RU2261879C1 - Износостойкий защитный полимерный состав - Google Patents
Износостойкий защитный полимерный состав Download PDFInfo
- Publication number
- RU2261879C1 RU2261879C1 RU2004116803/04A RU2004116803A RU2261879C1 RU 2261879 C1 RU2261879 C1 RU 2261879C1 RU 2004116803/04 A RU2004116803/04 A RU 2004116803/04A RU 2004116803 A RU2004116803 A RU 2004116803A RU 2261879 C1 RU2261879 C1 RU 2261879C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- composition
- organosilicon
- hardener
- flake
- silicon
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 82
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 title abstract description 4
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 title abstract 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 26
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 claims abstract description 19
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 18
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims abstract description 15
- 239000005060 rubber Substances 0.000 claims abstract description 15
- -1 aminosiloxane Chemical class 0.000 claims abstract description 13
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229910002012 Aerosil® Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229920000768 polyamine Polymers 0.000 claims abstract description 7
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims abstract description 7
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 7
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 claims abstract description 6
- 239000000049 pigment Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000005077 polysulfide Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229920001021 polysulfide Polymers 0.000 claims abstract description 6
- 150000008117 polysulfides Polymers 0.000 claims abstract description 6
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000007859 condensation product Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- IRLQAJPIHBZROB-UHFFFAOYSA-N buta-2,3-dienenitrile Chemical compound C=C=CC#N IRLQAJPIHBZROB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 239000000944 linseed oil Substances 0.000 claims abstract description 4
- 150000003961 organosilicon compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 4
- FZHAPNGMFPVSLP-UHFFFAOYSA-N silanamine Chemical group [SiH3]N FZHAPNGMFPVSLP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 239000004848 polyfunctional curative Substances 0.000 claims description 25
- 239000003607 modifier Substances 0.000 claims description 17
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 7
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 claims description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 6
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 5
- WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N (3-aminopropyl)triethoxysilane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCN WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- LULCPJWUGUVEFU-UHFFFAOYSA-N Phthiocol Natural products C1=CC=C2C(=O)C(C)=C(O)C(=O)C2=C1 LULCPJWUGUVEFU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 150000001844 chromium Chemical class 0.000 claims description 2
- 235000021388 linseed oil Nutrition 0.000 claims description 2
- 125000002560 nitrile group Chemical group 0.000 claims description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims description 2
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 claims description 2
- IEQIEDJGQAUEQZ-UHFFFAOYSA-N phthalocyanine Chemical compound N1C(N=C2C3=CC=CC=C3C(N=C3C4=CC=CC=C4C(=N4)N3)=N2)=C(C=CC=C2)C2=C1N=C1C2=CC=CC=C2C4=N1 IEQIEDJGQAUEQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000011150 reinforced concrete Substances 0.000 claims 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 23
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 abstract description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 4
- 229920000459 Nitrile rubber Polymers 0.000 abstract description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 abstract description 3
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 abstract description 3
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 abstract description 3
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 abstract description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 abstract description 3
- 235000004431 Linum usitatissimum Nutrition 0.000 abstract description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 abstract description 2
- 239000003784 tall oil Substances 0.000 abstract description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract 5
- 241000208202 Linaceae Species 0.000 abstract 1
- 238000004040 coloring Methods 0.000 abstract 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 33
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 17
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 14
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 14
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 11
- KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N Butadiene Chemical compound C=CC=C KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 10
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 6
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 6
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 5
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 4
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 4
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 3
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 description 3
- JZQOJFLIJNRDHK-CMDGGOBGSA-N alpha-irone Chemical compound CC1CC=C(C)C(\C=C\C(C)=O)C1(C)C JZQOJFLIJNRDHK-CMDGGOBGSA-N 0.000 description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 238000009408 flooring Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000010445 mica Substances 0.000 description 3
