Состав грунта-модификатора ржавчины

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ(57) Состав грунта-модификатора ржавчины, включающий 50 -ный синтетический латекс, нитрилтриметилфосфоновую кислоту (НТФ) или ее соль, оксиэтилидендифосфоновую кислоту (ОЭДФ) или ее соль, пигмент, наполнитель, вспомогательные вещества и воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит слюду мусковит сухого помола со средним диаметром пластинок 5 - 50 мкм при массовом соотношении слюдалатекс 1332 - 42,массовом соотношении НТФ или ее сольОЭДФ или ее соль 10,10 - 0,25 и соотношении компонентов в составе,мас.50 синтетический латекс 32 - 42 слюда мусковит 13 - 15 НТФ или ее соль 0,8 - 1,5 ОЭДФ или ее соль 0,2 - 0,3 пигмент 0,6 - 0,8 наполнитель 11 - 18 вспомогательные вещества 4,6 - 10,0 вода 18,7 - 28,8.(56) 1. Вододисперсионная грунтовка-модификатор ржавчины 85-514-80. ТУ 6-10-100-112-81. Ленинградское НПО Пигмент. 2.1524467 1, МПК 5 09 5/02, 1993. 3.1589617 1, МПК 5 09 5/10, 133/00, 5/12, 5/34, 1993. 4.1019842 1, МПК 5 09 5/12, 5/02, 1993 (прототип). Изобретение относится к области составов для противокоррозийных покрытий черных металлов и предназначено для использования в различных отраслях промышленности, в которых применяются металлические конструкции. Для защиты поверхностей металлических изделий в настоящее время широко используют различные вододисперсионные грунтовки - преобразователи ржавчины, например, вододисперсионная грунтовка - модификатор ржавчины 85-514-80 1. В качестве модифицирующей добавки в этой грунтовке используют фосфорорганические комплексоны нитрилтриметилфосфоновую (НТФ) и оксиэтилидендифосфоновую (ОЭДФ) кислоты, которые нетоксичны и устойчивы в широком диапазоне температур. Однако при нанесении этой грунтовки окунанием образуется пена, что приводит к снижению физико-механических и защитных свойств покрытия. Известны приемы уменьшения пенообразования путем подбора составляющих покрытие ингредиентов 2. В этом техническом решении устранение пенообразования достигается совмещением эпоксидно-полиамидной эмали ЭП-1155 с бутилглицидиловым эфиром и последующим перемешиванием с водой в присутствии раствора натриевых солей полиэтиленполиаминополиметиленфосфоновых кислот. Однако известный способ имеет существенный недостаток, заключающийся в том, что стоимость входящих в состав покрытия материалов сравнительно высока, а технология использования покрытия недостаточно удобна. 3049 1 Известны также различные технические решения, обеспечивающие высокую адгезию покрытия, наносимого на неочищенную от ржавчины или окалины сталь. Например, в 3 предложено использовать анаэробный гермертик Унигрен- на основе триэтиленгликольдиметакрилата и органический растворитель в смеси с порошком цинка и марганца в сложном покрытии под эмаль ЭП 81.22. Однако, известная композиция имеет существенный недостаток, заключающийся в том, что применение органического растворителя ухудшает экологические характеристики, требует дополнительных мер по обеспечению безопасности выполнения работ. Из известных технических решений наиболее близким объектом к заявляемому по совокупности существенных признаков является Состав грунта-модификатора ржавчины 4, принятый авторами за прототип. Принятый за прототип объект представляет собой состав грунта-модификатора ржавчины, включающий 50 синтетический латекс, нитрилтриметилфосфоновую кислоту (НТФ) или ее соль, оксиэтилидендифосфоновую кислоту (ОЭДФ) или ее соль, пигмент, наполнитель, вспомогательные вещества и воду, при этом соотношение компонентов составляет, мас.100,0 5951 водная дисперсия синтетического полимера модифицирующая добавка 1,020,0 вода 1,020,0 а также различные пигменты, наполнители и вспомогательные вещества. Однако принятая за прототип грунтовка не обеспечивает высокого качества покрытия, наносимого методом окунания, из-за снижения физико-механических и защитных свойств покрытия в результате пенообразования и недостаточной водостойкости покрытия. Задачей предлагаемого