RU2572984C2 - Water-dispersive heat-insulating, anti-corrosion, anti-condensate dye for metal surfaces - Google Patents
Water-dispersive heat-insulating, anti-corrosion, anti-condensate dye for metal surfaces Download PDFInfo
- Publication number
- RU2572984C2 RU2572984C2 RU2014119530/05A RU2014119530A RU2572984C2 RU 2572984 C2 RU2572984 C2 RU 2572984C2 RU 2014119530/05 A RU2014119530/05 A RU 2014119530/05A RU 2014119530 A RU2014119530 A RU 2014119530A RU 2572984 C2 RU2572984 C2 RU 2572984C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- brand
- composition
- dispersion
- microspheres
- Prior art date
Links
Landscapes
- Paints Or Removers (AREA)
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Изобретение относится к лакокрасочным материалам, а именно к грунтовочным водно-дисперсионным композициям, и может быть использовано в различных отраслях промышленности для комплексной защиты поверхностей металлических конструкций, эксплуатируемых в атмосферных условиях различных климатических зон, в атмосфере, содержащей агрессивные газы и пары, в условиях с повышенной влажностью и большими перепадами температур.The invention relates to paints and varnishes, in particular to primer water-dispersion compositions, and can be used in various industries for the integrated protection of the surfaces of metal structures operated in atmospheric conditions of various climatic zones, in an atmosphere containing aggressive gases and vapors, in conditions with high humidity and large temperature differences.
Более конкретно, настоящее изобретение относится к композициям, обеспечивающим при нанесении на металлическую поверхность комплекс эксплуатационных свойств: тепло- и гидроизоляцию, антикоррозионную защиту, износостойкость, огнестойкость, антиконденсатные свойства, долговечность в условиях атмосферного воздействия не менее 10 лет.More specifically, the present invention relates to compositions providing, when applied to a metal surface, a set of operational properties: heat and waterproofing, corrosion protection, wear resistance, fire resistance, anti-condensation properties, durability under atmospheric conditions for at least 10 years.
Уровень техникиState of the art
Высококачественное покрытие для ряда применений имеет первостепенное значение. Обеспечение стойкой защиты поверхности металлических изделий и конструкций от внешней коррозии является главным фактором, определяющим время их эксплуатации. Металлические поверхности для использования в широком ряду отраслей, например автомобильной, сельскохозяйственной, авиационной, строительной и промышленной, особенно подвержены коррозии и требуют защиты от коррозионной среды. Поэтому важно, чтобы покрытия металлических поверхностей были стойкими к различным химическим веществам, атмосферным воздействиям. В равной степени важно, чтобы указанные покрытия имели превосходные адгезионные характеристики. Особенно важны данные характеристики для защиты от коррозии и тепловых потерь различных трубопроводов, по которым осуществляется транспортировка теплоносителей при условиях, способствующих образованию конденсата на их поверхности, что приводит к быстрой коррозии трубопроводов и потерям тепла. Таким образом, в технике существует потребность в грунтовочных композициях, имеющих улучшенную адгезию к металлическим поверхностям (включая оцинкованные металлические поверхности и оголенные металлические поверхности), коррозионную стойкость, тепловую защиту, долговечность, влагостойкость в условиях атмосферного воздействия.High-quality coating is of paramount importance for a number of applications. Providing stable protection of the surface of metal products and structures from external corrosion is the main factor determining the time of their operation. Metal surfaces for use in a wide range of industries, such as automotive, agricultural, aviation, construction and industrial, are particularly susceptible to corrosion and require protection against corrosive environments. Therefore, it is important that the coatings of metal surfaces are resistant to various chemicals, weathering. It is equally important that these coatings have excellent adhesion characteristics. These characteristics are especially important for protection against corrosion and heat losses of various pipelines through which heat carriers are transported under conditions conducive to the formation of condensate on their surface, which leads to rapid corrosion of pipelines and heat loss. Thus, there is a need in the art for primer compositions having improved adhesion to metal surfaces (including galvanized metal surfaces and bare metal surfaces), corrosion resistance, thermal protection, durability, moisture resistance under atmospheric conditions.
Заявляемая композиция основана на использовании в качестве связующего (или пленкообразователя) водных полиакриловых дисперсий, которые являются экологически чистыми продуктами, и в качестве наполнителей - полых микросфер.The inventive composition is based on the use as a binder (or film former) of aqueous polyacrylic dispersions, which are environmentally friendly products, and as fillers, hollow microspheres.
Из уровня техники известны различные грунтовочные композиции (составы), содержащие полимеры и их латексы и наполнители, в частности, углерод и кремнийсодержащие микросферы, которые, так или иначе, решают перечисленные выше задачи.The prior art various primer compositions (compositions) containing polymers and their latexes and fillers, in particular carbon and silicon-containing microspheres, which, one way or another, solve the above problems.
В частности, из уровня техники известно антикоррозионное и теплоизоляционное покрытие на основе полых микросфер (Патент RU 2251563), выполненное из композиции, включающей полимерное связующее и полые микросферы, наносимое, по меньшей мере, в виде одного слоя на поверхность с последующей сушкой покрытия. Покрытие выполнено из водно-суспензионной композиции с вязкостью от 1 до 100 Па·с, в качестве полимерного связующего композиция содержит водоэмульсионную полимерную латексную композицию, содержащую от 10 до 90 об.% (со)полимера, выбранного из группы, включающей гомополимер акрилата, стирол-акрилатный сополимер, бутадиен-стирольный сополимер, полистирол, бутадиеновый полимер, полихлорвиниловый полимер, полиуретановый полимер, полимер или сополимер винилацетата или их смеси и от 10 до 90 об.% смеси воды и поверхностно-активного вещества. В качестве полых микросфер композиция содержит смесь полых микросфер с разными размерами от 10 до 500 мкм и различной насыпной плотностью от 650 до 50 кг/м3, выбранные из группы, включающей полые стеклянные микросферы, полые керамические микросферы, полые полимерные микросферы, полые техногенные (зольные) микросферы или их смеси при следующем соотношении компонентов водно-суспензионной композиции, об.%: полимерная латексная композиция 5-95, вышеуказанные полые микросферы 5-95.In particular, the anticorrosion and heat-insulating coating based on hollow microspheres (Patent RU 2251563), made of a composition comprising a polymer binder and hollow microspheres, applied at least in one layer onto the surface, followed by drying of the coating, is known from the prior art. The coating is made of a water-suspension composition with a viscosity of 1 to 100 Pa · s, as a polymer binder, the composition contains a water-based polymer latex composition containing from 10 to 90 vol.% (Co) polymer selected from the group comprising acrylate homopolymer, styrene -acrylate copolymer, styrene-butadiene copolymer, polystyrene, butadiene polymer, polyvinyl chloride polymer, polyurethane polymer, vinyl acetate polymer or copolymer or mixtures thereof and from 10 to 90 vol.% a mixture of water and surfactant. As hollow microspheres, the composition contains a mixture of hollow microspheres with different sizes from 10 to 500 μm and different bulk density from 650 to 50 kg / m 3 selected from the group including hollow glass microspheres, hollow ceramic microspheres, hollow polymer microspheres, hollow technogenic ( ash) microspheres or mixtures thereof in the following ratio of components of the water-suspension composition, vol.%: polymer latex composition 5-95, the above hollow microspheres 5-95.
В данной композиции в качестве пленкообразователя (связующего) предложено использовать экологически чистые вещества. Однако используемый состав антикоррозионных пигментов в композиции не обеспечивает долговременную антикоррозионную защиту металлических поверхностей от вредных воздействий окружающей среды.In this composition, it is proposed to use environmentally friendly substances as a film former (binder). However, the used anti-corrosion pigment composition in the composition does not provide long-term anti-corrosion protection of metal surfaces from harmful environmental influences.
Из уровня техники известна водная композиция, наполненная полыми микросферами, для получения антикоррозионного и теплоизоляционного покрытия и способ получения покрытия на ее основе (Патент RU 2304156). Композиция включает в качестве связующего силиконовую эмульсию или силиконовую дисперсию, поверхностно-активное вещество, двуокись титана или оксид цинка и наполнитель в виде смеси полых микросфер, различающихся между собой размерами от 10 до 500 мкм и насыпной плотностью от 650 до 50 кг/м3 и выбранных из группы, включающей полые стеклянные микросферы, полые керамические микросферы, полые зольные (техногенные) микросферы, полые полимерные микросферы или их смеси при следующем соотношении компонентов, об.%: силиконовая эмульсия или силиконовая дисперсия 5,0-95,0; вышеуказанные полые микросферы 5,0-95,0; поверхностно-активное вещество 0,5-20,0 (в расчете на смесь связующего и микросфер); двуокись титана или оксид цинка 1,0-30,0 (в расчете на смесь связующего и микросфер); водная композиция дополнительно содержит латекс в виде водной дисперсии (со)полимера или жидкое стекло.The prior art aqueous composition filled with hollow microspheres, to obtain anti-corrosion and thermal insulation coatings and a method for producing coatings based on it (Patent RU 2304156). The composition includes, as a binder, a silicone emulsion or silicone dispersion, a surfactant, titanium dioxide or zinc oxide and a filler in the form of a mixture of hollow microspheres, differing in size from 10 to 500 μm and bulk density from 650 to 50 kg / m 3 and selected from the group consisting of hollow glass microspheres, hollow ceramic microspheres, hollow ash (technogenic) microspheres, hollow polymer microspheres or mixtures thereof in the following ratio of components, vol.%: silicone emulsion or silicone dispersion 5,0-95,0; the above hollow microspheres 5.0-95.0; surfactant 0.5-20.0 (calculated on a mixture of a binder and microspheres); titanium dioxide or zinc oxide 1.0-30.0 (calculated on a mixture of a binder and microspheres); the aqueous composition further comprises latex in the form of an aqueous dispersion of a (co) polymer or liquid glass.
