Лакофарбова композиція для покриттів

Изобретение относится к лакокрасочной промышленности, конкретнее к лакокрасочным композициям для покрытий, предназначенных для защиты оборудования и помещений, эксплуатируемых в условиях повышенной радиации на атомных станциях и других предприятиях атомной энергетики. Известна лакокрасочная композиция для покрытий, эксплуатируемых в условиях повышенной радиации, [1]. Композиция содержит жидкую низкомолекулярную эпоксидную смолу, отвердитель холодной сушки (полиамидную смолу), наполнитель, а также хинолин и метилнафталин при следующем соотношении компонентов, мас.%: Общими признаками с заявляемым техническим решением являются: наличие в композиции эпоксидной смолы, меламиноформальдегидной смолы, наполнителя, отвердителя. Причинами, препятствующими достижению требуемого технического результата, являются: отсутствие в составе композиции пигментов, что существенно ограничивает область применения данного покрытия, а также наличие жидкой низкомолекулярной эпоксидной смолы, что не может обеспечить достаточно высокую радиационную стойкость и хорошую дезактивируемость покрытий. В качестве прототипа выбран наиболее близкий по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату лакокрасочный материал на основе эпоксидной смолы для защиты от коррозии металлических изделий и конструкций, эксплуатируемых в условиях воздействия ионизирующих излучений, воды и повышенных температур [2]. Согласно указанному изобретению рецептура имеет такой состав, мас.%: Общими признаками с заявляемым техническим решением являются: наличие в композиции эпоксидной смолы, меламиноформальдегидной смолы, наполнитель (талька), отвердителя холодной сушки и растворители. Причиной, препятствующей достижению требуемого технического результата, шляется наличие в известной композиции низкомолекулярной эпоксидной смолы. Низкомолекулярные эпоксидные смолы, обычно применяемые в лакокрасочной промышленности, представляют собой олигомеры, содержащие в цепи значительное (до 20 22%) количество реакционноспособных функциональных групп. Чем выше молекулярный вес эпоксидной смолы, тем меньше реакционноспособных групп она содержит, тем меньше ее растворимость и тем менее реакционноспособной является смола. Низкомолекулярные, более реакционноспособные, эпоксидные смолы более активно участвуют в хемосорбции радиоактивных загрязнений, в радиационнохимических реакциях, приводящих к деструкции полимера, что, соответственно, ухудшает дезактивируемость покрытий, их радиационную стойкость и не позволяет достигнуть требуемого технического результата. В основу изобретения поставлена задача получить такую лакокрасочную композицию для покрытий, в которой введение новых компонентов, а также новое сочетание компонентов позволило бы обеспечить высокую радиационную стойкость цветного лакокрасочного покрытия в сочетании с его хорошей дезактивируемостью. В атомной промышленности цвет покрытий имеет не только промышленное, но и важное техническое значение - необходима окраска различным цветом прежде всего коммуникаций различного специального назначения, реакторных залов, знаков радиационной опасности (так называемые "сигнальные цвета") и т.д. В ряде случае категорически недопустимо заменять цвет покрытия, заданный в технической документации для конкретного окрашиваемого объекта, другим цветом. Таким образом, цвет покрытий является важной технической характеристикой материала и наличие пигментов является существенным признаком. Поставленная задача решается тем, что лакокрасочная композиция, содержащая эпоксидную смолу, меламиноформальдегидную смолу, наполнитель, отвердитель холодной сушки и растворитель, согласно изобретению, содержит - среднемолекулярную эпоксидную смолу, в качестве наполнителя - тальк с добавкой 10 - 50% аэросила, в качестве отвердителя холодной сушки - алифатический амин, содержащий в углеводородном радикале ароматическое кольцо, в качестве растворителя - стандартные растворители для среднемолекулярных эпоксидных смол, а также дополнительно содержит пластификатор и пигмент при следующем соотношении компонентов, мас.