RU2182582C2

RU2182582C2 - Composition for thermostable anticorrosion cover

Info

Publication number: RU2182582C2
Application number: RU99126961A
Authority: RU
Inventors: Н.В. Брагина; Н.Б. Тяпина; Е.М. Мышляев; Ю.Т. Ефимов; А.И. Ефремов; Н.И. Поликанов; В.П. Эндюськин; Т.К. Хорькова
Original assignee: Открытое акционерное общество "Химпром"
Priority date: 1999-12-23
Filing date: 1999-12-23
Publication date: 2002-05-20

Abstract

FIELD: chemical industry. SUBSTANCE: invention describes the composition for thermostable anticorrosion cover comprising polyphenylsiloxane resin, acrylic copolymer, thermostable pigment, rheological addition and an organic solvent. The composition comprises the ground mica with particles size 160 mcm, not above, or the ground mica in mixture with iron-silicon powder or microtalc. The cover based on the proposed composition shows the high thermostability of 450-600 C and enhanced stability against corrosion-aggressive media (water, benzine, oil, salt). EFFECT: improved properties of composition. 3 cl, 2 tbl

Description

Изобретение относится к лакокрасочным материалам и может быть использовано в автомобилестроении, на объектах Газпрома для защиты паропроводов с перегретым паром, металлических поверхностей, подвергающихся в процессе монтажа и эксплуатации воздействию повышенных температур в условиях высокой коррозионной агрессивности среды. The invention relates to paints and varnishes and can be used in the automotive industry, at Gazprom facilities to protect steam pipelines with superheated steam, metal surfaces exposed to elevated temperatures during installation and operation in conditions of high corrosiveness of the environment.

Известно, что кремнийорганическим покрытиям на основе полиметилфенилсилоксанов присуща повышенная хрупкость покрытий, слабая адгезия, повышенная температура сушки. Для устранения этих недостатков в композицию вводятся модификаторы - полиакрилаты, эфиры целлюлозы, алкидные смолы. It is known that silicone coatings based on polymethylphenylsiloxanes have an increased brittleness of coatings, poor adhesion, and an increased drying temperature. To eliminate these shortcomings, modifiers — polyacrylates, cellulose ethers, alkyd resins — are introduced into the composition.

Известен состав на основе полиметилфенилсилоксановой смолы, модифицированной пентафталиевым лаком (лак КО-075, содержащий алюминиевую пудру, сажу, оксид железа), позволяющий получать однородные покрытия, работающие в условиях постоянного нагрева (А.с. СССР 169614, МПК С 09 D 183/06 опубл. 1991). Known composition based on polymethylphenylsiloxane resin modified with pentaphthalic varnish (varnish KO-075 containing aluminum powder, soot, iron oxide), which allows to obtain uniform coatings that work under conditions of constant heating (A.S. USSR 169614, IPC C 09 D 183 / 06 publ. 1991).

Известна термостойкая эмаль КО-814, содержащая полифенилсилоксановую смолу, полибутилметакрилат, алюминиевую пудру и органический растворитель (М. Л. Лившиц, Б.И. Пшиялковский "Лакокрасочные материалы". М.: Химия, 1982, с. 132). Покрытия на основе этой эмали обладают хорошими защитными свойствами, имеют удовлетворительную адгезию к металлическим поверхностям с различной подготовкой поверхности, выдерживают облив минеральными маслами, имеют высокую термостойкость до 400^oС (длительно) и до 500^oС (кратковременно), но обладают малой химической стойкостью и ограниченной стойкостью к обливу бензином, керосином, синтетическими маслами. Кроме того, недостатком этой эмали также является то, что ее выпускают в виде двух компонентов: лака - основы и алюминиевой пудры, смешиваемых непосредственно перед применением, что создает неудобство при эксплуатации.Known heat-resistant enamel KO-814 containing polyphenylsiloxane resin, polybutyl methacrylate, aluminum powder and an organic solvent (M. L. Livshits, B. I. Pshiyalkovsky "Paint and varnish materials". M: Chemistry, 1982, S. 132). Coatings based on this enamel have good protective properties, have satisfactory adhesion to metal surfaces with various surface preparation, withstand mineral oil spills, have high heat resistance up to 400 ^o C (long-term) and up to 500 ^o C (short-term), but have low chemical resistance and limited resistance to pouring with gasoline, kerosene, synthetic oils. In addition, the disadvantage of this enamel is that it is produced in the form of two components: varnish - base and aluminum powder, mixed immediately before use, which creates inconvenience during operation.