Однако такая композиция неустойчива при хранении из-за присутствия оксида цинка и отличается высоким влагопоглощением в связи с использованием в ее составе силиконовой дисперсии в малых количествах. Применение жидкого стекла удешевляет композицию, но приводит к уменьшению срока службы покрытия по сравнению с заявляемой композицией.However, this composition is unstable during storage due to the presence of zinc oxide and is characterized by high moisture absorption due to the use of silicone dispersion in small amounts in its composition. The use of water glass reduces the cost of the composition, but leads to a decrease in the service life of the coating compared with the claimed composition.
Известно также антикоррозионное и теплоизоляционное покрытие на основе полых микросфер (Патент RU 2502763), выполненное из водно-суспензионной композиции вязкостью от 1 до 100 Па·с, включающей смесь полимерного связующего 5-95 об.% с наполнителем - полыми микросферами 5-95 об.%. В качестве полимерного связующего композиция содержит водоэмульсионную полимерную латексную композицию, содержащую латекс (со)полимера, выбранного из группы, включающей гомополимер акрилата, стирол-акрилатный сополимер, бутадиен-стирольный сополимер, полистирол, бутадиеновый полимер или сополимер винилацетата, или их смеси, поверхностно-активное вещество, воду и дополнительно капролактам, при этом в качестве наполнителя используют смесь полых стеклянных микросфер и полых полимерных микросфер, взятых в соотношении 1:1, причем полые полимерные микросферы имеют диаметр 10-90 мкм и насыпную плотность 25-40 кг/м3.Also known is a corrosion-resistant and heat-insulating coating based on hollow microspheres (Patent RU 2502763) made of a water-suspension composition with a viscosity of 1 to 100 Pa · s, including a mixture of a polymer binder of 5-95 vol.% With a filler - hollow microspheres of 5-95 vol. .%. As a polymeric binder, the composition comprises an aqueous emulsion polymer latex composition containing a latex (co) polymer selected from the group consisting of acrylate homopolymer, styrene-acrylate copolymer, styrene-butadiene copolymer, polystyrene, butadiene polymer or vinyl acetate copolymer, or mixtures thereof, surface the active substance, water, and additionally caprolactam, while a filler using a mixture of hollow glass microspheres and hollow polymer microspheres taken in a ratio of 1: 1, and hollow imernye microspheres have a diameter of 10-90 microns and a bulk density of 25-40 kg / m 3.
Однако данная композиция не выдерживает действие морского климата и имеет срок службы, ниже, по сравнению с заявляемой композицией, из-за применения водных дисперсий гомополимеров винилацетата и бутадиенового полимера.However, this composition does not withstand the effects of the marine climate and has a service life lower than that of the claimed composition due to the use of aqueous dispersions of vinyl acetate and butadiene polymer homopolymers.
Из уровня техники известна теплоизолирующая краска - праймер, наполненная микросферами (US 2012121888 A1). Состав краски содержит растворитель, связующее (пленкообразующий материал) и углеродные микросферы, имеющие средний диаметр в интервале от 1 до 100 мкм. Количество и тип связующего и растворителя могут варьироваться в зависимости от необходимости. Связующее обеспечивает адгезию, долговечность материала, гибкость и ударную вязкость. Типичные связующие могут включать в себя, без ограничения, синтетические или натуральные смолы, такие как акрил, винил-акрил, винилацетат/этилен, полиуретаны, сложные полиэфиры, меламиновые смолы, или эпоксидные смолы. Подходящие растворители включают, без ограничения, воду или органические растворители, такие как алифатические, ароматические, спирты, кетоны, нефтяной дистиллят, сложные эфиры и простые эфиры гликолей. Композиция по данному изобретению также может включать пигменты, наполнители или другие добавки, в зависимости от потребности. В качестве пигментов могут быть использованы различные глины, карбонат кальция, слюда, оксид кремния, тальк, осажденный карбонат кальция, диоксид титана, красный оксид железа, и др. Наполнители могут быть использованы для обеспечения плотности пленки при нанесении краски на поверхность изделия или увеличения объема композиции. Примеры наполнителей включают инертные материалы, такие как тальк, известь, или глины. Другие необязательные добавки включают, без ограничения, стабилизаторы, эмульгаторы, текстуризаторы, промоторы адгезии, УФ-стабилизаторы, и противомикробные средства. Углеродные микросферы могут быть добавлены в композицию краски при изготовлении краски, или непосредственно в состав краски перед покраской. В одном варианте осуществления настоящего изобретения композиция краски включает от 1 до 30 мас. % углеродных микросфер.The prior art heat-insulating paint is a primer filled with microspheres (US 2012121888 A1). The paint composition contains a solvent, a binder (film-forming material) and carbon microspheres having an average diameter in the range from 1 to 100 microns. The amount and type of binder and solvent may vary depending on the need. The binder provides adhesion, material durability, flexibility and toughness. Typical binders may include, without limitation, synthetic or natural resins such as acrylic, vinyl acrylic, vinyl acetate / ethylene, polyurethanes, polyesters, melamine resins, or epoxies. Suitable solvents include, but are not limited to, water or organic solvents such as aliphatic, aromatic, alcohols, ketones, petroleum distillate, esters and glycol ethers. The composition of this invention may also include pigments, fillers or other additives, depending on the need. Various clays, calcium carbonate, mica, silicon oxide, talc, precipitated calcium carbonate, titanium dioxide, red iron oxide, etc. can be used as pigments. Fillers can be used to ensure film density when applying paint to the surface of the product or to increase the volume composition. Examples of fillers include inert materials such as talc, lime, or clay. Other optional additives include, without limitation, stabilizers, emulsifiers, texturizers, adhesion promoters, UV stabilizers, and antimicrobials. Carbon microspheres can be added to the paint composition in the manufacture of the paint, or directly to the paint composition before painting. In one embodiment of the present invention, the paint composition comprises from 1 to 30 wt. % carbon microspheres.
Однако применение вышеперечисленных связующих в виде смол требуют летучих органических растворителей и в экологическом отношении такая композиция наносит ущерб окружающей природе.However, the use of the above binders in the form of resins requires volatile organic solvents and, in an environmental respect, such a composition is detrimental to the environment.
Известно антикоррозионное и теплоизоляционное покрытие на основе полых микросфер (RU 2012116608), выполненное из водно-суспензионной композиции вязкостью 1÷100 Па·с, включающей смесь полимерного связующего 5÷95 об.% с наполнителем - полыми микросферами 5÷95 об.%; в качестве полимерного связующего композиция содержит водоэмульсионную полимерную латексную композицию, содержащую 10-90 об.% (со)полимера, выбранного из группы, включающей, гомополимер акрилата, стирол-акрилатный сополимер, бутадиен-стирольный сополимер, полистирол, бутадиеновый полимер, полихлорвиниловый полимер, полиуретановый полимер, полимер или сополимер винилацетата, или их смеси и 10÷90 об.% смеси воды и поверхностно-активного вещества; в качестве полых микросфер композиция содержит микросферы, выбранные из группы, включающей полые стеклянные микросферы, полые керамические микросферы, полые полимерные микросферы, полые техногенные (зольные) микросферы или их смеси. Водно-суспензионная композиция дополнительно содержит ∈-капролактам. В качестве наполнителя покрытие содержит смесь стеклянных микросфер, плотностью 50÷650 кг/м3 и диаметром 10÷500 мкм с полыми полимерными микросферами, плотностью 25÷50 кг/м3 и диаметром 10-90 мкм при соотношении 1:1.Known anti-corrosion and thermal insulation coating based on hollow microspheres (RU 2012116608), made of a water-suspension composition with a viscosity of 1 ÷ 100 Pa · s, including a mixture of a polymer binder 5 ÷ 95 vol.% With a filler - hollow microspheres 5 ÷ 95 vol.%; as a polymeric binder, the composition contains an aqueous emulsion polymer latex composition containing 10-90 vol.% (co) polymer selected from the group consisting of acrylate homopolymer, styrene-acrylate copolymer, styrene-butadiene copolymer, polystyrene, butadiene polymer, polyvinyl chloride polymer a polyurethane polymer, a polymer or a copolymer of vinyl acetate, or mixtures thereof and 10 ÷ 90 vol.% a mixture of water and a surfactant; as hollow microspheres, the composition contains microspheres selected from the group consisting of hollow glass microspheres, hollow ceramic microspheres, hollow polymer microspheres, hollow man-made (ash) microspheres, or mixtures thereof. The aqueous suspension composition further comprises ∈-caprolactam. As a filler, the coating contains a mixture of glass microspheres with a density of 50 ÷ 650 kg / m 3 and a diameter of 10 ÷ 500 μm with hollow polymer microspheres with a density of 25 ÷ 50 kg / m 3 and a diameter of 10-90 μm with a ratio of 1: 1.
