RU2630796C1 - Полимер-квазикристаллическая порошковая композиция для получения антикоррозийных защитных покрытий - Google Patents
Полимер-квазикристаллическая порошковая композиция для получения антикоррозийных защитных покрытий Download PDFInfo
- Publication number
- RU2630796C1 RU2630796C1 RU2016149748A RU2016149748A RU2630796C1 RU 2630796 C1 RU2630796 C1 RU 2630796C1 RU 2016149748 A RU2016149748 A RU 2016149748A RU 2016149748 A RU2016149748 A RU 2016149748A RU 2630796 C1 RU2630796 C1 RU 2630796C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coatings
- polymer
- protective coatings
- polysulfone
- filler
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
- C09C3/00—Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
- C09C3/10—Treatment with macromolecular organic compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D181/00—Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing sulfur, with or without nitrogen, oxygen, or carbon only; Coating compositions based on polysulfones; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D181/06—Polysulfones; Polyethersulfones
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
- C09D5/03—Powdery paints
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
- C09D5/08—Anti-corrosive paints
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
- C09D5/08—Anti-corrosive paints
- C09D5/10—Anti-corrosive paints containing metal dust
Landscapes
- Paints Or Removers (AREA)
Abstract
Изобретение относится к полимерматричным композиционным материалам и представляет собой порошковый композиционный материал на основе полисульфона, наполненного дисперсными частицами квазикристаллов систем Al-Cu-Fe или Al-Cu-Cr со степенью наполнения до 20 масс. %. Разработанные композиционные материалы могут быть использованы в трубной промышленности при производстве антикоррозийных защитных покрытий для стальных труб заводского нанесения для использования в нефтепроводах, магистральных газопроводах, продуктопроводах, трубопроводах коммунального назначения и др. и в химическом и специальном машиностроении, автомобильной промышленности в качестве защитных антикоррозийных покрытий конструкций. Разработанные материалы обладают высокой химической стойкостью, низким коэффициентом трения и хорошей адгезией к металлической подложке.
Description
Изобретение относится к полимерматричным композиционным материалам, предназначенным для получения антикоррозийных защитных покрытий, которые могут быть применены в трубной промышленности для использования в нефтепроводах, магистральных газопроводах, трубопроводах коммунального назначения и др.
Применение защитных покрытий на сегодняшний день является одним из самых популярных и действенных способов защиты металлов от воздействия агрессивной внешней среды и защиты от коррозии. Использование полимерных покрытий является одним из самых эффективных методов получения защитных покрытий. Полимерные покрытия не только защищают металлы от воздействия агрессивных сред, но и повышают их износостойкость, снижая прилипаемость различных веществ к рабочим поверхностям, позволяют экономить цветные металлы и другие дефицитные материалы.
Защитные покрытия для энергетического комплекса на российском рынке представлены в основном российскими продуктами на основе полимеров полиолефиновой группы и полимочевины. Покрытия из полиолефинов (полиэтилен, полипропилен) отличаются высокой химической стойкостью к действию многих агрессивных сред. Недостатками таких покрытий является неудовлетворительная химическая стойкость к органическим растворителям, которые при комнатной температуре вызывают некоторое набухание, а при температурах выше 100-120°C растворяют полиолефины. Рабочие температуры этих полимеров также являются относительно невысокими.
Еще одним классом полимерных покрытий являются покрытия из полиамидов (например, патент RU 2462493, опубликован 27.09.2012) которые обладают высокими барьерными и антифрикционными характеристиками. По износостойкости при сухом и жидкостном трении полиамиды превосходят не только другие классы полимеров, но и многие металлы, применяющиеся в антифрикционных целях.
Недостатком полиамидных покрытий является склонность к старению и значительное водопоглощение. С повышением температуры гигроскопичность возрастает. Следует отметить низкую стойкость полиамидов к окислению, что препятствует длительной эксплуатации полиамидных покрытий на воздухе при температурах выше 60-100°C.
