения устойчивой суспензии со степенью перетира не более 1 мкм по прибору «Клин». Затем загружают антикоррозионный пигмент, органический ингибитор коррозии, другие пигменты, наполнители и ведут диспергирование до достижения степени перетира по прибору «Клин» не более 30 мкм. Перетертую смесь подают в смеситель и далее добавляют рецептурное количество акриловой дисперсии, сшивающий агент, ингибитор мгновенной коррозии и целевую добавку (загуститель). Перемешивают смесь в течение 20-30 мин. Далее готовый материал проверяют по качественным показателям.Target additives (wetting agent, dispersant, antifoam), nanodispersed silicon dioxide and nanodispersed fluoroplastic are loaded into the capacity of the bead mill in a prescription quantity and dispersed until a stable suspension with a milling degree of not more than 1 μm is obtained using the Klin device. Then load the anti-corrosion pigment, an organic corrosion inhibitor, other pigments, fillers and disperse until the degree of milling on the Klin instrument is not more than 30 μm. The ground mixture is fed into the mixer and then a prescription amount of acrylic dispersion, a crosslinking agent, an instant corrosion inhibitor and a target additive (thickener) are added. Stir the mixture for 20-30 minutes. Next, the finished material is checked for quality indicators.

Для сравнения свойств лакокрасочного покрытия были изготовлены универсальные толстослойные антикоррозионные лакокрасочные системы по заявляемому изобретению. Лакокрасочные системы наносили на тщательно очищенные от жировых загрязнений пластинки из стали 08кп размером 150×70×1 мм. Метод нанесения - пневматическое распыление. Лакокрасочные системы наносили в 1 слой с сушкой покрытия при температуре 20±2°С в течение 1,5 часа. Перед испытанием полученные покрытия выдерживали при температуре 15-30°С и влажности воздуха не более 80% в течение 14 суток.To compare the properties of the paint coating were made universal thick-layer anti-corrosion paint system according to the claimed invention. The paint and varnish systems were applied to plates of steel 08kp carefully cleaned from grease, measuring 150 × 70 × 1 mm. Application method - pneumatic spraying. Paint systems were applied in 1 layer with drying of the coating at a temperature of 20 ± 2 ° C for 1.5 hours. Before testing, the resulting coatings were kept at a temperature of 15-30 ° C and humidity not more than 80% for 14 days.

Примеры лакокрасочной системы по изобретению приведены в таблице.Examples of the paint system according to the invention are shown in the table.