Известно теплоизоляционное покрытие (Патент RU 53667), состоящее из полимерного связующего, содержащего латекс, выбранный из группы, включающей модифицированный акрилацетатный латекс, 33-38%-ный латекс сополимера бутадина, акрилонитрила и метакриловой кислоты, сополимер стирола и n-бутилакрилата в соотношении 1:1 по массе, и равномерно распределенный наполнитель из полых керамических микросфер дисперсностью 5-350 мкм с удельной массой 450-750 кг/м3, при следующем соотношении компонентов, мас. %: микросферы 60-80; связующее 20-40.A heat-insulating coating is known (Patent RU 53667), consisting of a polymer binder containing latex, selected from the group comprising modified acrylate latex, 33-38% latex copolymer of butadine, acrylonitrile and methacrylic acid, a copolymer of styrene and n-butyl acrylate in a ratio of 1 : 1 by weight, and a uniformly distributed filler of hollow ceramic microspheres with a particle size of 5-350 μm with a specific gravity of 450-750 kg / m 3 , in the following ratio of components, wt. %: microspheres 60-80; binder 20-40.
К недостаткам этих покрытий относится ограниченность эксплуатационных функций, низкие антикоррозионные свойства. Покрытие из данной композиции не обеспечивает поглощения ультрафиолетового излучения.The disadvantages of these coatings include limited operational functions, low anticorrosion properties. The coating of this composition does not absorb ultraviolet radiation.
Известен способ получения теплоизоляционного и огнестойкого многослойного комбинированного полимерного покрытия (Патент RU 2352601), включающий последовательное нанесение на возможно предварительно нагретую поверхность покрывных слоев, сначала жидкокерамического покрытия из полимерной композиции, содержащей связующее, смесь полых микросфер, различающихся между собой размерами в диапазоне от 10 до 500 мкм и насыпной плотностью от 650 до 50 кг/м3 и вспомогательные целевые добавки, затем на полученное покрытие при необходимости наносят один или несколько слоев из стеклохолста и далее наносят один или несколько слоев полимерной вспучивающейся огнестойкой композиции с добавками, обеспечивающими получение вспучивающегося покрытия, и далее осуществляют окончательную сушку покрытия. Покрытие выполнено из композиции, содержащей в качестве одной из вспомогательных добавок антипирен полифосфат аммония, загуститель и тиксотропную добавку, коалесцирующую добавку, биоцидную или фунгицидную добавку.A known method of obtaining a heat-insulating and fire-resistant multilayer combined polymer coating (Patent RU 2352601), comprising sequentially applying to the possibly preheated surface of the coating layers, first a liquid-ceramic coating from a polymer composition containing a binder, a mixture of hollow microspheres, varying in size from 10 to 500 microns and a bulk density of from 650 to 50 kg / m 3 and auxiliary special purpose additives, then the resulting coating applied to one if necessary yl several layers of glass fiber and then applied one or more layers of intumescent flame retardant polymeric compositions containing additives, provides the intumescent coating, and then carry out the final drying the coating. The coating is made of a composition containing, as one of the auxiliary additives, flame retardant ammonium polyphosphate, a thickener and a thixotropic additive, a coalescing additive, a biocidal or fungicidal additive.
Однако покрытие обладает низкими антикоррозионными свойствами, а процесс формирования покрытия является сложным и требует высокой квалификации рабочего персонала.However, the coating has low anticorrosive properties, and the process of forming the coating is complex and requires highly skilled workers.
Известна водная композиция, наполненная полыми микросферами, для получения антикоррозионного и теплоизоляционного покрытия и способ получения покрытия на ее основе (Патент RU 2304156). Композиция содержит в качестве связующего силиконовую эмульсию или силиконовую дисперсию, смесь полых микросфер, различающихся между собой размерами и насыпной плотностью, и выбранные из группы, включающей полые стеклянные микросферы, полые керамические микросферы, полимерные полые микросферы, техногенные полые микросферы, поверхностно-активное вещество, двуокись титана или оксид цинка и при необходимости вспомогательные целевые добавки при определенных соотношениях компонентов. С использованием этой композиции получают покрытия на трубопроводах путем нанесения ее сначала тонким слоем на холодную поверхность, последующее нагревание до 200-250°C, повторное нанесение ее уже на горячую поверхность тонким слоем, последующее наложение на покрытие материала в виде металлической проволоки или сетки или наматывание на трубопровод с нанесенным покрытием по меньшей мере одним слоем ленты в виде отдельных полос из стали (нержавеющей), при этом эти полосы (полоски) предварительно покрыты, по крайней мере, с одной стороны вышеуказанной композицией, наполненной полыми микросферами, и, по меньшей мере, одна из боковых поверхностей полоски имеет чередующиеся выступы и пазы прямоугольной формы с одинаковыми линейными размерами. Таким образом, получают покрытия с хорошими, достаточно высокими защитными свойствами: высокими теплозащитными свойствами при воздействии высоких температур порядка 500-1000°C, хорошими антикоррозионными свойствами и хорошими огнезащитными свойствами, что делает эти покрытия многофункциональными.Known aqueous composition filled with hollow microspheres, to obtain anti-corrosion and thermal insulation coatings and a method for producing a coating based on it (Patent RU 2304156). The composition contains as a binder a silicone emulsion or silicone dispersion, a mixture of hollow microspheres of varying sizes and bulk density, and selected from the group comprising hollow glass microspheres, hollow ceramic microspheres, polymer hollow microspheres, technogenic hollow microspheres, surfactant, titanium dioxide or zinc oxide and, if necessary, auxiliary target additives at certain ratios of components. Using this composition, coatings are obtained on pipelines by first applying a thin layer of it on a cold surface, then heating it to 200-250 ° C, re-applying it already on a hot surface with a thin layer, then applying it to the coating material in the form of a metal wire or mesh or winding on the pipeline coated with at least one layer of tape in the form of separate strips of steel (stainless), while these strips (strips) are pre-coated on at least one side above shown composition, filled with hollow microspheres, and at least one of the side surfaces of the strip has alternating protrusions and grooves of a rectangular shape with the same linear dimensions. Thus, coatings with good, sufficiently high protective properties are obtained: high heat-shielding properties when exposed to high temperatures of the order of 500-1000 ° C, good anticorrosion properties and good fire-retardant properties, which makes these coatings multifunctional.
Однако данное покрытие не обеспечивает поглощение ультрафиолетового излучения.However, this coating does not absorb ultraviolet radiation.
Известно антикоррозионное и теплоизоляционное покрытие на основе полых микросфер (Патент RU 2374281) из водно-суспензионной композиции с вязкостью от 1 до 100 Па·с. Водно-суспензионная композиция включает смесь полимерного связующего 5-95 об.% с полыми микросферами 5-95 об.%, в качестве полимерного связующего композиция содержит водоэмульсионную полимерную латексную композицию, содержащую от 10 до 90 об.% (со)полимера, выбранного из группы, включающей гомополимер акрилата, стирол-акрилатный сополимер, бутадиен-стирольный сополимер, полистирол, бутадиеновый полимер, полихлорвиниловый полимер, полиуретановый полимер, полимер или сополимер винилацетата, или их смеси и от 10 до 90 об.% смеси воды и поверхностно-активного вещества, в качестве полых микросфер композиция содержит микросферы с разными размерами от 10 до 500 микрометров и различной насыпной плотностью от 50 до 650 кг/м3, выбранные из группы, включающей полые стеклянные микросферы, полые керамические микросферы, полые полимерные микросферы, полые техногенные микросферы или их смеси, при этом водно-суспензионная композиция дополнительно содержит смесь многоатомного спирта с многоосновной карбоновой или аминокислотой в эквимолекулярном соотношении. Технический результат состоит в повышении времени работоспособности композиции в жестких климатических и промышленных условиях.Known anti-corrosion and thermal insulation coating based on hollow microspheres (Patent RU 2374281) from a water-suspension composition with a viscosity of from 1 to 100 Pa · s. The aqueous suspension composition comprises a mixture of a polymeric binder of 5-95 vol.% With hollow microspheres of 5-95 vol.%, As a polymer binder, the composition contains a water-emulsion polymer latex composition containing from 10 to 90 vol.% (Co) of a polymer selected from a group comprising acrylate homopolymer, styrene-acrylate copolymer, styrene-butadiene copolymer, polystyrene, butadiene polymer, polyvinyl chloride polymer, polyurethane polymer, vinyl acetate polymer or copolymer, or mixtures thereof and from 10 to 90 vol.% a mixture of water and surface su- substance as hollow microsphere composition comprises microspheres of different sizes from 10 to 500 micrometers and different bulk densities of 50 to 650 kg / m 3, selected from the group consisting of hollow glass microspheres, hollow ceramic microspheres, hollow polymeric microspheres, hollow manmade microspheres or mixtures thereof, wherein the aqueous suspension composition further comprises a mixture of a polyhydric alcohol with a polybasic carboxylic or amino acid in an equimolecular ratio. The technical result consists in increasing the working time of the composition in harsh climatic and industrial conditions.
