МОДИФИКАТОР КОРРОЗИИ

МОДИФИКАТОР КОРРОЗИИ


RU (11) 2291173 (13) C1

(51) МПК
C09D 5/12 (2006.01)
C09D 197/00 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 17.10.2007 - действует 

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

Документ: В формате PDF 
(14) Дата публикации: 2007.01.10 
(21) Регистрационный номер заявки: 2005132675/04 
(22) Дата подачи заявки: 2005.10.24 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2005.10.24 
(45) Опубликовано: 2007.01.10 
(56) Аналоги изобретения: SU 1595864 A1, 30.09.1990. RU 2055847 C1, 10.03.1996. SU 1788739 A1, 15.01.1993. 
(72) Имя изобретателя: Сысоев Александр Константинович (RU); Сысоева Нина Александровна (RU) 
(73) Имя патентообладателя: Сысоев Александр Константинович (RU); Сысоева Нина Александровна (RU) 
(98) Адрес для переписки: 344023, г.Ростов-на-Дону, ул. Ленина, 90д, кв.26, А.К. Сысоеву 

(54) МОДИФИКАТОР КОРРОЗИИИзобретение относится к лакокрасочной промышленности, а именно к модификаторам коррозии, используемым для покрытия металлических поверхностей без предварительной очистки их от продуктов коррозии. Модификатор коррозии содержит, мас.%: лигнин гидролизный 19-23, масло ПОД - побочный продукт производства капролактама 5-10, 70%-ную ортофосфорную термическую кислоту 17-26, воду - остальное. Технический результат - получение композиции, преобразующей ржавчину с толщиной слоя до 160 мкм, что позволит значительно увеличить адгезию наносимых лакокрасочных материалов после обработки предложенным модификатором. 3 табл.



ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к лакокрасочной промышленности, а именно к модификаторам коррозии, используемым для покрытия поверхности металлических изделий без предварительной очистки их от продуктов коррозии.
Известен модификатор коррозии, включающий гидролизный лигнин, соапсток, ортофосфорную кислоту, эталамин, натуральную олифу и воду (см. Авторское свидетельство СССР №1595864, кл. C 09 D 5/12).
Известный модификатор имеет сложный состав и технологию приготовления и может быть использован только для обработки черных металлов.
Известен модификатор ПРЛ-2, включающий аммонизированный гидролизный лигнин 45-50%, ортофосфорную кислоту (85%-ную) - 10-13%, воду 37-40% (см. Модификатор ржавчины ПРЛ-2 ТУ 6-15-913-75).
Известный модификатор не обеспечивает эффективной защиты от коррозионно-механических разрушений.
Наиболее близким является модификатор ржавчины (см. патент RU 2055847, C 09 D 19 7/02, C 09 D 5/12), включающий, мас.%: лигнин гидролизный 21-25, ортофосфорная кислота термическая 70% - 17-26, вода остальное.
Прототип имеет следующие недостатки: недостаточную толщину обработки корродированного металла, осыпание защитного покрытия в процессе высыхания и невысокую адгезию к наносимым в дальнейшем лакокрасочным покрытиям по обработанной поверхности.
Нестабильность состава лигнина гидролизного, обусловленного зависимостью от вида и качества древесины, а также от способов варки приводит к нестабильности качеств модификатора на его основе и приводит к ухудшению получаемого модификатора. В частности, повышение минеральных веществ и/или содержание сахаров, а также преобладание низкомолекулярных фракций приводит к снижению сцепления с модифицированной поверхностью. Нестабильность свойств гидролизного лигнина может быть обусловлена и нестабильностью самой системы кислота-лигнин, проявляющая в коагуляции частиц и выпадению с течением времени осадка.
Целью изобретения является создание прочного водонепроницаемого защитного комплекса на поверхности цветных и черных металлов без предварительной зачистки ее от ржавчины, увеличение толщины обработки прокорродированого металла, снижение осыпания защитного покрытия и увеличение адгезии лакокрасочных материалов, наносимых на обработанную поверхность.
В композиции используется необработанный гидролизный лигнин (древесный или растительный) - отход гидролизного производства.
В качестве дополнительного компонента в композиции применяют масло "ПОД" - побочный продукт производства капролактама. Побочный продукт производства капролактама образуется в процессе производства капролактама на стадии дегидрирования продукта окисления циклогексанола и на стадии ректификации продуктов окисления циклогексана.
Из-за маслообразного внешнего вида побочный продукт производства капролактама получил наименование масло "ПОД" и содержит следующие ингредиенты, мас.%:
циклогексиловые эфиры 20-30 
циклогексанол 30-40 
натриевые соли моно- и декарбоновых кислот 7-12 
продукты полимеризации и поликонденсации 3-8 
капролактам 0,004-0,006 