Известна термостойкая краска "Цезарь 001", которая представляет собой суспензию алюминиевой пудры и целевых добавок в полифенилсилоксановой бутанолизированной смоле прямого синтеза и дополнительно содержит сополимер метилметакрилата с метакриловой кислотой (ТУ 2312-001-12110159-95 Краска "Цезарь-001"). Краска имеет следующие показатели качества: стойкость к попеременному воздействию нагрева до 500^oС и воды при температуре (20±2)^oС не менее 10 циклов; обладает хорошими диэлектрическими свойствами - удельное объемное электрическое сопротивление не менее 1•10⁸ Ом.см; и хорошими физико-техническими характеристиками- прочность пленки при ударе 50 см, адгезия покрытия 1 балл.Known heat-resistant paint "Caesar 001", which is a suspension of aluminum powder and target additives in polyphenylsiloxane butanolized resin of direct synthesis and additionally contains a copolymer of methyl methacrylate with methacrylic acid (TU 2312-001-12110159-95 Paint "Caesar-001"). The paint has the following quality indicators: resistance to alternating effects of heating up to 500 ^o C and water at a temperature of (20 ± 2) ^o C for at least 10 cycles; has good dielectric properties - specific volumetric electrical resistance of at least 1 • 10 ⁸ Ohm.cm; and good physical and technical characteristics - film strength at impact of 50 cm, coating adhesion 1 point.

Однако пленка краски недостаточно термостойка при длительном (более 5 ч) воздействии высоких температур, имеет невысокую стойкость к воздействию 3%-ного раствора NaCl (24 ч), ограниченную стойкость к статическому воздействию воды (48 часов). Требования же потребителей: стойкость к солевому туману более 96 ч и влагостойкость не менее 100 ч. However, the paint film is not sufficiently heat-resistant during prolonged (more than 5 hours) exposure to high temperatures, has a low resistance to the effects of a 3% NaCl solution (24 hours), and limited resistance to static effects of water (48 hours). Consumer requirements: salt spray resistance of more than 96 hours and moisture resistance of at least 100 hours.

Наиболее близкой по составу и свойствам к предлагаемому изобретению является композиция для термостойкого покрытия, представляющая собой суспензию алюминиевой пудры и наполнителей в кремнеорганическом пленкообразующем и содержащая в качестве пленкообразующего полифенилсилоксановую смолу, модифицированную акрилатным сополимером, в качестве наполнителя аэросил или микротальк, реологическую добавку, в качестве которой используются соединения типа монтморилонита или бентонит или тиксогель VN и органический растворитель (патент РФ 2137793, МПК С 09 D 183/06, опубл. 1999). Композиция дает покрытия, обладающие хорошими защитными свойствами и адгезией к металлу, однако пленка имеет недостаточную термостойкость, стойкость к воздействию, солевого тумана (96 ч), к статическому воздействию воды (24 ч), к воздействию минерального масла, бензина (24 ч). The composition and properties closest to the present invention is a composition for a heat-resistant coating, which is a suspension of aluminum powder and fillers in an organosilicon film-forming and containing a polyphenylsiloxane resin as a film-forming resin, modified with an acrylate copolymer, as a filler aerosil or microtalc, in which the rheological additive, in which compounds of the type montmorilonite or bentonite or thixogel VN and an organic solvent are used (RF patent 213 7793, IPC C 09 D 183/06, publ. 1999). The composition provides coatings with good protective properties and adhesion to metal, but the film has insufficient heat resistance, resistance to salt spray (96 hours), to the static effect of water (24 hours), to the effect of mineral oil, gasoline (24 hours).