Известен состав для получения теплозащитного покрытия (Патент RU 2311397), содержащий наполнитель, полимерное связующее, технологическую добавку и воду. В качестве наполнителя содержит полые керамические микросферы с удельной массой 450-750 кг/м3, твердостью по Моосу 5,0-6,0. В качестве полимерного связующего содержит латекс, выбранный из группы, включающей модифицированный акрилацетатный латекс, 33-38%-ный латекс сополимера бутадиена, акрилонитрила и метакриловой кислоты, сополимер стирола и н-бутилакрилата в соотношении 1:1 по массе.A known composition for obtaining a heat-protective coating (Patent RU 2311397), containing a filler, a polymer binder, processing aid and water. As a filler, it contains hollow ceramic microspheres with a specific gravity of 450-750 kg / m 3 and Mohs hardness of 5.0-6.0. As a polymeric binder, it contains a latex selected from the group comprising modified acrylate latex, 33-38% latex of a copolymer of butadiene, acrylonitrile and methacrylic acid, a copolymer of styrene and n-butyl acrylate in a ratio of 1: 1 by weight.
Однако покрытие обладает низким уровнем адгезии, предъявляемой в процессе эксплуатации к различным видам поверхностей, плохой антикоррозионной защитой и не обеспечивает поглощение ультрафиолетового излучения.However, the coating has a low level of adhesion shown during operation to various types of surfaces, poor anti-corrosion protection and does not provide absorption of ultraviolet radiation.
Наиболее близким к заявляемому является композиция для нанесения теплоизоляционного покрытия и способ ее приготовления (Патент RU 2422481). Композиция включает пленкообразующий состав в виде водной стирол-акриловой или акриловой дисперсии с содержанием твердого вещества 50±1 мас. %; стеклянные и/или керамические, и/или зольные с изолированными полостями микросферы с гидрофильным водостойким покрытием из смеси аминопропилтриэтоксисилана и аминоизопропилтриэтоксисилана с добавлением тетраэтоксисилана; наполнитель; целлюлозный и полимерный загустители; диспергатор; пеногаситель; ингибитор коррозии; коалесцент; консервирующую добавку; воду. Способ приготовления композиции включает смешение предварительно приготовленных двух групп компонентов. Композиция обладает продолжительным сроком хранения без потери однородности, способ ее приготовления максимально позволяет сохранить целостность стеклянных, керамических и зольных микросфер с изолированными полостями. Технический результат изобретения заключается в создании композиции, обладающей продолжительным сроком хранения без потери однородности, а также в разработке способа ее приготовления до состояния, пригодного для непосредственного использования для нанесения покрытия, который максимально позволит сохранить целостность стеклянных, керамических и зольных микросфер с изолированными полостями.Closest to the claimed is a composition for applying a thermal insulation coating and a method for its preparation (Patent RU 2422481). The composition includes a film-forming composition in the form of an aqueous styrene-acrylic or acrylic dispersion with a solids content of 50 ± 1 wt. %; glass and / or ceramic and / or cindery with isolated cavities microspheres with a hydrophilic waterproof coating of a mixture of aminopropyltriethoxysilane and aminoisopropyltriethoxysilane with the addition of tetraethoxysilane; filler; cellulose and polymer thickeners; dispersant; defoamer; corrosion inhibitor; coalescent; preservative additive; water. A method of preparing a composition involves mixing pre-cooked two groups of components. The composition has a long shelf life without loss of uniformity, the method of its preparation maximally preserves the integrity of glass, ceramic and ash microspheres with isolated cavities. The technical result of the invention is to create a composition having a long shelf life without loss of uniformity, and also to develop a method for its preparation to a state suitable for direct use for coating, which will maximize the integrity of glass, ceramic and ash microspheres with insulated cavities.
Композиция имеет следующий состав, мас. %: пленкообразующий состав в виде водной стирол-акриловой или акриловой дисперсии с содержанием твердого вещества 50±1 мас. % - 2,15-59,2; стеклянные, и/или керамические, и/или зольные с изолированными полостями микросферы со средней плотностью, лежащей в пределах 0,1-0,3 г/см3, с гидрофильным водостойким покрытием из смеси аминопропилтриэтоксисилана и аминоизопропилтриэтоксисилана с добавлением тетраэтоксисилана - 5,25-41,14; наполнитель - 1,83-65,51; целлюлозный и полимерный загустители - 1,0-2,83; диспергатор - 0,2-0,6; пеногаситель - 0,52-0,85; ингибитор коррозии - 0,35-1,2; коалесцент - 0,1-1,53; консервирующую добавку - 0,08-0,41; воду - до 100. При этом в композиции использованы: в качестве целлюлозного загустителя - гидроксиэтилцеллюлоза; в качестве полимерного загустителя - раствор диуретана в смеси воды с бутилдигликолем; в качестве пеногасителя - минеральное масло; в качестве ингибитора коррозии - нитрит натрия; в качестве консервирующей добавки - биоцид; в качестве диспергатора - триполифосфат натрия; в качестве коалесцента - н-бутиловый эфир дипропиленгликоля. Для приведения параметров композиции к значению рН в переделах 8-9 и плотности - в пределах 0,6-0,75, наиболее оптимальных для хранения и последующего нанесения, она дополнительно может содержать аммиачный буфер в виде 10-25% водного раствора аммиака из расчета 50-150 г/т, и/или дополнительное количество полимерного загустителя, и/или дополнительное количество стеклянных, и/или керамических, и/или зольных с изолированными полостями микросфер, на которые нанесено гидрофильное водостойкое покрытие из смеси аминопропилтриэтоксисилана и аминоизопропилтриэтоксисилана с добавлением тетраэтоксисилана, и/или дополнительное количество воды. Для придания различных функциональных свойств, декоративных качеств в композиции могут использоваться пигментные наполнители, наполнители, повышающие прочность покрытия, наполнители, повышающие жаростойкость покрытия, из которых предпочтительно использовать один или несколько компонентов, выбранных из группы, включающей карбонат кальция, аэросил, диоксид титана.The composition has the following composition, wt. %: film-forming composition in the form of an aqueous styrene-acrylic or acrylic dispersion with a solids content of 50 ± 1 wt. % - 2.15-59.2; glass and / or ceramic and / or cindery with isolated cavities microspheres with an average density lying in the range of 0.1-0.3 g / cm 3 , with a hydrophilic waterproof coating of a mixture of aminopropyltriethoxysilane and aminoisopropyltriethoxysilane with the addition of tetraethoxysilane - 5.25 -41.14; filler - 1.83-65.51; cellulose and polymer thickeners - 1.0-2.83; dispersant - 0.2-0.6; antifoam - 0.52-0.85; corrosion inhibitor - 0.35-1.2; coalescent - 0.1-1.53; preservative additive - 0.08-0.41; water - up to 100. In this case, the composition used: as a cellulose thickener - hydroxyethyl cellulose; as a polymer thickener, a solution of diurethane in a mixture of water with butyldiglycol; as antifoam - mineral oil; as a corrosion inhibitor - sodium nitrite; as a preservative additive, a biocide; as a dispersant, sodium tripolyphosphate; as a coalescent, dipropylene glycol n-butyl ether. To bring the composition parameters to a pH value in the range of 8–9 and a density in the range of 0.6–0.75, which are most optimal for storage and subsequent application, it may additionally contain ammonia buffer in the form of a 10–25% aqueous ammonia solution, based on 50-150 g / t, and / or an additional amount of a polymer thickener, and / or an additional amount of glass, and / or ceramic, and / or ash with insulated microsphere cavities, on which a hydrophilic waterproof coating is applied from a mixture of aminopropyltriethoxysilane and aminoisoprop iltriethoxysilane with the addition of tetraethoxysilane, and / or additional water. To impart various functional properties and decorative qualities, pigment fillers, fillers that increase the strength of the coating, fillers that increase the heat resistance of the coating, of which it is preferable to use one or more components selected from the group comprising calcium carbonate, aerosil, titanium dioxide, can be used in the composition.
Однако данная композиция не обеспечивает поглощение ультрафиолетового излучения.However, this composition does not absorb ultraviolet radiation.
