RU2661226C2 - Суспензия для модификации лакокрасочных материалов на эпоксидной основе для усиления антикоррозионных свойств - Google Patents
Суспензия для модификации лакокрасочных материалов на эпоксидной основе для усиления антикоррозионных свойств Download PDFInfo
- Publication number
- RU2661226C2 RU2661226C2 RU2016149409A RU2016149409A RU2661226C2 RU 2661226 C2 RU2661226 C2 RU 2661226C2 RU 2016149409 A RU2016149409 A RU 2016149409A RU 2016149409 A RU2016149409 A RU 2016149409A RU 2661226 C2 RU2661226 C2 RU 2661226C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- epoxy
- suspension
- solvent
- based paint
- carbon nanotubes
- Prior art date
Links
- 239000000725 suspension Substances 0.000 title claims abstract description 24
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 239000003973 paint Substances 0.000 title claims abstract description 19
- 230000004048 modification Effects 0.000 title claims abstract description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 title claims abstract description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 title abstract description 15
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 title description 14
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 claims abstract description 39
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 38
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 claims abstract description 38
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 18
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 9
- ZNQVEEAIQZEUHB-UHFFFAOYSA-N 2-ethoxyethanol Chemical compound CCOCCO ZNQVEEAIQZEUHB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000003093 cationic surfactant Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000002966 varnish Substances 0.000 claims abstract description 8
- DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N Butyl acetate Natural products CCCCOC(C)=O DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N hexanoic acid Chemical compound CCCCCC(O)=O FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 239000008096 xylene Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 claims abstract description 5
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 4
- 150000003242 quaternary ammonium salts Chemical class 0.000 claims abstract description 4
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 5
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract description 15
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 abstract description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 9
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 abstract description 9
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 abstract description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 10
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 239000004848 polyfunctional curative Substances 0.000 description 8
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 6
- 229920006334 epoxy coating Polymers 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 4
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 description 4
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 229940093475 2-ethoxyethanol Drugs 0.000 description 2
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 2
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 2
- 238000007306 functionalization reaction Methods 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 2
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 description 2
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 description 2
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 238000001132 ultrasonic dispersion Methods 0.000 description 2
- WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N (E)-8-Octadecenoic acid Natural products CCCCCCCCCC=CCCCCCCC(O)=O WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 20:1omega9c fatty acid Natural products CCCCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 9-Heptadecensaeure Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N Oleic acid Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005642 Oleic acid Substances 0.000 description 1
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 125000001797 benzyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(C([H])=C1[H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 229920001400 block copolymer Polymers 0.000 description 1
- YHWCPXVTRSHPNY-UHFFFAOYSA-N butan-1-olate;titanium(4+) Chemical compound [Ti+4].CCCC[O-].CCCC[O-].CCCC[O-].CCCC[O-] YHWCPXVTRSHPNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011852 carbon nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 210000003298 dental enamel Anatomy 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 239000006115 industrial coating Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N isooleic acid Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCCC(O)=O QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000008204 material by function Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 239000002048 multi walled nanotube Substances 0.000 description 1
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 239000002071 nanotube Substances 0.000 description 1
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N oleic acid Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 239000005871 repellent Substances 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/02—Elements
- C08K3/04—Carbon
- C08K3/041—Carbon nanotubes
-
- 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
- C09D163/00—Coating compositions based on epoxy resins; Coating compositions based on derivatives of epoxy resins
-
- 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
- C09D175/00—Coating compositions based on polyureas or polyurethanes; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D175/04—Polyurethanes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
- Emulsifying, Dispersing, Foam-Producing Or Wetting Agents (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области полимерных композиционных материалов, а именно двухкомпонентных лакокрасочных покрытий на основе эпоксидных связующих, которые могут быть использованы для антикоррозионной защиты металлоконструкций в агрессивных средах. Суспензия для модификации лакокрасочных материалов на эпоксидной основе для усиления антикоррозионных свойств предназначена для введения в лакокрасочный материал на эпоксидной основе в количестве от 7 до 15 мас.% и включает пленкообразующее вещество – эпоксидную смолу, растворитель, диспергатор, представляющий собой модифицированный полиуретан, катионное ПАВ и многослойные углеродные нанотрубки. В качестве катионного ПАВ может быть использован водный раствор четвертичной аммониевой соли, в качестве растворителя смесь ксилола, бутилацетата и ацетона или этилцеллозольва и толуола. Технический результат заключается в повышении защитных свойств и стойкости к воздействию агрессивной среды лакокрасочного материала на эпоксидной основе и, как следствие, в продлении срока службы металлоконструкций. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к области полимерных композиционных материалов, а именно двухкомпонентных лакокрасочных покрытий на основе эпоксидных связующих, и может быть использовано для антикоррозионной защиты металлоконструкций в агрессивных средах. Основа эпоксидного лакокрасочного материала (ЛКМ) содержит эпоксидную смолу, растворитель, пигменты и наполнители (первый компонент ЛКМ), вторым компонентом ЛКМ является отвердитель.
