RU2641130C1 - Multi-layer antifouling coating - Google Patents
Multi-layer antifouling coating Download PDFInfo
- Publication number
- RU2641130C1 RU2641130C1 RU2016142000A RU2016142000A RU2641130C1 RU 2641130 C1 RU2641130 C1 RU 2641130C1 RU 2016142000 A RU2016142000 A RU 2016142000A RU 2016142000 A RU2016142000 A RU 2016142000A RU 2641130 C1 RU2641130 C1 RU 2641130C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- layer
- water
- primer
- polishing
- intermediate layer
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Изобретение относится к противообрастающим покрытиям, предназначенным для защиты бетонных и железобетонных поверхностей, эксплуатируемых в водной среде, и может быть использовано для защиты водоводов технического водоснабжения ТЭЦ, а также портовых и гидротехнических сооружений.The invention relates to antifouling coatings intended for the protection of concrete and reinforced concrete surfaces operated in an aqueous medium, and can be used to protect the pipelines of technical water supply to a thermal power plant, as well as port and hydraulic structures.
Уровень техникиState of the art
Известно двухслойное покрытие, содержащее слой грунтовки и слой лакокрасочной композиции на основе эпоксидной диановой смолы с добавками (RU №2314328, 2008 г.).Known two-layer coating containing a primer layer and a layer of a paint composition based on epoxy Dianov resin with additives (RU No. 2314328, 2008).
Недостаток этого решения - недолговечность и низкая эффективность защиты бетонных и железобетонных поверхностей от биообрастания.The disadvantage of this solution is the fragility and low efficiency of protecting concrete and reinforced concrete surfaces from biofouling.
Известно выбранное в качестве прототипа многослойное противообрастающее покрытие, содержащее слой грунтовки, промежуточный слой, выполненные на основе эпоксидной смолы, и наружный самополирующийся биоцидный слой (RU №2478114, 2013 г.).Known as a prototype multi-layer anti-fouling coating containing a primer layer, an intermediate layer made of epoxy resin, and an external self-polishing biocidal layer (RU No. 2478114, 2013).
Покрытие-прототип обеспечивает достаточно эффективную защиту от обрастания поверхностей, эксплуатируемых в пресной воде, однако в морской воде эффективность этой защиты падает.The prototype coating provides sufficiently effective protection against fouling of surfaces operated in fresh water, but in seawater the effectiveness of this protection decreases.
Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the invention
Технический результат изобретения - повышение эффективности защиты от обрастания бетонных и железобетонных поверхностей, эксплуатируемых в пресной и морской воде.The technical result of the invention is to increase the efficiency of protection against fouling of concrete and reinforced concrete surfaces operated in fresh and sea water.
Предметом изобретения является многослойное противообрастающее покрытие, содержащее грунтовочный слой, промежуточный слой, выполненные на основе эпоксидной смолы и отвердителя аминного типа, и наружный самополирующийся биоцидный слой, отличающееся тем, что в грунтовочном и промежуточном слоях в качестве основы использована эпоксидная диановая смола, модифицированная каменноугольной смолой, и введен водорастворимый растворитель, сольватирующая способность которого не меньше, чем у воды, в промежуточный слой, кроме того, введен железный сурик, а наружный самополирующийся слой выполнен на основе акрилатов меди с добавлением нанодисперсного низкомолекулярного политетрафторэтилена.The subject of the invention is a multi-layer anti-fouling coating containing a primer layer, an intermediate layer made of epoxy resin and an amine type hardener, and an external self-polishing biocide layer, characterized in that the epoxy Dian resin modified with coal tar is used as a base in the primer and intermediate layers and a water-soluble solvent, the solvating ability of which is not less than that of water, is introduced into the intermediate layer, in addition, glands are introduced red minium, and the outer self-polishing layer is based on copper acrylates with the addition of nanodispersed low molecular weight polytetrafluoroethylene.
Использование в качестве основы грунтовочного и промежуточного слоев эпоскидной диановой смолы, модифицированной каменноугольной смолой, помимо пластификации и увеличения коррозионной стойкости, способствует увеличению количества свободных фенолов, что повышает биоцидность слоев. Использование в качестве основы грунтовочного и промежуточного слоев однотипных материалов способствует хорошей взаимной адгезии этих слоев при нанесении на влажную поверхность и продлевает биоцидное действие покрытия после вымывания биоцидных компонентов из вышележащего слоя.The use of a primer and an intermediate layer of epoxy diane resin modified with coal tar as a base, in addition to plasticization and increased corrosion resistance, increases the amount of free phenols, which increases the biocidality of the layers. The use of the primer and intermediate layers of the same type of material as the basis promotes good mutual adhesion of these layers when applied to a wet surface and prolongs the biocidal effect of the coating after leaching of the biocidal components from the overlying layer.
