Начало раздела Производственные, любительские Радиолюбительские Авиамодельные, ракетомодельные Полезные, занимательные | Хитрости мастеру Электроника Физика Технологии Изобретения | Тайны космоса Тайны Земли Тайны Океана Хитрости Карта раздела | |
Использование материалов сайта разрешается при условии ссылки (для сайтов - гиперссылки) |
Навигация: => | На главную/ Каталог патентов/ В раздел каталога/ Назад / |
ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2260608
ГРУНТОВКА-ЭМАЛЬ ВОДНО-ДИСПЕРСИОННАЯ АНТИКОРРОЗИОННАЯ СЕРИИ "КРОНАКРИЛ"
Имя изобретателя: Романовский Д.В. (RU); Брыкалов А.К.
Имя патентообладателя: Романовский Дмитрий Вячеславович
Адрес для переписки: 150051, г.Ярославль, а/я 565, Ю.А. Кузьмину
Дата начала действия патента: 2003.08.28
Изобретение относится к лакокрасочным материалам, а именно к грунтовочным водно-дисперсионным композициям, предназначенным для защиты от коррозии металлических поверхностей, эксплуатируемых как в атмосферных условиях и подверженных воздействию различных жидкостей. Сущность изобретения: антикоррозионная водно-дисперсионная грунтовка-эмаль, включающая, мас.%: связующее - стиролакриловую дисперсию 30-50, антикоррозионный пигмент - фосфат молибдат кальция при мольном соотношении молибдат- и фосфат-ионов от 1: 0,01 до 1:100, цветообразующий пигмент 1-10, фосфатный диспергатор 0,1-1,0, загуститель 0,05-0,2 и остальное воду. Технический результат - применение фосфата молибдата кальция в грунтовках-эмалях обеспечивает пассивирующую активность во взаимодействии фосфат-молибдат-ионов с металлической подложкой как черных, так и цветных металлов, оказывает дополнительное защитное действие.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к лакокрасочным материалам, а именно к грунтовочным водно-дисперсионным композициям, предназначенным для защиты от коррозии металлических поверхностей, эксплуатируемых как в атмосферных условиях и подверженных воздействию различных жидкостей. Может использоваться как первичная грунтовка, а и как самостоятельное лакокрасочное покрытие.
Известно использование в качестве водно-дисперсионной грунтовки состава, включающего бутадиенстиролкарбоксилатный латекс, поверхностно-активное вещество, ортофосфорную кислоту, оксиэтилцеллюлозу, полифосфат натрия и воду [Авторское свидетельство СССР №1004432, МКИ C 09 D 5/02, 1980].
Недостатком этого состава является невысокая прочность пленки и низкие антикоррозионные свойства покрытия.
Наиболее близким к заявляемому изобретению и принятым в качестве прототипа является водно-дисперсионная грунтовка, включающая латекс бутадиенстирольного сополимера, ортофосфорную кислоту, цинкжелезофосфатный пигмент, поверхностно-активное вещество, красный железоокисный пигмент, оксиэтилцеллюлозу, полифосфат натрия и воду [Патент РФ №2063409, МПК 6 C 09 D 109/08, опубл. 10.07.96].
Эта грунтовка обладает повышенной (по сравнению с №1004432) механической прочностью и несколько повышенными антикоррозионными свойствами при воздействии воды за счет дополнительного введения в состав к ортофосфорной кислоте цинкжелезофосфатного пигмента.
Однако грунтовка такого состава обладает малой стойкостью к воздействию минерального масла, щелочи, раствору NaCl, бензина и других растворителей.
Задачей предлагаемого изобретения является создание водно-дисперсионной грунтовки-эмали с повышенной стойкостью к статическому воздействию вышеуказанных жидкостей, что позволяет эффективно использовать ее в химической, машиностроительной и автомобилестроительной промышленности.
Сущность изобретения заключается в использовании в качестве антикоррозионного пигмента вместо ортофосфорной кислоты и цинкжелезофосфатного пигмента, фосфата молибдата кальция, причем мольное соотношение молибдат- и фосфат-ионов в нем может составлять от 1:0,01 до 1:100.
Техническим результатом использования фосфата молибдата кальция в водно-дисперсионной грунтовке-эмали является образование на подложке фосфомолибдатной пленки под воздействием коррозионной среды, которая вызывает пассивирование поверхности металла и, таким образом, оказывает дополнительное защитное действие.
