RU2663134C1 - Битумно-полимерная грунтовка - Google Patents
Битумно-полимерная грунтовка Download PDFInfo
- Publication number
- RU2663134C1 RU2663134C1 RU2017129774A RU2017129774A RU2663134C1 RU 2663134 C1 RU2663134 C1 RU 2663134C1 RU 2017129774 A RU2017129774 A RU 2017129774A RU 2017129774 A RU2017129774 A RU 2017129774A RU 2663134 C1 RU2663134 C1 RU 2663134C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bitumen
- primer
- polymer
- metal
- alkaline earth
- Prior art date
Links
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 title claims abstract description 41
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 23
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 17
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 17
- 229920005549 butyl rubber Polymers 0.000 claims abstract description 14
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 claims abstract description 13
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 claims abstract description 13
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 13
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 claims abstract description 13
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 claims abstract description 11
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000013521 mastic Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims abstract description 10
- REYJJPSVUYRZGE-UHFFFAOYSA-N Octadecylamine Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCN REYJJPSVUYRZGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 150000003961 organosilicon compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 8
- ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N oleic acid Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N 0.000 claims description 8
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229940049964 oleate Drugs 0.000 claims description 5
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 4
- FWDBOZPQNFPOLF-UHFFFAOYSA-N ethenyl(triethoxy)silane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)C=C FWDBOZPQNFPOLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N (3-aminopropyl)triethoxysilane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCN WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- XDLMVUHYZWKMMD-UHFFFAOYSA-N 3-trimethoxysilylpropyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCOC(=O)C(C)=C XDLMVUHYZWKMMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 claims description 2
- NKSJNEHGWDZZQF-UHFFFAOYSA-N ethenyl(trimethoxy)silane Chemical compound CO[Si](OC)(OC)C=C NKSJNEHGWDZZQF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000002987 primer (paints) Substances 0.000 abstract description 59
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 abstract description 22
- 239000010959 steel Substances 0.000 abstract description 22
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 18
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 15
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 abstract description 13
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 abstract description 11
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 abstract description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 abstract description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005336 cracking Methods 0.000 abstract description 3
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 abstract description 2
- 229920002943 EPDM rubber Polymers 0.000 abstract 3
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 abstract 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 24
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 20
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 17
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 16
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 15
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 9
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 8
- 240000005428 Pistacia lentiscus Species 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 7
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 7
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 5
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 4
- WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N (E)-8-Octadecenoic acid Natural products CCCCCCCCCC=CCCCCCCC(O)=O WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 20:1omega9c fatty acid Natural products CCCCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 9-Heptadecensaeure Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N Oleic acid Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000005642 Oleic acid Substances 0.000 description 3
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 3
- QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N isooleic acid Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCCC(O)=O QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 3
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 3
- KPAPHODVWOVUJL-UHFFFAOYSA-N 1-benzofuran;1h-indene Chemical compound C1=CC=C2CC=CC2=C1.C1=CC=C2OC=CC2=C1 KPAPHODVWOVUJL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 description 2
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 2
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 2
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 2
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 2
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 2
- -1 unsaturated acyclic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 240000002791 Brassica napus Species 0.000 description 1
- 235000004977 Brassica sinapistrum Nutrition 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000018436 Coriandrum sativum Species 0.000 description 1
