RU2849779C2 - Способ получения противообрастающей самополирующейся эмали с низким содержанием ионов металла - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к средствам защиты от обрастания морскими организмами подводных частей судов. Получение противообрастающей самополирующейся эмали проводят в три стадии. На первой стадии готовят пигментную пасту путем перемешивания в смесителе биоцида - закиси меди, красного железоокисного пигмента, талька, оксида цинка, цинкакрилата меди, Трайфикса 150 и метоксипропанола, полученную смесь диспергируют в бисерной мельнице в течение 1 ч до показателя перемола 70-80 мкм. На второй стадии готовят пленкообразующую основу, для этого в смесителе в течение не менее 1 ч проводят перемешивание цинкарилата меди, канифоли живичной 50% в ксилоле, хлорпарафина и ортоксилола. На третьей стадии совмещают полученные пигментную пасту, пленкообразующую основу и загуститель Бентон 38, смесь перемешивают не менее 1 ч. Изобретение позволяет снизить содержание меди и увеличить противообрастающие свойства эмали при использовании более экологически безопасных биоцидов. 2 табл., 5 пр.

Description

Изобретение относится к средствам защиты от обрастания морскими организмами подводных частей судов, кораблей с самополирующими свойствами. Материал более экологически полноценный по сравнению с аналогами с низким содержанием ионов металла и характеризуется применением эко-френдли биоцидов.

Современный ассортимент лакокрасочных противообрастающих материалов включает эмали, отличающиеся типом связующего, степенью эффективности, сроком службы и стойкостью. В настоящее время на первый план выступают экологические характеристики, обусловленные наличием в противообрастающих покрытиях биоцидных добавок, которые выделяются в окружающую среду и влияют на жизнедеятельность морских организмов. Применяемые в настоящее время лакокрасочные материалы по механизму защитного действия можно разделить на материалы контактного типа, растворимые материалы и самополирующиеся лакокрасочные материалы.

Механизм защитного действия традиционных эмалей контактного типа основан на выщелачивании биоцида приблизительно пропорционально его содержанию в лакокрасочной пленке. Увеличение содержания биоцида в пленке приводит к увеличению эффективного действия покрытия, но при этом возрастает и скорость расходования биоцидов. Поэтому увеличение срока службы не связано линейно с количеством биоцида. Кроме того, постепенное увеличение толщины выщелоченного слоя приводит к снижению скорости выщелачивания биоцида из остальной массы покрытия. При толщине выщелоченного слоя около 50-70 мкм скорость выщелачивания снижается до значений, при которых становится возможным прикрепление обрастателей. Таким образом, оставшийся в пленке биоцид уже не обеспечивает защиту от обрастания. Поэтому очевидно, что простое увеличение толщины традиционного покрытия не позволяет увеличить срок его службы.

Традиционные противообрастающие лакокрасочные материалы в настоящее время выпускаются в основном на виниловой и хлоркаучуковой основах. В качестве биоцидов в них используется закись меди. Срок службы таких покрытий не превышает 2-2,5 лет. Эти эмали рекомендуется применять для судов, район плавания которых ограничен северными и умеренными широтами. Противообрастающие краски растворимого типа выпускаются обычно на основе канифоли и в качестве биоцидов в них используются соединения меди.

Известен способ получения противообрастающей краски (эмали), включающей пленкообразующую основу, медьсодержащий биоцид, растворитель, причем в качестве пленкообразующей основы она содержит перхлорвиниловую смолу в смеси с канифолью и (или) пентафталевым лаком, в качестве биоцида - отработанный меднохромбариевый катализатор процесса гидрирования синтетических жирных кислот в высшие жирные спирты, а в качестве растворителя смесь сольвента-нафта и бутилацетата в соотношении 1: 4 при следующем соотношении компонентов, мас. %: пленкообразующая основа - 14,4-21,7; отработанный меднохромбариевый катализатор - 6,0-39,0; растворитель - остальное. Противообрастающую краску ХВ-5295 готовят обычным способом в шаровой мельнице. Предварительно сплавляют отработанный меднохромбариевый катализатор (МХК) с канифолью при 160-185°С в течение 2 ч, полученный сплав разбивают на куски, загружают в шаровую мельницу, вводят добавки и часть растворителя. В течение 16-25 ч осуществляют перетир, после чего добавляют смолу ПСХ-ЛС в оставшемся количестве растворителя. Перемешивают до однородного раствора в шаровой мельнице для получения краски соответствующей дисперсности (RU 2115680, 20.07.1998).