%: В качестве пластификатора композиция содержит сложные эфиры фталевой кислоты. В качестве пигмента композиция содержит азопигменты, и/или крона свинцовые, и/или двуокись титана, и/или железоокисные пигменты. В качестве пигмента композиция содержит фталоцианиновые пигменты или окись хрома, и/или крона свинцовые, и/или двуокись титана. В качестве пигмента композиция содержит сажу или двуокись титана. Между совокупностью существенных признаков заявляемого изобретения и достигаемым техническим результатом существует причинно-следственная связь, которая подтверждается конкретными примерами реализации заявляемой композиции. Исключение хотя бы одного из существенных признаков не позволяет достичь требуемого технического результата; то есть, получить защитное покрытие, которое имеет требуемый цвет, высокую радиационную стойкость (на уровне 1 - 2 баллов), хорошую дезактивируемость (остаточная радиоактивность после дезактивации менее 4,0%). Традиционно используемые в лакокрасочной промышленности пигменты на основе окислов и солей кадмия, бария, ртути, стронция и многих других значительно ухудшают радиационную стойкость покрытий и их дезактивируемость, так как сильно поглощают ионизирующие излучения, вследствие чего усиливаются процессы радиационнохимической деструкции полимера. Проведенные нами исследования влияния типа пигмента и его соотношения на радиационную стойкость и дезактивируемость покрытий позволили разработать составы композиций, приводящие к определен ному комплексу физико-химических свойств покрытий, благодаря которому снижается доля радиационнохимических процессов деструкции в полимере и усиливается структурирующий эффект радиации. Таким образом, наличие пигментов в составах композиций способствует достижению технического результата. Заявляемая композиция обеспечивает получение цветного покрытия с высокой радиационной стойкостью. Получаемое покрытие обладает хорошей дезактивируемостью: остаточная радиоактивность после дезактивации стандартными дезактивирующими растворами после трехкратного цикла "загрязнение-дезактивация" составляет не более чем 0,9 - 3,2%. Для приготовления композиции брали компоненты, представленные в табл.1. Композицию готовили по стандартной технологии изготовления лакокрасочных композиций путем перетира в течение 0,5 - 2 часов в бисерной мельнице раствора эпоксидной смолы с остальными компонентами рецептуры, кроме отвердителя. Отвердитель добавляли в композицию за 1 - 2 часа до нанесения композиции кистью или краскораспылителем на защищаемую поверхность. Композиция сохраняла жизнестойкость в течение 18 - 36 часов. Для проведения испытаний физико-механических характеристик получаемого покрытия лакокрасочные композиции наносили кистью или краскораспылителем в соответствии с ГОСТ 8832 - 76 на: - металлические пластины (Ст-3) размером 70 ´ 150мм для определения адгезии по ГОСТ 15140 - 78, метод 2, - пластинки из листовой холоднокатаной стали марки 08кп по ГОСТ 16523 - 70, толщиной 0,8мм, размером 70 ´ 150мм для определения прочности пленок при ударе по ГОСТ 4765 - 73, - пластинки длиной 100 - 150мм и шириной 20мм, изготовленные из алюминиевых лент по ГОСТ 13726 - 78, толщиной 0,3мм для испытаний покрытий на изгиб по ГОСТ 6806 - 73, - металлические пластины (Ст-3) диаметром 30мм и толщиной 3,0мм для определения дезактивируемости покрытий по разработанной методике и ГОСТ 27708 - 88. После нанесения композиций на соответствующие подложки полученные покрытия выдерживали в течение 10 суток при комнатной температуре и затем подвергали статическому облучению экспозиционной дозой 10Гр на установке УКП-250000 от источника условиях: в таких После окончания облучения образцы покрытий снова выдерживали в течение 10 суток при комнатной температуре и затем