- 235000002787 Coriandrum sativum Nutrition 0.000 description 1
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002808 Si–O–Si Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 239000002318 adhesion promoter Substances 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000006286 aqueous extract Substances 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 239000008199 coating composition Substances 0.000 description 1
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000000254 damaging effect Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- RWYFURDDADFSHT-RBBHPAOJSA-N diane Chemical compound OC1=CC=C2[C@H]3CC[C@](C)([C@](CC4)(O)C#C)[C@@H]4[C@@H]3CCC2=C1.C1=C(Cl)C2=CC(=O)[C@@H]3CC3[C@]2(C)[C@@H]2[C@@H]1[C@@H]1CC[C@@](C(C)=O)(OC(=O)C)[C@@]1(C)CC2 RWYFURDDADFSHT-RBBHPAOJSA-N 0.000 description 1
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 239000002612 dispersion medium Substances 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- PYZSVQVRHDXQSL-UHFFFAOYSA-N dithianon Chemical compound S1C(C#N)=C(C#N)SC2=C1C(=O)C1=CC=CC=C1C2=O PYZSVQVRHDXQSL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 238000004299 exfoliation Methods 0.000 description 1
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 1
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 1
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 235000010299 hexamethylene tetramine Nutrition 0.000 description 1
- VKYKSIONXSXAKP-UHFFFAOYSA-N hexamethylenetetramine Chemical compound C1N(C2)CN3CN1CN2C3 VKYKSIONXSXAKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 1
- 150000002462 imidazolines Chemical class 0.000 description 1
- 235000019388 lanolin Nutrition 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 125000000896 monocarboxylic acid group Chemical group 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 150000003139 primary aliphatic amines Chemical class 0.000 description 1
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000002990 reinforced plastic Substances 0.000 description 1
- 239000011342 resin composition Substances 0.000 description 1
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 229920002725 thermoplastic elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
- 235000015112 vegetable and seed oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000008158 vegetable oil Substances 0.000 description 1
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000004078 waterproofing Methods 0.000 description 1
- 210000002268 wool Anatomy 0.000 description 1
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 1
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
- C09D195/00—Coating compositions based on bituminous materials, e.g. asphalt, tar, pitch
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
Abstract
Изобретение относится к составам битумно-полимерных грунтовок для защиты от коррозии стальных трубопроводов, металлических резервуаров и нефтехранилищ промышленно-гражданского строительства. Битумно-полимерная грунтовка содержит мастику битумно-полимерную, фенолформальдегидную смолу, бутилкаучук и СКЭПТ-40, смолу термореактивную ЭД-20, органический растворитель. Грунтовка дополнительно содержит соль высших алифатических кислот с щелочноземельным металлом Са, или Mg, или Ва, октадециламин и кремнийорганическое соединение на основе замещенного триалкоксисилана при общем количестве их в составе 2-5 мас.% и при следующем содержании компонентов в грунтовке, мас%: мастика битумно-полимерная 20-30, фенолформальдегидная смола 2-4, бутилкаучук и СКЭПТ-40 2-4, смола термореактивная ЭД-20 3-5, соль высших алифатических кислот с щелочноземельным металлом Са, или Mg, или Ва 0,1-2,25, октадециламин 0,1-2,25, кремнийорганическое соединение 0,5-3,75, органический растворитель остальное. Технический результат – обеспечение грунтовки битумно-полимерной с высокими технологическими показателями по адгезионной прочности к металлу, водостойкости, стойкость к катодному отслаиванию, и эффективным ингибированием процесс КРН трубной стали, что повышает эксплуатационную надежности грунтовочного покрытия. 2 з.п. ф-лы, 2 табл., 5 пр.
Description
Изобретение относится к области производства гидроизоляционных материалов, в частности к составам битумно-полимерных грунтовок для защиты от коррозии стальных трубопроводов, предназначенных для транспортировки газа, нефти, воды и других жидкостей, а также металлических резервуаров и нефтехранилищ промышленно-гражданского строительства.
Битумно-полимерные грунтовки предназначены для защиты поверхности металла от воздействия агрессивной среды и обеспечения надежной адгезии между металлом и изолирующим покрытием, защищающим грунтовочную пленку от механических повреждений, связанных, в частности, с подвижкой фунта, с воздействием грунтовых вод, температурных перепадов, что и определяет, в конечном итоге, защитные свойства комплексных покрытий, эксплуатирующихся в коррозионно-активных средах.
Известны битумно-полимерные грунтовки, применяемые при сооружении и капитальном ремонте магистральных трубопроводов (см. например, RU 2219213, опубл. 20.12.2003, RU №2325585, опубл. 27.05.2008 г., патент RU 2498148, опубл. 10.11.13).
Битумно-полимерная грунтовка (см. патент RU 2219213) содержит нефтяной битум, бензин, инден-кумароновую смолу, шерстный жир и сольвент при следующем соотношении компонентов, мас. %: битум нефтяной 30,0-45,0; инден-кумароновая смола 2,0-3,0; шерстный жир 0,5-2,0; сольвент 5,0-10,0; бензин 40,0-62,5.
Однако данная грунтовка имеет слабую адгезию с поверхностью трубы, что приводит к катодному отслаиванию покрытия, снижаются антикоррозионные свойства грунтовки при использовании на магистральных трубопроводах.