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 3
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 3
- 229920001079 Thiokol (polymer) Polymers 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- DMYOHQBLOZMDLP-UHFFFAOYSA-N 1-[2-(2-hydroxy-3-piperidin-1-ylpropoxy)phenyl]-3-phenylpropan-1-one Chemical compound C1CCCCN1CC(O)COC1=CC=CC=C1C(=O)CCC1=CC=CC=C1 DMYOHQBLOZMDLP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000010201 Exanthema Diseases 0.000 description 1
- 240000006240 Linum usitatissimum Species 0.000 description 1
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IGFJNGLVIGYVQM-UHFFFAOYSA-N [Cr].[Sr] Chemical group [Cr].[Sr] IGFJNGLVIGYVQM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 1
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N disiloxane Chemical class [SiH3]O[SiH3] KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 description 1
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N ether Substances CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 201000005884 exanthem Diseases 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 235000004426 flaxseed Nutrition 0.000 description 1
- 238000005188 flotation Methods 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N haloperidol Chemical compound C1CC(O)(C=2C=CC(Cl)=CC=2)CCN1CCCC(=O)C1=CC=C(F)C=C1 LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 238000012667 polymer degradation Methods 0.000 description 1
- 206010037844 rash Diseases 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
- 239000003760 tallow Substances 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Paints Or Removers (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу получения износостойкого защитного полимерного состава, который может быть использован для защиты металлических и бетонных конструкций, а также покрытия полов и т.д. Состав включает следующие компоненты в мас.ч.: 100 эпоксидной диановой смолы, 30-60 модификатора, 10-20 кремнийорганического аминного отвердителя, 40-80 чешуйчатого наполнителя, 5-10 аэросила и/или 10-20 микроталька в качестве мелкодисперсного наполнителя. В качестве диановой эпоксидной смолы используют смолы марок ЭД-18, ЭД-20, Э-41. В качестве модификатора используют бутадиен-нитрильный низкомолекулярный каучук, либо полисульфидный каучук, либо акриловую смолу. Кремнийорганический аминный отвердитель представляет собой аминосилан или аминосилоксан, который используют совместно с полиэтиленполиамином при их массовом соотношении 1:1. В состав отвердителя можно быть дополнительно введен продукт конденсации полиэтиленполиамина с тримеризованной жирной кислотой льняного или таллового масла. В качестве чешуйчатого наполнителя используют чешуйчатый кремний, представляющий собой отход производства молотого кремния кристаллического для производства кремнийорганических соединений. Для придания цвета или улучшения внешнего вида в состав могут быть дополнительно введены пигменты. Изобретение позволяет получить состав с высокой адгезией к металлам, например, стали, а также к бетону, высокой механической прочностью, эластичностью, износостойкостью, атмосферостойкостью, устойчивостью к действию горячей воды и долговечностью. 5 з.п. ф-лы, 2 табл.
Description
Изобретение относится к области полимерных композиций на основе эпоксидных смол, которые могут быть использованы для защиты металлических и бетонных конструкций, для изготовления полимерных покрытий полов и т.д.
Одним из важнейших вопросов, стоящих перед современным материаловедением, является обеспечение надежной защиты конструкционных материалов, прежде всего, металлических и бетонных, которые в процессе эксплуатации подвергаются воздействию внешней среды, в результате чего происходит их разрушение.
Известна композиция, описанная в пат. RU № 1786819 (Кл. С 08 L 63/02, 1995) на основе эпоксидной смолы в качестве связующего, содержащая аминный отвердитель _ полиэтиленполиамин (ПЭПА) в комплексе с полиоксопропиленом, и чешуйчатый (слюда) или мелкодисперсный (тальк) наполнитель. Эта композиция предназначена для изделий электронной техники, используется в этих изделиях качестве влагозащитного заливочного компаунда и обладает высокой адгезией, влагостойкостью и механической прочностью. К недостаткам этой композиции можно отнести ее недостаточную стойкость в горячей воде, значительное ухудшение механических характеристик при нанесении многослойного покрытия и увеличении его толщины, в результате чего такая композиция не может быть использована для защиты металлических, бетонных конструкций и полов. Кроме того, эта композиция обладает повышенной хрупкостью, связанной с отсутствием в ее составе модификатора, следствием чего является ее недостаточная стойкость при действии агрессивных сред и атмосферных факторов.
Известны грунтовки для антикоррозионных покрытий, имеющие высокую адгезию к металлу, атмосферостойкость, седиментационную устойчивость, повышенную долговечность. Грунтовка, описанная в пат. RU № 2088621 (Кл. С 09 D 163/02, 1997), также, как и грунтовка, известная из пат. RU № 2090584 (Кл. С 09 D 5/12, 1997), содержит связующее - эпоксидную смолу, модификатор - акриловую смолу, отвердитель на основе кремнийорганических аминов - АГМ-9, кремнийсодержащие наполнители - тальк или микротальк, аэросил. Указанные грунтовки отличаются используемыми пигментами. В первом случае это хромовокислый стронций или барий, а во втором - молибдат цинка или TiO2. Эти грунтовки имеют общий недостаток - недостаточная эластичность (или повышенная хрупкость) и нестойкость в горячей воде, вследствие чего их нельзя использовать для защиты металлических и бетонных конструкций, покрытия полов.