Термическая ортофосфорная 70%-ная кислота по ГОСТ 10678-76 содержит 0,2% микродобавок восстанавливающих веществ в пересчете на Н3PO4.
Основные свойства гидролизного лигнина: зольность - 0,5-9,3%; кислотность в пересчете на серную кислоту 0,6-1,3%; неотмытые редуцирующие вещества 0,1-8,5%, труднорастворимые полисахариды 3,0-45,0%, собственно лигнин - 38,9-87,3. При этом влажность композиции 83%.
Рецептуры составов модификаторов коррозии проведены в таблице 1, физико-механические показатели в табл.2-3.
Таблица 1 
Состав Компонент, масс.% 
Лигнин гидролизный Масло "ПОД" Термическая ортофосфорная кислота Вода 
Прототип Патент RU 2055847 23 - 21,5 остальное 
1 18 4 16 62 
2 19 5 17 59 
3 оптимальный 21 7,5 21,5 50 
4 23 10 26 41 
5 24 11 27 38 
Таблица 2 
№ Основные свойства Физико-механические свойства 
Прототип Составы модификатора 
2055847 1 2 3 4 5 
1 Твердость 
покрытия по М-3Ю 
усл.ед. 0,85 0,86 0,87 0,88 0,87 0,86 
При 100°С 0,7 0,74 0,75 0,77 0,76 0,72 
При 18°С 
2 Изгиб покрытия 1 1,5 1,6 2,0 2,0 1,6 
мм, не более 
3 Водопоглощение, 0,65 0,6 0,5 0,45 0,45 0,49 
сутки 
4 Адгезия пленки, 2 2 3 3 3 2 
балл 
5 Толщина 130 140 150 160 150 130 
обрабатываемого 
слоя коррозии, мм 
6 Осыпание после сушки местами частичное отсутствует отсутствует отсутствует отсутствует 

Таблица 3 
Наименование

материала,

наносимого на

обработанную

поверхность Адгезия, кгс/см2 
Чистый металл прототип Предложенным способом Грунт ГФ-020 
Грунт ГФ-020 0,6-0,8 0,7-0,8 0,8-1,2 - 
Эмаль ХВ-113 0,06-0,10 0,8-1,2 1,4-1,8 0,2-0,4 
Эмаль НЦ-132 0,1-0,12 0,15-0,17 0,10-0,12 
Эмаль НЦ-25 0,09-0,12 0,12-0,22 0,09-0,11 
Эмаль ВН-30 0,5-0,56 0,5-0,5 0,5-0,6 - 
ЭмальХС-717 0,12-0,23 0,3-0,5 0,5-0,8 - 

Способ получения модификатора коррозии состоит в следующем: гидролизный лигнин (растительный или древесный) влажный подвергают грубому предварительному помолу до размера частиц не более 2 мм, затем его смешивают с водой и осуществляют мокрый перетир до получения частиц с размером не более 100 мкм, затем добавляют масло "ПОД" и продолжают перетир до получение частиц не более 90 мкм, а затем добавляют термическую 70%-ную ортофосфорную кислоту и воду. Получают состав сметанообразной консистенции светло-коричневого цвета.
Готовый модификатор коррозии наносят на металлические поверхности (со слоем ржавчины до 160 мкм) с помощью распылителя или кисти.
Состав с поверхности легко смывается вместе с модифицированными продуктами коррозии. Модификатор в силу своей универсальности может быть использован и для преобразования ржавчины черных металлов в защитное покрытие.
Обоснованием выбранных пределов количественных признаков композиции является следующее.
Если масло "ПОД" взято в композиции более 10%, то происходит уменьшение адгезии композиции к поверхности, что снижает эффект модифицирования поверхности.
Если масло ПОД взято менее 5%, то не достигает необходимого эффекта пластичности, не удается изготовить однородную композицию.
Содержание компонентов в составе оптимально. При содержании лигнина менее 19% масло "ПОД" менее 5%, а ортофосфорной кислоты менее 17%, на поверхности металла не образуется однородное защитное покрытие.
Содержание в составе лигнина более 23%, а ортофосфорной кислоты более 26% и масла "ПОД" более 10% не приводит к улучшению защитных свойств покрытия.
Анализ результатов испытаний, приведенных в таблицах 2 и 3, показывает, что в случае применения в антикоррозионной композиции модификатора побочного продукта производства капролактама масло (масло "ПОД") происходят следующие процессы:
- в пленках покрытия модификатора наблюдается сополимеризация ненасыщенных олигомеров (в составе масло "ПОД") с другими компонентами композиции;
- происходит замедление процессов осыпания модификатора за счет добавки в композицию пластификатора (масла "ПОД");
- улучшается размол композиции модификатора при его приготовлении;
- введение в состав композиции циклоалифатических соединений (масло "ПОД") повышает защитные свойства обработанной поверхности за счет образования в композиции соединений, обладающих ингибирующим свойством;
- значительно увеличивается адгезия наносимых лакокрасочных материалов после обработки ржавой поверхности модификатором ржавчины за счет интенсивного и более глубокого проникновения в каверны и поры материала;
Кроме того, использование побочного продукта производства капролактама является утилизацией отходов производства.
Доказательством соответствия заявляемого изобретения требованию промышленной применимости следует следующее.
Модификатор наносится на металл с неочищенной от слоя ржавчины толщиной до 160 мкм.
Предлагаемый модификатор при его изготовлении и применении способен обеспечить достижение технического результата, выражающегося в получении композиции, преобразующую ржавчину с толщиной слоя до 160 мкм.
Применение модификатора позволяет значительно увеличить адгезию наносимых лакокрасочных материалов после обработки ржавой поверхности предложенным модификатором ржавчины.
Состав с поверхности легко смывается с модифицированными продуктами коррозии и закрепляет поверхностный слой.
Модификатор в силу своей универсальности может быть использован и для преобразования ржавчины.
Таким образом, заявляемое изобретение соответствует требованию промышленной применимости.



ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Модификатор коррозии, включающий связующее вещество, 70%-ную ортофосфорную термическую кислоту и воду, отличающийся тем, что в качестве связующего вещества он содержит лигнин гидролизный и масло ПОД - побочный продукт производства капролактама при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Лигнин гидролизный 19-23 
Масло ПОД 5-10 
70%-ная ортофосфорная 
термическая кислота 17-26 
Вода Остальное