WO2010123408A2

WO2010123408A2 - Антикоррозионный пигмент

Info

Publication number: WO2010123408A2
Application number: PCT/RU2010/000332
Authority: WO
Inventors: Александр Михайлович БАРСКИЙ; Александр Сергеевич ЯНКОВСКИЙ; Игорь Андреевич ТОЛМАЧЕВ
Original assignee: Barsky Alexander Mikhailovich; Yankovsky Alexander Sergeevich; Tolmachev Igor Andreevich
Priority date: 2009-04-10
Filing date: 2010-06-10
Publication date: 2010-10-28
Also published as: RU2413745C2; WO2010123408A3; RU2009114560A

Abstract

Изобретение относится к антикоррозионным пигментам и может быть использовано в грунтовках, композициях, лакокрасочных материалах для защиты различных металлов и сплавов от коррозии. Антикоррозионный пигмент, включающий фосфаты Al и Ca или Al, Ca и Mg, или Al и Mg, или Zn и Ca, дополнительно содержит стеариновую кислоту при следующем соотношении компонентов: фосфаты металлов 98 - 99,5 мacc.% стеариновая кислота остальное. Улучшаются антикоррозионные свойства пигмента.

Description

Антикоррозионный пигмент

Область техники

Изобретение относится к антикоррозионным пигментам и может быть использовано в грунтовках, композициях, лакокрасочных материалах для защиты различных металлов и сплавов от коррозии.

Предшествующий уровень техники

Известен антикоррозионный пигмент, содержащий фосфаты металлов, а именно фосфаты Mg, Ca, Zn в виде смеси, DE 2916029 Al .

Недостатком такого пигмента является нестабильность смеси, а также высокая гидрофильность, что ухудшает антикоррозионные свойства ввиду повышенной флокуляции и агрегации частиц пигмента. Известен антикоррозионный пигмент, включающий фосфаты металлов (Mg, Ca), получаемый в условиях высокоскоростного диспергирования, US 4294621 А.

Данному пигменту также свойственна высокая гидрофильность и неудовлетворительные антикоррозионные свойства из-за низкой комплексообразующей способности компонентов.

Известен антикоррозионный пигмент, содержащий фосфаты щелочноземельных металлов, в частности, Ca или Mg, и фосфат не щелочноземельного металла, в частности Al, US 5158610 А.

Известен антикоррозионный пигмент, включающий фосфат не щелочноземельного металла - Al и фосфаты щелочноземельных металлов, RU 2287544 Cl .

Данное техническое решение принято в качестве прототипа настоящего изобретения.

Оно позволяет получить более мелкодисперсный легкоизмельчаемый пигмент в сравнении с вышеприведенными аналогами и, соответственно, обладает несколько лучшими антикоррозионными свойствами. Однако, повышенная гидрофильность поверхности частиц пигмента в условиях большинства органорастворимых лакокрасочных материалов (алкидные, эпоксидные, акрилатные, уретановые) приводит к флокуляции и агрегации этих частиц. Это снижает эффективность противокоррозионного действия пигмента, так как при этом уменьшается удельная поверхность пигментной фазы и, соответственно, снижается скорость растворения пигмента и способность поддерживать необходимую концентрацию пассивирующих ионов. Через 240 часов выдержки в 3% растворе NaCl площадь поверхности металла, пораженной коррозией, составляет 90 - 95%.

Раскрытие изобретения

Задачей настоящего изобретения является улучшение антикоррозионных свойств пигмента.

Согласно изобретению антикоррозионный пигмент, включающий фосфаты Al и Ca или Al, Ca и Mg, или Al и Mg, или Zn и Ca, дополнительно содержит стеариновую кислоту при следующем соотношении компонентов: фосфаты металлов 98 - 99,5 мacc.% стеариновая кислота остальное. Заявителем не выявлены какие-либо технические решения, идентичные заявленному, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию «нoвизнa» («N»).

Гидрофобизирующая добавка равномерно распределяется по поверхности частиц пигмента в виде нанослоя толщиной 5-10 нм, вследствие чего агрегация пигментных частиц практически не происходит; значительно повышается скорость растворения пигмента, достигается высокая концентрация пассивирующих ионов, что обеспечивает повышение антикоррозионного эффекта пигмента и срока службы защитного покрытия. Указанные обстоятельства обусловливают, по мнению заявителя, соответствие заявленного технического решения критерию «изoбpeтaтeльcкий ypoвeнь» («IS»). Краткое описание чертежей

В дальнейшем изобретение поясняется подробным описанием примеров его осуществления без ссылок на чертежи.

