RU2574512C1 - Composition for anti-corrosion coating - Google Patents
Composition for anti-corrosion coating Download PDFInfo
- Publication number
- RU2574512C1 RU2574512C1 RU2014145125/05A RU2014145125A RU2574512C1 RU 2574512 C1 RU2574512 C1 RU 2574512C1 RU 2014145125/05 A RU2014145125/05 A RU 2014145125/05A RU 2014145125 A RU2014145125 A RU 2014145125A RU 2574512 C1 RU2574512 C1 RU 2574512C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- composition
- filler
- pigment
- modifier
- composition according
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 63
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 37
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 27
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000000049 pigment Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000004848 polyfunctional curative Substances 0.000 claims abstract description 16
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims abstract description 14
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000003607 modifier Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 11
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 claims abstract description 9
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 claims abstract description 9
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229920000459 Nitrile rubber Polymers 0.000 claims abstract description 5
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000002491 polymer binding agent Substances 0.000 claims abstract description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 claims description 7
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims description 7
- -1 polyoxy propylene Polymers 0.000 claims description 7
- 239000005060 rubber Substances 0.000 claims description 7
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000008096 xylene Substances 0.000 claims description 6
- DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N Butyl acetate Natural products CCCCOC(C)=O DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N hexanoic acid Chemical compound CCCCCC(O)=O FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 3
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 3
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 3
- 229920005596 polymer binder Polymers 0.000 claims description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 3
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 3
- XSTXAVWGXDQKEL-UHFFFAOYSA-N Trichloroethylene Chemical compound ClC=C(Cl)Cl XSTXAVWGXDQKEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- ILRRQNADMUWWFW-UHFFFAOYSA-K aluminium phosphate Chemical compound O1[Al]2OP1(=O)O2 ILRRQNADMUWWFW-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 2
- QFFVPLLCYGOFPU-UHFFFAOYSA-N barium chromate Chemical compound [Ba+2].[O-][Cr]([O-])(=O)=O QFFVPLLCYGOFPU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229940083898 barium chromate Drugs 0.000 claims description 2
- 239000001506 calcium phosphate Substances 0.000 claims description 2
- 229910000389 calcium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 235000011010 calcium phosphates Nutrition 0.000 claims description 2
- 229910000151 chromium(III) phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- IKZBVTPSNGOVRJ-UHFFFAOYSA-K chromium(iii) phosphate Chemical compound [Cr+3].[O-]P([O-])([O-])=O IKZBVTPSNGOVRJ-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 2
- 229920001451 polypropylene glycol Polymers 0.000 claims description 2
- 229920002050 silicone resin Polymers 0.000 claims description 2
- QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H tricalcium bis(phosphate) Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims description 2
- IGFJNGLVIGYVQM-UHFFFAOYSA-N [Cr].[Sr] Chemical compound [Cr].[Sr] IGFJNGLVIGYVQM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- NTXGQCSETZTARF-UHFFFAOYSA-N buta-1,3-diene;prop-2-enenitrile Chemical compound C=CC=C.C=CC#N NTXGQCSETZTARF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 abstract description 13
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 11
- 239000010959 steel Substances 0.000 abstract description 10
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 abstract description 9
- 239000011347 resin Substances 0.000 abstract description 5
- 229920005989 resin Polymers 0.000 abstract description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 150000007942 carboxylates Chemical class 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 229920002430 Fibre-reinforced plastic Polymers 0.000 abstract 1
- RRHGJUQNOFWUDK-UHFFFAOYSA-N Isoprene Chemical compound CC(=C)C=C RRHGJUQNOFWUDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract 1
- 239000011151 fibre-reinforced plastic Substances 0.000 abstract 1
- 229920001195 polyisoprene Polymers 0.000 abstract 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 11
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 11
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 9
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 9
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 5
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 5
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 4
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 4
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 3
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 229920000768 polyamine Polymers 0.000 description 3
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 3
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 3
- 229910002012 Aerosil® Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 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 2
- 239000004918 carbon fiber reinforced polymer Substances 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- RWYFURDDADFSHT-RBBHPAOJSA-N diane Chemical compound OC1=CC=C2[C@H]3CC[C@](C)([C@](CC4)(O)C#C)[C@@H]4[C@@H]3CCC2=C1.C1=C(Cl)C2=CC(=O)[C@@H]3CC3[C@]2(C)[C@@H]2[C@@H]1[C@@H]1CC[C@@](C(C)=O)(OC(=O)C)[C@@]1(C)CC2 RWYFURDDADFSHT-RBBHPAOJSA-N 0.000 description 2
- DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N dibutyl phthalate Chemical compound CCCCOC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCCCC DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 2
- 239000002987 primer (paints) Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 description 2
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 2
- 238000005382 thermal cycling Methods 0.000 description 2
- 230000035899 viability Effects 0.000 description 2
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 2
- WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N (3-aminopropyl)triethoxysilane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCN WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCIDUSAKPWEOX-UHFFFAOYSA-N 1,1-Difluoroethene Chemical compound FC(F)=C BQCIDUSAKPWEOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 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
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical group [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001079 Thiokol (polymer) Polymers 0.000 description 1
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 239000002318 adhesion promoter Substances 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 239000004844 aliphatic epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- ZCDOYSPFYFSLEW-UHFFFAOYSA-N chromate(2-) Chemical compound [O-][Cr]([O-])(=O)=O ZCDOYSPFYFSLEW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000423 chromium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008199 coating composition Substances 0.000 description 1
- 239000007859 condensation product Substances 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N diethanolamine Chemical group OCCNCCO ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001301 ethoxy group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])O* 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N iron(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Fe+3].[Fe+3] LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001463 metal phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N molybdenum disulfide Chemical compound S=[Mo]=S CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- NVKTUNLPFJHLCG-UHFFFAOYSA-N strontium chromate Chemical compound [Sr+2].[O-][Cr]([O-])(=O)=O NVKTUNLPFJHLCG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 1
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 1
- BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N tetrafluoroethene Chemical group FC(F)=C(F)F BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N vinyl-ethylene Natural products C=CC=C KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- LRXTYHSAJDENHV-UHFFFAOYSA-H zinc phosphate Chemical compound [Zn+2].[Zn+2].[Zn+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O LRXTYHSAJDENHV-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 229910000165 zinc phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к области полимерных композиций на основе модифицированных олигомеров для защиты конструкций из алюминиевых сплавов, стали и углепластика при температурах эксплуатации от -60°С до +150°С и может быть использовано в авиационной промышленности.The invention relates to the field of polymer compositions based on modified oligomers for the protection of structures made of aluminum alloys, steel and carbon fiber at operating temperatures from -60 ° C to + 150 ° C and can be used in the aviation industry.
В ходе эксплуатации летательные аппараты подвергаются воздействию климатических факторов, воздействующих на конструкционные элементы. Для обеспечения защиты конструкций, состоящих, в частности, из металлов и полимерных композиционных материалов (углепластиков), в том числе крепежных соединений, от воздействия климатических факторов и коррозионных сред используются антикоррозионные лакокрасочные покрытия.During operation, aircraft are exposed to climatic factors affecting structural elements. To protect structures consisting, in particular, of metals and polymer composite materials (carbon plastics), including fasteners, from the effects of climatic factors and corrosive environments, anticorrosive coatings are used.
Одним из основных требований к покрытиям для защиты от коррозии крепежных соединений летательных аппаратов является их высокая эластичность, коррозионная и влагостойкость, которые в основном обеспечивают сохранение конструкционной прочности соединительных элементов из полимерных композиционных материалов и защиту от коррозии соединительных элементов из алюминиевых сплавов и сплавов разнородных металлов.One of the main requirements for coatings for corrosion protection of aircraft fasteners is their high elasticity, corrosion and moisture resistance, which mainly ensure the preservation of the structural strength of connecting elements made of polymer composite materials and corrosion protection of connecting elements made of aluminum alloys and dissimilar metal alloys.
Однако при длительной эксплуатации летательных аппаратов происходит старение, увеличение внутренних напряжений в пленке покрытия, снижение эластичности, увеличение жесткости и охрупчивание покрытия. При высоких динамических знакопеременных нагрузках, которые испытывают собранные конструкции аппаратов, в местах наибольшей концентрации напряжений и изгибающих нагрузок происходит ослабление адгезии покрытия к защищаемой поверхности, разрушение антикоррозионного грунтовочного покрытия, результатом которого является возникновение коррозионных поражений. Особенно быстро такие процессы возникают при контакте разнородных металлов.However, with prolonged use of aircraft, aging occurs, an increase in internal stresses in the coating film, a decrease in elasticity, an increase in stiffness and embrittlement of the coating. At high dynamic alternating loads experienced by the assembled device structures, in the places of the highest concentration of stresses and bending loads, the adhesion of the coating to the protected surface is weakened, the anticorrosion primer coating is destroyed, which results in corrosion damage. Especially quickly, such processes occur upon contact of dissimilar metals.