Известна композиция для получения изолирующей пленки, описанная в пат. US № 6565977 (Кл. В 32 В 27/38, 2003), содержащая связующее - эпоксидную смолу, модификатор - бутадиен-нитрильный каучук и наполнитель - порошок оксида кремния, аморфный оксид кремния, тальк, слюду или их смеси. Эта композиция предназначена для печатных плат и ламинированных изделий на металлических, в основном, медных, или полупроводниковых подложках. Хотя в описании этого документа отсутствуют сведения о толщине наносимой пленки, можно предположить, что ее толщина в случае однослойного покрытия не превышает 50-100 мкм, т.к. более толстые пленки не применяются в электронной технике, когда необходима их последующая лазерная обработка. Это связано с тем, что в технологии полупроводников и печатных плат необходимы высокое разрешение и точность, которые значительно ухудшаются с увеличением толщины пленки. Кроме того, эта композиция не содержит отвердителя, который бы химически взаимодействовал с чешуйчатым и мелкодисперсным наполнителями с образованием единой химически связанной полимерно-минеральной композиции. Следовательно, известная композиция, обладающая весьма высокими технологическими возможностями, неприемлема для получения толстослойных покрытий и для защиты крупногабаритных конструкций, покрытия полов.
Известен состав для покрытия полов, содержащий эпоксидную смолу, аминный отвердитель, флотореагент - оксаль, пигмент и наполнитель, описанный в пат. RU № 2140950 (Кл. С 09 D 163/02, 1999). При использовании этого состава происходит формирование пространственной сетки, придающей защитным покрытиям повышенные эксплуатационные свойства, в частности, эластичность, стойкость к истиранию, ударную прочность, высокую прочность при изгибе, улучшенную растекаемость. Дополнительными преимуществами известной композиции являются улучшенный глянец и внешний вид покрытия. В этом документе ничего не сообщается об использованных наполнителях и толщине получаемого покрытия, однако из анализа данных, представленных в таблицах 1 и 2, можно заключить, что оно недостаточно долговечно, недостаточно стойко при перепадах температур и в горячей воде.
Известна адгезивная композиция, описанная в заявке JP №07-245478 (Кл. Н 05 К 3/38, 1995) для гибких монтажных плат, содержащая эпоксидную смолу, бутадиен-нитрильный модификатор и порошковый неорганический наполнитель, имеющая высокую термостойкость и эластичность. Известен также порошковый материал для получения термостойких изолирующих покрытий на основе эпоксидной смолы, содержащий наполнитель и бутадиен-нитрильный модификатор, описанный в заявке JP №2000-072986 (Кл. С 09 D 5/03, 2000). Обе эти композиции не предназначены для защиты крупногабаритных конструкций, функционирующих в условиях внешней среды и нестойки в горячей воде.
Наиболее близкой по технической сущности к заявленному составу является антикоррозионная композиция для защиты металлических конструкций, оборудования и сооружений, описанная в пат. RU № 2174136 (Кл. С 09 D 5/08, 163/02, 2001). Эта композиция содержит связующее - эпоксидную смолу, модификатор - тиокол марки 1, отвердитель - АСОТ-2 и наполнитель - мелкочешуйчатый альфа-оксид железа. Покрытия, изготовленные из этой композиции, являются долговечными (до 15 лет) и износостойкими в условиях комплексных воздействий коррозионных факторов - химических, влаги, перепада температур, превышающих 100°С. Однако наряду с вышеперечисленными достоинствами эти покрытия имеют и существенные недостатки. Так, например, в присутствии альфа-оксида железа при повышенных температурах увеличивается скорость деструкции полярных связей в полимере, что приводит к резкому ухудшению физико-механических свойств покрытий в процессе их эксплуатации, недостаточной эластичности и водостойкости, особенно в горячей воде. Последнее требование является особенно важным при защите крупногабаритных бетонных и металлических конструкций портовых, гидротехнических сооружений, а также нефтехранилищ, где для промывки поверхностей используют горячую воду, обладающую высокой проницаемостью в поры этих конструкций. Удаление воды из пор конструкций является трудновыполнимой технологической задачей. Оставаясь в них, вода остывает и расширяется в интервале температур от 0 до +4°С, вследствие чего снижается их прочность, долговечность и в результате происходит разрушение. Кроме того, вода вызывает коррозию металлических элементов конструкций. Еще одним существенным недостатком известной композиции является ее низкая тиксотропность, невозможность получения однослойного покрытия, имеющего значительную толщину.
В основу изобретения положена задача создания полимерного состава для защиты металлических и бетонных конструкций, позволяющего получить покрытия, сочетающие достоинства покрытий, известных из уровня техники и лишенные их недостатков, в частности, обладающие высокой адгезией к металлам (например, стали) и бетону, высокой механической прочностью, эластичностью, износостойкостью, атмосферостойкостью, устойчивостью к действию горячей воды, долговечностью. Эти составы должны также быть седиментационно устойчивыми. В уровне техники нами не обнаружены составы, позволяющие получить защитные покрытия, одновременно обладающие вышеуказанными свойствами.