Работы по модификации эпоксидных ЛКМ имеют высокий практический интерес, поскольку данные ЛКМ широко применяются в различных областях промышленности и характеризуются высокими эксплуатационными свойствами и показателями технологичности производства. К актуальным проблемам настоящего времени относится разработка технологий получения новых материалов путем допирования существующих разнообразными наночастицами, среди которых особое место занимают углеродные нанотрубки (УНТ), проявляющие принципиально новые свойства и имеющие огромный потенциал для получения новых материалов. Уникальное сочетание таких свойств как малые размеры, высокие механические и сорбционные свойства, прочность, большая удельная поверхность и др., открывает широкие перспективы получения на основе УНТ новых функциональных материалов с улучшенными техническими и потребительскими характеристиками.
В патентах республики Беларусь BY16922 (МПК C09D 163/00, опубл. 2013.04.30), BY11214 (МПК C09D 163/00, опубл. 2008) продемонстрировано, что введение углеродных наночастиц в эпоксидный материал (эпоксидная смола 84,0-87,5 масс. %, ультрадисперсный алмаз 0,2-4,2 масс. % и отвердитель 11,8-12,3 масс. % - BY16922; эпоксидная смола 89,77-90,54 масс. %, углеродные нанотрубки 0,045-0,898 масс. %, отвердитель 9,34-9,42 масс. % - BY16922) усиливает адгезионные, прочностные и водоотталкивающие свойства покрытия по сравнению с недопированным материалом. В данных патентах сначала получают суспензию УНТ в отвердителе, которая затем добавляется в смолу; или в эпоксидной смоле, в которую затем добавляется отвердитель. При приготовлении покрытия используют ультразвуковое перемешивание. Антикоррозионные свойства покрытия в данных патентах не исследовались.
Углеродные нанотрубки вследствие высокой поверхностной энергии склонны образовывать агломераты. Условием введения углеродных нанотрубок в различные материалы является разработка способов активного диспергирования (измельчения) данных агломератов в полимерной среде до получения ультрамикро- и микрогетерогенных дисперсных систем.
Известен способ получения дисперсий УНТ в органических растворителях на основе амидов с применением полимерного ПАВ - поливинилпирролидона по патенту US 7682590 (МПК D01F 9/12, B82B 1/00, C08J 3/02, С08К 3/04, С08К 7/24, опубл. 23/03/2010), включающий ультразвуковое диспергирование дисперсии УНТ в растворителе, содержащем поливинилпирролидон. Авторы рекомендуют применение данной дисперсии при приготовлении полимерных нанокомпозитов. Однако амиды применяются в качестве отвердителей эпоксидных красок, поэтому не могут быть включены в основу эпоксидных красок.
В патенте US 8211969 (МПК В32В 27/00, C08F 236/04, C08G 81/00, C08F 279/00, В32В 27/18, C08F 291/14, С08K 3/04, C08G 75/02, C08F 236/20, В29С 41/00, опубл. 3.07.2012) предложено диспергировать УНТ в различных органических растворителях (хлороформе, толуоле, тетрагидрофуране) с помощью растворимых в органических растворителях блок-сополимеров, содержащих блоки с спряженными связями и без сопряженных связей. В результате ультразвуковой обработки УНТ в растворителях в присутствии сополимеров получают стабильные дисперсии. Недостатком данного способа при получении красок с УНТ является то, что наличие в красках постороннего полимера ухудшает их свойства. Кроме того, используемые сополимеры, как правило, являются лабораторными и не выпускаются промышленностью.
В ряде патентов, например US 8187566 (МПК D01F 9/12, С01В 31/04, опубл. 29.05.12), для улучшения диспергируемости УНТ в органических растворителях используют функционализацию УНТ кабоксильными или гидроксильными группами с последующей ультразвуковой обработкой. В патенте РФ 2531172, дополнительно к функционализации УНТ кабоксильными или гидроксильными группами, ультразвуковое диспергирование ведут в присутствии тетрабутилтитаната со стеариновой или олеиновой кислотой. В данных патентах не анализируется результат введения полученных суспензий в эпоксидные ЛКМ и влияние УНТ на антикоррозионные свойства красок.