Существует ряд технологический решений применения покрытий из полимочевины. Известен способ (RU 2440374, опубликован 20.01.2012), по которому изготавливают покрытия из полимочевины, полученной из реакционной смеси, включающий первый компонент, содержащий изоцианат, и второй компонент, содержащий (мет)акрилированный амин. В патенте (RU 2428443, опубликован 10.09.2011) предлагается комплексное антикоррозионное полимочевинуретановое покрытие для стальных поверхностей, предназначенное для защиты от коррозии для работы в диапазоне температур эксплуатации от -30 до +60°C. В патенте (RU 2478658, опубликован 10.04.2013) раскрывается способ получения покрытий, содержащих полимочевину и фосфорсодержащий полиол в качестве огнезащитного материала.
Общими недостатками покрытий на основе полимочевины являются дорогостоящие сырьевые компоненты полимочевинных систем, высокая стоимость оборудования для напыления, необходимость при реализации некоторых предложенных решений вредных и токсичных веществ (например, метилакрилата, бутилакрилата и др.) и ограниченная химическая стойкость полимочевинных покрытий.
Существует ряд патентов, в которых защитные покрытия создаются на основе эпоксидных смол с различными добавками, такими как графит, кремнезем, базальт, оксид магния, измельченный мрамор. Например, из патента (RU 2306325, опубликован 20.09.2007) известна композиция для получения полимерного барьерного покрытия на различных поверхностях для защиты от воздействия различных агрессивных сред. Композиция включает следующие компоненты: эпоксидную диановую смолу, дибутилфталат и/или алифатическую эпоксидную смолу ДЭГ-1, отвердитель полиэтиленполиамин, пластинчатый наполнитель в виде андезитовой базальтовой чешуи с толщиной пластинок от 0,2 до 7,0 мкм и, аэросил и/или органический растворитель. Известен способ (RU 2483090, дата публикации 27.05.2013) получения наплавляемых эпоксидных составов покрытий, содержащих промотор адгезии типа катехинового новолака и оксид магния. В патенте (RU 2468053, опубликован 27.11.2012) предложен способ получения антикоррозионных покрытий для защиты металлических поверхностей, эксплуатируемых в условиях повышенной температуры при воздействии высокой коррозионной среды. Данное покрытие содержит эпоксидно-диановую смолу ЭД-20, модифицированную термостойким борорганическим полимером - полиметилен-n-трифениловым эфиром борной кислоты, пластификатор диоктилфталат, микроармирующий наполнитель волластонит, пигмент технический углерод, армирующий наполнитель микрокремнезем, органический растворитель и отвердитель.
Недостатками покрытий на основе эпоксидных связующих являются сложность (многокомпонентность) по составу, т.к. для получения удовлетворительного комплекса эксплуатационных свойств кроме смолы необходимо использовать ряд функциональных наполнителей, а также пластификаторы, растворители и отвердители, многие из которых являются токсичными и экологически вредными веществами. К тому же покрытия на основе эпоксидных смол обладают низкой ударной прочностью, особенно при минусовых температурах.
В основе предлагаемого технического решения лежит использование высокотемпературного термопластичного полимера в качестве матричного материала и ультрадисперсных частиц квазикристаллов системы Al-Cu-Fe или Al-Cu-Cr в качестве армирующего наполнителя. Благодаря хорошему сочетанию механических и теплофизических свойств полисульфон является перспективным матричным материалом для создания выскопроизводительных полимерных композиционных материалов. Обладающие высокой прочностью, твердостью, коррозионной стойкостью, низким коэффициентом трения и химической стойкостью квазикристаллические фазы при использовании их в качестве наполнителей для термопластичных матриц позволяют создать новый класс материалов работающих в условиях высоких нагрузок и воздействия агрессивных сред.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату является способ (RU 2304155, опубликован 10.08.2007), в котором квазикристаллические наполнители используется для армирования аморфно-кристаллических полимеров, таких как ПЭВД, ПТФЭ, ПФС. Отличительной особенностью настоящего изобретения является то, что в качестве матричного полимера используется полностью аморфный, некристаллизующийся полимер - полисульфон.
