close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY11214

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2008.10.30
(12)
(51) МПК (2006)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
BY (11) 11214
(13) C1
(19)
C 09D 163/00
ЭПОКСИДНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ЗАЩИТНОГО ПОКРЫТИЯ
(21) Номер заявки: a 20070398
(22) 2007.04.12
(71) Заявитель: Учреждение образования
"Белорусский государственный технологический университет" (BY)
(72) Авторы: Николайчик Анна Владимировна; Прокопчук Николай Романович (BY)
(73) Патентообладатель: Учреждение образования "Белорусский государственный
технологический университет" (BY)
(56) BY 8794 C1, 2006.
Струк В. А. и др. Материалы. Технологии. Инструменты. - 2002. - Т. 7. № 3. - С. 53-65.
RU 2293099 C1, 2007.
RU 2044019 C1, 1995.
EP 1457509 A1, 2004.
DE 19507832 A1, 1996.
BY 11214 C1 2008.10.30
(57)
Эпоксидная композиция для защитного покрытия, включающая эпоксидную смолу
Э-41р, отвердитель и модифицирующую добавку, отличающаяся тем, что в качестве отвердителя содержит отвердитель № 5, а в качестве модифицирующей добавки - ультрадисперсный алмаз при следующем соотношении компонентов, мас. %:
эпоксидная смола Э-41р
84,034-87,527
отвердитель № 5
11,765-12,254
ультрадисперсный алмаз
0,219-4,202.
Изобретение относится к области лакокрасочных материалов, конкретно, к лакокрасочным материалам с повышенными физико-механическими и водозащитными характеристиками на основе эпоксидных олигомеров, которые могут быть использованы для
создания защитных лакокрасочных покрытий металлоконструкций как в различных отраслях промышленности, так и для создания специальных покрытий в системах антикоррозионной защиты инженерных и гидротехнических установок.
Покрытия на основе эпоксидных лакокрасочных материалов обладают ценными эксплуатационными свойствами, поэтому работы в области их модификации и отверждения
по-прежнему продолжают привлекать внимание многих исследователей. Вместе с тем
имеется ряд нерешенных вопросов по улучшению механических, адгезионных и защитных свойств этих покрытий, которые ограничивают их более широкое использование в
авиационной технике, машино- и судостроении.
Известна эпоксидная композиция для создания защитного покрытия, включающая
эпоксидную смолу с молекулярной массой 370-600, модифицированный терпеномалеиновый аддукт и дибутилфталат [1]. Композиция образует покрытия с повышенными значениями твердости, адгезии, удельным электрическим сопротивлением и стойкостью к
действию минерального масла. Однако температуры отверждения указанной лакокрасоч-
BY 11214 C1 2008.10.30
ной композиции достаточно высоки (170-180 °С), поэтому формирование покрытия сопровождается значительными энерго-, а следовательно, и материальными затратами, увеличивающими себестоимость окрашенного изделия.
Известна эпоксидная композиция для создания покрытий с повышенными стойкостью
к действию воды, агрессивных сред, морозоустойчивостью, физико-механическими свойствами [2]. Композиция содержит эпоксидную смолу ЭД-20 и битумный лак, наполнитель алюминиевую пудру или окись железа, отвердитель - полиэтиленполиамин, модификатор каучук ПДИ-ЗА. Изобретение может быть использовано для защиты от коррозии металлических и бетонных поверхностей, используемых в условиях повышенной коррозионной
активности. Однако недостаток композиции - в сложности и многостадийности процесса
получения, недостаточно низком водопоглощении покрытия.
Наиболее близкой по составу и технической сущности к предлагаемому изобретению
является эпоксидная композиция, представляющая собой пленкообразующую систему,
включающую эпоксидную смолу, полиамидный отвердитель, органический растворитель,
отличающуюся тем, что в качестве модификатора содержит поли(4,4'-диаминодифенилоксид)пиромеллитамидокислоту [3]. Данная водостойкая эпоксидная композиция, обладая
высокой устойчивостью к воздействию воды, низким водопоглощением и хорошей адгезионной прочностью к стальным и медным подложкам, предназначена для использования
ее в судо- и машиностроении при производстве технических деталей, постоянно или периодически контактирующих с водой. Недостатками данной композиции являются недостаточно высокая адгезия и недостаточно низкое водопоглощение покрытий на ее основе.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение физико-механических свойств,
адгезии и водостойкости эпоксидного лакокрасочного покрытия, что позволит увеличить
эффективность защиты металлоконструкций и продлить их долговечность.