Битумно-полимерная грунтовка (см. патент RU 2498148) содержит битум - 22-23, термоэластопласт - 2-3, клей АС-М 8-10, растворитель нефрас - 64-65, ингибитор коррозии ИКБ-2-2 нефтерастворимый 0,7-1,0.
Ингибитор коррозии ИКБ-2-2 является производным имидазолина. (см. ст. Защита от коррозии установок прямой перегонки нефти //Химия и технология топлив и масел. 1990 г., 10, с. 4-5), при этом недостатком данных ингибиторов является их ограниченная термостабильность, склонность к образованию смолистых отложений в оборудовании и питтингов на поверхности металла оборудования.
Битумно-полимерная грунтовка (патент RU №2325585), ближайший аналог настоящего изобретения, предназначена для нанесения на стальные газопроводы под битумно-полимерные мастики и полимерные ленты с мастичным слоем. Грунтовка состоит из мастики битумно-полимерной, растворителя, фенолформальдегидной смолы, бутилкаучука, смолы термореактивной.
Наличие в данной грунтовке фенолформальдегидной смолы направлено на улучшение пластичности образуемой консистенции грунтовки при смешивании ее компонентов и на улучшение ингибирующих свойств продукта вследствие входящего в композицию фенолформальдегидной смолы амминного компонента (уротропина).
Однако фенолформальдегидная смола имеет высокую температуру плавления, что приводит к нестабильности адгезионной прочности грунтовочного покрытия и эти обстоятельства особенно существенны при использовании в составе грунтовки ингибитора коррозии, основу которого составляют нефтяные масла - смесь из групп изопарафиновых, нафтено-парафиновых, нафтено-ароматических и ароматических углеводородов, образующих на поверхности металла смолистые отложения, которые приводят к отслаиванию пленки покрытия, снижается адгезионная прочность покрытия, ухудшаются его антикоррозионные свойства. Данные обстоятельства существенны при эксплуатации трубопроводов в грунтах с различной водонасыщенностью и коррозионной активностью (кислые, сероводородные, сильно засоленные среды), в условиях значительных перепадов температуры и характерных для эксплуатации трубопроводов механических напряжений, все это приводит к отслаиванию покрытий и коррозионному разрушению.
Следует также отметить, что используемые в составе грунтовки термореактивные смолы чувствительны к воздействию органических растворителей, результатом этого воздействия является образование микротрещин, которые могут проникать внутрь смолы на различные глубины. Эти микротрещины могут оказывать значительное и повреждающее действие на покрытие, влияющие на адгезионную прочность покрытия.
Для повышения эксплуатационной надежности по защите поверхности металла от воздействия агрессивной среды битумно-полимерные грунтовки должны иметь высокую адгезионную прочность (прилипаемость) покрытия к металлу, что уменьшает возможность насыщения пор покрытия почвенной влагой и тем самым препятствует контакту электролита с поверхностью защищаемого металла, предотвращает отслаивание изоляции при местном разрушении, обеспечивает длительную работу покрытия в условиях агрессивных сред.
Следует также отметить, подземные стальные трубопроводы высокого давления подвержены коррозионному растрескиванию под напряжением (КРН). Дефекты КРН на внешней стенке трубы возникают в жидкости под отслоившимся изоляционным покрытием трубопровода, то есть, в так называемом подпленочном электролите. Введение в состав битумно-полимерной грунтовки химических соединений, которые ингибируют рост коррозионной трещины в подпленочном электролите, является дополнительной защитой трубопроводов от КРН. Необходимость в ингибиторной защите трубной стали от КРН связана, прежде всего, с тем, что имеется возможность присутствия электролита в трещинах незначительной глубины (менее 10% от толщины стенки трубы), которые могут оставаться на поверхности металла при переизоляции трубопроводов.
С учетом указанных обстоятельств основной технической задачей изобретения является создание битумно-полимерной грунтовки, подбор и выбор компонентного состава которой обеспечивает технический результат по повышению эксплуатационной надежности покрытия за счет улучшения его адгезионной прочности к металлу и ингибирования развития дефектов КРН в подпленочном электролите.
