Грунтовка для захисту металевих та бетонних поверхонь

Грунтовка для захисту металевих та бетонних поверхонь, що містить бітум, бутилкаучук, інгібітор корозії та розчинник, яка відрізняється тим, що як інгібітор корозії містить суміш 60% мас. талового 3 в композиції токсичних компонентів, оскільки фенолформальдегідна смола відноситься до 2-го класу небезпеки (високонебезпечні речовини) та проявляє алергенну дію [2,3], а імідозоліни (основа інгібітора корозії ІКБ-2-2) із домішками аліфатичних амінів також відносяться до 2-го класу небезпеки [2,3], що обмежує застосування ґрунтовки під бітумні покриття, які наносяться при температурі 160-180°С, при якій у повітря робочої зони виділяються леткі надзвичайно шкідливі токсичні продукти. Також відомо [6], що інгібітори корозії на основі імідазолінів (типу ІКБ-2-2) піддані гідролізу із розкриттям імідазолінового циклу, що приводить до нестабільності його дії, як інгібітору корозії у вологому середовищі. Всі ці недоліки ґрунтовки ГТ-760ІН приводять до зниження ефективності покриття. В основу винаходу поставлено задачу створення антикорозійної композиції ґрунтовки для підвищення ефективності ізоляційного покриття трубопроводів міського господарства та бетонних конструкцій і збільшення адгезійної міцності, водостійкості адгезії, захисних властивостей ґрунтовки, а також зниження її токсичності за рахунок введення менш токсичного інгібітору корозії, зниження вартості за рахунок введення бутилкаучуку у вигляді відходів виробництва. Поставлена задача вирішується тим, що ґрунтовка для захисту металевих та бетонних конструкцій, яка складається із бітуму, бутилкаучуку, інгібітору корозії і розчинника містить як інгібітор корозії суміш 60% талового пеку, 30% каталізату риформінга і 10% гасу, як розчинникнафтовий розчинник або суміш гасу та сольвенту нафтового при співвідношенні 1:3, як бутилкаучуквідходи технологічного процесу приготування та технологічної обробки гумової суміші для камер та діафрагм або відходи виробництва зі стадій синтезу бутилкаучуку, які є некондиційним бутилкаучуком, або суміш із 82%мас. некондиційного бутилкаучуку і 18%мас. шліфувального пилу відходів механічної обробки азбофрикційних виробів, при наступному співвідношенні компонентів, %мас.: бітум 5-15 бутилкаучук (відходи виробництва) 5-10 інгібітор корозії 32-70 розчинник решта до 100 Заявлену композицію одержують простим змішуванням до повного розчинення усіх компонентів у змішувачі роторного типу в звичайних умовах. Введення в ґрунтовку як інгібітора корозії суміш 60% талового пеку, 30% каталізату риформінга і 10% гасу (інгібітор корозії "Тарін") в сукупності з рештою компонентів забезпечує підвищення адгезійної міцності до заґрунтованої сталі полімерної стрічки, бітумного покриття, підвищення водостійкості адгезії та зменшення швидкості корозії металу, підвищення адгезії до бетону при одночасному зниженні токсичності композиції, оскільки інгібітор корозії "Тарін" відноситься до 4-го класу небезпеки [7]. Відомо [7,8], що інгібітор корозії "Тарін" засто 62634 4 совується як емульгатор зворотніх емульсій та для захисту від корозії нафтопромислового обладнання, яке транспортує пластові та стічні води. Але в пропонованій композиції інгібітор корозії "Тарін" проявляє раніше невідомі властивості, а саме підвищує адгезію гумово-бітумної композиції, значно поліпшує змочувальну здатність ґрунтовки, сприяє доброму розчиненню бітуму та бутилкаучукової гумової суміші, що значно спрощує технологію приготування ґрунтовки. Неочікуваним було і те, що інгібітор корозії "Тарін" підвищує водостійкість адгезії ґрунтовки в 1,5 рази при високих температурах (90°С). На відзнаку від традиційних інгібіторів корозії (наприклад, ІКБ-2-2), вміст яких у композиціях не перевищує 1-1,5мас%, інакше ці інгібітори впливають негативно на адгезійні властивості ґрунтовок, частка інгібітору корозії "Тарін" (до 70мас%) у складі композиції пропонованої ґрунтовки значно підвищує не тільки захисні властивості системи, але і адгезивні властивості покриття. Застосування в композиції ґрунтовки як бутилкаучуку - відходів виробництва бутилкаучукових