Для обеспечения надежной и длительной коррозионной защиты контактов разнородных металлов, подвергающихся знакопеременным механическим нагрузкам, необходимо использовать эластичные антикоррозионные составы с высокой адгезией к защищаемой поверхности. Однако в настоящее время для этой цели используются антикоррозионные грунтовочные покрытия, которые обладают недостаточно высокой эластичностью.To ensure reliable and long-term corrosion protection of the contacts of dissimilar metals subjected to alternating mechanical loads, it is necessary to use elastic anti-corrosion compounds with high adhesion to the surface to be protected. However, currently for this purpose anticorrosion primers are used, which have insufficient elasticity.
Известна композиция для покрытий по металлу, включающая эпоксидный диановый олигомер и карбоксилсодержащий бутадиеннитрильный каучук, наполнители, органические растворители. В качестве отвердителя в композиции использован аминный кремнийорганический отвердитель (патент РФ №2255100, опубл. 27.06.2005 г.). Недостатком указанной композиции является недостаточно высокая адгезия к стали и углепластику.Known composition for coatings for metal, including epoxy Dianne oligomer and carboxyl-containing nitrile butadiene rubber, fillers, organic solvents. As the hardener in the composition, an amine silicone hardener was used (RF patent No. 225100, publ. June 27, 2005). The disadvantage of this composition is not sufficiently high adhesion to steel and carbon fiber.
Известна композиция для антикоррозионных покрытий по металлу, включающая растворимый сополимер тетрафторэтилена с винилиденфторидом, органические растворители, низкомолекулярную эпоксидную смолу, аминный отвердитель, разбавитель и наполнитель-графит или бисульфид молибдена (патент РФ №2331660, опубл. 20.08.2008 г.). Недостатком указанной композиции являются невысокие защитные свойства (отсутствие ингибиторов коррозии), а также низкая адгезия к углепластику.A known composition for anticorrosion coatings for metal, including a soluble copolymer of tetrafluoroethylene with vinylidene fluoride, organic solvents, low molecular weight epoxy resin, amine hardener, diluent and filler-graphite or molybdenum bisulfide (RF patent No. 2331660, publ. 20.08.2008). The disadvantage of this composition is its low protective properties (the absence of corrosion inhibitors), as well as low adhesion to carbon fiber.
Известен состав антикоррозионной композиции, содержащий эпоксидный олигомер, отвердитель - алифатический амин, пигменты с функцией ингибитора коррозии (цинк, фосфаты металлов), силиконовый промотор адгезии, а также поглотитель влаги (Европейский патент № ЕР 1947154 А1, опубл. 23.07.2008 г.). Покрытие обладает высокими защитными свойствами, адгезией к металлическим поверхностям и недостаточной адгезией к углепластику. Кроме того, указанный состав антикоррозионной композиции имеет невысокую жизнеспособность, что делает его недостаточно технологичным при нанесении, поскольку высокая жизнеспособность защитного полимерного состава после смешения с отвердителем обеспечивает стабильность свойств материала на протяжении технологического цикла нанесения его на защищаемую поверхность.The known composition of the anticorrosive composition containing an epoxy oligomer, a hardener is an aliphatic amine, pigments with the function of a corrosion inhibitor (zinc, metal phosphates), a silicone adhesion promoter, and a moisture absorber (European patent No. EP 1947154 A1, publ. 23.07.2008) . The coating has high protective properties, adhesion to metal surfaces and insufficient adhesion to carbon fiber. In addition, the specified composition of the anticorrosive composition has a low viability, which makes it insufficiently technologically advanced when applied, since the high viability of the protective polymer composition after mixing with the hardener ensures the stability of the material properties during the technological cycle of applying it to the protected surface.
Известен состав покрытия для защиты металлоконструкций от коррозии, включающий эпоксидную диановую смолу, жидкий бутадиеновый карбоксилатный каучук, толуол, отвердитель - полиэтиленполиамин, в качестве дополнительных модифицирующих добавок - ингибирующие пигменты (оксид хрома, фосфат цинка) и наполнитель - тальк (патент РФ №2187524, опубл. 20.08.2002 г.). Покрытие обладает высокой адгезией к стальным поверхностям, достаточно высокими защитными свойствами при нанесении на стальные поверхности. Однако указанное покрытие обладает низкой адгезией к титановым сплавам и углепластикам, а также недостаточно высокими влагозащитными свойствами.A known coating composition for protecting metal structures from corrosion, including epoxy Diane resin, liquid butadiene carboxylate rubber, toluene, hardener - polyethylene polyamine, as additional modifying additives - inhibiting pigments (chromium oxide, zinc phosphate) and filler - talc (RF patent No. 2187524, published on August 20, 2002). The coating has high adhesion to steel surfaces, sufficiently high protective properties when applied to steel surfaces. However, this coating has low adhesion to titanium alloys and carbon plastics, as well as insufficiently high moisture protective properties.