Для решения поставленного технического результата предложена битумно-полимерная грунтовка, содержащая мастику битумно-полимерную, фенолформальдегидную смолу, бутилкаучук, смолу термореактивную, органический растворитель, согласно изобретения, грунтовка дополнительно содержит соль высших алифатических кислот с щелочноземельным металлом Са, или Mg, или Ва, октадециламин и кремнийорганическое соединение на основе замещенного триалкоксисилана при общем количестве их в составе 2-5 мас. %, СКЭПТ-40 т в качестве термореактивной смолы – ЭД-20, при следующем содержании компонентов в грунтовке, мас. %:
| мастика битумно-полимерная | 20-30 |
| фенолформальдегидная смола | 2-4 |
| бутилкаучук и СКЭПТ-40 | 2-4 |
| смола термореактивная ЭД-20 | 3-5 |
| соль высших алифатических | 0,1-2,25 |
| кислот с щелочноземельным | |
| металлом Са, или Mg, или Ва | |
| октадециламин | 0,1-2,25 |
| кремнийорганическое | 0,5-3,75 |
| соединение | |
| органический растворитель | остальное |
Согласно изобретения, в качестве соли высших алифатических кислот с щелочноземельным металлом используют олеат или стеарат Са, или Mg, или Ва.
Согласно изобретения, в качестве замещенного триалкоксисилана используют винилтриэтоксисилан, винилтриметоксисилан, аминопропилтриэтоксисилан или метакрилоксипропилтриметоксисилан.
При реализации настоящего изобретения улучшается адгезионная прочность покрытия к металлу трубопровода и к его изолирующему покрытию, уменьшается воздействие коррозионно активных сред на поверхность защищаемого металла, что объясняется наличием в составе покрытия, основу которых составляют битумы, фенолформальдегидная смола, бутилкаучук и СКЭПТ-40 и растворитель, добавок в виде соли высших алифатических кислот с щелочноземельным металлом Са, или Mg, или Ва и аминами, а также кремнийорганических соединений, а также ЭД-20 в качестве термореактивной смолы. Присутствие в составе грунтовки солей высших алифатических кислот с щелочноземельным металлом и аминами обеспечивают эффективное ингибирование роста дефектов КРН в подпленочном электролите. Кремнийорганические соединения синергетически взаимодействуют на межмолекулярном уровне с основой покрытия и между собой, способствуя образованию адгезионно стабильной дисперсионной среды битумно-полимерного покрытия.
При анализе известного уровня техники не выявлено технических решений, имеющих аналогичную заявляемому техническому решению совокупность признаков для решения заявленного технического результата, что свидетельствует о соответствии заявляемого технического решения критериям изобретения: «новизна», «изобретательский уровень».
При реализации изобретения используют традиционное и известное технологическое оборудование, что свидетельствует о соответствии его критерию «промышленная применимость».
Данные обстоятельства подтверждаются нижеприведенным описанием изобретения.
Для реализации изобретения используют известные химические продукты и технологический процесс для изготовления битумно-полимерных грунтовок, а именно:
- мастику-битумно полимерную «Транскор-ГАЗ» (АО «Делан») - ТУ 5575-004-329899231-2010;
- фенолформальдегидную смолу- ГОСТ 18694-80. Данная смола повышает клейкости грунтовки и обеспечивает высокую адгезию грунтовки к стали;
- бутилкаучук - ГОСТ Р 54557-2011. Бутилкаучуки. (IIR).
Применение в составе грунтовки бутилкаучука объясняется его высокой прочностью, водостойкостью, газонепроницаемостью и совместимостью с другими углеродсодержащими компонентами.
Предпочтительно используют бутилкаучук и СКЭПТ – 40 по ТУ 38.103252-92.
- смола термореактивная - предпочтительно, используют диановую эпоксидную смолу ЭД-20, ГОСТ 10587-84, широко распространенный в отечественной промышленности продукт, который используют в качестве заливочных и пропиточных компаундов, клеев, герметиков, связующих для армированных пластиков, защитных покрытий.
- олеат Са - формула (C17H33COO)2Са, молекулярная масса - 603.0 (а.е.м), Т плав-83-84°С. Соль кальция и олеиновой кислоты (С17Н33СООН). Промышленный способ производства олеиновой кислоты основан на гидролитическом расщеплении растительных масел (таллового, кориандрового, рапсового и т.д.).
По свойствам олеиновая кислота близка к стеариновой.
- стеарат Са-формула Са(С17Н35СОО)2. Соль кальция и стеариновой кислоты, бесцветное (белое) вещество, не растворяется в воде.
