Композиція для захисту та відновлення лакофарбувального покриття
Номер патенту: 113801
Опубліковано: 10.02.2017
Автори: Коляда Валерій Михайлович, Коляда Сергій Валерійович
Формула / Реферат
1. Композиція для захисту та відновлення лакофарбувального покриття, що включає воскоподібну речовину та плівкоутворюючу смолу в органічному розчиннику, яка відрізняється тим, що додатково містить кремнійорганічну та фторвмісну речовини, барвник, а воскоподібна речовина складається з суміші твердих насичених вуглеводнів, стеаринової та пальмітинової кислот, природних ефірів жирних кислот і вищих спиртів при такому співвідношенні компонентів, мас. ч.:
воскоподібна речовина
18-45
кремнійорганічна речовина
2-4
фторвміщуючу речовина
2-4
плівкоутворююча смола
5-20
барвник
0-30
суміш органічних розчинників
80-160..
2. Композиція за п. 1, яка відрізняється тим, що співвідношення між компонентами воскоподібної речовини є таким, мас. ч.:
суміш твердих насичених вуглеводнів
5-20
суміш стеаринової та пальмітинової кислот
10-20
суміш природних ефірів жирних кислот і вищих спиртів
3-5.
Текст
Реферат: Композиція для захисту та відновлення лакофарбувального покриття включає воскоподібну речовину та плівкоутворюючу смолу в органічному розчиннику. Додатково містить кремнійорганічну та фторвмісну речовини, барвник, а воскоподібна речовина складається з суміші твердих насичених вуглеводнів, стеаринової та пальмітинової кислот, природних ефірів жирних кислот і вищих спиртів. UA 113801 U (12) UA 113801 U UA 113801 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до будівельної та машинобудівельної галузей для додаткового захисту непошкодженого чи для відновлення (ремонту) пошкодженого лакофарбувального покриття з метою подовження терміну його експлуатації на бетонних, кам'яних, металевих, дерев'яних будівельних конструкціях, транспортних засобах, на об'єктах енергетичної галузі, водного господарства. Лакофарбувальні покриття (ЛФП) наносять на поверхню конструкцій та механізмів тонкими шарами з полімерних композицій (акрилових, пентафталевих, гліфталевих, олійних, епоксидних, поліуретанових) з метою захисту виробів, надання ним декоративних та спеціальних властивостей. ЛФП з моменту його улаштування на поверхні виробу проходить такі стадії: 1 - формування покриття за фізичними та механічними процесами, 2 - адаптації покриття до умов експлуатації, 3 - експлуатації покриття в межах заданих технічних вимог, 4 - експлуатації покриття при відхиленні окремих властивостей його за межі заданих технічних вимог. Перші три стадії визначають довговічність ЛФП як одну з головних характеристик матеріалу, а четверта стадія потребує виконання ремонтних робіт чи заміну ЛФП повністю або частково. Протягом всіх стадій "життя" в ЛФП відбувається процес старіння - перетворення в структурі та хімічному складі матеріалу покриття під дією зовнішніх факторів та часу. В матеріалі ЛФП одночасно відбуваються такі процеси: полімеризація, деструкція, окислення, усадка, набухання, які підсилюються під впливом тепла, води (вологи), світла, хімічних речовин в оточуючому середовищі, механічних дій. В результаті цих процесів ЛФП руйнується у вигляді зміни кольору чи відтінків, мелення, розтріскування, злущування, випотівання, відокремлення, зморщування, втрат. Розглянемо можливість використання сучасних матеріалів для попередження, зменшення швидкості старіння покриття на стадіях 1-3 (профілактичні роботи) та для відновлення функціональних характеристик, які вийшли за межі допустимих значень на стадії 4 (ремонтні роботи) за такими параметрами: мелення, розтріскування, злущування, зміна кольору чи відтінків, випотівання. Основним способом підвищення довговічності ЛФП є вибір композицій високої якості, збільшення їх витрат та удосконалення технології виконання робіт. Всі ці заходи збільшують вартість ЛФП, що не завжди допустимо. Наприклад епоксидні, поліуретанові чи епоскіуретанові покриття значно стабільніші за пентафталеві, акрилатні, алкідно-олійні, але коштують в кілька разів більше при однакових витратах. В реальних умовах експлуатації споруд, що захищені ЛФП, на стадії 3 включають періодичне очищення поверхні ЛФП від бруду промивкою чистою водою чи з миючими засобами. Цей профілактичний захід частково поновлює колір, вивільнює поверхню від частини компонентів, що випотівають, і створюють корозійне середовище. Однак, такий захід не запобігає процесам подальшої руйнації покриття, вказаним вище. Ремонтні роботи на стадії 4, зазвичай, виконують шляхом нанесення на існуюче ЛФП тонкого шару лаку чи фарби на попередньо оброблену ґрунтовкою поверхню. Таким чином