Однако, эмаль имеет недостаточный срок службы покрытия, высокую скорость выщелачивания закиси меди и высокий расход, а также невысокую эластичность покрытия.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения противообрастающей эмали характеризующийся тем, что сначала бензолсульфокислоту, циклогексанон, смесь салициловой кислоты и анилида салициловой кислоты и ацетон при соотношении их соответственно между собой в мас. %: 0,9-0,3:3,2-2,6:2,1-1,5:10,6-9,0 перемешивают при температуре 18-22°С не менее 1 часа, затем производят загрузку медьсодержащего биоцида - закиси меди и смесь импрегнируют в течение 25-40 мин, полученную массу обрабатывают 50-60%-ным раствором канифоли в сольвенте при температуре 18-25°С, а далее совмещают с оставшейся частью канифоли, пленкообразователем эпоксиэфирным лаком, сополимером винилхлорида с винилацетатом, эпоксидной диановой смолой, пластификатором - дибутилфталатом, пигментом - оксидом цинка, после чего смесь диспергируют до степени перетира 50-70 мкм при следующем соотношении компонентов, мас. %: канифоль - 11,9-13,0; сополимер винилхлорида с винилацетатом - 2,4-3,7; эпоксидная диановая смола - 0,48-1,9; эпоксиэфирный лак - 4,0-5,0; биоцид - закись меди - 45,0-50,0; дибутилфталат - 3,0-4,0; оксид цинка - 1,2-1,7; салициловая кислота - 1,6-2,0; анилид салициловой кислоты - 1,5-2,1; бензолсульфокислота - 0,3-0,9; органические растворители - остальное (RU 2394864, 20.07.2010). Однако такой вариант содержит большое количество закиси меди, бензосульфокислоты, которые могут оказать негативное воздействие на морскую флору и фауну.

Технической результат предлагаемого изобретения заключается в получении противообрастающей самополирующейся эмали с пониженным содержанием ионов меди и применением более экологически полноценных биоцидов.

Технический результат достигается тем, что получение противообрастающей самополирующейся эмали, заключается в том, что на первой стадии готовят пигментную пасту путем перемешивания в смесителе биоцида - закиси меди, красного железоокисного пигмента, талька, оксида цинка, Трайфикса 150 и метоксипропанола при массовом соотношении их соответственно между собой: 40,0-43,0:5,0-9,0:4,0-6,0:2,0-4,0:5,0-7,0:0,9-2,0:2,0-5,5, затем полученную смесь диспергируют в бисерной мельнице в течение 1 часа до показателя перемола 70-80 мкм, на второй стадии готовят пленкообразующую основу для этого в смесителе в течение не менее 1 часа проводят перемешивание оставшейся части цинкарилата меди, канифоли живичной 50% в ксилоле, хлорпарафина и ортоксилола при массовом соотношении их соответственно между собой: 8,0-10,0:14,0-18,0:1,0-3,0:3,0-7,0, на третьей стадии совмещают полученные пигментную пасту и пленкообразователь, добавляют загуститель Бентон 38 в соотношении мас. %: 0,1-0,5 и перемешивают не менее 1 часа при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Закись меди	40,0-43,0
Цинкакрилат меди	13,0-17,0
Тальк	4,0-6,0
Красный железоокисный пигмент	5,0-9,0
Оксид цинка	2,0-4,0
Хлорпарафин	1,0-3,0
Канифоль жевичная 50% в ксилоле	14,0-18,0
Метоксипропанол	2,0-5,5
Загуститель Бентон 38	0,1-0,5
Трайфикс 150	0,9-2,0
Ортоксилол	остальное

Способ реализуется следующим образом.