Поставленная задача достигается тем, что предложен состав, включающий связующее - эпоксидную диановую смолу, модификатор, кремнийорганический аминный отвердитель и чешуйчатый наполнитель, дополнительно содержащий мелкодисперсный наполнитель - аэросил и/или микротальк, который в качестве модификатора содержит бутадиен-нитрильный низкомолекулярный каучук, или полисульфидный каучук, или акриловую смолу, при этом кремнийорганический аминный отвердитель в заявленном составе содержит ПЭПА в комплексе с кремнийорганическими аминами, а в качестве чешуйчатого наполнителя - чешуйчатый кремний, представляющий собой отход производства молотого кремния кристаллического для производства кремнийорганических соединений. Заявленный состав содержит указанные компоненты в следующем соотношении, масс.ч.:
| Эпоксидная диановая смола | 100 |
| Аминный отвердитель | 10÷20 |
| Чешуйчатый кремний | 40÷80 |
| Аэросил | 5÷10 |
| Микротальк | 10÷20 |
| Модификатор | 30÷60 |
В качестве модификатора заявленный состав может содержать бутадиен-нитрильный каучук, или полисульфидный каучук, или акриловую смолу БМК-5, выпускаемую в промышленном масштабе. Предпочтительно использовать бутадиен-нитрильный низкомолекулярный каучук с содержанием нитрильных групп 1,5÷2,5, например, СКН-18-1А, СКН-10-1А, СКН-26-1А. В случае использования полисульфидного каучука предпочтительно использовать тиокол марки 1.
В качестве кремнийорганического амина заявленный состав содержит аминосилан или аминосилоксан из ряда, включающего АГМ-9, АСОТ-2, АСОТ-4. Массовое отношение ПЭПА к кремнийорганическому амину может быть любым, например, от 1:3 до 3:1, но, предпочтительно, оно составляет 1:1.
Аминный отвердитель дополнительно может содержать продукт конденсации ПЭПА с тримеризованной жирной кислотой льняного или талового масла, например, Л-20 или Л-20М. В этом случае массовое соотношение ПЭПА, кремнийорганического амина и указанного продукта конденсации составляет 1:1:(0,5÷1).
Кроме того, в заявленный состав можно, при необходимости, дополнительно ввести растворитель. Его количество не является принципиальным с точки зрения влияния на физико-механические свойства покрытия и продиктовано технологическими условиями его нанесения. Так, например, при нанесении покрытия распылением необходимо большее количество растворителя. При нанесении покрытия кисточкой или поливом композиция должна быть более вязкой, поэтому количество растворителя должно быть небольшим. При нанесении покрытия вальцеванием или ламинированием растворитель не требуется. Для придания цвета и улучшения внешнего вида в заявленный состав могут быть дополнительно включены пигменты, например, соли хрома, TiO2, фталоцианиновый. Их количество также не является принципиальным и продиктовано только декоративными свойствами и эстетическими соображениями.
В отличие от известных эпоксидных композиций отверждение предлагаемого состава протекает по двум механизмам:
- отверждение при взаимодействии эпоксидных групп связующего с аминогруппами отвердителя;
- конденсация гидролизованных влагой воздуха алкоксигрупп и самих алкоксигрупп с образованием химически устойчивых эфирных связей их полимерной основы как с наполнителями, так и с защищаемой поверхностью.
Это способствует резкому повышению адгезии, химической и гидролитической устойчивости отвержденных композиций.
Использование модификатора способствует снижению внутренних напряжений, образованию устойчивой структуры с высокой механической прочностью, водо- и износостойкостью. Использование акриловой смолы в качестве модификатора позволяет сократить продолжительность сушки состава по изобретению.
В свою очередь, ПЭПА в комплексном аминном отвердителе повышает его активность, ускоряет процесс отверждения, увеличивает степень отверждения состава в целом. При введении в состав отвердителя продуктов конденсации ПЭПА с тримеризованной жирной кислотой льняного или таллового масла, например, Л-20 или Л-20М, дополнительно повышается эластичность пленки, ее прочность к истиранию, а с технологической точки зрения, обеспечивается лучший розлив композиции по изобретению. Применение силановых или силоксановых компонентов в отвердителе, например, АГМ-9, АСОТ-2, АСОТ-4, обеспечивает высокие адгезионные свойства покрытия.
Введение в заявленный состав наполнителей с определенной формой частиц - чешуйчатых и мелкодисперсных порошковых, существенно влияет на физико-механические свойства, водо- и износостойкость композиции.