Использование водорастворимого растворителя, сольватирующая способность которого не меньше, чем у воды, способствует закреплению материала грунтовки на влажной поверхности, в том числе под морской водой.The use of a water-soluble solvent, the solvating ability of which is not less than that of water, helps to fix the primer material on a damp surface, including under sea water.
Использование акрилатов меди в качестве биоцида в наружном слое покрытия усиливает биоцидность этого слоя по отношению к биоорганизмам, обитающим в морской и пресной воде.The use of copper acrylates as a biocide in the outer coating layer enhances the biocidality of this layer with respect to bioorganisms living in sea and fresh water.
Модификация основы наружного слоя нанодисперсным низкомолекулярным политетрафторэтиленом повышает гладкость и скользкость внешней поверхности наружного слоя, снижая массу оседающих на нем личинок морских гидробионтов.Modification of the base of the outer layer with nanodispersed low molecular weight polytetrafluoroethylene increases the smoothness and slippiness of the outer surface of the outer layer, reducing the mass of marine hydrobiont larvae deposited on it.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Примеры составов и показатели качества заявляемого покрытия приведены в таблицах 1-4.Examples of compositions and quality indicators of the claimed coating are shown in tables 1-4.
Для приготовления грунтовки и композиции промежуточного слоя используют:To prepare the primer and composition of the intermediate layer, use:
- низкомолекулярные диановые эпоксидные смолы ЭД-20, ЭЛ-16, Э-40 с молекулярной массой 400-800 или смолу эпоксидную по ГОСТ 10587;- low molecular weight Diane epoxy resin ED-20, EL-16, E-40 with a molecular weight of 400-800 or epoxy resin according to GOST 10587;
- смолу каменноугольную, получаемую при полукоксовании углей и имеющую следующие характеристики: плотность при 20±2°С, г/см3 1,02-1,1; показатель преломления 1,588±0,002; групповой состав (% по массе), фенолы 8-18, парафины и олефины 4-12, нейтральные кислородные соединения 20-30; карбоновые кислоты 1-2; пиридиновые основания 1-3; ароматические углеводороды 22-34);- coal tar obtained by semi-coking of coal and having the following characteristics: density at 20 ± 2 ° C, g / cm 3 1.02-1.1; refractive index 1.588 ± 0.002; group composition (% by weight), phenols 8-18, paraffins and olefins 4-12, neutral oxygen compounds 20-30; carboxylic acids 1-2; pyridine bases 1-3; aromatic hydrocarbons 22-34);
- сурик железный по ГОСТ 8135.- red iron oxide in accordance with GOST 8135.
- отвердитель аминного типа, например, триэтилентетрамин по ТУ 6-02-1099-77.- amine type hardener, for example, triethylenetetramine according to TU 6-02-1099-77.
В качестве водорастворимого растворителя, сольватирующая способность которого не меньше, чем у воды, в грунтовке и промежуточном слое используют, например, диметилформамид по ГОСТ 20-289-74 или диметилсульфоксид по ГОСТ 46-09-38-18-77 или диизопропилкарбонат по ГОСТ 20-289-74.As a water-soluble solvent, the solvating ability of which is not less than that of water, in the primer and the intermediate layer, for example, dimethylformamide according to GOST 20-289-74 or dimethyl sulfoxide according to GOST 46-09-38-18-77 or diisopropyl carbonate according to GOST 20 -289-74.
Для приготовления самополирующегося наружного слоя используют противообрастающую композицию на основе акрилатов меди, например, производства фирмы International Paint (фирменное название - Interswift 6600), которую модифицируют (путем добавления с перемешиванием) нанодисперсным низкомолекулярным политетрафторэтиленом (ПТФЭ) в количестве 5-20% от массы слоя. Используемый ПТФЭ имеет молекулярную массу в пределах 1000-5000 и состоит из нанопленок, толщиной 5-25 нм, сконденсированных в микропакеты диаметром 0,2-5 мкм.To prepare a self-polishing outer layer, an antifouling composition based on copper acrylates is used, for example, manufactured by International Paint (company name Interswift 6600), which is modified (by adding with stirring) nanodispersed low molecular weight polytetrafluoroethylene (PTFE) in an amount of 5-20% by weight of the layer . Used PTFE has a molecular weight in the range of 1000-5000 and consists of nanofilms with a thickness of 5-25 nm, condensed into micropackets with a diameter of 0.2-5 microns.