Эмаль готовят в три стадии.

На первой стадии готовят пигментную пасту: для чего в смесителе проводят перемешивание биоцида - закиси меди, красного железоокисного пигмента, талька, оксида цинка, биоцида - цинкакрилата меди, диспергатора Трайфикс 15, метоксипропанола в соотношении мас. %: 40,0-43,0:5,0-9,0:4,0-6,0:2,0-4,0:5,0-7,0:0,9-2,0:2,0:2,0-5,5. Далее проводят диспергирование в бисерной мельнице в течение 1 часа до показателя перемола 70-80 мкм.

На второй стадии готовят пленкообразователь: для этого в смесителе в течение не менее 1 часа проводят перемешивание оставшейся части цинкарилата меди, канифоли живичной 50% в ксилоле, хлорпарафина, ортоксилола в массовом соотношении их соответственно между собой: 8,0-10,0:14,0-18,0:1,0-3,0:3,0-7,0.

На третьей стадии: совмещают полученные пигментную пасту и пленкообразователь и дополнительно добавляют загуститель Бентон 38 в соотношении мас. %: 0,1-0,5 и перемешивают не менее 1 часа. При необходимости добавляют ортоксилол до нужной технологической вязкости. Далее проводят фильтрование полученной эмали и ее фасовку.

При этом противообрастающая самополирующаяся эмаль содержит следующее соотношение компонентов, мас. %:

Закись меди	40,0-43,0
Цинкакрилат меди	13,0-17,0
Тальк	4,0-6,0
Красный железоокисный пигмент (ЮКОП)	5,0-9,0
Оксид цинка	2,0-4,0
Хлорпарафин	1,0-3,0
Канифоль живичная 50% в ксилоле	14,0-18,0
Метоксипропанол	2,0-5,5
Загуститель Бентон 38	0,1-0,5
Трайфикс 150	0,9-2,0
Ортоксилол	остальное

Заявленная противообрастающая самополирующаяся эмаль тиксотропна, но перед применением требуется тщательное перемешивание. Нанесение эмали проводят кистью, валиком, шпателем или с помощью специального оборудования. Эмаль наносят в два слоя с промежуточной сушкой грунтовочное и антикоррозионное покрытие, предназначенное для создания противообрастающих систем, например на грунтовки: ВЛ-023, ЭП-0263С, ЭП-0325, ЭП-0199, антикоррозионные эмали: ЭП-46У, ХС-436, ХВ-453.

Конкретное содержание компонентов по пяти составам противообрастающей эмали приведено в таблице 1.

Пример 1 (по составу №1). На 100 кг эмали в смеситель загружают на первой стадии для приготовления пигментной пасты: 43 кг биоцида - закиси меди, 9 кг красного железоокисного пигмента, 4 кг талька, 2 кг оксида цинка, 7 кг биоцида - цинкакрилата меди, 0,9 кг Трайфикса 150, 2 кг метоксипропанола и перемешивают. Затем проводят диспергирование в бисерной мельнице в течение 1 часа до показателя перемола 70-80 мкм. На второй стадии готовят пленкообразователь: для этого в смеситель загружают оставшуюся часть 10 кг цинкарилата меди, 18 кг канифоли живичной 50% в ксилоле, 1 кг хлорпарафина и 3 кг ортоксилола и проводят перемешивание в течение не менее 1 часа. На третьей стадии: совмещают полученные пигментную пасту и пленкообразователь и дополнительно добавляют 0,1 кг загустителя Бентон 38 и вновь перемешивают не менее 1 часа. При необходимости добавляют ортоксилол до нужной технологической вязкости. Далее проводят фильтрование полученной эмали и ее фасовку. Технологические показатели данного состава противообрастающей самополирующейся эмали представлены в таблице 2.