сумішей дозволяє зменшити вартість ґрунтовки. Суть винаходу пояснюється конкретними прикладами виконання. А. Рецептура 1. На шинних заводах та заводах гумово-технічних виробів в технологічних процесах виготовлення, стрейнування, шприцевання, профілювання бутилкаучукових гумових сумішей (камерна, діафрагменна, тощо) утворюються відходи гумових сумішей, що не находять функціонального застосування. Бутилкаучукова гумова суміш відходів виробництва є вихідна гумова суміш (до стадії вулканізації) і за товарною формою є сира невулканізована гумова суміш, яка не представляє собою готового виробу, так як утворюються відходи в процесі виготовлення і технологічній обробці гумової суміші при підготовці до одержання невулканізованих гумових виробів (їздових камер, діафрагм). Таким чином цей відхід виробництва може бути охарактеризований складом вихідної композиції: бутилкаучук (БК) 53,57 поліетилен низького тиску 0,53 октофор N 1,07 цинку оксид 2,70 стабілойл-18 9,60 сажа ПМ-50 32,00 Б. Рецептура 2 - некондиційний бутилкаучук марок БК-1530Н, БК-1675Н, БК-2045Н за ТУ 38.003169-89 та інші відходи, що утворюються на стадіях синтезу каучуку. В. Рецептура 3 - маточна суміш некондиційного бутилкаучуку (82%) марок БК1530Н, БК-1675Н, БК2045Н і шліфувальний пил (18%) - відходи шліфувальні азбофрикційних виробів за ТУ 38.114279-88 виробництва ЗАТ "Трібо" (м. Біла Церква). Для приготування ґрунтовки застосовують таку сировину: 1) Бітум нафтовий за ГОСТ 22245-90 або бітум будівельний за ГОСТ 6617, або бітум кровельний за ГОСТ 9548-, або асфальтено-смолистий 5 пом'якшувач гранульований (АСПГ) за ТУ 38.УССР 201196-78. 2) Інгібітор корозії "Тарін" за ТУ 38.УССР 201.425-84, що є розчин талового пеку (60%) в каталізаті риформингу (30%) та гасі (10%). 3) Нафтовий розчинник С2-80/120 за ТУ У 22340203.001-97 або суміш гасу за ТУ У 00149943.470-96 та сольвенту нафтового за ГОСТ 10214-78, що взята при співвідношенні 1:3. 4) Як бутилкаучук застосовують рецептуру 1 бутилкаучукову гумову суміш відходів виробництва - камерну за ТУ 38-104259-87, діафрагменну за ТУ 38-104234-86, що утворюється на технологічних стадіях виготовлення, стрейнування, профілювання. Приклад 1. У змішувач завантажують 100кг подрібненої бутилкаучукової гумової суміші, розчиняють при кімнатній температурі в 200кг розчинника та перемішують. До суміші приливають розчин, який містить 100кг бітуму і 100кг розчинника. Суміш ретельно перемішують та добавляють поступово 320кг інгібітора корозії і 180кг розчинника до повного розчинення всіх компонентів та утворення гомогенної суміші. Загальний час приготування - 3,5 годин. Приклади 2-16 приготовлені аналогічно, змінено лише кількості компонентів. Склад отриманих композицій наведені у таблиці 1. Ґрунтовку наносять на металеву пластинку або бетонний зразок тонким шаром (0,4-0,5мм) за допомогою пензлика або зануренням при температурі (20±10)°С. Ізоляційну стрічку типу ЛДПЛ за ТУ 88 України 264-06-93 або бітумне покриття за ГОСТ 9.602-89 наносять через 30-50сек після нанесення ґрунтовки на металеву пластинку (сталь-3). Отримані зразки покриття випробовують на адгезійну міцність за ГОСТ 15140-78 методом відшарування захисного покриття від сталевої підкладки під кутом 180° за температури (20±5)°С та швидкості відшарування 50мм/хв. Час встановлення адгезії - 3 доби. Водостійкість адгезії ґрунтовки з ізоляційною стрічкою визначають після витримки зразків у воді протягом 1000 годин за температури (90±2)°С. Результати випробувань приведені у табл.2. Оцінку змочування поверхні металу ґрунтовкою проводять по зміні діаметру плями розтікання краплі ґрунтовки, що наноситься на знежирену поверхню металевого зразка за допомогою піпетки. Зразок розміщують у термостатованій камері (+20)°С із вмонтованим окуляром мікроскопу "Мир". Діаметр плями розтікання краплі вимірюють через 10хв. після її нанесення. Результати досліджень змочувальної здатності ґрунтовок наведені у таблиці 2. Захисні властивості ґрунтовок визначають методом поляризаційного опору за допомогою приладу УІСК-1. Оцінено зміну швидкості корозії металу під грунтовочним покриттям, що нанесене на 