Одним из важнейших применений эпоксидных лакокрасочных материалов является антикоррозионная защита металлических конструкций в наземных, подземных и подводных сооружениях.
В научной литературе повышение защитных свойств покрытия с углеродными нанотрубками от коррозии по сравнению с нелегированным материалом выявлены в ряде исследований. В работе [J. HaeRi, P. JinHwan, S. Min Young, Corrosion protection by epoxy coating containing multi-walled carbon nanotubes, J. Ind. Eng. Chem. 19 (2013) 849-853] изучены гидрофобные и антикоррозионные свойства эпоксидной смолы с углеродными нанотрубками. Показано, что присутствие УНТ в покрытии замедляет транспорт воды к поверхности металла, что усиливает ее защитные свойства. Предположительно углеродные нанотрубки, введенные в покрытие, действуют как физический барьер для процесса коррозии путем заполнения трещин, разрывов и микроотверстий на поверхности металла. Исследования авторов настоящего патента методами квантовой химии [Е.В. Бутырская, Л.С. Нечаева, С.А. Запрягаев Theoretical Study of the Corrosion Protection Mechanism by Carbon Nanotubes // Computational and Theoretical Chemistry. - Elsevier, 2016. - Vol. 1090. - 5 p.] показали, что кроме вышесказанного, ингибирование процесса коррозии углеродными нанотрубками обусловлено адсорбцией ими частиц, поддерживающих коррозионный процесс, следствием чего является торможение анодного и катодного процессов.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является антикоррозийный лакокрасочный материал по патенту РФ 2537001 (МПК C09D 5/08, В82В 3/00, B82Y 30/00, опубл. 27.12.2014), согласно которому в эпоксидную смолу или промышленную эмаль вводилась суспензия, состоящая из эпоксидной смолы в качестве пленкообразующего вещества (15% масс), многослойных УНТ (0.5% масс) и 2-этоксиэтанола (84.5% масс) (этилцеллозольв), перемешанных в диспергирующей и ультразвуковой установках.
Однако в данном патенте даже ультразвуковая обработка не обеспечивает необходимого технического результата, для достижения которого требуется дополнительно введение в отвердитель антикоррозионной добавки. В прототипе при приготовлении суспензии использован растворитель 2-этоксиэтанол (этилцеллозольв), однако при производстве эпоксидных ЛКМ и для их разбавления наиболее часто рекомендуется смесь растворителей, например, ксилол + ацетон + бутилацетат и др.
Задача настоящего изобретения состоит в разработке состава для усиления антикоррозийных свойств эпоксидных лакокрасочных материалов, устойчивого при хранении и с равномерным распределением компонентов по объему.
Технический результат заключается в повышении защитных свойств и стойкости к воздействию агрессивной среды лакокрасочного материала на эпоксидной основе, как следствие, в продлении срока службы металлоконструкций.
Технический результат достигается тем, что суспензия для модификации лакокрасочных материалов на эпоксидной основе для усиления антикоррозионных свойств, включающая пленкообразующее вещество, растворитель и многослойные углеродные нанотрубки, предназначенная для введения в лакокрасочный материал на эпоксидной основе в % масс. от 7 до 15, согласно изобретению, дополнительно содержит диспергатор, представляющий собой модифицированный полиуретан, и катионное ПАВ при следующем соотношении компонентов (масс. %):
| растворитель | от 75 до 90 |
| пленкообразующее вещество | от 8 до 23 |
| диспергатор | от 0,8 до 1,2 |
| ПАВ | от 0,8 до 1,2 |
| многослойные углеродные нанотрубки | от 0,2 до 0,8. |
В качестве катионного ПАВ может быть использован водный раствор четвертичной аммониевой соли общей формулы 
, где а, b, с - метальная, этильная или бензильная группы, в качестве растворителя смесь ксилола, бутилацетата и ацетона или этилцеллозольва и толуола.
На фиг. 1 представлены фото покрытий, модифицированных суспензией заявленного состава, и без суспензии, нанесенных на пластины из стали 3, после 600 часов выдерживания в камере солевого тумана.
При приготовлении суспензии в нее вводилась диспергирующая добавка, представляющий собой модифицированный полиуретан, и катионное ПАВ, что позволило исключить обработку суспензии ультразвуком и не добавлять антикоррозионную добавку в используемый отвердитель. Роль диспергирующей добавки и ПАВ заключается в снижении энергии взаимодействия углеродных нанотрубок друг с другом, что способствует измельчению агломератов УНТ и их равномерному распределению в суспензии.