Заявляемое изобретение отличается использованием в своем составе более широкого спектра антикоррозионных пигментов (т.е. другого комплекса пигментов, в т.ч. включающего антикоррозионный пигмент - тетраоксихромат цинка) что приводит к лучшей антикоррозионной защите в различных агрессивных средах. Применение специального связующего позволило сделать антикоррозионное покрытие масло-бензиностойким. Применение оксида церия СеO2 обеспечивает поглощение ультрафиолетового излучения при долговременном воздействии неблагоприятных факторов окружающей среды. При этом введением комплекса из определенных коалесцентов удалось добиться определенных качеств покрытия, характеризующих раннюю водостойкость, эластичность, гидрофобность, малярные качества. Добавление талька в состав композиции в определенном количестве позволило улучшить малярные, антикоррозионные качества, а также антиседиментационные качества краски. Использование в составе краски цинка защищает сталь по гальваническому механизму и образует защитный слой продуктов коррозии цинка, улучшающий коррозионную защиту, обеспечиваемую покрытием. Использование в составе краски микросферы позволяет снизить теплопроводность формируемого из нее покрытия в 20-30 раз, что позволяет уменьшать теплопотери трубопроводов, транспортирующих теплоносители. А при окраске трубопроводов или других металлических конструкций, где возможно появление конденсата - ликвидировать данную проблему. Также использование микросферы в составе композиции повышает физико-механические характеристики покрытия из нее, а именно прочность и стойкость к истиранию.The claimed invention is characterized by using in its composition a wider range of anticorrosive pigments (i.e., another complex of pigments, including including an anticorrosive pigment - zinc tetraoxychromate), which leads to better anticorrosion protection in various aggressive environments. The use of a special binder made it possible to make the anti-corrosion coating oil-gasoline resistant. The use of cerium oxide CeO 2 provides the absorption of ultraviolet radiation during long-term exposure to adverse environmental factors. At the same time, by introducing a complex of certain coalescents, it was possible to achieve certain coating qualities characterizing early water resistance, elasticity, hydrophobicity, and painting qualities. The addition of talc to the composition in a certain amount made it possible to improve the paint, anticorrosion properties, as well as antisedimentation qualities of the paint. The use of zinc paint in the composition protects the steel according to the galvanic mechanism and forms a protective layer of zinc corrosion products, which improves the corrosion protection provided by the coating. The use of microspheres in the paint composition allows to reduce the thermal conductivity of the coating formed from it by 20-30 times, which allows to reduce the heat loss of pipelines transporting coolants. And when painting pipelines or other metal structures where condensation can occur, eliminate this problem. Also, the use of microspheres in the composition increases the physicomechanical characteristics of the coating from it, namely strength and abrasion resistance.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Задачей настоящего изобретения является создание композиции для антикоррозионной, тепловой и конденсационной защиты металлических поверхностей, характеризующейся комплексом свойств - высокими антикоррозионными, физико-механическими и эксплуатационными свойствами получаемого покрытия.The objective of the present invention is to provide a composition for anticorrosive, thermal and condensation protection of metal surfaces, characterized by a set of properties - high anticorrosive, physico-mechanical and operational properties of the resulting coating.
Техническим результатом является обеспечение у получаемого покрытия следующей улучшенной совокупности свойств (параметров): адгезия - 1 балл по ГОСТ 15140, адгезия методом нормального отрыва, Мпа - 2,5 по ИСО 4624; коэффициент теплопроводности 0,038 Вт/м °C; эластичность покрытия при изгибе, мм - 1 по ГОСТ 6806; прочность покрытия при ударе, см - не менее 70 по ГОСТ Р 53007; прочность покрытия при растяжении по Эриксену, мм - не менее 6,0 по ГОСТ 29309; стойкость покрытия к статическому воздействию, по ГОСТ 9.403: воды - не менее 720 часов, 3%-го раствора хлористого натрия - не менее 720 часов, бензина - не менее 720 часов, трансформаторного масла - не менее 720 часов; стойкость покрытия к повышенной влажности и температуре - не менее 720 часов по ГОСТ 9.401; стойкость покрытия к повышенной влажности и сернистому газу - не менее 720 часов; срок службы покрытия в условиях открытой промышленной атмосферы умеренного и холодного климата (УХЛ1) по ГОСТ 9.401 (метод 6) - не менее 10 лет; твердость покрытия по маятниковому прибору «ТМЛ», метод А, по ГОСТ 5233 - не менее 0,25 условных единиц.The technical result is to provide the resulting coating with the following improved combination of properties (parameters): adhesion - 1 point according to GOST 15140, adhesion by normal separation, MPa - 2.5 according to ISO 4624; thermal conductivity coefficient 0,038 W / m ° C; bending elasticity of the coating, mm - 1 according to GOST 6806; coating strength upon impact, cm - at least 70 according to GOST R 53007; coating tensile strength according to Ericksen, mm - not less than 6.0 according to GOST 29309; resistance to static impact according to GOST 9.403: water - at least 720 hours, 3% sodium chloride solution - at least 720 hours, gasoline - at least 720 hours, transformer oil - at least 720 hours; resistance of the coating to high humidity and temperature - at least 720 hours according to GOST 9.401; resistance of the coating to high humidity and sulfur dioxide - at least 720 hours; the service life of the coating in an open industrial atmosphere of temperate and cold climates (UHL1) according to GOST 9.401 (method 6) - at least 10 years; coating hardness according to the TML pendulum device, method A, according to GOST 5233 - not less than 0.25 conventional units.
Основные характеристики лакокрасочного материала: укрывистость по ГОСТ 8784 - 80 г/м2; время высыхания покрытия (до степени 3) по ГОСТ 19007 при Т=20°C - не более 2 часа; степень перетира по ГОСТ Р52753 - не более 50 мкм; срок хранения краски при сохранении ее стабильности - не менее 18 месяцев.The main characteristics of the paint and varnish material: hiding power according to GOST 8784 - 80 g / m 2 ; the drying time of the coating (to degree 3) according to GOST 19007 at T = 20 ° C - no more than 2 hours; milling degree according to GOST R52753 - no more than 50 microns; the shelf life of the paint while maintaining its stability is at least 18 months.
Таким образом, заявляемое изобретение обеспечивает получение стойкого покрытия в атмосферных условиях под воздействием неблагоприятных климатических факторов, стойкого к минеральному маслу и различным растворителям и т.д., к ультрафиолетовому излучению, обладает хорошими теплофизическими и антиконденсационными свойствами, имеет повышенный срок службы покрытия и стабильность краски при хранении.Thus, the claimed invention provides a stable coating in atmospheric conditions under the influence of adverse climatic factors, resistant to mineral oil and various solvents, etc., to ultraviolet radiation, has good thermal and anti-condensation properties, has an increased coating life and ink stability during storage.
Поставленная задача решается тем, что водно-дисперсионная теплоизоляционная, антикоррозионная, антиконденсатная краска для металлических поверхностей содержит пленкообразователь, гидрофобный диспергатор, полиуретановый и целлюлозный загустители, пеногаситель, антикоррозионные пигменты, наполнители, коалесценты, нейтрализующий агент, пленочный фунгицид, растворитель, при этом в качестве пленкообразователя она содержит стиролакриловую дисперсию марки NeoCryl XK (например, NeoCryl XK-64 и/или NeoCryl XK-62) или винилиденхлоридакриловую дисперсию марки Halloflex 299, в качестве гидрофобного диспергатора высокомолекулярный сополимер акриловой кислоты с группами, обладающими сродством к пигментам, полученный по технологии контролируемой полимеризации и/или диспегатор, основанный на аммонийакрилатных сополимерах, в качестве полиуретанового загустителя - неионогенный гидрофобно-модифицированный сложный уретановый сополимер на основе этилена и/или мочевино-модифицированный полиуретан с разветвленной структурой, в качестве пеногасителя - сополимеры полиэфирсилоксана, содержащие коллоидную силику, в качестве антикоррозионных пигментов - комплекс антикоррозионных добавок - фосфат цинка алюминизированный, тетраоксихромат цинка, хромат стронция, нитрит натрия, в качестве наполнителей - микросферы, тальк и оксид церия CeO2, в качестве коалесцентов - дипропиленовый эфир моно n-бутилового эфира, бутилгликоль, в качестве растворителя - воду, при следующем соотношении компонентов, мас. %:The problem is solved in that the water-dispersion heat-insulating, anti-corrosion, anti-condensate paint for metal surfaces contains a film former, a hydrophobic dispersant, polyurethane and cellulose thickeners, antifoam, anti-corrosion pigments, fillers, coalescents, a neutralizing agent, film fungicide, as a solvent, it contains NeoCryl XK styrene acrylic dispersion (e.g. NeoCryl XK-64 and / or NeoCryl XK-62) or vinylidene chloride acrylic dispersion Halloflex 299 ki, as a hydrophobic dispersant, a high molecular weight copolymer of acrylic acid with pigment affinity groups, obtained by controlled polymerization technology and / or a dispersant based on ammonium acrylate copolymers, as a polyurethane thickener, a nonionic hydrophobically-modified urethane-based copolymer and / or urea-modified polyurethane with a branched structure, antifoam copolymers of polyethersiloxane containing colloid silica, as anticorrosive pigments - a complex of anticorrosive additives - zinc phosphate aluminized, zinc tetraoxychromate, strontium chromate, sodium nitrite, as fillers - microspheres, talc and cerium oxide CeO 2 , as coalescents - dipropylene ether mono n-butyl ether, butyl glycol, as a solvent, water, in the following ratio of components, wt. %:
В качестве гидрофобного диспегатора, основанного на аммонийакрилатных сополимерах, краска содержит вещество марки BYK 154, а в качестве высокомолекулярного сополимера акриловой кислоты с группами, обладающими сродством к пигментам, полученного по технологии контролируемой полимеризации - полимер полиакриловой кислоты марки Disperbyk 2010. В качестве гидрофобно-модифицированного сложного уретанового сополимера на основе этилена (полиуретановый загуститель) используют состав марки Акрисол-RM-8, и/или Акрисол- а в качестве мочевино-модифицированного полиуретана с разветвленной структурой используют состав марки Byk-428 и/или Акрисол-КМ-55, например, при следующем соотношении компонентов в смеси, мас. %:As a hydrophobic dispersant based on ammonium acrylate copolymers, the paint contains a BYK 154 grade substance, and as a high molecular weight copolymer of acrylic acid with pigment affinity groups obtained by controlled polymerization technology, Disperbyk 2010 is a polyacrylic acid polymer. As a hydrophobically-modified a complex ethylene-based urethane copolymer (polyurethane thickener) uses the composition of the brand Akrisol-RM-8, and / or Akrisol-as urea-modified th polyurethane with a branched structure using the composition mark Byk-428 and / or ACRYSOL KM-55, for example, with the following ratio of components in the mixture by weight. %:
Акрисол-RM-8 (и/или Акрисол-RM-20) - 0,2-0,4Acrisol-RM-8 (and / or Acrisol-RM-20) - 0.2-0.4
Byk-428 (и/или Акрисол-RM-55) - 0,3-0,5.Byk-428 (and / or Akrisol-RM-55) - 0.3-0.5.