Известен состав барьерного покрытия, включающий эпоксидную диановую смолу, дибутилфталат или алифатическую эпоксидную смолу ДЭГ-1, полиэтиленполиамин, пластинчатый наполнитель в виде андезитовой базальтовой чешуи с толщиной пластинок от 0,2 до 7,0 мкм, отвердитель полиэтиленполиамин, аэросил и органический растворитель (патент РФ №2306325, опубл. 20.09.2007 г.). Покрытие обладает высокой химической стойкостью, высокой адгезией к стальным поверхностям. Недостатками указанного покрытия являются невысокая адгезия к алюминиевым сплавам и углепластику, невысокие защитные свойства на алюминиевых сплавах, недостаточно высокая эластичность. Защитный эффект таких покрытий обусловлен наличием чешуйчатого наполнителя, который создает барьерный слой, препятствующий проникновению влаги на границу раздела покрытие-металл, поэтому защитные свойства барьерных покрытий проявляются только при условии обеспечения высокой адгезии покрытия к защищаемой поверхности. Невысокие защитные свойства покрытия на алюминиевых сплавах связаны с низкими адгезионными характеристиками и невысокой эластичностью (жесткостью) покрытия. Наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения, принятым за прототип, является композиция для нанесения антикоррозионного покрытия, применяемая для защиты от коррозии нефтяных и газовых резервуаров, трубопроводов следующего состава, масс. ч.:The composition of the barrier coating is known, including epoxy diane resin, dibutyl phthalate or aliphatic epoxy resin DEG-1, polyethylene polyamine, a plate filler in the form of andesitic basalt scales with plate thickness from 0.2 to 7.0 μm, hardener polyethylene polyamine, aerosil and an organic solvent (patent RF №2306325, publ. September 20, 2007). The coating has a high chemical resistance, high adhesion to steel surfaces. The disadvantages of this coating are low adhesion to aluminum alloys and carbon fiber, low protective properties on aluminum alloys, insufficiently high elasticity. The protective effect of such coatings is due to the presence of a scaly filler, which creates a barrier layer that prevents the penetration of moisture at the coating-metal interface, therefore, the protective properties of barrier coatings are manifested only if high adhesion of the coating to the protected surface is ensured. The low protective properties of the coating on aluminum alloys are associated with low adhesive characteristics and low elasticity (rigidity) of the coating. The closest analogue of the invention, adopted as a prototype, is a composition for applying an anti-corrosion coating, used to protect against corrosion of oil and gas tanks, pipelines of the following composition, mass. hours:
Раствор эпоксидной смолы Э-41 в ксилоле или ацетоне - 46-58The solution of epoxy resin E-41 in xylene or acetone - 46-58
Мелкочешуйчатый α-оксид железа (спекулярит) - 12-30Fine-scaled α-iron oxide (specular) - 12-30
Тиокол (модификатор) - 7-10Thiokol (modifier) - 7-10
Кремнийорганический отвердитель АСОТ-2 - 12-17Organosilicon hardener ASOT-2 - 12-17
Синтетический кремнезем (аэросил А-175) - 3-5 (патент РФ №2284342, опубл. 27.09.2006 г.). Synthetic silica (Aerosil A-175) - 3-5 (RF patent No. 2284342, publ. 09/27/2006).
Недостатками этой композиции являются: плохая адгезия к алюминиевым сплавам и углепластику, невысокая прочность покрытия, следствием которой является невысокая устойчивость к термоциклированию, а также недостаточно высокая термостойкость.The disadvantages of this composition are: poor adhesion to aluminum alloys and carbon fiber, low coating strength, the result of which is low resistance to thermal cycling, as well as insufficiently high heat resistance.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение прочности при ударе, растяжении и изгибе, адгезии, адгезионной прочности и влагостойкости антикоррозионного покрытия, используемого для защиты конструкций из алюминиевых сплавов, стали, углепластика при температурах эксплуатации от -60°С до +150°С.The technical result of the invention is to increase the strength upon impact, tension and bending, adhesion, adhesive strength and moisture resistance of the anti-corrosion coating used to protect structures made of aluminum alloys, steel, carbon fiber at operating temperatures from -60 ° C to + 150 ° C.