Таким образом, применение фосфата молибдата кальция в грунтовках-эмалях обеспечивает высокую пассивирующую активность во взаимодействии фосфат-молибдат-ионов с металлической подложкой как черных, так и цветных металлов, обеспечивая катодную и анодную защиту.
Грунтовка-эмаль, как прототип, так и заявляемая, состоит в основном из связующего вещества, антикоррозионного пигмента, цветообразующего пигмента, диспергатора и загустителя, остальное вода, которая используется в качестве растворителя.
В прототипе в качестве связующего вещества используется латекс бутадиенстирольного сополимера, в настоящем изобретении предлагается использовать в этом качестве стиролакриловую дисперсию, что позволяет повысить твердость и эластичность покрытия. Качественные признаки стиролакриловой дисперсии указаны в табл. 1. Ее количественное содержание в составе грунтовки-эмали - 30-50%, которое установлено в результате проведенных НИР. Этот признак является отличительным от прототипа.
В прототипе в качестве антикоррозионного пигмента использованы ортофосфорная кислота и цинкжелезофосфатный пигмент, в настоящем изобретении, как было обосновано выше, используется фосфат молибдат кальция с содержанием его в грунтовке-эмали 0,1-20% в зависимости от металла, который покрывают этой грунтовкой-эмалью.
В прототипе в качестве колера применен пигмент красный железоокисный, который окрашивает грунтуемую поверхность в красно-коричневый цвет. Однако в такого рода грунтовках-эмалях могут применяться и другие цветообразующие пигменты, например: желтый железоокисный пигмент, пигмент голубой фталоцианиновый, окись хрома, алюминиевая пудра и др., которые, не меняя химического воздействия на покрываемый грунтовкой-эмалью металл, меняют только цвет покрытия. Так как цвет грунтовки-эмали может быть различным, целесообразно применить для всех колерующих пигментов общий термин - цветообразующий пигмент. Его (пигмента) содержание в грунтовке-эмали практически то же самое, что и в прототипе - 1-10%.
В прототипе в качестве диспергатора применен полифосфат натрия, но в этом же качестве может быть применен, например: полифосфат калия, пирофосфат натрия или калия, триполифосфат натрия или калия. В предлагаемом изобретении полифосфат натрия или другие, приведенные выше вещества, выполняют ту же функцию диспергатора, однако пределы их применения (по результатам НИР) могут варьироваться от 0,1 до 1,0% в составе грунтовки-эмали. Этот признак определен как «фосфатный диспергатор».
В прототипе в качестве загустителя использована оксиэтилцеллюлоза, которая относится к группе сложных эфиров целлюлозы. К этой группе относятся и: карбоксиметилцеллюлоза, диацетат целлюлозы, ацетопропионат целлюлозы, тилоза, мецилоза, но могут быть использованы и полимеры акриловой и метакриловой кислот или полиуретаны (полигидроксиэфиры, зашитые с изоционатными группами), которые по своему действию в составе грунтовки-эмали аналогичны, поэтому для этих веществ применим общий термин - «загуститель», тем более, что его содержание в грунтовке-эмали для всех веществ данной группы - 0,05-0,2% дает достигаемый эффект.
Остальное в предлагаемой грунтовке-эмали - вода, как растворитель.
Примером осуществления данного изобретения может служить способ получения грунтовки-эмали, осуществленный заявителем.
В емкость с мешалкой в рецептурном количестве загружают при перемешивании воду, загуститель, фосфатный диспергатор, фосфат молибдат кальция, проводят перемешивание в течение 25-30 мин. Затем смесь подают в бисерную мельницу и ведут диспергирование до достижения степени перетира по прибору «клин» не более 30 мкм. Перетертую смесь подают в смеситель и далее добавляют рецептурное количество стиролакриловой дисперсии. После перемешивания в течение 20-30 минут добавляют для получения необходимого оттенка цветообразующий пигмент. Далее грунтовку-эмаль проверяют по качественным показателям.
Для сравнивания стойкости к статическому воздействию агрессивных жидкостей были приготовлены составы грунтовок-эмалей по заявляемому изобретению и состав грунтовки по прототипу. При определении стойкости пленки к статическому воздействию агрессивных жидкостей грунтовку-эмаль наносили на пластинки из стали 08 КП, предварительно очищенные от ржавчины и обезжиренные ацетоном. Полученное покрытие отверждали при температуре 20±2°С в течение 5 суток, затем испытывали.
Данные испытаний сведены в табл. 2, где пп.1-18 составы предлагаемой грунтовки-эмали с различными соотношениями фосфат молибдат кальция, стиролакриловой дисперсии, цветообразующего пигмента, диспергатора, загустителя и воды, а п.19 - грунтовка, приготовленная в соответствии с наиболее коррозионно-стойким составом грунтовки-прототипа.
Таблица 1 | ||
№ п/п | Качественный показатель | Норма |
1 | Массовая доля нелетучих веществ, %, не менее (м.д.н.в.) | 40 |
2 | рН, не менее | 7,0 |
3 | Массовая доля остаточного мономера, %, не более | 0,05 |
4 | Устойчивость к механическому перемешиванию, об/мин, не более | 14000 |
Таблица 2 | ||||||||||
№ п/п | Фосфат молибдат кальция, мас.% | Стиролакриловая дисперсия, мас.% | Цветообразующий пигмент, мас.% | Фосфатный диспергатор, мас.% | Загуститель, мас.% | Вода, мас.% | Стойкость пленки к статическому воздействию минерального масла, ч, н/м | Стойкость пленки к статическому воздействию щелочи 3% раствора NaOH, ч, н/м | Стойкость пленки к статическому воздействию 3% раствора NaCl, ч, н/м | Стойкость пленки к статическому воздействию воды, ч, н/м |
1. | 0,1 | 30 | 1,0 | 0,1 | 0,05 | 68,75 | 3 | 3 | 2 | 10 |
2. | 0,1 | 30 | 10 | 1,0 | 0,2 | 58,7 | 3 | 3 | 2 | 10 |
3. | 10 | 30 | 1,0 | 0,1 | 0,05 | 58,85 | 25 | 23 | 30 | 200 |
4. | 10 | 30 | 10 | 1,0 | 0,2 | 48,8 | 25 | 23 | 30 | 200 |
5. | 20 | 30 | 1,0 | 0,1 | 0,05 | 48,85 | 26 | 28 | 40 | 200 |
6. | 20 | 30 | 10 | 1,0 | 0,2 | 38,8 | 26 | 28 | 40 | 200 |
7. | 0,1 | 40 | 1,0 | 0,1 | 0,05 | 58,75 | 5 | 5 | 2 | 10 |
8. | 0,1 | 40 | 10 | 1,0 | 0,2 | 48,7 | 5 | 5 | 2 | 10 |
9. | 10 | 40 | 1,0 | 0,1 | 0,05 | 48,85 | 60 | 30 | 50 | 250 |
10. | 10 | 40 | 10 | 1,0 | 0,2 | 38,8 | 60 | 30 | 50 | 250 |
11. | 20 | 40 | 1,0 | 0,1 | 0,05 | 38,85 | 60 | 30 | 55 | 280 |
12. | 20 | 40 | 10 | 1,0 | 0,2 | 28,8 | 60 | 30 | 55 | 280 |
13. | 0,1 | 50 | 1,0 | 0,1 | 0,05 | 48,75 | 5 | 5 | 2 | 12 |
14. | 0,1 | 50 | 10 | 1,0 | 0,2 | 38,7 | 5 | 5 | 2 | 12 |
15. | 10 | 50 | 1,0 | 0,1 | 0,05 | 38,85 | 55 | 32 | 60 | 260 |
16. | 10 | 50 | 10 | 1,0 | 0,2 | 28,8 | 55 | 32 | 60 | 260 |
17. | 20 | 50 | 1,0 | 0,1 | 0,05 | 28,85 | 55 | 40 | 60 | 300 |
18. | 20 | 50 | 10 | 1,0 | 0,2 | 18,8 | 55 | 40 | 60 | 300 |
19. | Прототип | 20 | 10 | 18 | 72 |
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Грунтовка-эмаль водно-дисперсионная антикоррозионная, включающая связующее - стиролакриловую дисперсию, антикоррозионный пигмент - фосфат молибдат кальция при мольном соотношении молибдат- и фосфат-ионов от 1:0,01 до 1:100, цветообразующий пигмент, фосфатный диспергатор, загуститель и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Акриловая дисперсия | 30-50 |
Фосфат молибдат кальция | 0,1-20 |
Цветообразующий пигмент | 1-10 |
Диспергатор | 0,1-1,0 |
Загуститель | 0,05-0,2 |
Вода | Остальное |
Версия для печати
Дата публикации 18.01.2007гг
Created/Updated: 25.05.2018