изобретения является расширение технологических возможностей грунта путем обеспечения высокого качества покрытия, наносимого методом окунания, а также улучшение физикомеханических и защитных свойств покрытия в сравнении с известными, создание, таким образом, более конкурентоспособной продукции. В результате решения этой задачи достигнут новый технический результат, заключающийся в разработке нового состава грунта с улучшенными физико-механическими и защитными свойствами при отсутствии ограничений по технологии его использования, что позволило выпустить на рынок продукцию, пользующуюся повышенным спросом. Данный технический результат достигнут тем, что состав грунта-модификатора ржавчины, включающий 50 синтетический латекс, нитрилтриметилфосфоновую кислоту (НТФ) или ее соль, оксиэтилидендифосфоновую кислоту (ОЭДФ) или ее соль, пигмент, наполнитель, вспомогательные вещества и воду, согласно изобретению, он дополнительно содержит слюду мусковит сухого помола со средним диаметром пластинок 550 мкм при массовом соотношении слюдалатекс 133242, массовом соотношении НТФ или ее сольОЭДФ или ее соль 10,100,25 и соотношении компонентов в составе, мас.50 синтетический латекс 3242 слюда мусковит 1315 НТФ или ее соль 0,81,5 ОЭДФ или ее соль 0,20,3 пигмент 0,60,8 наполнитель 1118 вспомогательные вещества 4,610 вода 18,728,8. При этом в качестве пигмента могут применяться различные вещества, например технический углерод, в качестве наполнителя - каолин различных марок. Вспомогательными веществами являются дополнительные различные смачиватели типа диэтиленгликоль или этиленгликоль, эмульгаторы типа Неонол - моноалкилфенолы на основе тримеров пропилена, диспергаторы - полифосфат натрия, могут быть использованы пеногасители типа БИК-022, БИК-032, КР - суспензии модифицированного аэросила в углеводородном растворителе. В качестве пленкообразующего вещества используют 50 -ный синтетический латекс различных марок бутадиенстирольный карбоксилированный латекс БСК-65, стиролакрилатный Латедакс-101, акрилатный латекс А-5000. Отличительной особенностью заявляемого изобретения является то, что он дополнительно содержит слюду мусковит сухого помола со средним диаметром пластинок 550 мкм при массовом соотношении слюдалатекс 133242, массовом соотношении НТФ или ее сольОЭДФ или ее соль 10,100,25. Экспериментально установлено, что пластинки слюды марки мусковит сухого помола при среднем диаметре пластинок слюды 550 мкм представляют собой тонкие чешуйки, которые при смачивании пленкообразующим веществом, при массовом соотношении слюдалатекс 133242, ориентируются по поверхности пленки, образуя нечто подобное рыбьей чешуи. При этом добавка к НТФ дополнительно ОЭДФ в соотношении 10,100,25, кроме выполнения этими веществами своей основной функции - модификатора ржавчины, обеспечивает необходимую смачиваемость поверхности чешуек слюды и такой коэффициент поверхностного натяжения пленки, который обеспечивает ориентацию чешуек и исключает пенообразование. 3049 1 При соотношении НТФ к ОЭДФ менее чем 10,25 увеличивается пенообразование, что и наблюдается у грунтовки, приведенной в качестве прототипа. При соотношении НТФ к ОЭДФ свыше 10,10 физические характеристики образующейся пленки не обеспечивают необходимую ориентацию чешуек слюды, что ухудшает защитные антикоррозионные свойства покрытия. Содержание фракции слюды 550 мкм должно составлять свыше 85 . Примеси частиц с диаметром менее 5 мкм не должны превышать 5 . При среднем диаметре пластинок слюды больше 50 мкм проявляется неравномерность физикохимических характеристик получаемого покрытия, так как размеры частиц слюды увеличиваются настолько,что начинает проявляться их недостаточная механическая прочность, ухудшаются физико-механические и защитные показатели покрытия. При среднем диаметре пластинок слюды меньше 5 мкм частицы слюды уже не ориентируются силами поверхностного натяжения по пленке, фиксируются беспорядочно, и в силу анизотропности физических характеристик частиц слюды ухудшается водостойкость покрытия и его стойкость. При массовом соотношении слюдалатекс менее 1342 проявляется неравномерность физикохимических характеристик получаемого покрытия, уже за счет того, что частицы слюды не образуют по пленке сплошной поверхности чешуек, проявляется недостаточная водостойкость пленки, проявляется ее чувствительность к воздействию загрязняющих веществ, ухудшаются защитные показатели покрытия. При массовом соотношении слюдалатекс свыше 1332 увеличивается пенообразование и ухудшаются физико-механические показатели. Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет обеспечить за счет укрепления защитного слоя покрытия частицами слюды с сорбированными комплексонами (НТФ и ОЭДФ) улучшенные в сравнении с прототипом физико-механические и защитные показатели покрытия. Кроме того, чешуйки слюды предотвращают пенообразование благодаря сорбции на их поверхности комплексонов (НТФ и ОЭДФ). В табл. 1 приведены примеры составов заявляемой грунтовки с различными вариантами пленкообразующих, наполнителей и вспомогательных веществ. Получают грунтовку в смесителе с мешалкой путем постепенного добавления к 50 синтетическому латексу остальных компонентов и их перемешивания при температуре 25 - 30 С в течении 10-15 минут. Состав можно наносить на предварительно обезжиренную поверхность металла методом окунания, пневматическим или безвоздушным распылением, валиком, кистью при температуре не ниже 10 С. Грунтовку заявляемого состава можно применять самостоятельно или в системе покрытий. В последнем случае ее можно покрывать эмалями любого типа. При покрытии нитроэмалями требуется выдержка загрунтованной поверхности не менее 6 часов. Таблицасоставов 1 2 3 4 Компоненты Содержание в мас.50 -ный синтетический латекс бутадиенстирольный карбоксилированный латекс БСК-65 32 стиролакрилатный Латедакс-101 40 42 акрилатный латекс А-5000 38 Наполнители сажа К-354 0,7 0,6 сажа ПМ-15 0,8 0,7 каолин, марка П-1 16 11 18 каолин, марка ЛКМ 15 Слюда мусковит, марка -1 13 13 15 13 Диэтиленгликоль 8 4 Этиленгликоль 6 6 Неонол 0,3 0,4 0,3 0,2 Полифосфат натрия 0,2 0,2 0,3 0,3 Пеногаситель БИК-022 0,2 0,2 БИК-032 0,3 КР 0,3 Нитрилтриметилфосфоновая кислота 1,5 1,0 0,8 0,8 Оксиэтилидендифосфоновая кислота 0,3 0,1 0,2 0,2 Вода 28,8 24,2 27,4 18,7 Внешний вид после высыхания Массовая доля нелетучих,(ГОСТ 8832-84) Условная вязкость при 20 С, с (З-4) Время высыхания до степени 3 при 202 С, мин. (ГОСТ 19007-78) Изгиб покрытия, мм (ГОСТ 6806-80) Адгезия покрытия, баллы (ГОСТ 15140-78 метод решетчатых надрезов) Прочность пленки при ударе, см (ГОСТ 4765-73) Стойкость к статическому воздействию воды при 20 С, ч (ГОСТ 9.403-80) Стойкость покрытия в 3 растворе , ч Стойкость к статическому воздействию минеральных масел при 20 С, ч (ГОСТ 9.40380, метод А) Грунтовка прототип Заявляемый состав грунтовки Метод нанесения Метод нанесения Окунание Пневмораспыление ПневморасОкунание пыление 1 2 3 4 1 2 3 4 Ровная матовая поверх- Подтеки, Ровная матовая по- Ровная матовая поность кратеры верхность верхность 50-54 11 В табл. 2 приведены экспериментально полученные показатели свойств покрытий, выполненных грунтовкой, принятой за прототип, и заявляемым составом грунта. Из табл. 2 следует, что благодаря отсутствию пены при нанесении заявляемой грунтовки окунанием получается более качественного покрытие в сравнении с прототипом как по внешнему виду, так и по физикомеханическим и защитным свойствам. Адгезия заявляемого покрытия увеличивается до 1, стойкость в растворе соли возрастает до 30 ч, стойкость к минеральным маслам увеличивается до 50 ч, к воздействию воды- до 55 ч. Таким образом, приведенные отличительные особенности заявляемого изобретения в сравнении с прототипом повышают его конкурентоспособность, т.к. он обеспечивает повышение физико-механических и защитных свойств при нанесении грунта методом окунания, а также повышает стойкость покрытия к воздействию воды, минеральных масел и солевому раствору. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.