Стеарат Са или олеат Са являются солью высших алифатических кислот (жирных кислот) с щелочноземельным металлом Са - облегчают диспергирование различных полимерных продуктов и проявляют свойства поверхностно-активных веществ (ПАВ). Это сопровождается не только адсорбцией ПАВ на межфазной границе, но и диффузией активного вещества (ингибитора КРН) в подпленочный электролит, в результате чего в полости между металлом и покрытием достигается защитная концентрация ингибитора, предупреждающая или тормозящее развитие дефектов КРН.
При реализации изобретения наличие в составе битумно-полимерного покрытия олеата Са или стеарата Са наиболее, предпочтительно, по условиям соблюдения требований коммерческой обоснованности использования данных компонентов в производстве.
Вместе с тем, при реализации изобретения возможно использование и соли высших алифатических кислот с щелочноземельным металлом Mg или Ва.
Октадециламин - (1-октадеканамин, стеариламин) СН3(СН2)16CH2NH2, мол. м. 269,5; бесцв. кристаллы; т.пл. 52,9°С.
Октадециламин обладает свойствами первичных алифатических аминов.
Кремнийорганическое соединение используют для химического связывания органических полимеров (реактопласты, термопласты, эластомеры, т.д.), в качестве сшивающего агента, промотора адгезии и модификатора поверхности.
Предпочтительно, при реализации изобретения используют: Силан Silquest А-151 - винилтриэтоксисилан (C8H18O3Si) и Силан Silquest А-171-винилтриметоксисилан. Данные продукты обладают винильной и силановой функциональностью, что позволяет использовать их для сшивания органических полимеров. Образующаяся при сшивании связь Si-O-Si очень устойчива к действию влаги, химических веществ и УФ-облучению, обеспечивается связывание воды в системах, отверждаемых влагой.
Указанные продукты по условиям соблюдения требований коммерческой обоснованности наиболее целесообразны при производстве битумно-полимерных грунтовок, предназначенных для обработки значительных по площади металлических поверхностей.
- органический растворитель - Сольвент нефтяной А-130/150 (нефрас А-130/150) - ГОСТ 10214-78, является продуктом пиролиза нефтепродуктов с массовой долей ароматических углеводородов более 50% и с небольшим содержанием ациклических углеводородов непредельного типа и парафинов. Возможно использование других органических растворителей, например, толуола, ксилола, изопропилового спирта.
Приготовление битумно-полимерной грунтовки осуществляют следующим образом:
Предварительно разогретую до 80°С-100°С мастику «ТРАНСКОР-ГАЗ» подают в реактор с мешалкой и устройством обогрева. Через объемный мерник подают растворитель и проводится растворение мастики в течение 2-3,5 часов в зависимости от температуры реакционной смеси. Температуру устройства обогрева поддерживают в диапазоне от 80°С до 90°С. В состав добавляют бутилкаучук и СКЭПТ-40 и смолу термореактивную. После смешивания смеси в нее добавляется фенолформальдегидная смола ФФС-101 К, предварительно растворенная в растворителе, и перемешивается в течение 30 минут до однородного состояния. Далее в состав подают соль высших алифатических кислот с щелочноземельным металлом Са, предварительно разогретый до 80°С-100°С, октадециламин, проводят перемешивание в течение 2 часов. Далее подают кремнийорганическое соединение, продолжают перемешивание, отключают обогрев и при достижении реакционной смеси грунтовки температуры 50°С-60°С ее разливают в тару.
Введение органического растворителя при приготовлении битумно-полимерной грунтовки осуществляют в несколько приемов, доводя вязкость грунтовки до 30-40 с по вискозиметру В3-4. Общее время изготовления грунтовки составляет 5,0-6,0 часов.
Соотношение входящих компонентов (мас. %) и состав получаемых битумно-полимерных материалов иллюстрируется следующими примерами - таблица 1.
Полученные составы грунтовок и покрытия на их основе были испытаны на адгезионную прочность в соответствии с ГОСТ Р 51164-98 «Трубопроводы стальные магистральные. Общие требования к защите от коррозии» методом отслаивания от стальной подложки под углом 180° при 20°С и 60°С и скорости отслаивания 50 мм/мин. Испытания проводились на фрагментах труб с покрытием, в лабораторных условиях.