62634 6 датчики методом занурення із послідуючою сушкою протягом 60хв при (20-25)С. По зміні величини струму розраховано поляризаційний опір, який зворотньо пропорційний швидкості корозії. Випробування швидкості підплівкової корозії проведено для зачищених від іржі зразків, а також зразків із іржею. Результати наведені у таблиці 2. Адгезію до бетону визначають методом ґратчастих надрізів за ГОСТ 15140-78 по чотирьохбальній системі. Результати зазначені у Таблиці 2. Таким чином, як показали дослідження, із таблиці 2 видно (за прикладами 1-10), що ґрунтовка за винаходом у порівнянні із відомою ґрунтовкою ГТ-760 ІН, що взята як прототип, має такі переваги: - підвищену адгезійну міцність; - кращу водостійкість адгезії; - швидкість корозії металу зменшується на (10-1 15)10 мм/рік, тобто захисні властивості на порядок вищі; - підвищену змочувальну здатність; - поліпшення адгезії до бетону на 1 бал; - вилучення шкідливих компонентів (у відомій ґрунтовці застосовуються токсичні інгібітор корозії та фенолформальдегідна смола (2-й клас небезпеки - високонебезпечні речовини); - за рахунок застосування відходів виробництва бутилкаучуку, дешевого, але високоефективного інгібітору корозії буде знижена вартість ґрунтовки. Наведені приклади підтверджують досягнення технічного, екологічного та економічного результату при здійсненні заявленої ґрунтовки. Перелік посилань 1. А.с. 619498 СССР. Состав для гидроизоляции кровель. - Опубл. в Б.И. 1978, №30. 2. ГОСТ 12.1.005-88. ССБТ. Воздух рабочей зоны. Общие санитарно-гигиенические требования. 3. ГОСТ 12.1.007-76. ССБТ. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности. 4. А.с. 733240 СССР. Состав для грунтовки. Опубл. в Б.И. 1980, №17. 5. ТУ 102-840-88. Грунтовка ГТ-760 ИН. 6. Martin J.A., Valone F.W. Spectroscopic Techniques for Quality Assurance oil Fild Corrosion Inhibitors. // Corrosion. -1985. -v.41, №8, p.465-473. 7. Ингибиторы коррозии для нефтяной промышленности. // Н.Е. Миненков, Э.П. Минголев, М.Ш. Кендис и др.// Проблемы защиты нефте-, газопромыслового оборудования и сооружений от коррозии: Тезисы докладов областной научнотехнической конференции. - Тюмень, 1983. С.7-10. 8. ТУ 38 УССР 201425-84. Ингибитор коррозии «Тарин». 7 62634 8 Таблиця 1 Інгредієнт Бітум Бутилкаучук, рецептури: №1 №2 №3 Інгібітор корозії "Тарін" Нафтовий розчинник С2-80/120 С3-80/120 або суміш сольвенту нафтового і гасу 1 10 2 15 3 5 4 10 Масова частка інгредієнтів, %, за прикладами 5 6 7 8 9 10 11к 12к 13к 10 10 10 5 10 10 0 20 10 14к 10 15к 10 16к 4 10 32 10 32 10 42 8 42 8 42 5 60 5 45 5 70 8 52 10 45 10 40 10 55 0 40 17,5 40 10 40 4 82 48 43 43 25 40 20 35 50 15 32,5 50 40 40 30 50 10 Таблиця 2 Значення для Назва показни- відомої ка ґрун1 товки ГТ760ІН Сухий залишок, % 35 40 Діаметр плями розтікання краплі ґрунтовки, ділень 7,0 10,0 Адгезій на міцність до за ґрунтованої сталі: -полімерної стрічки при 20°С через 3 доби, кгс/см; 1,5 2,2 -бітумного покриття на зсув, кгс/см2 2,0-2,1 2,5 Водостійкість адгезії через 1000год, 90°С: полімерної стрічки. кгс/см; 0,8 1,2 -бітумного покриття на зсув, кгс/см2 0,9 1,5 Швидкість корозії металу під грунтовочним покриттям, мм/рік: -на чистій від іржі поверхні; 15·10-4 25·10-5 -на ржавій поверхні 5·10-5 5·10-5 Адгезія до бетону, бал 2 1 Значення для пропонованої композиції ґрунтовки за прикладами 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11к 12к 13к 14к 15к 16к 45 37 38 39 45 41 35 41 45 38 50 36 46 43 36 9,0 11,5 11,0 10,5 11,0 10,0 9,5 10,0 10,5 9,0 10,5 7,5 9,0 7,0 10,0 2,1 2,3 2,2 2,2 2,3 2,1 2,0 2,2 2,2 1,3 1,3 1,3 0,9 1,2 1,2 2,6 2,7 2,4 2,5 2,8 2,7 2,3 2,6 2,5 1,5 1,6 1,5 1,6 1,7 1,8 1,1 1,3 1,2 1,1 1,3 1,3 1,2 1,2 1,2 0,4 0,3 0,3 0,5 0,8 0,7 1,6 1,8 1,5 1,6 1,7 1,6 1,4 1,6 1,5 1,1 0,8 0,8 0,9 0,9 1,0 25·10-5 30·10-5 25·10-5 25·10-5 26·10-5 5·10-5 25·10-5 15·10-5 25·10-5 25·10-4 25·10-4 25·10-4 16·10-4 15·10-4 20·10-4 5·10-5 5·10-5 5·10-5 5·10-5 1 1 1 1 Комп’ютерна верстка М. Клюкін 3·10-5 25·10-5 20·10-5 5·10-5 5·10-5 5·10-4 2·10-4 2·10-4 7·10-4 3·10-4 5·10-4 1 1 1 Підписне 1 1 2 2 2 2 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3 2