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение термостойкости покрытия на основе композиции и его стойкости к воздействию агрессивных сред, а также расширение сырьевой базы для приготовления композиции. The problem to which the invention is directed is to increase the heat resistance of the coating based on the composition and its resistance to aggressive environments, as well as expanding the raw material base for preparing the composition.

Указанная задача решается тем, что композиция, содержащая полифенилсилоксановую смолу, модифицированную акрилатным сополимером, наполнитель, реологическую добавку, пигмент термостойкий и растворитель, в качестве наполнителя содержит молотую слюду с размером частиц не более 160 мкм при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Полифенилсилоксановая смола - 25-35
Акрилатный сополимер - 4,0-8,0
Пигмент термостойкий - 10-20
Наполнитель - 3,5-6,0
Реологическая добавка - 0,5-3,0
Органический растворитель - Остальное
Причем молотую слюду можно использовать в смеси, содержащей до 50% порошка железокремниевого или микроталька. Кроме того, для получения композиций разных цветов без снижения качественных характеристик покрытия, получаемого на ее основе, в качестве пигмента, кроме алюминиевой пудры, используют различные термостойкие пигменты, например, Пигмент черный (ТУ 6-10-1788-80) или Пигмент жаростойкий (ТУ 2364-017-003303835-96), или Пигмент голубой ( 10446 Blu) или Пигмент зеленый ( 1084 Green) фирмы Cerdes Соrр. (США).This problem is solved in that the composition containing a polyphenylsiloxane resin modified with an acrylate copolymer, a filler, a rheological additive, a heat-resistant pigment and a solvent, contains ground mica with a particle size of not more than 160 μm in the following ratio of components, wt.%:
Polyphenylsiloxane Resin - 25-35
Acrylate copolymer - 4.0-8.0
Heat resistant pigment - 10-20
Filler - 3.5-6.0
Rheological additive - 0.5-3.0
Organic Solvent - Else
Moreover, ground mica can be used in a mixture containing up to 50% of silicon-silicon powder or microtalc. In addition, to obtain compositions of different colors without reducing the quality characteristics of the coating obtained on its basis, as a pigment, in addition to aluminum powder, various heat-resistant pigments are used, for example, Black pigment (TU 6-10-1788-80) or Heat-resistant pigment ( TU 2364-017-003303835-96), or Blue Pigment (10446 Blu) or Green Pigment (1084 Green) from Cerdes Corr. (USA).

В качестве реологической добавки используют бентон-34 ф.Rheox или другие неорганические вещества, содержащие монтморилонит (бентонитовые глины), аэросил, добавки на основе оксида кремния, например Cab-o-sil, фирмы Kabom (Германия). В качестве растворителя используют ксилол (ГОСТ 9410-78, ГОСТ 9949-76), сольвент (ГОСТ 10214-78), ацетон (ГОСТ 2768-84), бутиацетат (ГОСТ 8981-78). В качестве полифенилсилоксановой смолы используют 60%-ный раствор полифенилсилоксана в ксилоле или толуоле по ТУ 6-02-1-581-88. В качестве акрилатного сополимера используют полибутилметакрилат (сополимер бутилметакрилата и метакриловой кислоты) формулы: [-СН₂-С(СН₃)СООС₄Н₉)-]_n по ТУ 6-01 -958-89 и др.As a rheological additive, benton-34 F. Rheox or other inorganic substances containing montmorilonite (bentonite clays), aerosil, additives based on silicon oxide, for example Cab-o-sil, Kabom (Germany) are used. Xylene (GOST 9410-78, GOST 9949-76), solvent (GOST 10214-78), acetone (GOST 2768-84), butyacetate (GOST 8981-78) are used as a solvent. As a polyphenylsiloxane resin, a 60% solution of polyphenylsiloxane in xylene or toluene is used according to TU 6-02-1-581-88. As the acrylate copolymer, polybutyl methacrylate (a copolymer of butyl methacrylate and methacrylic acid) is used of the formula: [-CH ₂ -C (CH ₃ ) COOC ₄ H ₉ ) -] _n according to TU 6-01 -958-89 and others.