Заявленный технический результат заключается в получении порошковых композиционных материалов для защитных покрытий, обладающих следующими характеристиками:
- Коэффициент трения - не более 0.2;
- Адгезия (балл по ГОСТ 15140-78) - не более 2;
- Краевой угол смачивания - не менее 70.
Заявленный технический результат достигается следующим образом. Полимерматричный порошковый композиционный материал для получения антикоррозийных защитных покрытий с равномерным распределением наполнителя по объему материала матрицы включает матрицу из полисульфона и наполнитель, в качестве которого используются дисперсные частицы квазикристаллов систем Al-Cu-Fe или Al-Cu-Cr, при следующем соотношении компонентов (масс. %):
Наполнитель - квазикристаллы системы | |
Al-Cu-Fe или Al-Cu-Cr | 1-20 |
Полисульфон | остальное |
В качестве исходных материалов используются порошок полисульфона с температурой стеклования не менее 180°C в качестве матричного материала и квазикристаллические порошки с содержанием икосоэдрической фазы состава Al65Cu23Fe12 или декагональной квазикристаллической фазы состава Al73Cu11Cr16 в качестве наполнителя. Состав компонентов в композиции варьируется следующим диапазоном концентраций, масс. %: наполнитель (квазикристаллы Al-Cu-Fe или Al-Cu-Cr) - 1-20 масс. %, полисульфон - остальное.
При других концентрациях наполнителя могут возникнуть сложности с достижением равномерного распределения наполнителя по объему материала матрицы. Получение композиционного материала осуществляется путем твердофазной обработки исходных компонентов в шаровом планетарном активаторе в течение 30 минут, в результате чего происходит равномерное распределение наполнителя по объему материала матрицы. Получение готовых покрытий может быть осуществлено путем электростатического напыления порошковой композиции на металлическую подложку с последующим отжигом для придания покрытиям конечных потребительских характеристик.
Пример 1: Порошки полисульфона и квазикристаллов системы Al-Cu-Fe берут в следующих соотношениях: полисульфон - 99 масс. %, квазикристаллы Al-Cu-Fe - 1 масс. %. Исходные порошки загружаются в стальные барабаны и устанавливаются шаровой планетарный активатор, где осуществляется обработка в течение 30 минут при скоростях вращения водила 300-400 об/мин. После окончания рабочего цикла материал извлекают из барабанов, в результате получают однородный композиционный порошок, готовый к дальнейшему использованию.
Пример 2: Отличается от примера 1 тем, что порошки берут в следующих соотношениях: полисульфон - 80 масс. %, квазикристаллы Al-Cu-Fe - 20 масс. %.
Пример 3: Отличается от примеров 1 и 2 тем, что в качестве наполнителя используются квазикристаллы системы Al-Cu-Cr.
Использование полученных материалов в качестве защитных покрытий позволяет получать покрытия, свойства которых представлены в таблице 1.
Claims (2)
- Полимерматричный порошковый композиционный материал для получения антикоррозийных защитных покрытий с равномерным распределением наполнителя по объему материала матрицы, включающий матрицу из полисульфона и наполнитель, в качестве которого используются дисперсные частицы квазикристаллов систем Al-Cu-Fe или Al-Cu-Cr при следующем соотношении компонентов (масс. %):
-
Наполнитель - квазикристаллы системы Al-Cu-Fe или Al-Cu-Cr 1-20 Полисульфон остальное
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016149748A RU2630796C1 (ru) | 2016-12-19 | 2016-12-19 | Полимер-квазикристаллическая порошковая композиция для получения антикоррозийных защитных покрытий |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016149748A RU2630796C1 (ru) | 2016-12-19 | 2016-12-19 | Полимер-квазикристаллическая порошковая композиция для получения антикоррозийных защитных покрытий |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2630796C1 true RU2630796C1 (ru) | 2017-09-13 |