1. Важной особенностью и дополнительным преимуществом заявленной композиции является использование в ее составе отхода производства молотого кремния кристаллического для производства кремнийорганических соединений, имеющего пластинчатую структуру с небольшой примесью (до 15%) игольчатых частиц и высокоразвитую удельную поверхность (так называемый чешуйчатый кремний). Этот отход ранее либо не использовался вообще, либо направлялся на переплавку. Марки используемого кремния - Кр-0, Кр-1, Кр-2 с содержанием основного вещества от 99,8% до 99,5%, соответственно. Это так называемая пылевидная фракция, образовавшаяся в результате измельчения кремния кристаллического, которая выносится из реактора прямого синтеза и улавливается фильтрами. Использование данного вида сырья позволяет не только утилизировать отход производства, но и получать высококачественные защитные покрытия. Поверхность пылевидного кремния активизирована в результате механического воздействия и образования функциональных кремнийорганических групп на его поверхности после прохождения пыли через реактор прямого синтеза. Чешуйчатый кремний в эпоксидно-каучуковой композиции в присутствии комплексного отвердителя принимает участие в формировании химической структуры покрытия, упрочняя ее. Однако, в отличие других чешуйчатых наполнителей, известных из уровня техники, чешуйчатый кремний способствует формированию менее жесткой системы за счет образования "рыхлой" упаковки цепей макромолекул в поверхностном слое на границе раздела полимер-наполнитель и релаксации усадочных напряжений при ее отверждении. Этот наполнитель также способствует равномерному распределению модификатора в композиции, что является крайне важным, поскольку вышеуказанные модификаторы плохо совмещаются с эпоксидной смолой, и, как следствие, ухудшается качество покрытий. Кроме того, чешуйчатый кремний повышает физико-механические характеристики и износостойкость отвержденного состава за счет возможности релаксации возникающих в толще покрытия деформаций, уменьшающихся по толщине пленки, а также повышает водонепроницаемость покрытия. В отличие от используемого в прототипе чешуйчатого альфа-оксида железа, он не только не приводит к деструкции полимера, но и способствует образованию химических связей в композиции, взаимодействуя с алкокосигруппами отвердителя в силу своей высокой удельной поверхности, не взаимодействуя при этом ни с холодной, ни с горячей водой. Следствием этого является повышение водостойкости композиции, особенно в горячей воде, а также улучшение стабильности физико-механических характеристик покрытий. Предпочтительно использовать молотый чешуйчатый кремний с размером частиц 30-76 мкм, так как именно эта фракция чаще всего идет в отходы. Для удешевления композиции возможно частично заменять чешуйчатый кремний слюдой в количестве, не ухудшающем ее физико-механические характеристики в целом.
Присутствие в заявленной композиции мелкодисперсных порошковых наполнителей - аэросила и микроталька, способствует как образованию дополнительных силоксановых звеньев между полимером и наполнителем, так и образованию межслойного демпфирующего пространства между частицами чешуйчатого наполнителя. Это повышает физико-механические свойства покрытия и увеличивает его деформативную способность по толщине пленки, обеспечивая, таким образом, ее повышенную устойчивость к разрушающим механическим воздействиям. Кроме того, аэросил улучшает тексотропирующее действие покрытия, повышает вязкость состава и одновременно снижает его стекаемость. Микротальк выполняет ту же функцию, но он более дешев и доступен. При его использовании снижается себестоимость композиции без ухудшения ее физико-механических характеристик.
К достоинствам защитных покрытий, изготовленных из состава по изобретению, следует отнести также то, что они являются высококонсистентными. Толщина одного слоя такого покрытия не менее 100-120 мкм, в то время как покрытия, изготовленные из вышеуказанных известных композиций, не имеют такой толщины одного слоя. Таким образом, толщину покрытия можно увеличить, не увеличивая количества слоев. Это обеспечивает технологические преимущества заявленного состава перед известными композициями, а именно, экономичность и сокращение трудозатрат, поскольку при увеличении количества слоев значительно увеличивается и длительность процесса, что объясняется необходимостью сушки каждого предыдущего слоя.
Заявленный состав готовят следующим образом.
Пример 1. В реактор емкостью 400 л, снабженный мешалкой, патрубками для ввода эпоксидной смолы, каучука и азота, выводом на вакуумную линию и рубашкой для подачи пара, последовательно загружают предварительно разогретые до 80±5°С 200 кг (100 масс.ч.) эпоксидной смолы ЭД-20 и 100 кг (50 масс.ч.) бутадиен-нитрильного низкомолекулярного каучука CKH-18-la. Нагревают реакционную массу при перемешивании до 120±5°С. Далее, не прекращая перемешивания, при указанной температуре вакуумируют реакционную массу в течение 3 часов (остаточное давление - 0,07 МПа), после чего стравливают вакуум в системе азотом и передавливают реакционную массу в смеситель. Туда же добавляют 120 кг (60 масс.ч.) молотого чешуйчатого кремния с размером чешуек 30-76 мкм и 20 кг (10 масс.ч.) аэросила. Смесь перетирают в течение 1 ч.
Непосредственно перед использованием в смесь добавляют 40 кг (20 масс.ч.) отвердителя, полученного смешением ПЭПА и АСОТ-2 в массовом отношении 1:1. При необходимости в композицию можно добавить растворитель, например, 30 масс.ч. растворителя Р-4.