Готовят покрытие следующим образом.Prepare the coating as follows.
Для приготовления основы грунтовки смешивают эпоксидную диановую смолу и чистую каменноугольную смолу. Для облегчения процесса диспергирования и уменьшения его длительности к основе добавляют водорастворимый растворитель, сольватирующая способность которого не меньше, чем у воды (например, диметилформамид, или диметилсульфоксид, или диизопропилкарбонат).To prepare the primer base, an epoxy diane resin and pure coal tar are mixed. To facilitate the dispersion process and reduce its duration, a water-soluble solvent is added to the base, the solvating ability of which is not less than that of water (for example, dimethylformamide, or dimethyl sulfoxide, or diisopropyl carbonate).
Готовую основу грунтовки расфасовывают в металлические герметично закрывающиеся емкости согласно ГОСТ 9980.3. Отвердитель (триэтилентетрамин) упаковывается отдельно по ТУ 6-02-1099. Перед нанесением покрытия сохраненные в упаковках компоненты смешивают.The finished primer base is packaged in metal tightly closed containers according to GOST 9980.3. Hardener (triethylenetetramine) is packaged separately according to TU 6-02-1099. Before coating, the components stored in the packaging are mixed.
В приведенных примерах (Таблица 2) использовались составы грунтовочного слоя при следующих соотношениях компонентов в мас.%: эпоксидная диановая смола 53-61, каменноугольная смола 6-21, растворитель 13-18 и отвердитель 10-15.In the examples given (Table 2), the compositions of the primer layer were used with the following component ratios in wt.%: Epoxy Dianova resin 53-61, coal tar 6-21, solvent 13-18 and hardener 10-15.
Грунтовку наносят на защищаемую поверхность вручную с помощью кисти или валика при температуре окружающей среды от 5 до 60°С. При этом металлические поверхности должны быть очищены до степени 2 по ГОСТ 9.402, а бетонные должны иметь класс шероховатости 3, поверхностную пористость до 10% по СНиП 3.04.03. Поверхность может быть влажной, мокрой (например, это может быть поверхность бетонного водовода непосредственно, после ее зачистки от обрастания и обмывки). Расход грунтовки составляет 200 г/м2.The primer is applied to the surface to be protected manually with a brush or roller at an ambient temperature of 5 to 60 ° C. At the same time, metal surfaces must be cleaned to degree 2 according to GOST 9.402, and concrete surfaces must have a roughness class of 3, and surface porosity of up to 10% according to SNiP 3.04.03. The surface may be wet, wet (for example, it may be the surface of the concrete conduit directly, after cleaning it from fouling and washing). Primer consumption is 200 g / m 2 .
Основу для промежуточного слоя готовят аналогично, но с добавлением железного сурика, после чего полученную массу перетирают на шаровой мельнице до степени диспергирования 40-50 мкм по клину (ГОСТ 6589-57). Железный сурик, кроме окрашивания композиции, одновременно «работает» и как ее «утяжелитель», и как твердый наполнитель, играющий роль жесткой арматуры в отвержденной эпоксидно-каменноугольной системе, являющийся высокомодульным наполнителем. При деформации наполненной эпоксидно-каменноугольной системы сурик практически не деформируется, поскольку его модуль упругости существенно больше, чем у полимерной матрицы.The basis for the intermediate layer is prepared similarly, but with the addition of iron minium, after which the resulting mass is ground in a ball mill to a degree of dispersion of 40-50 microns along the wedge (GOST 6589-57). The iron minium, in addition to coloring the composition, simultaneously “works” both as its “weighting agent” and as a solid filler, playing the role of rigid reinforcement in the cured epoxy-coal system, which is a high-modulus filler. During the deformation of a filled epoxy-coal system, the meerk practically does not deform, since its elastic modulus is much larger than that of the polymer matrix.
Взаимодействие железного сурика с наиболее активными функциональными группами фенолов каменноугольной смолы обусловливается наличием высокополярных гидроксильных групп в фенолах. В результате реакции образуются феноляты, в дальнейшем являющиеся катализаторами при полимеризации эпоксидно-каменноугольной системы.The interaction of iron minium with the most active functional groups of phenols of coal tar is due to the presence of highly polar hydroxyl groups in phenols. As a result of the reaction, phenolates are formed, which are subsequently catalysts in the polymerization of the epoxy-coal system.