Family
ID=59893720
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016149748A RU2630796C1 (ru) | 2016-12-19 | 2016-12-19 | Полимер-квазикристаллическая порошковая композиция для получения антикоррозийных защитных покрытий |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2630796C1 (ru) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2304155C1 (ru) * | 2006-03-13 | 2007-08-10 | Государственное общеобразовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский Государственный Институт Стали и Сплавов (Технологический Университет)" | Композитный наполнитель в виде порошка и способ его получения |
RU2428443C1 (ru) * | 2010-03-16 | 2011-09-10 | Открытое акционерное общество "Кронос СПб" | Комплексное антикоррозионное полимочевинуретановое покрытие |
RU2609469C1 (ru) * | 2015-12-29 | 2017-02-02 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Концентрат на основе квазикристаллических фаз для получения наполненных термопластичных полимерных композиций и способ его получения |
-
2016
- 2016-12-19 RU RU2016149748A patent/RU2630796C1/ru active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2304155C1 (ru) * | 2006-03-13 | 2007-08-10 | Государственное общеобразовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский Государственный Институт Стали и Сплавов (Технологический Университет)" | Композитный наполнитель в виде порошка и способ его получения |
RU2428443C1 (ru) * | 2010-03-16 | 2011-09-10 | Открытое акционерное общество "Кронос СПб" | Комплексное антикоррозионное полимочевинуретановое покрытие |
RU2609469C1 (ru) * | 2015-12-29 | 2017-02-02 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Концентрат на основе квазикристаллических фаз для получения наполненных термопластичных полимерных композиций и способ его получения |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Д.С.ШАЙТУРА, А.А.ЕНАЛЕЕВА. ПОЛУЧЕНИЕ КВАЗО-КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ. ОБЗОР, КРИСТАЛЛОГРАФИЯ, 2007, том 52, N6, с.981-988. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105838195B (zh) | 一种含有氧化石墨烯的水性环氧防腐涂料及其制备方法 | |
CN101130663B (zh) | 有机硅耐高温防腐蚀涂料 | |
CN1035622C (zh) | 玻璃鳞片防腐涂料及其制造方法 | |
CN101643607B (zh) | 聚苯胺改性金属陶瓷纳米涂料及其制备方法 | |
CN104893451B (zh) | 一种水泵叶轮抗汽蚀耐磨涂料及其制备方法 | |
CN101245213A (zh) | 一种用于海洋钢结构的重防腐涂料 | |
US9920179B2 (en) | Encapsulation of fly ash by polymers | |
CN104403603A (zh) | 阻燃交联型聚乙烯醇粘结剂及其制备方法 | |
CN105132100A (zh) | 一种耐高温固体润滑膜 | |
CN105907191A (zh) | 一种耐磨损的金属防腐涂料及其制备方法 | |
CN102533052B (zh) | 一种无溶剂型环氧富锌底漆及其制备方法 | |
RU2630796C1 (ru) | Полимер-квазикристаллическая порошковая композиция для получения антикоррозийных защитных покрытий | |
Makhmetova et al. | An Overview of Epoxy Resins as coating to protect metals from corrosion | |
CN105585930A (zh) | 一种钢紧固件用石墨烯涂料及其制备方法 | |
CN103725120B (zh) | 一种高耐腐蚀车间底漆及其制备工艺 | |
RU2351624C1 (ru) | Полимерная композиция для защитного антикоррозионного покрытия барьерного типа | |
Amiraslanova | Paint-and-varnish and adhesive composites based on phenolic oligomers | |
CN106747014B (zh) | 一种环保型水性环氧水泥砂浆及其制备方法 | |
CN103725162A (zh) | 一种聚吡咯-双酚a型环氧树脂复合涂料及其制备方法 | |
CN1500844A (zh) | 一种用于底漆的双组分油漆产品及其生产方法和用法 | |
CN109971350A (zh) | 水溶性高分子富锌底漆及制备方法 | |
CN106905820A (zh) | 一种工业防腐蚀、阻燃的涂料及其制备方法 | |
CN103397327B (zh) | 用于锌基微涂层的水性封闭剂及其制备方法 | |
CN111961381A (zh) | 一种抗h2s气体侵蚀的长效漆膜 | |
CN109553931A (zh) | 一种新型环保水性乙烯基酯树脂及其制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20201102 Effective date: 20201102 |