Лучший вариант осуществления изобретения

Антикоррозионный пигмент получают следующим образом. Исходным сырьем является гидроксид или оксид не щелочноземельного металла (Al, Zn), концентрированная фосфорная кислота и карбонаты щелочноземельных металлов (Ca, Mg). Оксид или гидроксид не щелочноземельного металла растворяют в H₃PO₄ при t = 80 - 90 ⁰C в емкости из термостойкого стекла в течение 20 - 30 минут при непрерывном перемешивании. Затем раствор охлаждают до 50 - 60 ⁰C, разбавляют водой до концентрации не более 9.2 масс % раствора гидроксида или оксида не щелочноземельного металла и вводят водную суспензию карбоната щелочноземельного металла (Ca, Mg) при перемешивании. Реакционную смесь выдерживают при перемешивании в течение двух часов. В результате образуются третичные фосфаты указанных выше металлов общей формулы AE_x(Al или Zn) и (PO₄)_Z , где AE - щелочноземельный металл (металлы), х, у, z - массы ионов AE⁺², Al⁺³ или Zn⁺², PO₄ ^"3. Соотношение х : у : z должно составлять в мacc.%, соответственно, 29,8-53,8:2,7-4,1 :43,5-66,1, то есть, остается таким же, как в прототипе. После этого в смесь вводят гидрофобизатор - стеариновую кислоту в виде водной 40% эмульсии, при этом фосфаты металлов составляют 98 - 99,5 мacc.%, стеариновая кислота остальное, смесь перемешивают и помещают в бисерную мельницу, где обрабатывают в течение 30 минут. Затем осуществляют фильтрацию, сушку и измельчение полученного пигмента. Пигменты с различным соотношением компонентов иллюстрируются нижеприведенными ^' примерами. Свойства пигментов приведены в таблице. Пример 1. Для получения антикоррозионного пигмента в лабораторных условиях взято 12.5 г гидроксида алюминия, который растворяли в 30 г 85 %-нoй ортофосфорной кислоты при 90 ⁰C в течение 30 минут при перемешивании. Полученный раствор разбавляли 94 г воды, температуру раствора доводили до 60 ⁰C, после чего в него вводили 70.6 г 18.6 %-нoй водной суспензии карбоната кальция небольшими порциями при постоянном перемешивании в течение 3 часов; после этого смесь охлаждали до комнатной температуры и в нее вводили 2.5 г 40 %-нoй водной эмульсии стеариновой кислоты, перемешивали и помещали в бисерную мельницу, где обрабатывали в течение 30 минут, после чего пигмент отделяли фильтрованием и высушивали при температуре 120 ± 2 ⁰C в течение 3 часов. Полученный пигмент содержит 98 масс % фосфатов Al и Ca и 2 масс % стеариновой кислоты. Пример 2. В раствор гидроксида алюминия вводили 70.6 г

18.6 % водной суспензии смеси карбонатов кальция и магния (в соотношении 1 : 1) и 1.9 г 40 %-нoй водной эмульсии стеариновой кислоты. Пигмент содержит 98.5 масс % фосфатов Mg, Ca, Al и 1.5 масс % стеариновой кислоты.

Пример 3. То же, как в примере 1, но вместо гидроксида алюминия взято 12.5 г гидроксида цинка, добавлено 1.25 г 40 %-нoй водной эмульсии стеариновой кислоты. Пигмент содержит 99 масс

% фосфатов Zn и Ca и 1 масс % стеариновой кислоты.

Пример 4. В раствор гидроксида алюминия вводили 70.6 г

18.6 %-нoй водной суспензии карбоната магния, добавлено 0.65 г

40 %-нoй водной эмульсии стеариновой кислоты. Пигмент содержит 99.5 масс % фосфатов Al и Mg и 0.5 масс % г стеариновой кислоты.

Пример 5. То же, что в примере 4, добавлено 5.1 г 40 % водной эмульсии стеариновой кислоты. Пигмент содержит 96 масс

% фосфатов Mg, Al и 4 масс % стеариновой кислоты. Пример 6. То же, что в примере 3, добавлено 0.25 г 40 %-нoй водной эмульсии стеариновой кислоты. Пигмент содержит 99.8 масс % фосфатов Zn, Ca и 0.2 масс % стеариновой кислоты.

Противокоррозионные свойства пигментов оценивали путем испытаний покрытий, содержащих пигменты, в коррозионно- активных средах с использованием потенциостатического метода определения коррозионного тока и внешнего вида покрытий.

Покрытия получали путем нанесения краски, содержащей заявленный антикоррозионный пигмент, состав которой приведен в таблице 1. Свойства покрытий, соответствующих примерам 1 - 7, а также прототипу, приведены в таблице 2. Из таблицы 1 следует, что антикоррозионный пигмент при заявленном соотношении компонентов обеспечивает более высокую противокоррозионную стойкость по сравнению с прототипом. Вместе с тем из таблицы 1 видно, что при содержании гидрофобизатора более 2 масс % (пример 5) его количество является избыточным по отношению к поверхности частиц пигмента, что приводит к повышению степени гетерогенности покрытий, ухудшению их изолирующих свойств и снижению противокоррозионной стойкости и срока службы. При содержании гидрофобизатора менее 0.5 % (пример 6) имеет место неполное укрытие поверхности частиц пигмента и их частичная агрегация в органорастворимых лакокрасочных материалах, что приводит к уменьшению скорости выделения тормозящих коррозию ионов металлов и фосфат-ионов.

Промышленная применимость

Для получения заявленного пигмента в промышленных объемах может быть использовано заводское оборудование и широко распространенные реагенты. Это обстоятельство, по мнению заявителя, позволяет сделать вывод о том, что данное изобретение соответствует критерию «пpoмышлeннaя применимость)) («IA»). Состав антикоррозионного пигмента

Таблица 1

Свойства покрытий по примерам 1 - 7 и прототипу

Таблица 2

Claims

Формула изобретения

Антикоррозионный пигмент, включающий фосфаты Al и Ca или Al, Ca и Mg, или Al и Mg, или Zn и Ca, отличающийся тем, что дополнительно содержит стеариновую кислоту при следующем соотношении компонентов: фосфаты металлов 98 - 99,5 мacc.% стеариновая кислота остальное.