Приготовление композиции включает следующие операции при следующих режимах: в раствор полифенилсилоксановой смолы вводят акрилатный сополимер, растворенный вместе с реологической добавкой в смеси растворителей - ацетон: бутилацетат: ксилол при следующем соотношении 10,5:10,5:79 соответственно, смесь перемешивают в течение 1 ч при температуре не выше 50^oС, затем вводят пигмент, наполнитель и перемешивают в диссольвере в течение 1 ч при температуре не выше 40^oС, затем пропускают через виброкавитационную мельницу, откуда проба готовой композиции передается на проверку ее кондиционности и на расфасовку.The preparation of the composition includes the following operations under the following conditions: an acrylate copolymer dissolved together with a rheological additive in a solvent mixture — acetone: butyl acetate: xylene is introduced into a solution of polyphenylsiloxane resin in the following ratio of 10.5: 10.5: 79, respectively, the mixture is stirred for 1 h at a temperature not exceeding 50 ^o C, then a pigment, a filler are introduced and mixed in a dissolver for 1 h at a temperature not exceeding 40 ^o C, then passed through a vibro-cavitation mill, from where the sample of the finished composition and transferred to check its conditionality and packaging.

Для проведения испытаний композицию наносили на металлическую подложку с помощью пневматического краскораспылителя и сушили при комнатной температуре и при 130±2^oС.For testing, the composition was applied to a metal substrate using a pneumatic spray gun and dried at room temperature and at 130 ± 2 ^o C.

Варианты предложенной композиции приведены в таблице 1, а результаты испытания покрытий на их основе приведены в таблице 2. Как видно из таблицы 2, покрытия холодного отверждения на основе предложенной композиции обладают в сравнении с прототипом лучшими физико-механическими характеристиками, в частности по термостойкости и водо-, бензо-, масло-, и солестойкости. Variants of the proposed composition are shown in table 1, and the test results of coatings based on them are shown in table 2. As can be seen from table 2, cold-cured coatings based on the proposed composition have better physical and mechanical characteristics in comparison with the prototype, in particular in terms of heat resistance and water resistance -, benz-, oil-, and salt tolerance.

Предлагаемая композиция может найти применение как в быту (окраска печных систем, крыш, металлических дверей), так и в промышленности (для защитной окраски двигателей и выхлопных систем автомобилей и тракторов, для окраски оборудования и трубопроводов в нефте-, газовой промышленности, дымовых труб и печей для сжигания отходов, для гидроизоляции строительных конструкций из бетона). The proposed composition can find application both in everyday life (coloring of furnace systems, roofs, metal doors), and in industry (for the protective painting of engines and exhaust systems of cars and tractors, for painting equipment and pipelines in the oil and gas industry, chimneys and waste incinerators, for waterproofing concrete building structures).

Claims

1. Composition for heat-resistant anticorrosive coating containing polyphenylsiloxane resin, acrylic copolymer, heat-resistant pigment, filler, rheological additive and organic solvent, characterized in that the filler contains ground mica with a particle size of not more than 160 microns or ground mica mixed with powder silicon-silica or microtalc in the following ratio of components, wt. %:
Polyphenylsiloxane Resin - 25 - 35
Acrylic copolymer - 4.0 - 8.0
Heat resistant pigment - 10 - 30
Filler - 3.5 - 6.0
Rheological additive - 0.5 - 3.0
Organic Solvent - Else
2. The composition according to p. 1, characterized in that the filler may contain up to 50% of silicon-silicon powder or microtalc.

3. The composition according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that as a heat-resistant pigment may contain aluminum powder or heat-resistant pigments of various colors.