АНТИКОРРОЗИОННЫЕ ПИГМЕНТЫ

АНТИКОРРОЗИОННЫЕ ПИГМЕНТЫ


--- Закажите полную версию данного патента ---
RU (11) 2216560 (13) C2

(51) 7 C09D5/08 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 25.10.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

(14) Дата публикации: 2003.11.20 
(21) Регистрационный номер заявки: 2001109129/04 
(22) Дата подачи заявки: 2001.04.05 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2001.04.05 
(43) Дата публикации заявки: 2003.04.20 
(45) Опубликовано: 2003.11.20 
(56) Аналоги изобретения: КОРСУНСКИЙ Л.Ф. и др. Неорганические пигменты/ Справочник - СПб, Химия, 1992, с.138-139. ЕРМИЛОВ П.И. и др. Пигменты и пигментированные лакокрасочные материалы/ Учебное пособие для вузов. - Химия, 1987, с.104-116. ИНДЕЙКИН Е.А. и др. Пигментирование лакокрасочных материалов. - Л.: Химия, 1986, с.25-34. 
(71) Имя заявителя: Степин Сергей Николаевич; Зиганшина Майа Рашидовна 
(72) Имя изобретателя: Степин С.Н.; Зиганшина М.Р.; Сороков А.В.; Карандашов С.А. 
(73) Имя патентообладателя: Общество с ограниченной ответственностью "Севали" 
(98) Адрес для переписки: 420095, г.Казань, ул. Восстания, 73, кв.47, С.Н.Степину 

(54) АНТИКОРРОЗИОННЫЕ ПИГМЕНТЫ 

Изобретение относится к защите металла от коррозии лакокрасочными покрытиями. Задача изобретения - расширение ассортимента малотоксичных антикоррозионных пигментов-ингибиторов, по защитным свойствам не уступающим хроматным пигментам. Поставленная задача решается применением манганитов металлов общей формулы RMnO3, где R - Ca2+, Zn2+, Sr2+, в качестве антикоррозионных пигментов. Предлагаемые пигменты по противокоррозионным свойствам превосходят тетраоксихромат цинка. 2 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к области защиты металла от коррозии лакокрасочными покрытиями.

Известно, что основную защитную функцию в системе лакокрасочных покрытий на металлах выполняют грунтовки, противокоррозионное действие которых в значительной мере определяется содержанием и типом пигментов. Наиболее эффективными в этом аспекте являются антикоррозионные пигменты-ингибиторы, присутствие которых в составе покрытия позволяет подавлять коррозионные процессы даже при нарушении их сплошности. Однако наиболее широко используемые пигменты этого типа (хром- и свинецсодержащие) обладают высокой токсичностью. Повышение экологической полноценности материалов, используемых для получения покрытий, в течение последнего десятилетия относится к приоритетным направлениям развития лакокрасочной подотрасли.

Первыми соединениями, среди используемых для снижения токсичности антикоррозионных покрытий взамен хром- и свинецсодержащих, были фосфаты.

В качестве фосфатсодержащих пигментов в основном используются фосфаты цинка и хрома, которые представляют собой нетоксичные кристаллогидраты [см. книгу Корсунский Л.Ф., Калинская Т.В., Степин С.Н. Неорганические пигменты. Справ, изд. - СПб.: Химия, 1992. - 336 с.; Smieszek E., Kaminska E, Pigmenty fosforanowe do farb antikororuj nuch // Ochr. Koroz, - 1996. - Bd. 39. - 14. С.85-88]. Фосфат цинка Zn3(PO4)nH2O мало растворим в воде, но легко растворим в кислотах. Фосфат хрома Cr(PO4)nH2O практически нерастворим в воде, стоек к кислотам и щелочам. Фосфат хрома не применяют в качестве самостоятельного антикоррозионного пигмента. Он используется в пигментных композициях, в частности, в хроматных, где наблюдается синергический эффект, объясняемый увеличением растворимости хроматов и усилением их антикоррозионных свойств [см. книгу Розенфельд И.Л., Рубинштейн Ф.И., Жигалова К.А. Защита металлов от коррозии лакокрасочными покрытиями. - М.: Химия, 1987, с.143].

Противокоррозионные свойства, помимо перечисленных солей фосфорной кислоты, проявляют также другие, в том числе, кислые фосфаты алюминия, бария, кальция, магния, марганца [Заявка 37317377 (ФРГ); Schuler D. Richtungsweisende Korrosionschutzpigmenten // Farbe und Lack. - 1986. - Bd.92. - 8. - S.703-705].