Пример 2 (по составу №2). На 100 кг эмали в смеситель загружают на первой стадии для приготовления пигментной пасты: 42,5 кг биоцида - закиси меди, 8 кг красного железоокисного пигмента, 4,5 кг талька, 2,5 кг оксида цинка, 7 кг биоцида - цинкакрилата меди, 1,3 кг Трайфикса 150, 2,5 кг метоксипропанола и перемешивают. Затем проводят диспергирование в бисерной мельнице в течение 1 часа до показателя перемола 70-80 мкм. На второй стадии готовят пленкообразователь: для этого в смеситель загружают оставшуюся часть 9 кг цинкарилата меди, 17 кг канифоли живичной 50% в ксилоле, 1,5 кг хлорпарафина и 4 кг ортоксилола и проводят перемешивание в течение не менее 1 часа. На третьей стадии: совмещают полученные пигментную пасту и пленкообразователь и дополнительно добавляют 0,2 кг загустителя Бентон 38 и вновь перемешивают не менее 1 часа. При необходимости добавляют ортоксилол до нужной технологической вязкости. Далее проводят фильтрование полученной эмали и ее фасовку. Технологические показатели данного состава противообрастающей самополирующейся эмали представлены в таблице 2.

Пример 3 (по составу №3). На 100 кг эмали в смеситель загружают на первой стадии для приготовления пигментной пасты: 42,2 кг биоцида - закиси меди, 7 кг красного железоокисного пигмента, 5 кг талька, 3 кг оксида цинка, 6 кг биоцида - цинкакрилата меди, 1,5 кг Трайфикса 150, 3 кг метоксипропанола и перемешивают. Затем проводят диспергирование в бисерной мельнице в течение 1 часа до показателя перемола 70-80 мкм. На второй стадии готовят пленкообразователь: для этого в смеситель загружают оставшуюся часть 9 кг цинкарилата меди, 16 кг канифоли живичной 50% в ксилоле, 2 кг хлорпарафина и 5 кг ортоксилола и проводят перемешивание в течение не менее 1 часа. На третьей стадии: совмещают полученные пигментную пасту и пленкообразователь и дополнительно добавляют 0,3 кг загустителя Бентон 38 и вновь перемешивают не менее 1 часа. При необходимости добавляют ортоксилол до нужной технологической вязкости.

Далее проводят фильтрование полученной эмали и ее фасовку. Технологические показатели данного состава противообрастающей самополирующейся эмали представлены в таблице 2.

Пример 4 (по составу №4). На 100 кг эмали в смеситель загружают на первой стадии для приготовления пигментной пасты: 41,8 кг биоцида - закиси меди, 6 кг красного железоокисного пигмента, 5,5 кг талька, 3,5 кг оксида цинка, 6 кг биоцида - цинкакрилата меди, 1,8 кг Трайфикса 150, 3,5 кг метоксипропанола и перемешивают. Затем проводят диспергирование в бисерной мельнице в течение 1 часа до показателя перемола 70-80 мкм. На второй стадии готовят пленкообразователь: для этого в смеситель загружают оставшуюся часть 8 кг цинкарилата меди, 15 кг канифоли живичной 50% в ксилоле, 2,5 кг хлорпарафина и 6 кг ортоксилола и проводят перемешивание в течение не менее 1 часа. На третьей стадии: совмещают полученные пигментную пасту и пленкообразователь и дополнительно добавляют 0,4 кг загустителя Бентон 38 и вновь перемешивают не менее 1 часа. При необходимости добавляют ортоксилол до нужной технологической вязкости. Далее проводят фильтрование полученной эмали и ее фасовку. Технологические показатели данного состава противообрастающей самополирующейся эмали представлены в таблице 2.