Пример 2. В реактор емкостью 400 л, снабженный мешалкой, патрубками для ввода эпоксидной смолы, каучука и азота, выводом на вакуумную линию и рубашкой для подачи пара, последовательно загружают предварительно разогретые до 80±5°С 200 кг (100 масс.ч.) эпоксидной смолы ЭД-20 и 100 кг (50 масс.ч.) тиокола марки 1. Нагревают реакционную массу при перемешивании до 120±5°С. Далее, не прекращая перемешивания, при указанной температуре вакуумируют реакционную массу в течение 3 часов (остаточное давление - 0,07 МПа), после чего стравливают вакуум в системе азотом и перелавливают реакционную массу в смеситель. Туда же добавляют 100 кг (50 масс.ч.) чешуйчатого кремния, 75 кг (37,5 масс.ч.) TiO2, 20 кг (10 масс.ч.) микроталька и 10 кг (5 масс.ч.) аэросила А-300. Смесь перетирают в течение 1 ч.
Далее к полученной смеси добавляют 15 кг (7,5 масс.ч.) растворителя Р-5. Непосредственно перед использованием добавляют 20 кг (10 масс.ч.) отвердителя, полученного смешением ПЭПА, АСОТ-2 и Л-20 в массовом соотношении 1:1:0,5 соответственно и, при необходимости, ввести 15 кг (7,5 масс.ч.) растворителя Р-5.
Пример 3. В реактор емкостью 400 л, снабженный мешалкой, патрубками для ввода эпоксидной смолы, каучука и азота, выводом на вакуумную линию и рубашкой для подачи пара, последовательно загружают предварительно разогретые до 80±5°С 200 кг (100 масс.ч.) эпоксидной смолы ЭД-20 и 80 кг (40 масс.ч.) бутадиен-нитрильного низкомолекулярного каучука CKH-26-1a. Нагревают реакционную массу при перемешивании до 120±5°С. Далее, не прекращая перемешивания, при указанной температуре вакуумируют реакционную массу в течение 3 часов (остаточное давление - 0,07 МПа), после чего стравливают вакуум в системе азотом и передавливают реакционную массу в смеситель. Туда же добавляют 80 кг (40 масс.ч.) чешуйчатого кремния, 75 кг (37,5 масс.ч.) TiO2, 20 кг (10 масс.ч.) микроталька и 10 кг (5 масс.ч.) аэросила. Смесь перетирают в течение 1 ч.
Далее к полученной смеси добавляют 15 кг (7,5 масс.ч.) растворителя Р-5. Непосредственно перед использованием добавляют 20 кг (10 масс.ч.) отвердителя, полученного смешением ПЭПА, АГМ-9 и Л-20 в массовом отношении 1:1:1 и, при необходимости, можно ввести 15 кг (7,5 масс.ч.) растворителя Р-5.
В таблице 1 представлены примеры составов по изобретению.
Из композиций, изготовленным согласно вышеприведенным примерам, получили покрытия на стали и бетоне толщиной 150-180 мкм. Полученные покрытия испытывали на устойчивость в горячей воде, интенсивность износа, эластичность, а также определяли их относительное удлинение, адгезионную прочность, предел прочности при растяжении.
Параметром интенсивности износа является глубина износа (мм) при воздействии массы абразива (в кг на площадь абразивной частицы с размером 100 мкм). Устойчивость покрытий в горячей воде определяли по следующей методике. Образцы выдерживали в горячей воде при температуре 60±2°С в статических условиях в течение 10 суток. Затем образцы извлекали из воды, определяли процент водопоглощения путем взвешивания и визуально проверяли состояние покрытия: наличие или отсутствие сыпи, вспучивания, отслаивания.
В таблице 2 представлены характеристики полученных покрытий по результатам проведенных испытаний.
Как видно из представленных данных, полученные покрытия обладают высокой адгезией, физико-механическими характеристиками и устойчивостью в горячей воде, кроме того, они долговечны (не менее 15 лет).
Claims (6)
1. Состав для защиты металлических и железобетонных конструкций, включающий связующее - эпоксидную диановую смолу, модификатор, кремнийорганический аминный отвердитель и чешуйчатый наполнитель, отличающийся тем, что он дополнительно содержит мелкодисперсный наполнитель - аэросил и/или микротальк, в качестве модификатора - бутадиен-нитрильный низкомолекулярный каучук, или полисульфидный каучук, или акриловую смолу, при этом использован кремнийорганический аминный отвердитель в комплексе с полиэтиленполиамином, а в качестве чешуйчатого наполнителя указанный состав включает чешуйчатый кремний, представляющий собой отход производства молотого кремния кристаллического для производства кремнийорганических соединений, при следующем соотношении, мас.ч.:
2. Состав по п.1, отличающийся тем, что он содержит бутадиен-нитрильный низкомолекулярный каучук с содержанием нитрильных групп 1,5÷2,5, например, СКН-18-1А, СКН-10-1А, СКН-26-1А.