В качестве целлюлозного загустителя краска содержит загуститель марки-Natrosol Plus 330PA. В качестве сополимера полиэфирсилоксана, содержащего коллоидную силику (пеногаситель), она содержит сополимер марки Tego Airex (фирмы Evonik, Германия) и/или Byk - 034. В качестве нейтрализующего агента может быть использовано вещество марки АМР-95 или 25%-ный водный раствор аммиака, в качестве пленочного фунгицида - вещество марки Troysan S97 или Rosima 321. Дипропиленовый эфир моно n-бутилового эфира может быть использован марки Дованол DPиB (производитель Dov chemical, Германия). Микросферы в составе краски используют керамические, и/или стеклянные, и/или из золоотходов ТЭЦ.As a cellulosic thickener, the paint contains a thickener brand-Natrosol Plus 330PA. As a copolymer of polyesiloxane containing colloidal silicone (antifoam), it contains a copolymer of the brand Tego Airex (Evonik, Germany) and / or Byk - 034. As a neutralizing agent, a substance of the brand AMP-95 or a 25% aqueous solution can be used ammonia, as a film fungicide - a substance of the brand Troysan S97 or Rosima 321. Dipanol ether of mono-n-butyl ether can be used brand Dovanol DPiB (manufacturer Dov chemical, Germany). The microspheres in the composition of the paint use ceramic, and / or glass, and / or from the ash of the CHP.
Применение заявляемого покрытия может быть осуществлено без предварительного нанесения антикоррозионного грунта, т.к. в композиции присутствует комплекс антикоррозионных пигментов, которые осуществляют антикоррозионную защиту металла. Композиция характеризуется улучшенной адгезией за счет применения специальных связующих в комбинации с другими компонентами и микросферой. Введение в рецептуру оксида церия позволило получить лакокрасочное покрытие с повышенными физико-механическими свойствами и стойкостью к ультрафиолету.The use of the inventive coating can be carried out without prior application of anticorrosive primer, because the composition contains a complex of anticorrosive pigments that provide corrosion protection to the metal. The composition is characterized by improved adhesion due to the use of special binders in combination with other components and the microsphere. The introduction of cerium oxide into the formulation made it possible to obtain a paint and varnish coating with enhanced physical and mechanical properties and resistance to ultraviolet radiation.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Заявляемый технический результат обеспечивается за счет комплекса использованных компонентов и их количественного содержания.The claimed technical result is achieved due to the complex of used components and their quantitative content.
В заявляемом составе в качестве пленкообразователя использована стиролакриловая (стирол-акрилатная) дисперсия или винилиденхлоридакриловая дисперсия. В качестве стиролакриловой дисперсии использую вещество марки NeoCryl XK производства фирмы NeoResins, Голландия, анионная, атмосферостойкая, водостойкая с содержанием сухих веществ 42,5%, МТП (минимальная температура пленкообразования) - 31°C, плотность - 1,04 г/см, летучие вещества - вода, нейтрализующий агент - аммиак. В качестве винилиденхлоридакриловой дисперсии может быть использована дисперсия марки Halloflex 299 (производитель DSM NeoResins). Информация о данных пленкообразователях доступна на сайте производителя (www.dsm.com).In the inventive composition, a styrene acrylic (styrene-acrylate) dispersion or vinylidene chloride acrylic dispersion is used as a film former. As a styrene acrylic dispersion, I use a NeoCryl XK brand manufactured by NeoResins, Holland, anionic, weatherproof, waterproof with a solids content of 42.5%, MTP (minimum film formation temperature) - 31 ° C, density - 1.04 g / cm, volatile substances - water, a neutralizing agent - ammonia. As a vinylidene chloride acrylic dispersion, a Halloflex 299 dispersion (manufactured by DSM NeoResins) can be used. Information on these film formers is available on the manufacturer's website (www.dsm.com).
В композиции использован гидрофобный диспергатор, основанный на аммонийакрилатных сополимерах, например, марки Byk 154. Информация о данном веществе доступна на сайте производителя (www.byk.com). Используемый диспергатор обеспечивает хорошее смачивание и равномерное распределение частиц пигмента и наполнителя по покрываемой поверхности металла, при этом не ухудшает влагостойкость лакокрасочного покрытия, т.е. не влияет на качество покрытия.A hydrophobic dispersant based on ammonium acrylate copolymers, for example, Byk 154 brand, is used in the composition. Information on this substance is available on the manufacturer’s website (www.byk.com). The dispersant used provides good wetting and uniform distribution of pigment and filler particles over the metal surface to be coated, while not impairing the moisture resistance of the paint coating, i.e. does not affect the quality of the coating.
В одном из вариантов выполнения в заявляемой рецептуре применены три вида загустителя - для создания требуемых реологических характеристик, для нанесения лакокрасочного материала гидравлическим способом и для успешного хранения краски в емкости.In one embodiment, the inventive recipe uses three types of thickener - to create the required rheological characteristics, to apply the coating material hydraulically and to successfully store the paint in a container.
Byk-420 (www.byk.com) используется в качестве антиседиментационной добавки против оседания наполнителей и пигментов, он же тиксотропный низкосдвиговый загуститель на основе мочевины позволяющий наносить покрытие с толщиной пленки до 300 мкм одним слоем.Byk-420 (www.byk.com) is used as an anti-sedimentation additive against settling of fillers and pigments, it is also a thixotropic low-shear urea-based thickener that allows coating with a film thickness of up to 300 microns in one layer.
Byk-428 () - загуститель, позволяющий наносить краску при высоких сдвиговых нагрузках в данном случае при гидравлическом нанесении лакокрасочного метериала.Byk-428 () is a thickener that allows you to apply paint at high shear loads in this case with the hydraulic application of paint and varnish.
Акрисол-RM-8 (фирмы ROHM HAAS, Германия) - загуститель для средних сдвиговых нагрузок.Akrisol-RM-8 (ROHM HAAS, Germany) is a thickener for medium shear loads.
Комбинация этих загустителей позволяет наносить материалы с толщиной мокрой пленки более 300 мкм и при этом не влиять на физико-механические свойства лакокрасочного покрытия и не ухудшать химическую стойкость.The combination of these thickeners allows you to apply materials with a wet film thickness of more than 300 microns and at the same time not to affect the physical and mechanical properties of the paint coating and not to impair the chemical resistance.
В другом варианте реализации заявляемого изобретения использованы полиуретановый и/или целлюлозный загустители, при этом в качестве полиуретанового загустителя (гидрофобно-модифицированного сложного уретанового сополимера на основе этилена) может быть использован состав марки Акрисол-RM-8, и/или Акрисол-RM-2020 (фирмы ROHM HAAS, Германия), в качестве целлюлозного загустителя может быть использовано вещество марки Natrosol Plus 330 РА (фирмы Ashland, ashland.com).In another embodiment of the claimed invention, polyurethane and / or cellulose thickeners are used, while the composition of the brand Acrisol-RM-8 and / or Acrisol-RM-2020 can be used as a polyurethane thickener (hydrophobically-modified complex urethane copolymer based on ethylene) (ROHM HAAS, Germany), a substance of the brand Natrosol Plus 330 PA (Ashland, ashland.com) can be used as a cellulose thickener.
Использование в составе композиции пеногасителя позволяет удалять пену из грунта и с поверхности лакокрасочного покрытия. В качестве пеногасителя предлагается использовать сополимер полиэфирсилоксана, содержащий коллоидную силику. Таким сополимером является продукт марки Tego Airex (фирмы Evonik, Германия) и/или 034. Информация о данных веществах доступна на сайтах производителей (www.byk.com, www.evonik.com).The use of an antifoam in the composition allows foam to be removed from the soil and from the surface of the paintwork. It is proposed to use a polyether siloxane copolymer containing colloidal silica as a defoamer. Such a copolymer is a product of the Tego Airex brand (Evonik, Germany) and / or 034. Information on these substances is available on the manufacturers' websites (www.byk.com, www.evonik.com).
Антикоррозионные пигменты использованы в составе композиции для обеспечения долговременной защиты металла от коррозии. При этом фосфат цинка алюминизированный обеспечивает образование защитного слоя на поверхности металла, тераоксихромат цинка, хромат стронция - пассивацию металла посредством образования катодного потенциала, нитрит натрия использован в качестве ингибитора мгновенной коррозии. Подобранный состав антикоррозионных пигментов в составе композиции создает синергетический эффект антикоррозионной защиты металла.Anti-corrosion pigments are used in the composition to provide long-term protection of the metal from corrosion. At the same time, zinc aluminized phosphate provides the formation of a protective layer on the metal surface, zinc teraoxychromate, strontium chromate - passivation of the metal through the formation of the cathode potential, sodium nitrite is used as an instant corrosion inhibitor. The selected composition of anti-corrosion pigments in the composition creates a synergistic effect of the corrosion protection of the metal.