Пример 5 (по составу №5). На 100 кг эмали в смеситель загружают на первой стадии для приготовления пигментной пасты: 40 кг биоцида - закиси меди, 5 кг красного железоокисного пигмента, 6 кг талька, 4 кг оксида цинка, 5 кг биоцида-цинкакрилата меди, 2 кг Трайфикса 150, 5,5 кг метоксипропанола и перемешивают.Затем проводят диспергирование в бисерной мельнице в течение 1 часа до показателя перемола 70-80 мкм. На второй стадии готовят пленкообразователь: для этого в смеситель загружают оставшуюся часть 8 кг цинкарилата меди, 14 кг канифоли живичной 50% в ксилоле, 3 кг хлорпарафина и 7 кг ортоксилола и проводят перемешивание в течение не менее 1 часа. На третьей стадии: совмещают полученные пигментную пасту и пленкообразователь и дополнительно добавляют 0,5 кг загустителя Бентон 38 и вновь перемешивают не менее 1 часа. При необходимости добавляют ортоксилол до нужной технологической вязкости. Далее проводят фильтрование полученной эмали и ее фасовку. Технологические показатели данного состава противообрастающей самополирующейся эмали представлены в таблице 2.

Таблица 1. Количественные характеристики пяти исследуемых составов заявленной противообрастающей самополирующейся эмали и ближайшего аналога по патенту RU 2394864.

Таблица 2. Технологические показатели заявленной противообрастающей самополирующейся эмали и ближайшего аналога по патенту RU 2394864.

Как видно из таблицы 2 покрытие на основе предлагаемой противообрастающей самополирующейся эмали (пример 2) превосходит прототип по сроку службы в тропиках и имеет большую толщину в системе покрытий, что положительно сказывается на противокоррозионных свойствах.

Также противообрастающая самополирующееся эмаль по примеру 2 имеет большую предельную толщину нестекающего мокрого слоя с вертикальной поверхности, что очень важно при нанесении эмали на поверхность судна или корабля.

Главное преимущество данной эмали: меньшее содержание закиси меди в составе по сравнению с протатипом при лучших противообрастающих свойствах и содержит более мягкие эко-френдли биоциды, которые оказывают минимальное негативное воздействие на окружающую среду.

Claims (2)

1. Способ получения противообрастающей самополирующейся эмали, заключающийся в том, что на первой стадии готовят пигментную пасту путем перемешивания в смесителе биоцида - закиси меди, красного железоокисного пигмента, талька, оксида цинка, цинкакрилата меди, Трайфикса 150 и метоксипропанола при массовом соотношении их соответственно между собой: 40,0-43,0:5,0-9,0:4,0-6,0:2,0-4,0:5,0-7,0:0,9-2,0:2,0-5,5, затем полученную смесь диспергируют в бисерной мельнице в течение 1 часа до показателя перемола 70-80 мкм, на второй стадии готовят пленкообразующую основу, для этого в смесителе в течение не менее 1 часа проводят перемешивание оставшейся части цинкарилата меди, канифоли живичной 50% в ксилоле, хлорпарафина и ортоксилола при массовом соотношении их соответственно между собой: 8,0-10,0:14,0-18,0:1,0-3,0:3,0-7,0, на третьей стадии совмещают полученные пигментную пасту и пленкообразователь, добавляют загуститель Бентон 38 и перемешивают не менее 1 часа при следующем соотношении компонентов, мас.%:
2. Закись меди 40,0-43,0 Цинкакрилат меди 13,0-17,0 Тальк 4,0-6,0 Красный железоокисный пигмент 5,0-9,0 Оксид цинка 2,0-4,0 Хлорпарафин 1,0-3,0 Канифоль живичная 50% в ксилоле 14,0-18,0 Метоксипропанол 2,0-5,5 Загуститель Бентон 38 0,1-0,5 Трайфикс 150 0,9-2,0 Ортоксилол остальное