Известно также использование в качестве антикоррозионных пигментов конденсированных фосфатов металлов. Эти соединения отличаются более высокими антикоррозионными свойствами, так как образующиеся при их гидролизе ионы обладают более сильно выраженной комплексообразующей способностью по отношению к иону Fe3+, чем РO4 3-. Образующийся в результате реакций комплексообразования поверхностный слой соединения, например, общей формулы FexAlY(PO4)Z, делает поверхность стали инертной [см. Condensed phosphates as anticorrosive pigments. /P.Mazan, M.Trojan, D.Brandova, e.a. // Polym. Paint Colour. J. - 1990. - V.180.- 14270. - Р.605-606; СР 10 aluminium tripolyphosphate. // Corros. And Coat. S. Afr. - 1991/92. - V.18. - 16. - P.12].

В настоящее время активное исследование антикоррозионных свойств конденсированных фосфатов позволяет рекомендовать к использованию в области защиты от коррозии дифосфаты меди Cu2P2O7, кальция Са2P2O7, магния Mn2P2O7; полифосфаты кальция Са3(Р3О10)21,5 Н2O, цинка Zn3(Р3О10)2Н2O, алюминия Al3(Р3О10)22Н2O; циклотетрафосфаты железа Fe2P4O12, меди Cu2P4O12,

никеля Ni2P4O12, цинка Zn2P4O12, магния Mg2P4O12, кальция Ca2P4O12 и марганца Mn2P4O12 [см. А.С. ЧССР11, 262501, 256138, 259337, 247844, 253098, 259926, 245071, 259906, 260487, 259341; Takahashi M. Aluminium tripolyphosphate-anti-corroson pigment. // Polym. Paint Colour J. - 1987. - V.177. - 4197. - P. 554, 556; Зотов Е. В. , Луганцева Л.Н., Петров Л.Н. Защитные свойства ряда пассивирующих пигментов // Лакокрасочные материалы и их применение. - 1987. - 5. - С.27-29].

Опыт использования фосфатных пигментов в антикоррозионных покрытиях показал, что их общим недостатком является низкая эффективность на начальных стадиях развития подпленочного коррозионного процесса, которая связана с их невысокой водорастворимостью [Wienand Н., Ostertag W. Anorganische Korrosionsschutzpigmente-Uberblick und neuere Entwicklung // Farbe und Lack. - 1982. Bd.88. - 3. - S.183-188].

Другую группу противокоррозионных пигментов составляют ферриты - смешанные оксиды шпинельной структуры общей формулы МеОFe2О3, где Me - магний, цинк, олово, медь, кальций, кадмий, кобальт, барий, стронций, железо, марганец [см. книгу Корсунский Л.Ф., Калинская Т.В., Степин С.Н. Неорганические пигменты. Справ. изд. - СПб.: Химия, 1992. С.138; статьи: Свобода M. Свойства ферритов цинка и кальция как антикоррозионных пигментов // Защита металлов. - 1988. - Т.24. - 1. - С.44-47; Лепесов К.К., Гурьева Л.Н., Васильева Л. С. Физико-химические и защитные свойства ферритов металлов (кальция, магния, цинка) // Ж. прикл. химии. - 1991. - Т.64. - 2. - С.422-425; Коррозионно-электрохимические свойства в системах сталь-ферриты щелочноземельных металлов / К.К. Лепесов, Л.Н. Гурьева, Л.С. Васильева // Конгр. "Защита-92", M.: 6-11 сент. 1992. Расшир. тез. докл. - С.158; Защитные свойства некоторых ферритных металлов / К. К.Лепесов, Л.Н.Гурьева, Л.С.Васильева // Теория и практ. электрохим. процессов и экол. аспекты их использ.: Тез. докл. Всес. науч. -практ. конф., Барнаул, - 1990. - С.210]. Ферриты можно рассматривать как соли железистой кислоты HFeO2. Однако отмечается, что ферриты по защитным свойствам уступают свинцовым и хроматным пигментам [Svoboda M. Zeiezitany vapniku a zinku v zakladnich antikoroznich naterech // Koroze a ochr. mater. - 1986. - V.30. - 4. - Р.80-82].

Таким образом, до настоящего времени полноценной альтернативы токсичным пигментам, эффективным в аспекте обеспечения защиты металлов от коррозии, не найдено. Поэтому задача поиска малотоксичных пигментов, по антикоррозионному действию не уступающих хроматным, остается актуальной.

Задача изобретения - расширение ассортимента малотоксичных антикоррозионных пигментов-ингибиторов, по защитным свойствам не уступающим хроматным пигментам.

Поставленная задача решается применением манганитов металлов общей формулы RМnО3, где R - Са2+, Zn2+, Sr2+, в качестве антикоррозионных пигментов.