Наполнители в композиции могут быть разные, при этом обязательными в композиции являются микросферы, обеспечивающие теплофизические и антиконденсационные свойства, оксид церия CeO2, и тальк, являющийся гидрофобным веществом, снижающий водопроницаемость композиции и улучшающий антикоррозионные свойства.The fillers in the composition can be different, while the composites are obligatory in the composition, providing thermophysical and anti-condensation properties, cerium oxide CeO 2 , and talc, which is a hydrophobic substance, which reduces the permeability of the composition and improves the anti-corrosion properties.
Подбор наполнителей произведен с целью создания плотной решетки и для придания краске определенных физикомеханических свойств, а также барьера для проникновения влаги и других разрушающих лакокрасочное покрытие веществ.The choice of fillers was made in order to create a dense lattice and to impart certain physical and mechanical properties to the paint, as well as a barrier to the penetration of moisture and other substances that destroy the paintwork.
Микросферы могут быть использованы керамические, и/или стеклянные, и/или из золоотходов ТЭЦ.The microspheres can be used ceramic, and / or glass, and / or from the ash waste of a thermal power plant.
В одном из вариантов осуществления изобретения использована микросфера-стеклянная К37 марки 3М (www.3mrussia.ru) - полая микросфера со следующими характеристиками:In one of the embodiments of the invention, a microsphere-glass K37 grade 3M (www.3mrussia.ru) is used - a hollow microsphere with the following characteristics:
- плотность - 0.37,- density - 0.37,
- изостатическое сопротивление раздавливанию - 210 бар,- isostatic crushing resistance - 210 bar,
- флотация - 96% от объема.- flotation - 96% of the volume.
Специфика данной микросферы позволяет производить нанесение краски гидравлическим методом без разрушения микросфер. Микросфера в краске позволяет снизить ее теплопроводность в 20-30 раз, что позволяет уменьшать теплопотери трубопроводов теплоносителей. А при окраске трубопроводов или других металлических конструкций, где возможно появление конденсата - ликвидировать данную проблему. Также данная микросфера повышает физико-механические характеристики, а именно прочность и стойкость к истиранию.The specificity of this microsphere allows you to apply the paint hydraulically without destroying the microspheres. The microsphere in the paint reduces its thermal conductivity by 20-30 times, which allows to reduce the heat loss of the coolant pipelines. And when painting pipelines or other metal structures where condensation can occur, eliminate this problem. Also, this microsphere improves physical and mechanical characteristics, namely strength and abrasion resistance.
Оксид церия CeO2 обеспечивает поглощение ультрафиолетового излучения, использован в качестве антиоксиданта, для улучшения ионной проводимости с целью уменьшения явления элетроосмоса.Cerium oxide CeO 2 provides absorption of ultraviolet radiation, used as an antioxidant, to improve ionic conductivity in order to reduce the phenomenon of electroosmosis.
Коалесценты снижают температуру пленкообразования до значения 5°C, что делает возможным применение заявляемой композиции при отрицательных температурах окружающей среды. Предлагаемый в одном из вариантов выполнения в качестве коалесцентов комплекс веществ обеспечивает минимальное влияние на влагостойкость, реологичекие качества, быстрый набор твердости и раннюю водостойкость лакокрасочной пленки. Данный комплекс состоит из дипропиленгликоль моно н-бутилового эфира, бутил гликоля.Coalescents reduce the temperature of film formation to a value of 5 ° C, which makes it possible to use the inventive composition at low ambient temperatures. The complex of substances proposed in one of the embodiments as coalescents provides a minimal effect on moisture resistance, rheological properties, a quick set of hardness and early water resistance of a paint film. This complex consists of dipropylene glycol mono n-butyl ether, butyl glycol.
В качестве нейтрализующего агента могут быть использованы 25%-ный водный раствор аммиака или многофункциональная добавка АМР-95, с помощью которых регулируют рН состава, который не оказывает влияния на качество покрытия.As a neutralizing agent, 25% aqueous ammonia solution or the AMP-95 multifunctional additive can be used to adjust the pH of the composition, which does not affect the quality of the coating.
Состав композиции также включает пленочный фунгицид (биоцидную добавку), в качестве которого использовано вещество марки Troysan S 97.The composition also includes film fungicide (biocidal additive), which is used as a substance brand Troysan S 97.
Комплекс аникоррозионных пигментов и различных наполнителей позволил осуществлять антикоррозионную защиту металла сразу в нескольких направлениях - это электрохимическая защита, пассивация метала и изоляция металла от проникновения коррозионных агентов. А также применение специальной стиролакриловой дисперсии в составе композиции позволило достичь результатов, указанных в Таблице 2.The complex of anticorrosive pigments and various fillers made it possible to carry out anticorrosive protection of the metal in several directions at once - this is electrochemical protection, passivation of metal and isolation of metal from the penetration of corrosive agents. As well as the use of special styrene acrylic dispersion in the composition, it was possible to achieve the results shown in Table 2.
Антикоррозионная стойкость (или срок службы) покрытия, образованного заявляемой композицией составляет более 10 лет при ее эксплуатации под действием агрессивных сред, в условиях повышенной влажности, отрицательных температурах до минус 60°C.The corrosion resistance (or service life) of the coating formed by the claimed composition is more than 10 years when it is operated under the influence of aggressive environments, in conditions of high humidity, negative temperatures up to minus 60 ° C.
Заявляемая краска имеет такую вязкость, что защитное покрытие может быть сформировано любым известным методом: кистью, валиком, воздушным, гидравлическим или комбинированным распылением. При этом наиболее предпочтительным является формирование покрытия из заявляемой композиции гидравлическим способом, которое осуществляют при давлении 90-200 атм. При этом обыкновенная микросфера не выдерживает такого давления и разрушается. В заявляемом изобретении использована микросфера, которая выдерживает такое давление и позволяет наносить теплоизоляционное покрытие промышленным способом на больших площадях. Краску можно наносить с толщиной мокрой пленки более 300 мкм и при этом толщина не влияет на физико-механические свойства лакокрасочного покрытия и не ухудшает химическую стойкость.The inventive paint has such a viscosity that the protective coating can be formed by any known method: brush, roller, air, hydraulic or combined spraying. The most preferred is the formation of a coating from the claimed composition in a hydraulic manner, which is carried out at a pressure of 90-200 atmospheres. In this case, the ordinary microsphere does not withstand such pressure and collapses. In the claimed invention, a microsphere is used, which withstands such pressure and allows the thermal insulation coating to be applied industrially over large areas. Paint can be applied with a wet film thickness of more than 300 microns and the thickness does not affect the physico-mechanical properties of the paint coating and does not impair chemical resistance.
Краска может быть нанесена в несколько слоев. Для обеспечения антикоррозионных свойств достаточно однослойного покрытия толщиной 50-70 мкм сухой пленки, для достижения высоких свойств по теплоизоляции, покрытие рекомендуется наносить в несколько слоев (например, в 2-3 слоя), с толщиной каждого слоя 100 мкм сухой пленки. Время межслойной выдержки до нанесения финишного покрытия составляет около 90 мин при температуре 20°C. Время ускоренной сушки при температуре 60°C составляет 15 мин, это позволяет применять краску для промышленной окраски на конвейерной линии.Paint can be applied in several layers. To ensure anti-corrosion properties, a single layer coating with a thickness of 50-70 microns of a dry film is sufficient, in order to achieve high thermal insulation properties, it is recommended to apply the coating in several layers (for example, 2-3 layers), with a thickness of each layer of 100 microns of a dry film. The interlayer exposure time before applying the topcoat is about 90 minutes at a temperature of 20 ° C. The accelerated drying time at a temperature of 60 ° C is 15 minutes, this allows the use of paint for industrial painting on the conveyor line.
Заявляемая композиция может быть приготовлена следующим образом: сначала готовят премикс (предварительную смесь), загружая в дежу при постоянном перемешивании компоненты в следующей последовательности - вода, гидрофобный диспергатор - пеногасители - антикоррозионные пигменты - наполнители тальк и оксид церия - коалесценты - нейтрализующий агент - загустители, после их смешения премикс подается на бисерную мельницу где производят размол наполнителей и пигментов до 10 мкм, после чего в премикс добавляют микросферы и затем пленкообразователь при постоянном перемешивании, при этом при диспергировании и перемешивании осуществляют контроль температуры, поддерживая ее не выше 40 посредством охлаждения дежи и бисерной мельницы, и рН в интервале значений 6,5-8,5, который поддерживают добавлением нейтрализующего агента, продолжительность смешения определяются по перетиру и малярным качествам продукта до достижения значения вязкости смеси 1500-5000 сР по Брукфильду.The inventive composition can be prepared as follows: first prepare a premix (preliminary mixture), loading into the bowl with constant stirring the components in the following sequence - water, hydrophobic dispersant - antifoam agents - anti-corrosion pigments - fillers talc and cerium oxide - coalescents - neutralizing agent - thickeners, after mixing, the premix is fed to a bead mill where the fillers and pigments are milled to 10 μm, after which microspheres are added to the premix and then film-forming l with constant stirring, while dispersing and stirring, a temperature control is carried out, maintaining it not higher than 40 by cooling the bowl and the bead mill, and the pH in the range of 6.5-8.5, which is supported by the addition of a neutralizing agent, the duration of mixing is determined by mash and paint quality of the product until the viscosity of the mixture is 1500-5000 SR according to Brookfield.