По результатам испытаний средняя адгезия к стали (Н/см) битумно-полимерных грунтовок при ниже приведенных температурах испытаний составила:
температура испытаний Т=20°С:
Примеры 1-5, средняя адгезия к стали 31.5 (Н/см);
Пример 6 (аналог, битумно-полимерная грунтовка по пат.RU №2325585), средняя адгезия к стали 20.5 (Н/см);
температура испытаний Т=60°С:
Примеры 1-5, средняя адгезия к стали 20.5 (Н/см);
Пример 6 (аналог, битумно-полимерная грунтовка по пат.RU №2325585), средняя адгезия к стали 10.4 (Н/см).
Измерены эксплуатационные свойства полученных составов грунтовок - стабильность адгезионной прочности при действии воды и температуры. Водостойкость адгезии грунтовок определяли после выдержки образцов в воде на протяжении 1000 часов при температуре 20°С и 60°С.
По результатам испытаний средняя водостойкость адгезия к стали (Н/см) битумно-полимерных грунтовок при температуре испытаний Т=20°С и при Т=60°С по примерам 1-5 составила соответственно 75.0 (Н/см) и 70.0 (Н/см), а по примеру 6 (аналог) соответственно на 25% и 40% - ниже.
Определена стойкость покрытия на основе грунтовки к катодному отслаиванию в процессе выдержки в 3%-ном водном растворе NaCl при потенциале поляризации 1.5 вольта на протяжении 30 суток и температурах 20°С и в 60°С (ГОСТ Р 51164-98).
По результатам испытаний средняя площадь отслаивания грунтовок от металлической поверхности образцов по примерам 1-5 составила соответственно: 1.4 (см2) и 7.1 (см2). Аналогичные показатели по примеру 6 (аналог) соответственно: 4,5 (см2) и 12,5 (см2).
Оценка эффективности грунтовок (примеры 1-6) в отношении КРН стали осуществлялась следующим образом.
На первом этапе готовились водные вытяжки битумно-полимерных грунтовок в испытательный электролит. Предпочтительно, в качестве испытательного электролита используют водный раствор Паркинса NS4 (0,483 NaHCO3 + 0,122 KCl + 0,137 CaCl2 + 0,131 MgSO4⋅7H2O (г/л), с показателем рН 6,8 после барботажа 5% раствором СО2). Состав такого раствора в наибольшей степени соответствует составу разбавленных грунтовых вод и имеет ионный состав, близкий к составам электролитов под отслоившейся изоляцией подземных трубопроводов, на которых наблюдались дефекты КРН.
Приготовление вытяжки грунтовки в испытательный электролит осуществляли следующим образом:
грунтовка наносилась на поверхность стеклянной подложки в форме дисков. Толщина слоя грунтовки составляла около 0,1 мм. Диски с нанесенной на их поверхность грунтовкой выдерживались на воздухе при комнатной температуре в течение 2-х дней. Затем диски помещались в ячейки (по 15 штук дисков в одну ячейку), в которые заливался испытательный электролит, общая площадь слоя грунтовки, контактирующей с электролитом, составляла 33,4 дм2. Ячейки с электролитами выдерживались в течение 30 суток, после чего электролит отбирался для проведения коррозионно-механических испытаний трубной стали.
Коррозионно-механические испытания образцов трубной стали осуществлялись методом медленного растяжения образцов с постоянной скоростью, что соответствует методу испытаний образцов металлов на коррозионное растрескивание SSRT (Slow Strain Rate Test) который широко распространен при определенных сочетаниях металл-среда при постоянной (медленной) скорости деформации (см. Паркинс Р.Н. и др. Методы испытания на коррозию под напряжением. Защита металлов, т.IX, №5. - 1973, с. 520-522).
Испытания проводились цилиндрических образцах ГОСТ 1497 - 84, тип IV с размерами рабочей части d0=2,5 мм, l0=25 мм, изготовленных из трубной стали категории прочности Х70. Образцы для испытаний вырезались из стенки трубы в направлении перпендикулярном оси трубы.