Таблица Table Наименование ингредиентовName of ingredients Прототип по патенту №2223996Prototype according to patent No. 2223996 Количественный состав (содержание ингредиентов)Quantitative composition (content of ingredients) Примеры по изобретениюExamples of the invention 1one 22 33 4four 55 66 77 88 99 1010 Акриловая дисперсия «Finndisp RSD 20»Acrylic dispersion "Finndisp RSD 20" 30-5030-50 4545 7575 4545 4545 4545 4040 4040 4545 4545 4545 Сшивающий агент «Zimplex 15»The crosslinking agent "Zimplex 15" -- -- 66 -- -- -- 2,02.0 2,42,4 2,72.7 4,54,5 2,72.7 Ингибитор мгновенной коррозии: нитрит натрияInstant Corrosion Inhibitor: Sodium Nitrite -- 0,100.10 0,100.10 0,100.10 0,100.10 0,100.10 0,100.10 0,100.10 0,200.20 0,150.15 0,150.15 Органический ингибитор коррозии: пассивирующий состав «ИФХАН-39 АЛГ»Organic Corrosion Inhibitor: IFHAN-39 ALG Passivating Composition -- 1,001.00 1,001.00 1,001.00 1,001.00 1,001.00 1,001.00 0,500.50 1,851.85 1,851.85 2,002.00 Антикоррозионный пигмент:Anti-corrosive pigment: - крон фосфатно-цинковый- crown phosphate-zinc 0,1-200.1-20 -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- - «Pigmentan EA»- “Pigmentan EA” -- -- 6,56.5 -- -- -- -- 6,56.5 1010 5,05,0 6,56.5 Колеровочная пастаTinting paste 1-101-10 -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- Другие пигменты: - диоксид титанаOther pigments: - titanium dioxide -- 3131 00 3131 3131 3131 3131 15,515,5 1212 1717 15,515,5 Наполнитель:Filler: - «Прокаль» (активный)- “Procal” (active) -- -- -- -- -- -- -- 00 4,54,5 99 00 - железная слюдка (пластинчатый)- iron mica (lamellar) -- -- -- -- -- -- -- 99 4four 00 99 Целевые добавки (диспергатор, смачиватель, пеногаситель, деаэратор, полиуретановый загуститель)Target additives (dispersant, wetting agent, antifoam, deaerator, polyurethane thickener) 0,15-1,20.15-1.2 3,53,5 4,854.85 4,854.85 4,854.85 4,854.85 4,854.85 4,854.85 3,13,1 3,13,1 3,13,1 Нанодисперсная структурирующая добавка:Nanodispersed structuring additive: - диоксид кремния- silica -- -- -- -- -- -- 1,01,0 1,01,0 1,01,0 1,01,0 1,01,0 40%-ная водная дисперсия «Флуралит» в пересчете на нанодисперсный фторопласт40% aqueous dispersion "Fluralit" in terms of nanodispersed fluoroplastic -- -- -- 2,02.0 2,82,8 4,04.0 -- -- 2,02.0 4,04.0 2,02.0 ВодаWater ОстальноеRest Показатели, используемые для характеристики составаThe indicators used to characterize the composition Количество слоевNumber of layers 22 22 1one 22 22 22 1one 1one 1one 1one 1one Толщина покрытия, мкмCoating thickness, microns 8080 8080 100one hundred 8080 8080 8080 150150 150150 180180 180180 180180 Адгезия, баллы (по ГОСТ 15140-78, раздел 2)Adhesion, points (according to GOST 15140-78, section 2) 1one 1one 33 1one 1one 1one 1one 1one 1one 1one 1one Адгезия, МПа (по ИСО 4624)Adhesion, MPa (according to ISO 4624) -- 1,941.94 0,10.1 3,63.6 1,311.31 1,741.74 1,941.94 1,941.94 5,05,0 5,05,0 5,05,0 Стойкость к статическому воздействию воды при температуре (20±2)°С, ч (по ГОСТ 9.403-80)Resistance to static action of water at a temperature of (20 ± 2) ° С, h (according to GOST 9.403-80) 300300 15001500 10001000 240240 144144 144144 528528 336336 15001500 15001500 15001500 Стойкость к статическому воздействию 3%-ного раствора NaCl при температуре (20±2)°С, ч (по ГОСТ 9.403-80)Resistance to static action of a 3% NaCl solution at a temperature of (20 ± 2) ° С, h (according to GOST 9.403-80) 5555 7272 600600 240240 120120 120120 168168 9696 600600 600600 600600 Продолжительность испытаний на стойкость к воздействию переменной температуры, повышеннойDuration of tests for resistance to variable temperature, increased влажности и солнечного излучения, циклы (по ГОСТ 9.401-91, метод 5)humidity and solar radiation, cycles (according to GOST 9.401-91, method 5) -- 6060 20twenty 50fifty 4545 4545 6060 6060 220220 120120 220220 Прогнозируемый срок службы в умеренном климате, лет (по ГОСТ 9.401-91, поиложение 10)The predicted service life in a temperate climate, years (according to GOST 9.401-91, appendix 10) 3,5-53,5-5 77 22 66 55 55 77 77 2828 15fifteen 2828

Для сравнения адгезионной прочности лакокрасочного покрытия с металлической поверхностью по заявленному изобретению определяли адгезию покрытия методом решетчатых надрезов по ГОСТ 15140-78, раздел 2 и методом отрыва по ИСО 4624. Для сравнения противокоррозионных свойств лакокрасочного покрытия оценивали стойкость пленки к статическому воздействию воды и 3%-ному раствору NaCl при температуре 20±2°С по ГОСТ 9.403-80, стойкость к воздействию переменной температуры, повышенной влажности и солнечного излучения по ГОСТ 9.401-91, метод 5. Прогнозируемый срок службы лакокрасочного покрытия в умеренном климате по заявленному изобретению определяли в соответствии с приложением 10 ГОСТ 9.401-91.To compare the adhesion strength of the paint coating with a metal surface according to the claimed invention, the adhesion of the coating was determined by the method of grating notches according to GOST 15140-78, section 2 and by the peeling method according to ISO 4624. To compare the anticorrosive properties of the paint coating, the film resistance to static action of water was evaluated and 3% - NaCl solution at a temperature of 20 ± 2 ° С according to GOST 9.403-80, resistance to variable temperatures, high humidity and solar radiation according to GOST 9.401-91, method 5. Predicted term paint service in a temperate climate according to the claimed invention was determined in accordance with Appendix 10 GOST 9.401-91.