Поставленная задача достигается тем, что эпоксидная композиция для защитного покрытия, включающая эпоксидную смолу, отвердитель и модифицирующую добавку, отличается тем, что в качестве отвердителя содержит отвердитель № 5, а в качестве
модифицирующей добавки - ультрадисперсный алмаз при следующем соотношении компонентов, мас. %:
эпоксидная смола Э-41 р
84,034-87,527
отвердитель № 5
11,765-12,254
ультрадисперсный алмаз
0,219-4,202.
Для получения эпоксидной композиции с повышенными физико-механическими свойствами используют ультрадисперсный алмаз (УДА) - углеродсодержащий продукт детонационного синтеза при отрицательном кислородном балансе. УДА - синтетический
материал с повышенной поверхностной активностью и структурообразующими свойствами
в ультрадисперсном состоянии с размерами единичных частиц от 3 до 10 нм и удельной
поверхностью 350-500 м2/г. Синтез УДА освоен в промышленном масштабе в Республике
Беларусь.
В качестве эпоксидного связующего указанная композиция содержит среднемолекулярную эпоксидную диановую смолу (молекулярная масса 900-2000) марки Э-41р (ТУ 610-1316-84) следующей формулы:
CH3
CH3
CH2 CH CH2 O
O
C
CH3
O CH2 CH CH2 O
OH
n
C O CH2 CH CH2 , (I)
O
CH3
а в качестве отвердителя - раствор низкомолекулярной полиамидной смолы в ксилоле
марки Э № 5 (ТУ 6-10-1429-79 с измен. № 2).
2
BY 11214 C1 2008.10.30
Сравнение предлагаемой эпоксидной композиции с композицией прототипа показывает,
что отличием предлагаемой эпоксидной композиции от известной является использование
в качестве модифицирующего агента вместо поли(4,4'-диаминодифенилоксид)пиромеллитамидокислоты, производимой в РФ, углеродного наноматериала - ультрадисперсного
алмаза отечественного производства в количестве 0,219-4,202 мас. %.
Анализ источников информации показал, что использование ультрадисперсного алмаза
для получения защитных композиций не обнаружено.
Экспериментально установлено, что использование любого из компонентов предлагаемой
композиции в отдельности либо попарно не обеспечивает улучшения физико-механических и противокоррозионных свойств покрытия, формируемого из раствора вышеуказанной
композиции. Эффект придания эпоксидной композиции защитных свойств, превосходящих по адгезии, прочностным и водозащитным свойствам эпоксидную композицию прототипа, достигается лишь при использовании всех трех предлагаемых компонентов в
совокупности и в заявляемых соотношениях.
Указанное сочетание качественного и количественного состава эпоксидной композиции, как предлагается в заявляемой композиции, позволяет реализовать свойства предлагаемого защитного материала, превосходящего прототип по адгезионной прочности и
водопоглощающей способности.
Не достигается эффекта улучшения вышеупомянутых свойств формируемого лакокрасочного покрытия и при нарушении заявляемого состава композиции. Так, содержание в
композиции эпоксидной смолы менее 84,034 мас. % не обеспечивает ей пленкообразующей способности, а более 87,527 мас. % приводит к снижению физико-механических показателей.
Содержание в композиции ультрадисперсного алмаза менее 0,219 мас. % не обеспечивает
достаточных физико-механических свойств и адгезии. Содержание УДА более 4,202 мас. %
не приводит к значительному увеличению эксплуатационных свойств, компенсирующих
увеличение себестоимости композиции.
Содержание в эпоксидной композиции менее 11,765 мас. % раствора полиамидной
смолы в ксилоле (отвердителя) не обеспечивает полного отверждения материала, что сопровождается снижением физико-механических и адгезионных показателей. Содержание
же данного соединения в количестве более 12,254 мас. % не влияет на изменение адгезионных и защитных свойств, но при этом наблюдается увеличение хрупкости покрытия.