Испытания проводились с использованием технологической среды на основе приготовленной вытяжки грунтовки в испытательный электролит и при скорости растяжения образцов, равной 2⋅10-6 мм/с. Стандартным способом определялось относительное сужение образца (ψ) после проведения испытаний, а именно, после разрыва образца измеряли минимальный диаметр образца в двух взаимно перпендикулярных направлениях. По среднему арифметическому из полученных значений вычислялась площадь поперечного сечения образца после разрыва. Относительное сужение после разрыва образца вычисляли по формуле: ψ=(S0-Sk)⋅100%/S0 (где: S0 - начальная площадь поперечного сечения образца, мм2; Sk - площадь поперечного сечения образца после разрыва, мм2). На основании полученных значений ψ рассчитывали показатель склонности материала к КРН в коррозионной среде: I=(ψ-ψкор)⋅100%/ψ, (где ψкор - среднее значение относительного сужения образца, полученное при испытаниях в коррозионной среде; ψ - среднее значение относительного сужения образца при испытаниях на воздухе) и эффективность ингибирования процесса КРН определяли по величине показателя ZA=(Iфoн-Iинг)⋅100%/Iфoн, (где Iинг и Iфoн - показатели склонности металла к КРН в присутствии ингибитора и без ингибитора, соответственно). Величина ZA использовалась, как критерий влияния ингибитора на КРН. При полном ингибировании процесса КРН показатель ZA=100%.
В Таблице 2 приведены результаты комплексных коррозионно-механических испытаний образцов трубной стали Х70 в вытяжках грунтовок, состав которых дан в Таблице 1. Данные Таблицы 2 свидетельствуют, что битумно-полимерные грунтовки при соблюдении указанных соотношений компонентов (примеры 1-5) обеспечивает более эффективную защиту стали от КРН, чем аналог.
Таким образом, приведенные испытания свидетельствуют, что грунтовка битумно-полимерная по изобретению (примеры 1-5) имеет более высокие технологические показатели по адгезионной прочности к металлу, водостойкости, стойкость к катодному отслаиванию, и эффективно ингибируют процесс КРН трубной стали, что повышает эксплуатационную надежности грунтовочного покрытия.
Claims (4)
1. Битумно-полимерная грунтовка, содержащая мастику битумно-полимерную, фенолформальдегидную смолу, бутилкаучук, смолу термореактивную, органический растворитель, при этом грунтовка дополнительно содержит соль высших алифатических кислот с щелочноземельным металлом Са, или Mg, или Ва, октадециламин и кремнийорганическое соединение на основе замещенного триалкоксисилана при общем количестве их в составе 2-5 мас.%, СКЭПТ-40, в качестве термореактивной смолы - ЭД-20, при следующем содержании компонентов в грунтовке, мас.%:
2. Битумно-полимерная грунтовка по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве соли высших алифатических кислот с щелочноземельным металлом используют олеат или стеарат Са, или Mg, или Ва.
3. Битумно-полимерная грунтовка по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве замещенного триалкоксисилана используют винилтриэтоксисилан, винилтриметоксисилан, аминопропилтриэтоксисилан или метакрилоксипропилтриметоксисилан.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017129774A RU2663134C1 (ru) | 2017-08-23 | 2017-08-23 | Битумно-полимерная грунтовка |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017129774A RU2663134C1 (ru) | 2017-08-23 | 2017-08-23 | Битумно-полимерная грунтовка |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2663134C1 true RU2663134C1 (ru) | 2018-08-01 |
Family
ID=63142477
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017129774A RU2663134C1 (ru) | 2017-08-23 | 2017-08-23 | Битумно-полимерная грунтовка |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2663134C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2820447C1 (ru) * | 2023-10-19 | 2024-06-03 | Николай Николаевич Петров | Битумно-полимерная мастика для изолирующего покрытия катодно-поляризуемых подземных металлических сооружений и применение битумно-полимерной мастики в качестве влагочувствительного первого прилегающего к защищаемому металлу слоя |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4013603A (en) * | 1974-02-20 | 1977-03-22 | Labofina S.A. | Coating compositions for protecting metals |
| SU732340A1 (ru) * | 1976-12-10 | 1980-05-05 | Всесоюзный научно-исследовательский институт по строительству магистральных трубопроводов | Состав дл грунтовки |