Для активного диспергирования УНТ в эпоксидных ЛКМ предлагается получение суспензии на основе системы, содержащей УНТ, растворитель, эпоксидную смолу, диспергирующую добавку и ПАВ. Данная система обладает значительно меньшей вязкостью по сравнению с эпоксидной смолой и лакокрасочным материалом, что значительно облегчает процесс получения суспензии с равномерным распределением УНТ. Последующее введение данной суспензии в ЛКМ более эффективно, чем введение УНТ в пленкообразующее вещество или лакокрасочный материал, так как они имеют высокую вязкость, что затрудняет эффективное измельчение агломератов УНТ и равномерное распределение нанотрубок в ЛКМ.
В качестве растворителя при приготовлении суспензии использовались смесь ксилола (60-70%), бутилацетата (15-23%) и ацетона (15-21%); либо смесь этилцеллозольва и толуола (1:1).
Пример.
Для получения суспензии в диспергирующую установку загружались растворитель (85.54% масс), представляющий собой смесь ксилола (64%), бутилацетата (23%) и ацетона (21%), эпоксидная смола Э-40 в качестве пленкообразующего (12% масс), многослойные углеродные нанотрубки (0.4% масс), диспергатор, представляющий собой модифицированный полиуретан (1,03%) масс), катионное ПАВ, представляющее собой водный раствор четвертичной аммониевой соли. Компоненты в течение 1,5 часа перемешивались в диспергирующей установке на частоте 3000 об/мин с добавлением стеклянного бисера.
При этом была получена черная суспензия, не содержащая осадка и хлопьев углеродных нанотрубок. Суспензия устойчива при хранении.
Рекомендуется добавление готовой суспензии в количестве 7-15 масс. % в промышленный эпоксидный ЛКМ (или промышленный ЛКМ, из которого естественным образом улетучилось 7-15%) растворителя) с последующим перемешиванием суспензии и ЛКМ в диспергирующей установке 10 мин.
Покрытие наносилось в один слой и помещалось в камеру солевого тумана. По фотографиям на фиг. 1 видно, что покрытие с УНТ обеспечивает существенно более высокую антикоррозионную защиту. Особенно отчетливо это видно на правой части фиг.1, где представлена поверхность металла после снятия покрытия: на металле, покрытом ЛКМ с УНТ, практически отсутствуют следы коррозии за исключением небольших крайних участков, в то время, как пластина, покрытая ЛКМ без УНТ, практически полностью покрылась коррозией.
Адгезия образцов покрытия с углеродными нанотрубками (Фиг. 1) по методу решетчатых надрезов составила 0 баллов, для образцов без УНТ - 1 балл.
Claims (4)
1. Суспензия для модификации лакокрасочных материалов на эпоксидной основе, включающая пленкообразующее вещество, растворитель и многослойные углеродные нанотрубки, предназначенная для введения в лакокрасочный материал на эпоксидной основе в количестве от 7 до 15 мас.%, отличающаяся тем, что в качестве пленкообразующего вещества используется эпоксидная смола, дополнительно содержит диспергатор, представляющий собой модифицированный полиуретан, и катионное ПАВ при следующем соотношении компонентов (мас.%):
2. Суспензия по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве катионного ПАВ использован водный раствор четвертичной аммониевой соли.
3. Суспензия по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве растворителя использована смесь ксилола, бутилацетата и ацетона или этилцеллозольва и толуола.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016149409A RU2661226C2 (ru) | 2016-12-15 | 2016-12-15 | Суспензия для модификации лакокрасочных материалов на эпоксидной основе для усиления антикоррозионных свойств |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016149409A RU2661226C2 (ru) | 2016-12-15 | 2016-12-15 | Суспензия для модификации лакокрасочных материалов на эпоксидной основе для усиления антикоррозионных свойств |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2016149409A3 RU2016149409A3 (ru) | 2018-06-15 |
| RU2016149409A RU2016149409A (ru) | 2018-06-15 |
| RU2661226C2 true RU2661226C2 (ru) | 2018-07-13 |
Family
ID=62619340