3. Состав по п.1, отличающийся тем, что в качестве полисульфидного каучука он содержит тиокол марки 1.
4. Состав по п.1, отличающийся тем, что в качестве кремнийорганического аминного отвердителя он содержит аминосилан или аминосилоксан из ряда, включающего АГМ-9, АСОТ-2, АСОТ-4, причем массовое отношение полиэтиленполиамин: кремнийорганический аминный отвердитель составляет 1:1.
5. Состав по п.1, отличающийся тем, что кремнийорганический аминный отвердитель дополнительно содержит продукт конденсации полиэтиленполиамина с тримеризованной кислотой льняного или талового масла, например, Л-20 или Л-20М, причем массовое соотношение полиэтиленполиамина, кремнийорганического аминного отвердителя и указанного продукта составляет 1:1:(0,5÷1).
6. Состав по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит пигмент или пигменты, например соли хрома, TiO2, фталоцианиновый.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004116803/04A RU2261879C1 (ru) | 2004-06-03 | 2004-06-03 | Износостойкий защитный полимерный состав |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004116803/04A RU2261879C1 (ru) | 2004-06-03 | 2004-06-03 | Износостойкий защитный полимерный состав |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2261879C1 true RU2261879C1 (ru) | 2005-10-10 |
Family
ID=35851223
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004116803/04A RU2261879C1 (ru) | 2004-06-03 | 2004-06-03 | Износостойкий защитный полимерный состав |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2261879C1 (ru) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2309966C1 (ru) * | 2006-07-20 | 2007-11-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | Износостойкий защитный полимерный состав |
| RU2345109C1 (ru) * | 2007-07-24 | 2009-01-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | Состав для покрытия по металлу |
| RU2374282C2 (ru) * | 2007-11-09 | 2009-11-27 | Закрытое акционерное общество "Холдинговая компания "ПромСтройТехнологии" | Износостойкий защитный полимерный состав |
| RU2480499C2 (ru) * | 2011-07-04 | 2013-04-27 | Российская Федерация в лице Министерства промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Состав для защитного покрытия полимерных композиционных материалов |
| RU2489465C1 (ru) * | 2011-12-28 | 2013-08-10 | ООО "Фабрика универсальных покрытий" | Двухупаковочная композиция для защитного и декоративного покрытия пола |
| RU2553851C2 (ru) * | 2013-05-29 | 2015-06-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Фабрика универсальных покрытий" | Четырехкомпонентная композиция для защитного и декоративного покрытия |
| RU2574512C1 (ru) * | 2014-11-10 | 2016-02-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Композиция для антикоррозионного покрытия |
| CN113717675A (zh) * | 2021-08-12 | 2021-11-30 | 河北工程大学 | 一种改性缓凝粘结剂 |
| US11426762B2 (en) | 2015-12-31 | 2022-08-30 | Henkel Ag & Co. Kgaa | Low bake autodeposition coatings |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4407899A (en) * | 1980-12-24 | 1983-10-04 | Nippon Kokan Kabushiki Kaisha | Surface treated steel sheets for paint coating |
| US4503174A (en) * | 1983-09-06 | 1985-03-05 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Low temperature curing coating composition |
| US5320871A (en) * | 1992-06-05 | 1994-06-14 | Springborn Laboratories, Inc. | Underwater coating for submerged substrates |
| RU2088621C1 (ru) * | 1994-09-29 | 1997-08-27 | Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов | Грунтовка для антикоррозионного покрытия |
| RU2174136C2 (ru) * | 1999-07-15 | 2001-09-27 | Махрин Валерий Ильич | Композиция для антикоррозионного покрытия |
-
2004
- 2004-06-03 RU RU2004116803/04A patent/RU2261879C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4407899A (en) * | 1980-12-24 | 1983-10-04 | Nippon Kokan Kabushiki Kaisha | Surface treated steel sheets for paint coating |
| US4503174A (en) * | 1983-09-06 | 1985-03-05 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Low temperature curing coating composition |
| US5320871A (en) * | 1992-06-05 | 1994-06-14 | Springborn Laboratories, Inc. | Underwater coating for submerged substrates |