Дополнительным преимуществом предлагаемого изобретения является повышение прочности, адгезии и влагостойкости антикоррозионного покрытия, используемого для защиты крепежных соединений и контактных пар разнородных металлов, а также пар металл-углепластик при температурах эксплуатации от -60°С до +150°С.An additional advantage of the invention is to increase the strength, adhesion and moisture resistance of the anti-corrosion coating used to protect fasteners and contact pairs of dissimilar metals, as well as metal-carbon fiber pairs at operating temperatures from -60 ° C to + 150 ° C.
Для достижения поставленного технического результата предложена композиция для антикоррозионного покрытия, включающая полимерное связующее, модификатор, отвердитель - кремнийорганический амин, по меньшей мере один наполнитель, по меньшей мере один пигмент и по меньшей мере один органический растворитель, которая дополнительно содержит реакционно-способный разбавитель - триглицидиловый эфир полиоксипроприлентриола, причем в качестве полимерного связующего указанная композиция содержит эпоксикремнийорганическую смолу, в качестве модификатора - бутадиенакрилонитрильный карбоксилатный каучук, в качестве пигмента - вещество, являющееся ингибитором коррозии, а в качестве наполнителя - вещество, имеющее волокнистую или игольчатую структуру, при следующем соотношении компонентов, масс. ч:To achieve the technical result, a composition for an anticorrosive coating is proposed, including a polymeric binder, a modifier, a hardener — an organosilicon amine, at least one filler, at least one pigment, and at least one organic solvent, which additionally contains a reactive diluent — triglycidyl polyoxy propylene triol ether, wherein, as a polymeric binder, said composition contains an epoxy silicone resin, as odifikatora - carboxylated nitrile-butadiene rubber, as a pigment - a substance which is a corrosion inhibitor and as a filler - material having a fibrous or needle-like structure, with the following component ratio, wt. h:
Полимерное связующее - 90,0-110,0Polymer binder - 90.0-110.0
Отвердитель - 60,0-100,0Hardener - 60.0-100.0
Модификатор - 10,0-35,0Modifier - 10.0-35.0
Реакционно-способный разбавитель - 10,0-25,0Reactive Diluent - 10.0-25.0
Пигмент - 150,0-190,0Pigment - 150.0-190.0
Наполнитель - 40,0-100,0Filler - 40.0-100.0
Органический растворитель - 30,0-100,0Organic solvent - 30.0-100.0
Композиция в качестве пигмента может содержать по меньшей мере одно вещество, выбранное из группы, включающей хромат стронция, хромат бария, фосфат хрома, фосфат алюминия, фосфат кальция или их смеси. В качестве наполнителя композиция может содержать по меньшей мере одно соединение, выбранное из группы, включающей природный либо искусственный силикат магния, или алюминия, или кальция, или их смеси. Дополнительно композиция в качестве наполнителя может содержать диоксид кремния. По меньшей мере два пигмента в составе композиции могут обладать различной растворимостью в воде. Композиция в качестве органического растворителя может содержать ксилол, или ацетон, или бутилацетат, или их смеси. Композиция, кроме того, дополнительно может содержать по меньшей мере один цветной пигмент в количестве от 0,5 до 7,0 масс. ч. для придания ей необходимого цвета.The composition as a pigment may contain at least one substance selected from the group consisting of strontium chromate, barium chromate, chromium phosphate, aluminum phosphate, calcium phosphate, or mixtures thereof. As a filler, the composition may contain at least one compound selected from the group comprising natural or artificial silicate of magnesium, or aluminum, or calcium, or a mixture thereof. Additionally, the composition as a filler may contain silicon dioxide. At least two pigments in the composition may have different solubilities in water. The composition as an organic solvent may contain xylene, or acetone, or butyl acetate, or mixtures thereof. The composition, in addition, may additionally contain at least one colored pigment in an amount of from 0.5 to 7.0 mass. h. to give it the necessary color.