Готовую основу для промежуточного слоя и его отвердитель расфасовывают, хранят и используют так же, как основу и отвердитель грунтовки.The finished base for the intermediate layer and its hardener are packaged, stored and used in the same way as the base and hardener of the primer.
Промежуточный слой наносят после затвердевания грунтовки до степени отлипания при контакте, когда после контакта с ее поверхностью щуп отделяется чистым.The intermediate layer is applied after the primer has hardened to a degree of sticking upon contact, when after contact with its surface the probe is separated clean.
Промежуточный слой наносят на поверхность грунтовки вручную с помощью кисти или валика при температуре окружающей среды от 5 до 60°С. Поверхность может быть влажной (из-за высокой влажности в полости водовода). Расход композиции промежуточного слоя составляет 200 г/м2.The intermediate layer is applied to the primer surface manually with a brush or roller at an ambient temperature of 5 to 60 ° C. The surface may be wet (due to high humidity in the water conduit cavity). The consumption of the composition of the intermediate layer is 200 g / m 2 .
В приведенных примерах (Таблица 2) использовались составы промежуточного слоя при следующих соотношениях компонентов в мас.%: эпоксидная диановая смола 54-65, каменноугольная смола 7-21, растворитель 7-9, отвердитель 10-16 и сурик железный 5-6.In the examples given (Table 2), the compositions of the intermediate layer were used with the following component ratios in wt.%: Epoxy Dianova resin 54-65, coal tar 7-21, solvent 7-9, hardener 10-16 and red iron 5-6.
Наружный самополирующийся слой наносят на поверхность промежуточного слоя методом безвоздушного распыления. Оптимальное давление жидкости 176 кг/см2 на выходе из сопла, при диаметре сопла 0,46-0,66 мм. Модифицированную композицию для наружного слоя тщательно перемешивают механической мешалкой перед нанесением. Наружный слой наносят в два этапа общей толщиной 250 мкм. Расход модифицированной композиции составляет 325 г/м2 за один этап.An external self-polishing layer is applied to the surface of the intermediate layer by airless spraying. The optimum fluid pressure is 176 kg / cm 2 at the exit of the nozzle, with a nozzle diameter of 0.46-0.66 mm. The modified composition for the outer layer is thoroughly mixed with a mechanical stirrer before application. The outer layer is applied in two stages with a total thickness of 250 μm. The consumption of the modified composition is 325 g / m 2 in one step.
Заявленное многослойное противообрастающее покрытие соответствует нормам и требованиям, приведенным в таблице 1.The claimed multilayer anti-fouling coating meets the standards and requirements listed in table 1.
Первых два слоя покрытия могут наносить в морской и пресной воде и способны высыхать в воде (при температуре не ниже 5°С) с образованием твердого покрытия. Сформированные в воде слои покрытия не уступают по своим свойствам покрытиям, полученным на воздухе.The first two layers of the coating can be applied in sea and fresh water and are able to dry in water (at a temperature of at least 5 ° C) with the formation of a hard coating. The coating layers formed in water are not inferior in their properties to coatings obtained in air.
Совокупность существенных признаков заявленного покрытия обеспечивает повышение эффективности противообрастающей защиты, благодаря увеличению биоцидности грунтовочного и промежуточного слоев, повышению их прочности и улучшению адгезии (Таблицы 3, 4) к влажной защищаемой поверхности, а также благодаря формированию более гладкой и скользкой поверхности наружного слоя.The set of essential features of the claimed coating provides an increase in the effectiveness of anti-fouling protection, due to an increase in the biocidal nature of the primer and intermediate layers, an increase in their strength and improved adhesion (Tables 3, 4) to the wet protected surface, as well as due to the formation of a smoother and slippier surface of the outer layer.