проводили испытания физико-механических характеристик облученных и необлученных (контрольных) образцов покрытий с последующим сравнением полученных результатов. Оценку радиационной стойкости проводили в соответствии с и принятой пятибальной системой оценки радиационной стойкости по изменению физико-механических характеристик покрытий до и после облучения. Пятибальная система оценки радиационной стойкости приведена в табл.2. Дезактивируемость покрытий определяли в соответствии с ГОСТ 27708 - 88. Далее изобретение иллюстрируется следующими примерами конкретного исполнения. Пример 1. В 478,0г растворителя марки Р-4 растворяют 389,0г среднемолекулярной смолы эпоксидной и переносят в лабораторную бисерную мельницу. Прибавляют 10,0г меламиноформальдегидной смолы, 39,0г дибутилфталата, 5,0г сажи, 79,0г наполнителя, который содержит 61,0г талька и 18,0г аэросила и перетирают в течение 0,5 часа. Перед нанесением на образцы к 100г смеси из бисерной мельницы прибавляют 3,8г отвердителя холодной сушки марки УП 583Д и тщательно перемешивают. Для проведения испытаний физико-механических характеристик полученного покрытия и оценки радиационной стойкости и дезактивируемости композицию наносили краскораспылителем в соответствии с ГОСТ 8832 - 76 на различные подложки: - металлические пластины (Ст-3) размером 70 ´ 150мм для определения адгезии по ГОСТ 15140 - 78, метод 2, - пластинки из листовой холоднокатаной стали марки 08кп по ГОСТ 16523 - 70, толщиной 0,8мм, размером 70 ´ 150мм для определения прочности пленок при ударе по ГОСТ 4765 - 73, - пластинки длиной 100 - 150мм и шириной 20мм, изготовленные из алюминиевых лент по ГОСТ 13726 - 78, толщиной 0,3мм для испытаний покрытий на изгиб по ГОСТ 6806 - 73, - металлические пластины (Ст-3) диаметром 30мм и толщиной 3,0мм для определения дезактивируемости покрытий по разработанной методике и ГОСТ 27708 - 88. Подложки с покрытиями выдерживали 10 суток при комнатной температуре. Для оценки радиационной стойкости половину подложек подвергали статическому облучению экспозиционной дозой 107Гр. Через 10 суток после окончательного облучения проводили испытаний физико-механических характеристик облученных и необлученных образцов покрытий с последующим сравнением полученных результатов для оценки радиационной стойкости по пятибальной системе. В примере 1 табл.3 приведен состав композиций, цвет покрытия и результаты испытаний. Примеры 2 - 6. Поступали так, как описано в примере 1 за исключением того, что изменяли соотношения компонентов композиции. В примерах 2 - 6 табл.3 приведены соотношения компонентов и результаты испытаний. Пример 7 (прототип). В примере 7 табл.3 приведены данные по свойствам прототипа, взятые из текста описания к а.с. №447931. Пример 8. Для сравнения были проведены испытания импортной эмали и "Неопласт" (ФРГ), которая является одной из лучших эмалей, применяемых для тех же целей, что и заявляемая композиция. Результаты испытаний приведены в примере 8 табл.3. Примеры 9 - 15. Поступали так, как описано в примере 1 за исключением того, что брали различные пигменты, пластификаторы, отвердители. Данные по применяемым компонентам, а также результаты испытаний приведены в примерах 9 - 15 табл.4. Приведенные примеры 1 - 4 и 9 - 15 подтверждают достижение технического результата в пределах заявляемых интервалов содержания компонентов, а именно, радиационная стойкость покрытий при общей дозе облучения 107Гр составляет 2 балла по пятибальной системе, остаточная радиактивность покрытий после дезактивации составляет 0,9 - 3,2%. В примерах 5 - 6 показано, что за пределами заявляемых интервалов технический результат не достигается. Сопоставление результатов испытаний показывает, что заявляемая композиция не уступает импортной эмали "Неопласт" (ФРГ). Заявляемая композиция не сложна в изготовлении, не содержит дорогостоящих импортных компонентов. Изготовление может быть налажено на любом лакокрасочном заводе.