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016149409A RU2661226C2 (ru) | 2016-12-15 | 2016-12-15 | Суспензия для модификации лакокрасочных материалов на эпоксидной основе для усиления антикоррозионных свойств |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2661226C2 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2325416C1 (ru) * | 2006-12-21 | 2008-05-27 | Закрытое акционерное общество "Научно-производственная компания ЯрЛИ" (ЗАО "НПК ЯрЛИ") | Антикоррозионная лакокрасочная композиция |
| US8871838B1 (en) * | 2014-03-27 | 2014-10-28 | King Abdul Aziz City for Science and Technology (KACST) | Epoxy-carbon nanomaterial based coating and method for preparing the same |
| RU2537001C2 (ru) * | 2012-11-28 | 2014-12-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "ВГУ") | Однослойный антикоррозионный лакокрасочный материал на основе эпоксидного связующего с углеродными нанотрубками |
| CN105062300A (zh) * | 2015-07-17 | 2015-11-18 | 金湖县杰达机械制造有限公司 | 一种气动式投饲机抛料盘用防腐耐磨涂料及其制备方法 |
-
2016
- 2016-12-15 RU RU2016149409A patent/RU2661226C2/ru active IP Right Revival
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2325416C1 (ru) * | 2006-12-21 | 2008-05-27 | Закрытое акционерное общество "Научно-производственная компания ЯрЛИ" (ЗАО "НПК ЯрЛИ") | Антикоррозионная лакокрасочная композиция |
| RU2537001C2 (ru) * | 2012-11-28 | 2014-12-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "ВГУ") | Однослойный антикоррозионный лакокрасочный материал на основе эпоксидного связующего с углеродными нанотрубками |
| US8871838B1 (en) * | 2014-03-27 | 2014-10-28 | King Abdul Aziz City for Science and Technology (KACST) | Epoxy-carbon nanomaterial based coating and method for preparing the same |
| CN105062300A (zh) * | 2015-07-17 | 2015-11-18 | 金湖县杰达机械制造有限公司 | 一种气动式投饲机抛料盘用防腐耐磨涂料及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2016149409A3 (ru) | 2018-06-15 |
| RU2016149409A (ru) | 2018-06-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107815216B (zh) | 一种石墨烯改性的水性环氧涂料固化剂及制备方法和应用 | |
| CN110003774B (zh) | 一种基于碳纳米复合材料的水性防腐涂料及其制备方法 | |
| CN105802441B (zh) | 一种水性石墨烯复合涂层、水性石墨烯复合涂料及其制备方法 | |
| Mo et al. | Water resistance and corrosion protection properties of waterborne polyurethane coating enhanced by montmorillonite modified with Ce3+ | |
| US20100010119A1 (en) | Corrosion-Resistant Epoxy Nanocomposite Coatings containing Submicron Emeraldine-Base Polyaniline and Organomodified Montmorrilonite | |
| CN105419564A (zh) | 纳米氧化石墨烯改性双组分水性环氧防腐涂料及其制备方法 | |
| Yeole et al. | The effect of carbon nanotubes loaded with 2-mercaptobenzothiazole in epoxy-based coatings | |
| CN108165131B (zh) | 一种轮轴用水性静电环氧防腐底漆及其制备方法 | |
| US20200172739A1 (en) | Anti-corrosive paintings and coatings containing nanoparticles | |
| KR100780352B1 (ko) | 나노 티타늄 조합물 방부식 도료 | |
| CN100363445C (zh) | 一种磷酸掺杂聚苯胺磷化底漆及其制备方法 | |
| CN111040472B (zh) | 改性纳米二氧化硅及其改性方法、防腐涂料和涂层 | |
| KR20190064045A (ko) | 해양기자재의 내식/방오 성능 향상을 위한 나노입자 스프레이 코팅 기반 금속 기재 표면 코팅 방법 | |
| CN108559361B (zh) | 一种改性石墨烯水性环氧复合涂料的制备方法及应用 | |
| RU2661226C2 (ru) | Суспензия для модификации лакокрасочных материалов на эпоксидной основе для усиления антикоррозионных свойств | |
| CN109517482A (zh) | 一种水性石墨烯重防腐涂料及其制备方法 | |
| CN112778878A (zh) | 改性氧化石墨烯水性防腐涂料及其制备方法 | |
| RU2537001C2 (ru) | Однослойный антикоррозионный лакокрасочный материал на основе эпоксидного связующего с углеродными нанотрубками | |
| CN118159609A (zh) | 组合物及涂料 | |
| RU2662010C2 (ru) | Способ получения антикоррозионного лакокрасочного материала | |
| KR20130034469A (ko) | 나노 세라믹 코팅 강관 | |
| CN108342151B (zh) | 自组装苯胺四聚体纳米纤维水性环氧防腐涂料及其制法 | |
| Aida et al. | INVESTIGATION OF ANTI-CORROSION PROPERTIES OF COMPOSITES BASED ON EPOXY RESIN AND ZINC NANOPARTICLES | |
| Li et al. | Effect of different oxidation states of polyaniline on anticorrosion performances of modified zinc rich primer | |
| Ovodok et al. | TiO2/epoxy composites as effective anticorrosion coatings for steel |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20190417 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191216 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20210316 |