Предлагаемые манганиты металлов и манганит-сульфаты бария получают известными способами, основанными на реакции восстановления перманганатов до манганитов в присутствии солеобразующих ионов металла (Роде Е.Я. Кислородные соединения марганца. M.: Академия наук СССР, 1952, с.194). Например, в качестве восстановителя может быть использован нитрит-ион:



Полученные продукты представляют собой высокодисперсные порошки коричневого цвета, отличающегося интенсивностью и оттенком. Их важным отличием от хромсодержащих веществ является значительно меньшая токсичность: марганецсодержащие соединения относятся ко второму классу вредных веществ, а хромсодержащие - к первому классу (ПДК марганецсодержащих соединений составляет 0,3 мг/м3, что в 30 раз превышает соответствующую характеристику хроматных пигментов).

Для доказательства противокоррозионных свойств предлагаемых пигментов было исследовано взаимодействие их водных вытяжек и водных экстрактов пигментированных пленок со сталью. В качестве объекта сравнения использовали тетраоксихромат цинка, относящийся к наиболее широко используемым на практике хромсодержащим противокоррозионным пигментам.

Методика проведения испытаний

Противокоррозионные свойства пигментов оценивали путем исследования способности их водных вытяжек замедлять коррозию стали.

Для приготовления водных вытяжек около 15 г пигмента помещают в химический стакан вместимостью 150-300 мл, приливают 50 мл дистиллированной воды, нагревают до кипения и кипятят в течение 30 мин. Суспензию охлаждают, фильтрат заливают в цилиндр и доводят его объем до 50 мл дистиллированной водой, после чего смешивают с равным объемом 6%-ного раствора NaCl (И.А.Горловский, А.А.Индейкин, И.А.Толмачев. Лабораторный практикум по пигментам и пигментированным лакокрасочным материалам, 1990, Л.: Химия, с.188).

Подготовку поверхности образцов кузовной стали 08 кп перед противокоррозионными испытаниями осуществляли путем абразивной обработки и последующим обезжириванием уайт-спиритом и ацетоном.

В качестве критерия противокоррозионных свойств водных вытяжек пигментов использовали значение электрохимического потенциала (Е) и величину тока коррозии стали (Ik), находящейся в контакте с 3%-ным водным раствором хлорида натрия. Электрохимический потенциал стали измеряли относительно хлорсеребряного электрода с помощью прибора рН-340, после чего рассчитывали значение потенциала относительно нормального водородного электрода.

Величину тока коррозии определяли посредством математической обработки поляризационных кривых стали, полученных с помощью потенциостата ПИ-50-1' в области отклонения Е от -40 мВ до +40 мВ относительно установившегося потенциала коррозии. Ток коррозии рассчитывали путем компьютерного решения уравнения Вагнера-Трауда, описывающего процесс коррозии, методом последовательного приближения с использованием полученных экспериментальных данных:

i = ik[exp(2,3E/ba)-exp(2,3E/bk],

где ik - плотность тока коррозии; ba, bk - константы Тафеля; Е - поляризация образца, мВ; i - плотность тока при поляризации (И.А. Горловский, А. А. Индейкин, И.А. Толмачев. Лабораторный практикум по пигментам и пигментированным лакокрасочным материалам, 1990, Л.: Химия, с.189-190).

Для оценки состояния стали (пассивное или активное) при данном значении Е (посредством диаграммы Пурбе) замеряли рН среды, контактирующей с металлом, с помощью прибора рН-340. Результаты экспериментов приведены в таблице 1.

Результаты показывают, что предлагаемые пигменты по противокоррозионным свойствам превосходят тетраоксихромат цинка.

Пигментные свойства манганитов металлов приведены в таблице 2. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Применение манганитов общей формулы

RMnO3,

где R-Ca2+, Zn2+, Sr2+,

в качестве антикоррозионных пигментов.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к СТРОЙИНДУСТРИИ: строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ, бетон, специальный бетон, добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства, специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения, лакокрасочные, клеевые составы и композиции, строительные изделия, окна и двери. шторы и жалюзи. фурнитура, гарнитура и комплектующие, устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. приспособления и устройства, устройство покрытий полов. наливные полы. смеси и композиции, строительство и ремонт гидротехнических сооружений, технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения, новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ, строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ.



Новые технологии и изобретения в стройиндустрии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "силикатный кирпич" будет найдено словосочетание "силикатный кирпич". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("силикатный" или "кирпич").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+силикатный -кирпич".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "кирпич" будут найдены слова "кирпич", "кирпичи" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "кирпич!".


Строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения | Лакокрасочные, клеевые составы и композиции | Строительные изделия | Новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ | Окна и двери. Шторы и жалюзи. Фурнитура, гарнитура и комплектующие | Устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. Приспособления и устройства | Бетон. Добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства | Устройство покрытий полов. Наливные полы. Смеси и композиции | Строительство и ремонт гидротехнических сооружений | Технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения | Строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Способы производства строительных материалов из древесины и отходов деревообработки


Рейтинг@Mail.ru