| RU2088621C1 (ru) * | 1994-09-29 | 1997-08-27 | Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов | Грунтовка для антикоррозионного покрытия |
| RU2174136C2 (ru) * | 1999-07-15 | 2001-09-27 | Махрин Валерий Ильич | Композиция для антикоррозионного покрытия |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2309966C1 (ru) * | 2006-07-20 | 2007-11-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | Износостойкий защитный полимерный состав |
| RU2345109C1 (ru) * | 2007-07-24 | 2009-01-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | Состав для покрытия по металлу |
| RU2374282C2 (ru) * | 2007-11-09 | 2009-11-27 | Закрытое акционерное общество "Холдинговая компания "ПромСтройТехнологии" | Износостойкий защитный полимерный состав |
| RU2480499C2 (ru) * | 2011-07-04 | 2013-04-27 | Российская Федерация в лице Министерства промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Состав для защитного покрытия полимерных композиционных материалов |
| RU2489465C1 (ru) * | 2011-12-28 | 2013-08-10 | ООО "Фабрика универсальных покрытий" | Двухупаковочная композиция для защитного и декоративного покрытия пола |
| RU2553851C2 (ru) * | 2013-05-29 | 2015-06-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Фабрика универсальных покрытий" | Четырехкомпонентная композиция для защитного и декоративного покрытия |
| RU2574512C1 (ru) * | 2014-11-10 | 2016-02-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Композиция для антикоррозионного покрытия |
| US11426762B2 (en) | 2015-12-31 | 2022-08-30 | Henkel Ag & Co. Kgaa | Low bake autodeposition coatings |
| CN113717675A (zh) * | 2021-08-12 | 2021-11-30 | 河北工程大学 | 一种改性缓凝粘结剂 |
| RU2849732C2 (ru) * | 2023-12-21 | 2025-10-28 | Александр Викторович Волошин | Состав защитного покрытия и его компоненты |
| RU2839364C1 (ru) * | 2024-12-24 | 2025-04-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Композиция для покрытия |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100976831B1 (ko) | 콘크리트 구조물 보호용 수용성 폴리우레아 수지 코팅제 조성물 및 이 코팅제 조성물을 이용한 시공방법 | |
| KR101977057B1 (ko) | 고내구성의 콘크리트 구조물용 에폭시계 방수도료 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 표면 도장공법 | |
| US4080353A (en) | Titanate phosphite adducts and their use | |
| Ahmetli et al. | Coating, mechanical and thermal properties of epoxy toluene oligomer modified epoxy resin/sepiolite composites | |
| DE69108603T2 (de) | Zusammensetzungen für flammhemmende Überzugsmittel und beschichtete Gegenstände. | |
| KR101954615B1 (ko) | 세라믹계 조성물과 유리 플레이크를 이용한 강재 및 콘크리트 구조물용 세라믹 도장재 조성물 및 이를 이용한 도장 공법 | |
| CN1093866C (zh) | 硅改性环氧树脂作为电工或电子组件之浇铸材料的应用 | |
| KR101389496B1 (ko) | 우수한 내마모성과 굴곡성을 갖는 분체도료 조성물 | |
| RU2261879C1 (ru) | Износостойкий защитный полимерный состав | |
| JP2019006868A (ja) | クリヤー塗料組成物、クリヤー塗膜、クリヤー塗膜付き基材並びにコンクリート構造物の補修方法および補強方法および剥落防止方法 | |
| RU2374282C2 (ru) | Износостойкий защитный полимерный состав | |
| KR101866433B1 (ko) | 친환경 도료를 이용한 교량의 강재 구조물 도장 공법 | |
| KR101876888B1 (ko) | 내식성 및 내구성이 우수한 강재 코팅제 조성물 및 이를 이용한 강 구조물의 방식 도장 방법 | |
| RU2351624C1 (ru) | Полимерная композиция для защитного антикоррозионного покрытия барьерного типа | |
| CN120924123A (zh) | 涂料组合物、涂膜、附有涂膜的基材和附有涂膜的基材的制造方法 | |
| KR20230092035A (ko) | 콘크리트 구조물용 친환경, 저온 경화성, 고내구성, 무용제형 에폭시 수지계 방수방식재 조성물 | |
| KR101788102B1 (ko) | 콘크리트 표면의 균열 및 부식의 발생을 억제하며 우수한 신장율을 갖는 세라믹메탈계 도장용 조성물 및 이를 이용한 방수방식 도장 공법 | |
| RU2360938C1 (ru) | Эпоксидная композиция для покрытия | |
| RU2405012C1 (ru) | Антикоррозионная композиция | |
| RU2147027C1 (ru) | Способ защиты и восстановления металлических поверхностей | |
| RU2394861C1 (ru) | Состав для защитного покрытия | |
| RU2215012C2 (ru) | Состав для защиты полимерных композиционных материалов | |
| WO2009031914A1 (en) | Polymer composition for protective anticorrosion barrier-type coating | |
| KR102382981B1 (ko) | 미끄럼방지성능과 내마모성이 우수한 열경화성 수지 기반 미끄럼 방지구, 및 그 제조방법 | |
| RU2230086C1 (ru) | Состав для антикоррозионных покрытий |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | Licence on use of patent |
Effective date: 20070802 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100604 |