При введении в состав полимерной композиции в качестве модификатора бутадиенакрилонитрильного карбоксилатного каучука в заявленном количестве образуется двухфазная полимерная система, в которой непрерывной фазой является модифицированная эпоксидная (эпоксикремнийорганическая) смола, а дисперсной фазой - включения частиц каучука. При отверждении такой двухфазной полимерной системы кремнийорганическим амином в присутствии реакционно-способного активного разбавителя происходит образование полимерной эластичной системы "сетка в сетке", кроме того, при отверждении такой системы в присутствии кремнийорганического амина происходит химическое взаимодействие аминогрупп как с эпоксидными группами олигомера и активного разбавителя, так и с карбоксилатными группами каучука. Кремнийорганический амин в заявленном количестве в данной композиции оказывает каталитическое действие на процесс взаимодействия эпоксидных групп с карбоксилатными группами каучука, а наличие этоксигрупп при атоме кремния способствует повышению адгезии. Наличие в структуре эластичной фазы позволяет получать эластичные покрытия с высокими адгезионными характеристиками. Введение наполнителя в двухфазную полимерную матрицу существенно влияет на свойства отвержденного покрытия. Применение в заявленном количестве наполнителя волокнистой (игольчатой) формы повышает физико-механические свойства, прочность, влагостойкость покрытия, а также устойчивость к перепаду температур. Таким наполнителем может быть, в частности, природный либо искусственный силикат магния, или алюминия, или кальция или их смеси.When a butadiene-acrylonitrile carboxylate rubber is introduced into the composition of the polymer composition as a modifier, a two-phase polymer system is formed in the declared amount, in which the modified epoxy (organosilicon) resin is the continuous phase and the particles of rubber are dispersed. Upon curing of such a two-phase polymer system with an organosilicon amine in the presence of a reactive active diluent, the formation of a network-in-network elastic polymer system occurs; moreover, upon curing of such a system in the presence of an organosilicon amine, chemical interaction of amino groups with both the epoxy groups of the oligomer and the active diluent occurs so with the carboxylate groups of rubber. Organosilicon amine in the declared amount in this composition has a catalytic effect on the interaction of epoxy groups with rubber carboxylate groups, and the presence of ethoxy groups at the silicon atom enhances adhesion. The presence of an elastic phase in the structure allows elastic coatings with high adhesive characteristics to be obtained. The introduction of filler in a two-phase polymer matrix significantly affects the properties of the cured coating. The use in the declared amount of filler of a fibrous (needle) form increases the physico-mechanical properties, strength, moisture resistance of the coating, as well as resistance to temperature changes. Such a filler may be, in particular, natural or artificial silicate of magnesium, or aluminum, or calcium, or a mixture thereof.
Применение ингибирующего вещества - пигмента в заявленном количестве существенно повышает защитные свойства предлагаемой полимерной композиции. При воздействии коррозионной среды ингибирующий пигмент (например, фосфат и/или хромат), введенный в состав полимерной матрицы, обладая незначительной растворимостью в воде, создает искусственные условия для пассивации металла, смещая электродный потенциал в положительную сторону, что приводит к торможению электрохимических процессов, приводящих к коррозии. Применение смеси ингибирующих пигментов с различной растворимостью в воде расширяет возможности регулирования скорости выщелачивания в начальной и конечной стадии, улучшая достигнутый технический результат посредством еще большего увеличения продолжительности антикоррозионной защиты поверхностности. Дополнительному улучшению заявленных характеристик предложенной композиции способствует введение в нее чистого диоксида кремния (аэросила) и использование в качестве органического растворителя ксилола, или ацетона, или бутилацетата, или их смесей в заявленных количествах.The use of an inhibitory substance - a pigment in the claimed amount significantly increases the protective properties of the proposed polymer composition. When exposed to a corrosive medium, an inhibitory pigment (for example, phosphate and / or chromate) introduced into the polymer matrix, having insignificant solubility in water, creates artificial conditions for passivation of the metal, shifting the electrode potential in the positive direction, which leads to inhibition of electrochemical processes leading to to corrosion. The use of a mixture of inhibitory pigments with different solubilities in water expands the ability to control the leaching rate in the initial and final stages, improving the technical result achieved by further increasing the duration of surface corrosion protection. An additional improvement in the claimed characteristics of the proposed composition is facilitated by the introduction of pure silica (aerosil) and the use of xylene, or acetone, or butyl acetate, or mixtures thereof in the declared amounts as an organic solvent.
Предлагаемая композиция обладает высокой адгезией к защищаемой поверхности (алюминиевые сплавы и различные стали, углепластики), высокими физико-механическими свойствами, влагостойкостью, а также хорошими антикоррозионными свойствами в интервале температур от -60 до +150°С.The proposed composition has high adhesion to the surface to be protected (aluminum alloys and various steels, carbon fiber reinforced plastics), high physical and mechanical properties, moisture resistance, as well as good anti-corrosion properties in the temperature range from -60 to + 150 ° C.
Примеры осуществления изобретенияExamples of carrying out the invention
Пример 1Example 1
Эпоксикремнийорганическую смолу растворяли в ксилоле, вводили триглицидиловый эфир полиоксипрорилентриола (лапроксид 603), наполнитель, а также ингибирующий пигмент, диспергировали полученную смесь. Перед применением в полученный полуфабрикат добавляли отвердитель - кремнийорганический амин, представляющий собой продукт конденсации γ-аминопропилтриэтоксисилана АСОТ-2, а также модификатор - раствор каучука в бутилацетате, перемешивали и наносили на образцы для проведения испытаний.The organosilicon resin was dissolved in xylene, triglycidyl ether of polyoxyprorylenetriol (laproxide 603), a filler, as well as an inhibitory pigment were dispersed, the resulting mixture was dispersed. Before use, a hardener, an organosilicon amine, which is a condensation product of γ-aminopropyltriethoxysilane ACOT-2, as well as a modifier, a solution of rubber in butyl acetate, were added to the prepared semifinished product, mixed, and applied to samples for testing.