| RU2140952C1 (ru) * | 1998-03-18 | 1999-11-10 | Стерлитамакский нефтехимический завод | Состав для антикоррозионных покрытий |
| RU2325585C1 (ru) * | 2007-02-21 | 2008-05-27 | Открытое акционерное общество "Газпром" | Способ нанесения изоляционного покрытия на трубопровод |
| RU2492386C1 (ru) * | 2012-04-06 | 2013-09-10 | Открытое акционерное общество "Каустик" (ОАО "Каустик") | Праймер адгезионный полимерсодержащий |
| RU2625382C1 (ru) * | 2016-06-15 | 2017-07-13 | Общество с ограниченной ответственностью "Центр коррозионных испытаний" (ООО "Центр коррозионных испытаний") | Ингибитор коррозии и коррозионного растрескивания под напряжением |
-
2017
- 2017-08-23 RU RU2017129774A patent/RU2663134C1/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4013603A (en) * | 1974-02-20 | 1977-03-22 | Labofina S.A. | Coating compositions for protecting metals |
| SU732340A1 (ru) * | 1976-12-10 | 1980-05-05 | Всесоюзный научно-исследовательский институт по строительству магистральных трубопроводов | Состав дл грунтовки |
| RU2140952C1 (ru) * | 1998-03-18 | 1999-11-10 | Стерлитамакский нефтехимический завод | Состав для антикоррозионных покрытий |
| RU2325585C1 (ru) * | 2007-02-21 | 2008-05-27 | Открытое акционерное общество "Газпром" | Способ нанесения изоляционного покрытия на трубопровод |
| RU2492386C1 (ru) * | 2012-04-06 | 2013-09-10 | Открытое акционерное общество "Каустик" (ОАО "Каустик") | Праймер адгезионный полимерсодержащий |
| RU2625382C1 (ru) * | 2016-06-15 | 2017-07-13 | Общество с ограниченной ответственностью "Центр коррозионных испытаний" (ООО "Центр коррозионных испытаний") | Ингибитор коррозии и коррозионного растрескивания под напряжением |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Ярцев В.П. Эксплуатационные свойства и долговечность битумно-полимерных композитов, Тамбов, Изд-во ФГБОУ ВПО "ТГТУ", 2014, с. 26-39. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2820447C1 (ru) * | 2023-10-19 | 2024-06-03 | Николай Николаевич Петров | Битумно-полимерная мастика для изолирующего покрытия катодно-поляризуемых подземных металлических сооружений и применение битумно-полимерной мастики в качестве влагочувствительного первого прилегающего к защищаемому металлу слоя |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3973056A (en) | Inhibition of stress-corrosion cracking of steel pipeline | |
| US10801114B2 (en) | Process for the protection against corrosion of an article in a wet environment and composition therefore | |
| EP2601431B1 (en) | Corrosion protection of pipes suspended in seawater | |
| RU2663134C1 (ru) | Битумно-полимерная грунтовка | |
| NO319517B1 (no) | Fremgangsmate for korrosjonsinhibering ved hjelp av etoksylerte fettaminsalter av maleaterte umettede syrer samt korrosjonsinhibitorblanding | |
| US2727832A (en) | Composite coated structural article | |
| Boev et al. | Development of technology for obtaining anticorrosive nanostructured polyalkenylamide-succinimide coatings in construction | |
| Ormellese et al. | AC-induced corrosion on passive metals | |
| Batallas et al. | Evaluation of anticorrosion coatings for high temperature service | |
| RU2387691C1 (ru) | Герметизирующая композиция для изоляционных работ в скважине | |
| EP4112692B1 (en) | Composition for the protection against corrosion of an article and process for protection thereof | |
| US20150112017A1 (en) | Composition for the application of a protective layer to a substrate and method for the application thereof | |
| US3070524A (en) | Bituminous compositions | |
| RU2399644C1 (ru) | Герметизирующая композиция для изоляционных работ в скважине | |
| RU2188980C1 (ru) | Способ защиты подземных трубопроводов и металлоконструкций от коррозии | |
| EA032342B1 (ru) | Мастика битумно-полимерная | |
| JPS6233262B2 (ru) | ||
| Broesder | Coatings and Cathodic Disbondment-The True Story | |
| RU2160326C2 (ru) | Ингибитор коррозии | |
| Seymour et al. | Performance Studies on Sulfur Jointing Compounds | |
| RU2191312C1 (ru) | Способ прокладки подземного трубопровода | |
| HU181144B (hu) | Alapozó és/vagy ragasztó készítmény tapadóréteggel bevont szigetelőfóliákhoz | |
| Ruba’ai | A Study on the Performance of Splash Zone | |
| Schilling | Experience with Nonmetallic Materials in Petroleum Refinery Applications | |
| Whited et al. | Innovative Technologies for Protecting People, Assets, and the Environment |