Адгезия и срок службы в умеренном климате прототипа принималась по показателям, приведенным в технических условиях на грунт-эмаль «Кронакрил» ТУ 2316-002-57771065-2003 и на краску «Кронакрил-ЖД» ТУ 2316-008-13938162-2004.The adhesion and service life in a moderate climate of the prototype was taken according to the indicators given in the technical specifications for Kronakril enamel TU 2316-002-57771065-2003 and for Kronakril-ZhD paint TU 2316-008-13938162-2004.

Предлагаемая универсальная толстослойная антикоррозионная лакокрасочная система по сравнению с прототипом имеет лучшие антикоррозионные свойства. Срок службы покрытия более чем в 5 раз превышает срок службы прототипа. Лакокрасочная система не содержит в своем составе соединений хрома. Использование универсальной толстослойной антикоррозионной лакокрасочной системы по заявленному изобретению для защиты крупногабаритных металлоконструкций обеспечивает экологическую безопасность при проведении окрасочных работ, увеличение долговечности лакокрасочного покрытия, повышение экономичности окрасочных и ремонтных работ за счет уменьшения количества слоев и увеличение толщины покрытия, увеличение межремонтного периода эксплуатации металлоконструкций до 28 лет.The proposed universal thick-layer anti-corrosion paint system in comparison with the prototype has the best anti-corrosion properties. The service life of the coating is more than 5 times the service life of the prototype. The paint system does not contain chromium compounds. The use of the universal thick-layer anticorrosive paint system according to the claimed invention for the protection of large-sized metal structures provides environmental safety during painting work, increasing the durability of the paint coating, increasing the efficiency of painting and repair work by reducing the number of layers and increasing the thickness of the coating, increasing the overhaul period of operation of metal structures up to 28 years .

Claims

Universal thick-layer anticorrosive paint system, including an aqueous acrylic dispersion with a crosslinking agent, an anti-corrosion pigment, and targeted additives, characterized in that it contains an acrylic dispersion modified with Finndisp esters of versatic acid or Mowilit brand acrylic dispersion as an acrylic dispersion as a cross-linking agent, a water-soluble complex of zinc oxide, as an anticorrosive pigment, an oxyaminophosphate complex of calcium and magnesium, and additionally o contains sodium nitrite, sodium benzoate, or a mixture thereof as an instant corrosion inhibitor, a mixture of potassium octadecanoate, tripotassium phosphate, 2,2,2-nitrile ethanol as an organic corrosion inhibitor, silicon dioxide, processed polytetrafluoroethylene with a particle size of 200 nm to 5 μm brand Fluralit, as a plate filler, iron mica, as an active filler, aluminum oxyhydroxide grade Procal in the following ratio, wt.%:
Ether Modified Acrylic Dispersion Finndisp Versatic Acid or Mowilit Acrylic Dispersion 40-45 Crosslinking Agent - Water Soluble Zinc Oxide Complex 2.0-4.5 Anticorrosive pigment - oxyaminophosphate complex calcium and magnesium 5.0-10.0 Instant Corrosion Inhibitor - Sodium Nitrite, Sodium Benzoate or their mixture 0.1-0.2 Organic Corrosion Inhibitor - Potassium Octadecanoate Mixture tripotassium phosphate, 2,2,2 ′ ′ - nitriloethanol 0.5-2.0 Nanodispersed silica 1,0 Nanodispersed PTFE - recycled polytetrafluoroethylene with a particle size of 200 nm to 5 microns of the brand "Fluralit" 2.0-4.0 Active filler - aluminum oxyhydroxide 0-9 Plate Filler - Iron Mica 0-9 Pigments 12-26 Targeted Supplements 3.1-4.85 Water Rest