Составы по примерам 2-5 изготавливали аналогично примеру 1.The compositions of examples 2-5 were made analogously to example 1.
Пример 6 (прототип)Example 6 (prototype)
Эпоксидную смолу Э-41 растворяли в ксилоле, вводили в полученный раствор мелкочешуйчатый α-оксид железа (спекулярит), перемешивали на мешалке, затем диспергировали. Перед применением в полуфабрикат добавляли отвердитель АСОТ-2, перемешивали и доводили до рабочей вязкости смесью органических растворителей.Epoxy resin E-41 was dissolved in xylene, fine-grained α-iron oxide (specularite) was introduced into the resulting solution, mixed on a stirrer, and then dispersed. Before use, ASOT-2 hardener was added to the semi-finished product, mixed and adjusted to a working viscosity with a mixture of organic solvents.
Составы предлагаемой композиции для антикоррозионного покрытия и состав композиции, известной из прототипа, приведены в таблице 1. The compositions of the proposed composition for anti-corrosion coating and the composition of the composition known from the prototype are shown in table 1.
Из предлагаемой композиции по примерам 1-5, а также из композиции, известной из прототипа, были получены покрытия толщиной 100-150 мкм на алюминиевом сплаве Д16, стали 30ХГСА, углепластике.From the proposed composition according to examples 1-5, as well as from the composition known from the prototype, coatings 100-150 μm thick on aluminum alloy D16, steel 30KhGSA, carbon fiber reinforced plastic were obtained.
Отверждение покрытий проводили при температуре 20±5°С в течение 3 суток. Определяли толщину покрытий, прочность при ударе, растяжении и изгибе, адгезионную прочность при отрыве в соответствии с ISO 4624, адгезию по ГОСТ 15140 в исходном состоянии и после увлажнения в течение 10 суток, влагопоглощение по ГОСТ 21513-76. Прочность при ударе, прочность при растяжении и изгибе определялись на металле в соответствии с ГОСТ 4765, ГОСТ 29309 и ГОСТ P 52740 в исходном состоянии и после термоциклирования (от -60 до+150)°С в течение 16 циклов. Полученные результаты приведены в таблице 2.Curing of coatings was carried out at a temperature of 20 ± 5 ° C for 3 days. The thickness of the coatings, impact, tensile and bending strength, the adhesive strength at separation in accordance with ISO 4624, the adhesion according to GOST 15140 in the initial state and after wetting for 10 days, moisture absorption according to GOST 21513-76. Impact strength, tensile and bending strength were determined on metal in accordance with GOST 4765, GOST 29309 and GOST P 52740 in the initial state and after thermal cycling (from -60 to + 150) ° C for 16 cycles. The results are shown in table 2.
Как видно из приведенных примеров, применение предлагаемой композиции позволяет обеспечить высокие адгезионные характеристики антикоррозионного покрытия как на стали, так и на алюминиевом сплаве и углепластике, что позволяет повысить температуру эксплуатации покрытия со 100°С до 150°С, защитные свойства - примерно в 2 раза, влагопоглощение - в 2,5 раза, что позволяет использовать разработанный состав для защиты конструкций из указанных материалов при температурах эксплуатации от -60°С до +150°С для изделий авиационной техники. Применение предлагаемой композиции также позволяет повысить прочность (эластичность) антикоррозионного покрытия как при изгибе, так и при растяжении в 5 раз, что позволяет использовать его для защиты элементов конструкций, которые при эксплуатации испытывают высокие динамические знакопеременные нагрузки.As can be seen from the above examples, the use of the proposed composition allows to provide high adhesion characteristics of the anticorrosion coating on both steel and aluminum alloy and carbon fiber, which allows to increase the operating temperature of the coating from 100 ° C to 150 ° C, protective properties - about 2 times moisture absorption - 2.5 times, which allows you to use the developed composition to protect structures from these materials at operating temperatures from -60 ° C to + 150 ° C for aircraft products. The use of the proposed composition also allows to increase the strength (elasticity) of the anticorrosion coating both in bending and in tension by 5 times, which allows it to be used to protect structural elements that experience high dynamic alternating loads during operation.