Срок службы заявленного покрытия, нанесенного на защищаемые поверхности, эксплуатирующиеся в морской или пресной воде, составляет не менее 6 лет.The service life of the claimed coating applied to protected surfaces operating in sea or fresh water is at least 6 years.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016142000A RU2641130C1 (en) | 2016-10-26 | 2016-10-26 | Multi-layer antifouling coating |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016142000A RU2641130C1 (en) | 2016-10-26 | 2016-10-26 | Multi-layer antifouling coating |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2641130C1 true RU2641130C1 (en) | 2018-01-16 |
Family
ID=68235438
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016142000A RU2641130C1 (en) | 2016-10-26 | 2016-10-26 | Multi-layer antifouling coating |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2641130C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2766332C1 (en) * | 2021-05-31 | 2022-03-15 | Общество с ограниченной ответственностью «ПРОММЕТЭКС» | Bioprotective polymer powder composition |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3979354A (en) * | 1974-01-31 | 1976-09-07 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Non-polluting, antifouling composition and method |
| RU2190175C1 (en) * | 2001-03-11 | 2002-09-27 | Ельников Андрей Валерьевич | Coat for tube sheets and cooling tubes of heat exchange apparatus and method of obtaining such coats |
| US20040197564A1 (en) * | 2003-04-04 | 2004-10-07 | Camp Douglas R. | Anti-fouling coatings containing silica-coated copper |
| RU2478114C1 (en) * | 2011-11-29 | 2013-03-27 | Открытое акционерное общество "Федеральная гидрогенерирующая компания-РусГидро" | Multilayer composite antifoulding coating providing repellent-chemobiocidal protection |
-
2016
- 2016-10-26 RU RU2016142000A patent/RU2641130C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3979354A (en) * | 1974-01-31 | 1976-09-07 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Non-polluting, antifouling composition and method |
| RU2190175C1 (en) * | 2001-03-11 | 2002-09-27 | Ельников Андрей Валерьевич | Coat for tube sheets and cooling tubes of heat exchange apparatus and method of obtaining such coats |
| US20040197564A1 (en) * | 2003-04-04 | 2004-10-07 | Camp Douglas R. | Anti-fouling coatings containing silica-coated copper |
| RU2478114C1 (en) * | 2011-11-29 | 2013-03-27 | Открытое акционерное общество "Федеральная гидрогенерирующая компания-РусГидро" | Multilayer composite antifoulding coating providing repellent-chemobiocidal protection |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2766332C1 (en) * | 2021-05-31 | 2022-03-15 | Общество с ограниченной ответственностью «ПРОММЕТЭКС» | Bioprotective polymer powder composition |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Olajire | Recent advances on organic coating system technologies for corrosion protection of offshore metallic structures | |
| KR102159871B1 (en) | Coating composition for forming a coating film with reduced frictional resistance, coating film, and substrate with coating film | |
| TW201500488A (en) | Anti-fouling compositions with a fluorinated oxyalkylene-containing polymer or oligomer | |
| CN103965745A (en) | Epoxy resin composite coating solution, and preparation method and application method thereof | |
| Thomas et al. | Developments in smart organic coatings for anticorrosion applications: a review | |
| TW200813175A (en) | Polysiloxane based in situ polymer blends-compositions, articles and methods of preparation thereof | |
| JP4217662B2 (en) | Marine self-polishing antifouling paint composition | |
| WO2014077205A1 (en) | Antifouling coating composition, antifouling coating film, antifouling substrate, and method for improving storage stability of antifouling coating composition | |
| CN101230224A (en) | Fluorosilicone rubber nano composite alloy three-proof paint and production method thereof | |
| CN103757744A (en) | Hydrogel antifouling fiber, preparation method thereof and preparation method of implanted type high-strength hydrogel antiflouling coating layer | |
| Brady | Fouling-release coatings for warships | |
| KR101724280B1 (en) | Mixed coating material for anti-biofouling of submerged structures and coating method using the same | |
| Liu et al. | Review on formation of biofouling in the marine environment and functionalization of new marine antifouling coatings | |
| US20090197003A1 (en) | Anti-fouling coatings, Compounds, and methods | |
| WO2023039917A1 (en) | Polyaspartic polyurea resin system having marine antifouling function and coating composition | |
| RU2641130C1 (en) | Multi-layer antifouling coating | |
| KR20030011878A (en) | Self-polishing marine antifouling paint composition comprising fibres and metal-containing co-polymers | |
| Qiu et al. | Preventing algae adhesion using lubricant-modified polydimethylsiloxane/polythiourethane nanocomposite | |
| RU2648082C1 (en) | Paint coating | |
| RU2387693C1 (en) | Fire-resistant coating composition | |
| KR102438107B1 (en) | Water-Soluble One-Component Type Paint Composition Comprising Urushiol and Method for Preparing the Same | |
| KR100994890B1 (en) | Anti-fouling paint composition for anti-dirtiness of attached marine organism using wood-tar and method of anti-fouling painting for vessel and marine iron construction using thereof | |
| US20150259542A1 (en) | Copper-based antifouling composition | |
| TWI744519B (en) | Anti-attachment method of aquatic organisms | |
| RU2309966C1 (en) | Wear-resistant protective polymer compound |