Примеры конкретного выполненияCase Studies
Примеры составов предлагаемой композиции и свойств получаемых защитных покрытий представлены в таблицах 1 и 2 (Составы 2 и 3). Для сравнительных испытаний использовали состав краски по патенту RU 2422481 (Состав 1).Examples of the compositions of the proposed composition and the properties of the resulting protective coatings are presented in tables 1 and 2 (Compositions 2 and 3). For comparative tests, we used the paint composition according to patent RU 2422481 (Composition 1).
Испытания водно-дисперсионной теплоизоляционной, антикоррозионной, антиконденсационной краски проводили на стальных пластинах размером 70×150 мм. Перед нанесением краски поверхность металла подготавливали дробеструйным методом. Краску наносили на поверхность с помощью пневматического распыления. Толщина покрытия в мокром слое составила 100-350 мкм.Tests of water-dispersion heat-insulating, anti-corrosion, anti-condensation paint were carried out on steel plates 70 × 150 mm in size. Before applying the paint, the metal surface was prepared by shot peening. Paint was applied to the surface using pneumatic spraying. The coating thickness in the wet layer was 100-350 microns.
В Таблице 2 представлены характеристики, демонстрирующие антикоррозионные свойства и стойкость защитного покрытия к атмосферным и климатическим воздействиям. Полученные результаты указывают на решение поставленной задачи.Table 2 presents the characteristics that demonstrate the anticorrosion properties and resistance of the protective coating to atmospheric and climatic influences. The results obtained indicate a solution to the problem.
Следует отметить, что аналогичные свойства красок были получены при использовании гидрофобного диспергатора марки Disperbyk 2010 вместо диспергатора марки BYK154, а также при использовании их смеси, и полиуретанового загустителя марки Акрисол RM-55 вместо Акрисол RM-8, а также при использовании их смеси.It should be noted that similar properties of paints were obtained using a hydrophobic dispersant Disperbyk 2010 instead of a BYK154 dispersant, as well as using a mixture of them, and a polyurethane thickener Acrisol RM-55 instead of Acrisol RM-8, as well as using their mixture.
Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о том, что предложенный состав водо-дисперсионной краски обеспечивает получение покрытий, обладающих высокими антикоррозионными свойствами и физико-механическими и защитными свойствами, что позволяет использовать ее для защиты стальных конструкций, эксплуатируемых в атмосферных условиях. Кроме того, краска демонстрирует повышение теплоизоляционных и антикоррозионных свойств покрытий различных поверхностей, эксплуатирующихся в специфических жестких условиях, улучшение экологических свойств и упрощение технологии получения покрытия. С помощью данной краски можно осуществлять и ремонт покрытий. При этом не нужно производить очистку поверхности от ржавчины.Thus, the obtained results indicate that the proposed composition of water-dispersion paint provides coatings with high anticorrosive properties and physico-mechanical and protective properties, which allows it to be used to protect steel structures operating in atmospheric conditions. In addition, the paint demonstrates an increase in the heat-insulating and anticorrosive properties of coatings of various surfaces operating in specific harsh conditions, an improvement in environmental properties and a simplification of the technology for producing coatings. Using this paint you can carry out and repair coatings. There is no need to clean the surface from rust.
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014119530/05A RU2572984C2 (en) | 2014-05-15 | 2014-05-15 | Water-dispersive heat-insulating, anti-corrosion, anti-condensate dye for metal surfaces |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014119530/05A RU2572984C2 (en) | 2014-05-15 | 2014-05-15 | Water-dispersive heat-insulating, anti-corrosion, anti-condensate dye for metal surfaces |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2014119530A RU2014119530A (en) | 2015-11-20 |
| RU2572984C2 true RU2572984C2 (en) | 2016-01-20 |
Family
ID=54553044
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014119530/05A RU2572984C2 (en) | 2014-05-15 | 2014-05-15 | Water-dispersive heat-insulating, anti-corrosion, anti-condensate dye for metal surfaces |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2572984C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2799227C1 (en) * | 2022-04-15 | 2023-07-04 | Сергей Александрович Шишкин | Improved decorative composition |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2304156C1 (en) * | 2005-11-11 | 2007-08-10 | Виталий Степанович Беляев | Aqueous composition filled with hollow microspheres for preparing anticorrosive and heat-insulating cover and method for preparing cover based on thereof |
| RU2311397C2 (en) * | 2005-12-23 | 2007-11-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Дуайт" | Composition for heat-protective cover |
| RU2352601C2 (en) * | 2007-05-22 | 2009-04-20 | Виталий Степанович Беляев | Method for production of heat insulation and fire resistant combined polymer coating |
| RU2374281C1 (en) * | 2008-08-18 | 2009-11-27 | Воробьев Евгений Николаевич | Anticorrosion and heat-insulating coating based on hollow microspheres |
| RU2422481C1 (en) * | 2009-11-18 | 2011-06-27 | Общество с ограниченной ответственностью "НПК "РосИзоПром" | Composition for applying heat insulating coating and preparation method thereof |
-
2014
- 2014-05-15 RU RU2014119530/05A patent/RU2572984C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2304156C1 (en) * | 2005-11-11 | 2007-08-10 | Виталий Степанович Беляев | Aqueous composition filled with hollow microspheres for preparing anticorrosive and heat-insulating cover and method for preparing cover based on thereof |
| RU2311397C2 (en) * | 2005-12-23 | 2007-11-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Дуайт" | Composition for heat-protective cover |
| RU2352601C2 (en) * | 2007-05-22 | 2009-04-20 | Виталий Степанович Беляев | Method for production of heat insulation and fire resistant combined polymer coating |
| RU2374281C1 (en) * | 2008-08-18 | 2009-11-27 | Воробьев Евгений Николаевич | Anticorrosion and heat-insulating coating based on hollow microspheres |
| RU2422481C1 (en) * | 2009-11-18 | 2011-06-27 | Общество с ограниченной ответственностью "НПК "РосИзоПром" | Composition for applying heat insulating coating and preparation method thereof |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2799227C1 (en) * | 2022-04-15 | 2023-07-04 | Сергей Александрович Шишкин | Improved decorative composition |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2014119530A (en) | 2015-11-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7482395B2 (en) | Intumescent fire retardant latex paint with mold inhibitor | |
| US7144522B2 (en) | Composition for thermal insulating layer | |
| RU2571125C2 (en) | Compositions and system of water-based coatings with improved resistance to leakage and thereof-related methods | |
| US20120171402A1 (en) | Process for the coating of metallic components with an aqueous organic composition | |
| KR101868073B1 (en) | Eco-friendly surface protection composition with enhanced functions and durability and method for protecting surface of concrete structure therewith | |
| KR101801619B1 (en) | Eco-friendly steel protection composition with improved functionality and weatherability and method for protecting surface of steel structure therewith | |
| KR101893380B1 (en) | Co-friendly protecting composition for surface-protecting concrete structure under harsh environment and method for finishing surface of concrete structure therewith | |
| KR101502843B1 (en) | Eco friendly coating method of steel | |
| KR101715825B1 (en) | Non-solvent high-anticorrosive paint and silane containing high-anticorrosive paint and painting method of double-coated ultraweatheralbility steel structure using the high-anticorrosive paint | |
| KR101306989B1 (en) | Non solvent type thick-film typed epoxy silicone resin paints | |
| CN104513560A (en) | Fireproof paint | |
| KR20190066360A (en) | Fire resistant coating composition | |
| JP5922942B2 (en) | Method for protecting concrete and concrete structure obtained thereby | |
| RU2549848C1 (en) | Aqueous-dispersion anticorrosion primer | |
| JP2008031237A (en) | Inorganic paint rich in zinc and method of forming multiple layer coated film using the same | |
| EP3102409B1 (en) | Method of coating water-based epoxy formulations for applied fireproofing | |
| RU2572984C2 (en) | Water-dispersive heat-insulating, anti-corrosion, anti-condensate dye for metal surfaces | |
| CN114410136A (en) | Slurry composition for flame retardant and hydrophobic coatings | |
| KR102081265B1 (en) | Environmental―friendly waterproof paint compositions | |
| CN106978034A (en) | A kind of Acrylic Anticorrosive Coatings | |
| US8791191B2 (en) | Zinc oxide particles which have been modified with phosphonocarboxylic acid and use of zinc oxide particles | |
| CN107207882A (en) | Insulating properties, corrosion-inhibiting, self-extinguishment, impenetrability, epoxy and ecological coating | |
| AU2015247667B2 (en) | Water-based epoxy formulations for applied fireproofing | |
| KR20150131694A (en) | High-density organic expanded type water-borne intumescent paint compositions with excellent heat-reduction and forming performance | |
| CN118742616A (en) | Coating compositions containing relatively low molecular weight chitosan |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| HE9A | Changing address for correspondence with an applicant | ||
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170516 |