Получение эпоксидной композиции для создания защитного покрытия с повышенными
прочностными, адгезионными и водозащитными свойствами иллюстрируется примером
конкретного исполнения:
Пример 1
Приготавливают композицию, состоящую из 50 г (86,957 мас. %) эпоксидной смолы
марки Э-41р (ТУ 6-10-1316-84); 7 г (12,174 мас. %) отвердителя марки Э № 5 - раствора
полиамидной смолы в ксилоле (ТУ 6-10-1429-79 с измен. № 2); 0,5 г (0,870 мас. %) УДА с
размерами единичных частиц от 3 до 10 нм и удельной поверхностью 350-500 м2/г.
Композицию перемешивают в течение 15 минут при 20 °С в бисерной мельнице при
скорости вращения дисковой мешалки 9000 об/мин и наносят на подложку методом облива. Отверждают композицию в термошкафу при 100 °С в течение 65 мин. Толщина формируемого покрытия - 100 мкм. Прочностные, адгезионные и водозащитные свойства для
данного и других примеров конкретного исполнения приведены в таблице.
Как видно из данных таблицы, оптимальные результаты по прочности, адгезии, водопоглощающей способности и стоимости композиции получены для композиций с количественным содержанием УДА 1 % от массы эпоксидного олигомера. Важным фактором,
определяющим защитное действие покрытий, является адгезия пленки, обуславливающая
не только сцепление пленки с металлом, но и препятствующая возникновению новой фазы на границе металл - пленка.
3
BY 11214 C1 2008.10.30
Показатель
Показатель
Предлагаемая композиция
Композиция прототип [3]
Содержание УДА, %
0,25 %
1%
5%
от массы эпоксидной смолы
Прочность при ударе, см, не менее
50
50
20
Прочность при изгибе*, мм, не более
20
20
30
Адгезия к стали**, см, не менее
10
10
40
Водопоглощение при достижении
0,28
0,3
0,3
равновесия, %
** - чем ниже значение прочности при изгибе, тем этот показатель выше;
* - адгезия определялась методом решетчатых надрезов с обратным ударом
ствии с ГОСТ 15140-780.
7,5
65
11
0,6
в соответ-
Сравнение с композицией прототипа показывает, что предлагаемый состав композиции
позволяет получать защитное покрытие с более высокими адгезионными свойствами (в 4
раза) и пониженным водопоглощением (в 2 раза) по сравнению с композицией прототипа.
Данная композиция обеспечивает в том числе и повышенные прочностные характеристики, тем самым обеспечивая долговечность лакокрасочного покрытия, которое может быть
использовано на открытом воздухе и может подвергаться постоянному или периодическому воздействию влаги или воды.
Использование предполагаемого изобретения на предприятиях судо- и машиностроительной промышленности позволит повысить долговечность окрашиваемых технических
деталей и тем самым конкурентоспособность выпускаемой продукции.
Источники информации:
1. Патент 2017771 Россия, МПК5 C09D 5/08. Композиция для антикоррозионного
покрытия / Шляшинский Р.Г., Клюев А.Ю., Израилев А.Е., Белый Д.И., Валендо А.Я.,
Солдатов B.C., Титов А.И., Эрдман А.А., Пуят С.С., Зеленина Р.И., Клюев Ю.П., Андрианов А.В., Антонович И.В. - № 4954424/05; Заявл. 29.04.91; Опубл. 15.08.94.
2. Патент 2208027 Россия, МПК7 С 09 D 5/10. Эпоксидная композиция для защиты от
коррозии / Аликин В.Н., Макаров Л.Б., Сорогина Л.В., Старкова А.А., Федченко Н.Н. (Россия) - № 2002101250/04; Заявл. 08.01.02; Опубл. 10.07.03.
3. Патент 8794 Республика Беларусь, МПК7 С 09 D 163/02. Водостойкая эпоксидная
композиция / Николайчик А.В., Мартинкевич А.А., Прокопчук Н.Р., Крутько Э.Т. (Республика Беларусь) - № 20040019; Заявл. 13.01.04; Опубл. 30.09.05 (прототип).
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
4
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
89 Кб
Теги
by11214, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа