Противокоррозионная пленка на основе полиолефинов

Изобретение относится К области полимерных пленок, модифицированных ингибиторами коррозии. Пленки предназначены для предохранения от коррозии упакованных в них металлических изделий.Основная проблема, которая затрудняет разработку полимерных упаковочных пленок,содержащих ингибиторы коррозии, порождена многообразием требований, предъявляемых к ингибитору как компоненту пленкиэффективность подавления электрохимической и микробиологической коррозии металловуниверсальность ингибитора как средства защиты черных и Цветных металлов, а также сочетаний металлических и неметаллических материаловсоответствие нормам экологии и гигиены труда по критерию токсичностисовместимость с другими ингибиторами, которые могут быть введены в состав пленки.В определенной мере этим требованиям отвечает разработанный в НПО Леннефтехим ингибитор коррозии ВНХ-Л-49, который предназначен для защиты от атмосферной и биологической коррозии комбинированных изделий, состоящих из металлических и неметаллических материалов. Он обеспечивает защиту сталей, чугунов, некоторых Цветных металлов, а также оксидированных, хромированных и никелированных стальных деталей в течение нескольких лет, в зависимости от способа применения и условий хранения изделий 1. Достоинства этого летучего ингибитора коррозии состоят в том, что он относится к умеренно опасным соединениям (класс опасности - 3), а его ориентировочный безопасный уровень воздействия достаточно высок - 10,0 мг/м 3 2.Ингибитор ВНХ-Л-49 применяют для изготовления противокоррозионных пленок,вводя его в поверхностный слой пленки 3.Недостатки таких пленок связаны с ограниченной универсальностью и высокой летучестью (давление насыщенного пара - 3,9-103 мм рт. ст.) ингибитора ВНХ-Л-49, что обусловливает повыщенные требования к герметичности пленочных упаковок и снижает срок защитного действия последних.Известны составы пленочных материалов, модифицированных ингибиторной добавкой - бензо-1,2,3-триазолом (БТА). Так, антикоррозионные упаковочные пленки 4 на основе ПЭ, ПП, ПВХ модифицированы БТА с одной стороны. Полиолефиновые пленки для упаковывания стальных и медных деталей 5 формируют экструзией из смеси полимера и смеси ингибиторов, содержащих БТА. Иногда такие пленки металлизируют 6 или делают многослойными 7.Основной недостаток таких составов состоит в плохой термодинамической совместимости БТА и полиолефинов, вследствие чего ингибитор диффундирует на поверхность пленки и выкристаллизовывается на ней, придавая пленке нетоварный вид. Кроме того,БТА защищает от атмосферной коррозии преимущественно медь и ее сплавы 8.В качестве ингибиторной добавки к полимерным пленочным композициям используют тетразолы и 1,2,4-триазоль 1. Патентом 9 защищен способ, согласно которому порощок 3-амино-1,2,4-триазола накатывают на поверхность нагретой термопластичной пленки. 1,2,4-триазолом насыщают (210 г/м 2) поверхность лент для изоляции трубопроводов 10. Производные 1,2,4-триазола вводят в состав биоразлагаемых полиэтиленкрахмал-полиэфирнь 1 х смесей 11. Такие пластики можно перерабатывать экструзией благодаря достаточной термостойкости и умеренной летучести ингибиторов из класса полиазотисть 1 х гетероциклов, дополнительно придающих пленкам бактерицидность 12.Недостатки этих пленок связаны с ограниченными возможностями полиазотистых гетероциклов как ингибиторов коррозии.Современной тенденцией противокоррозионной техники является использование в системах противокоррозионной защиты синергических композиций ингибиторов. На ос 2нове смеси ВНХ-Л-49 И ингибиторов группы БТА в НПО Леннефтехим разработан ингибитор ВНХ-ЛФ-4 О 8 (ТУ 301-03-135-94), соединяющий достоинства этих компонентов 13. Полимерные составы 4-7 содержат БТА в смеси с другими ингибиторами.Прототипом изобретения является пленка противокоррозионного назначения 14 на основе полиолефина, поверхностный слой которой снабжен системой микропор, заполненных смесью совмещающихся растворов ингибиторов и перекрытых пленкой спиртового лака. Первый ингибитор - 5-замещенный тетразол либо натриевая или калиевая соли 5-фенилтетразола, второй имеет давление насыщенного пара больше, чем первый ингибитор.запас летучих ингибиторов, сконцентрированных в тонком поверхностном слое пленки, во многих случаях недостаточен для многолетней защиты упакованных в нее металлоизделий от коррозиитехнология получения пленки достаточно сложна и предполагает нанесение одного из ингибиторов в составе лакового покрытия, что значительно удорожает пленкуформирование пленки-прототипа требует применения нестандартных технологической оснастки и системы регулирования подачи ингибиторов.Задачи, на решение которых направлено изобретение1) упростить процесс формирования пленки путем шах использования традиционных технологий и стандартного оборудования для переработки пластмасс2) увеличить ресурс противокоррозионной защиты металлоизделий, упакованных в пленку3) совместить в полиолефиновой пленке комплекс ингибиторов коррозии в жидкой и твердой фазах с разной летучестью.Поставленные задачи решаются тем, что противокоррозионная пленка на основе полиолефина наполнена твердыми частицами полиазотистого гетероциклического соединения, выбранного из 3-амино-1,2,4-триазола, 5-аминотетразола и калиевой соли 5-фенилтетразола, количество которых составляет 1,0-3,0 от массы пленки. Пленка имеет микропористый поверхностный слой, в порах которого находится жидкий ингибитор коррозии Ы-циклогексилфенилимин в количестве О,2-О,5 от массы пленки.Сущность изобретения поясним с помощью фигуры, на которой изображено поперечное сечение пленки. Твердые частицы 1 тетразолов и триазолов заключены в полимерную основу 2 пленки. Наполненный слой 3 пленки выполняет функции носителя частиц полиазотистого гетероциклического ингибитора и непроницаемого барьера, изолирующего упакованное изделие от окружающей среды. Жидкий ингибитор ВНХ-Л-49 находится в порах (диаметр порядка 1-10 мкм) микропористого слоя 5 пленки. Толщина слоя 5 составляет (1 (О,2-О,5)11, где 11 - толщина пленки. Микропоры в слое 5 открыты внутрь упаковки. Такая структура пленки обусловливает высокую степень противокоррозионной защиты упакованных в нее изделий. Пары жидкого ингибитора очень быстро создают защитную атмосферу внутри упаковки. Выделяющиеся по механизму диффузии из полимерной матрицы 2 пары полиазотистых гетероциклических соединений обеспечивают длительную защиту изделий от коррозии. Дополнительно эти водорастворимые ингибиторы транспортируются внутрь упаковки диффундирующей через пленку влагой. Комплекс ингибиторов, входящих в состав пленки, универсален. Он тормозит электрохимическую и микробиологическую коррозию черных и цветных металлов. Ингибиторы, составляющие этот комплекс, низкотоксичны (соответствуют 3-4 классам опасности). Высокая термостойкость тетразолов и триазолов позволяет формировать основу пленки с использованием традиционных методов наполнения и экструзии на стандартном оборудовании для переработки пластмасс.Приведем примеры реализации изобретения.Пленки толщиной 100 мкм изготавливали с помощью рукавного пленочного агрегата,укомплектованного кольцевой экструзионной головкой И специальной технологической оснасткой.В качестве основы пленок использовали полиолефинь 1 полиэтилен высокого давления(ПЭВД, ГОСТ 16337-77), полиэтилен низкого давления (ПЭНД, ГОСТ 16338-77) и полипропилен (ПП, ГОСТ 26996-86).Полимерные связующие наполняли порошками (размер частиц - менее 10 мкм)Это - возгоняюЩиеся веЩества с давлением насыщенных паров порядка 104-103 ПаМикропористый слой пленки формировали, подавая на дорн экструзионной головки в процессе формирования пленочного рукава раствор Ы-циклогексилфенилимина (ингибитора коррозии ВНХ-Л-49) в пластификаторе полиолефинов - диоктилсебацинате. ВНХ-Л-49и давлением насыЩенного пара порядка 5-101 Па.Концентрацию ВНХ-Л-49 в пленке регулировали, изменяя температуру раствора и его уровень над дорном.Пленку-прототип получали, подавая на дорн экструзионной головки (в процессе формирования полимерного рукава) насыЩенный раствор ингибитора коррозии ИФХАНГАЗ-1(ТУ 6-05-1.944-83) в диоктилфталате (ГОСТ 8728-88) и сливая по рукаву раствор КФТ в спиртовом лаке на основе поливинилбутираля (ГОСТ 9439-85).ЗаЩитную способность пленок определяли по результатам ускоренных коррозионных испытаний. Пластинки из стали 06 кп герметично чехлили в пленку и подвергали циклическому охлаждению-нагреванию. Суточный цикл состоял из 3 ч пребывания образцов в холодильнике (3 1 2 С), 3 ч - в термостате (55 1 2 С), снова 2 ч в холодильнике и 16 ч в термостате. После каждого цикла испытаний поверхность пластинок осматривали, регистрируя степень коррозионного поражения в баллах по ГОСТ 27597-88.Составы пленочных образцов и результаты их испытаний приведены в таблице.Защитная способность ПолимерЛв об- пленок (баллы) послеразцов ал циклов испытанииАнализ данных таблицы приводит К следующим заключениям.1. Мйп концентрация ВНХ-Л-49 в пленке составляет 0,2 (образец 2), т.к. дальнейщее уменьшение концентрации (1) снижает защитную способность пленки по сравнению с прототипом (16). Увеличение концентрации более 0,5 не имеет смысла, поскольку защитная способность образцов 4 и 5 практически одинакова.2. Оптимальная концентрация АТР находится в пределах 1-3 . Уменьшение ее до 0,5 (6) заметно снижает защитную способность пленок, а увеличение более 3 (9) не приводит к усилению противокоррозионного действия при выбранном режиме испь 1 таний.3. Сравнение защитной способности образцов 3, 10 и 11 свидетельствует, что ингибиторы коррозии из ряда полиазотистых гетероциклических соединений при оптимальной концентрации одинаково эффективны в составе пленок.4. Пленки оптимального состава на основе всех исследованных полиолефинов (образць 1 3, 10, 11, 12-14 и 15 превосходят прототип (16) по защитной способности.Таким образом, задачи, поставленные при создании изобретения, рещены.Предложенную пленку могут производить предприятия, имеющие стандартное оборудование для переработки пластмасс. Пленка представляет собой универсальный упаковочно-консервационнь 1 й материал, который эффективно предохраняет от коррозии металлоизделия в процессе длительного хранения и транспортирования, особенно при морских перевозках. Такая пленка востребована всеми отраслями машиностроения.1. Ингибитор ВНХ-Л-49. Рекламный листок НПО Леннефтехим, 1993. 2. Паустовская В.В. Токсиколого-гигиеническая оценка ингибиторов коррозии и ос новные пути оптимизации условий труда работающих // Защита металлов. - 1987. - Т. 23. Не 3. - С. 517-520.