Claims (7)
Полимерное связующее - 90,0-110,0
Отвердитель - 60,0-100,0
Модификатор - 10,0-35,0
Реакционно-способный разбавитель - 10,0-25,0
Пигмент - 150,0-190,0
Наполнитель - 40,0-100,0
Органический растворитель - 30,0-100,01. Composition for anti-corrosion coating, comprising a polymeric binder, a modifier, a hardener - an organosilicon amine, at least one filler, at least one pigment and at least one organic solvent, characterized in that it further comprises a reactive diluent - triglycidyl polyoxy propylene triol ether, wherein the composition contains an epoxy silicone resin as a polymer binder, butadiene acrylonitrile carbox as a modifier silicate rubber, as a pigment - a substance that is a corrosion inhibitor, and as a filler - a substance having a fibrous or needle structure, in the following ratio of components, mass. hours:
Polymer binder - 90.0-110.0
Hardener - 60.0-100.0
Modifier - 10.0-35.0
Reactive Diluent - 10.0-25.0
Pigment - 150.0-190.0
Filler - 40.0-100.0
Organic solvent - 30.0-100.0
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2574512C1 true RU2574512C1 (en) | 2016-02-10 |
Family
ID=
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2737693C1 (en) * | 2019-12-31 | 2020-12-02 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Башкирский государственный университет" | Anticorrosion coating compound |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2261879C1 (en) * | 2004-06-03 | 2005-10-10 | Закрытое акционерное общество "Холдинговая компания ПромСтройТехноЛогии" | Abrasion-resistant protective polymeric composition |
| RU2374282C2 (en) * | 2007-11-09 | 2009-11-27 | Закрытое акционерное общество "Холдинговая компания "ПромСтройТехнологии" | Wear-resistant protective polymer composition |
| RU2480499C2 (en) * | 2011-07-04 | 2013-04-27 | Российская Федерация в лице Министерства промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Protective coating composition |
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2261879C1 (en) * | 2004-06-03 | 2005-10-10 | Закрытое акционерное общество "Холдинговая компания ПромСтройТехноЛогии" | Abrasion-resistant protective polymeric composition |
| RU2374282C2 (en) * | 2007-11-09 | 2009-11-27 | Закрытое акционерное общество "Холдинговая компания "ПромСтройТехнологии" | Wear-resistant protective polymer composition |
| RU2480499C2 (en) * | 2011-07-04 | 2013-04-27 | Российская Федерация в лице Министерства промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Protective coating composition |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| RU 2260610 C 1 20.09.2005. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2737693C1 (en) * | 2019-12-31 | 2020-12-02 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Башкирский государственный университет" | Anticorrosion coating compound |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5005675B2 (en) | High solid type anticorrosion paint composition | |
| JPWO2007046301A1 (en) | Anti-corrosive pigment-containing polyfunctional epoxy resin coating composition, coating film thereof, substrate coated with coating film, and anticorrosion method | |
| 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 | |
| JP2017141401A (en) | Anticorrosion paint composition, paint film, ship and marine structure | |
| CN101668815A (en) | Polythioether amine resins and the composition that comprises it | |
| EP3802699A1 (en) | Composition | |
| US5976415A (en) | Corrosion-inhibiting polysulfide sealants | |
| RU2290421C1 (en) | Composition for protective cover | |
| RU2574512C1 (en) | Composition for anti-corrosion coating | |
| RU2360938C1 (en) | Epoxy composition for coating | |
| RU2260610C1 (en) | Composition for a metal coating | |
| JP2009084453A (en) | Gasket material and manufacturing method thereof | |
| AU2020397212B2 (en) | Low solvent coating composition | |
| JP6494389B2 (en) | Polyurethane resin heavy-duty anti-corrosion coated steel with room temperature painted epoxy primer | |
| RU2214435C1 (en) | Composition for applying onto corroded surfaces | |
| KR102103223B1 (en) | Steel structure anticorrosive paint and its manufacturing method | |
| RU2803990C1 (en) | Chromate-free, quick-drying protective primer | |
| RU134170U1 (en) | VIBRATION DAMAGE UNIT | |
| RU2600651C2 (en) | Protective coating composition | |
| KR102103226B1 (en) | Seaside steel structure anticorrosive painting method | |
| JPH02225385A (en) | Method for forming protection film of concrete material | |
| RU2833721C1 (en) | Anticorrosion composition for protection of metal pipelines against soil corrosion | |
| RU2309966C1 (en) | Wear-resistant protective polymer compound | |
| RU2345109C1 (en) | Metal coat composition | |
| JP7618114B1 (en) | Anticorrosive coating composition |