відновлюють декоративність, щільність та герметичність покриття [1]. Періодична промивка існуючого ЛФП не вирішує повного відновлення декоративних та антикорозійних властивостей, бо не очищує поверхню від частинок у вигляді луски, що мелють, не заліковує тріщин та не запобігає усадочним процесам при деструкції полімерів і набуханню покриття від поглинання води. Ремонтні роботи, які виконують шляхом нанесення додаткових шарів ЛФП, коштують не менше, ніж 25-40 % від попередньої роботи, а надійність нового тонкого покриття за умови наявності тріщин різного розкриття, набухання чи відокремлення окремих ділянок існуючого покриття не може бути тривалою. Відомо [2], що ЛФП, яке наносять на поверхні, що знаходяться під атмосферним впливом під час його улаштування, піддаються дії деструктуючих факторів з моменту нанесення, тобто протягом терміну, коли покриття не сформувалось фізично та хімічно (стадія 1), та не адаптувалось до оточуючого середовища (вологості, пилу, сонячного опромінювання тощо) (стадія 2). Наприклад, ЛФП на основі пентафталевого полімеру "визріває" найменше через 20 діб, а поліуретанового - два чи три місяці. Саме в цей час "старіння" покриття відбувається прискореними темпами. Так, у поліуретанового покриття на стадії 1 від дії сонячного опромінювання з'являється жовтизна в кольорі. Таким чином, захист "свіжого" покриття від атмосферного впливу на стадіях 1 і 2 може суттєво збільшити довговічність ЛФП. 1 UA 113801 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 З давніх часів для захисту живопису та скульптур з каменю використовували лак, який включав три природних компонента: віск (бджолиний, горний), плівкоутворюючу смолу (дамар, каніфоль, бурштин), розчинник (скипидар). Природні компоненти з часом були замінені синтетичними на основі полівінилового спирту, полівінилбутиралю, акрилатів, кремнійорганіки, фторопластів [2]. Різниця у використанні природних лаків у порівнянні з синтетичними полягає в тому, що природний лак просочував шар фарби покриття і втирався в пори покриття чи каміння, зберігаючи з часом відносно високу пластичність, а синтетичний лак створював прозору жорстку плівку на поверхні об'єкта, яка закріплялась до останнього тільки фізичними силами. В результаті менш стійкий до атмосферної дії природний лак зберігав свої захисні властивості набагато довше і ефективніше, ніж синтетичний, завдяки тому, що він ставав частиною основи і при деструкції не відокремлювався і не утворював тріщин в той час, як синтетичний піддавався тріщиноутворюванню, меленню та появі луски. На витвори художнього мистецтва, раніше в багатьох випадках, наносили захисне покриття з природного лаку одразу ж після їх виготовлення (стадія 1 і 2), що було обумовлено необхідністю захисту витвору від оточуючого середовища в умовах відсутності опалення взимку та охолодження влітку (наприклад в культових храмах). Ці заходи дозволили зберегти зразки художнього мистецтва не тільки з часів Середньовіччя, але і з часів єгипетської цивілізації. Таким чином, практика використання захисних композицій на основі ефірів вищих жирних кислот та вищих спиртів (восків) чи воскоподібних речовин (твердий парафін, стеарин, озокерит, церезин) та плівкоутворюючих смол (природних чи синтетичних) в органічному розчиннику продемонструвала можливість збільшення довговічності ЛФП та ремонту його на стадії 4 (відновлення декоративних та антикорозійних властивостей) при наявності мелення, луски на неповну товщину покриття, сітки волосяних тріщин. Слід зазначити, що наскрізні тріщини більшого розкриття чи окремі пошкодження на всю товщину покриття герметизуються шаром захисної композиції, але не відновлюється декоративний вигляд. У випадках окремих пошкоджень покриття на всю його глибину, включаючи тріщини з розкриттям більше 0,2 мм, необхідно попередньо відновити ЛФП в цих місцях способами сучасної реставраційної науки та техніки [2]. Незважаючи на використання в наш час воскоподібних речовин та ряду синтетичних смол для виготовлення композицій, наприклад для покриття паркетної дерев'яної підлоги [3], для боротьби зі шкідниками деревини [4], для захисту щойно укладеного бетону [5], як прототип, вибрано саме склад з природних компонентів [2], який продемонстрував на практиці великі можливості у збереженні ЛФП. Недоліком прототипу, як і аналогічних композицій, запропонованих в [2, 3, 5], є те, що в атмосферних умовах (сонячний розігрів, ультрафіолетове опромінювання, вологе повітря, змочування поверхні покриття осадами) воскоподібні речовини схильні до "випотівання" окремих складових, які збагачують поверхневий шар ЛФП липким та нестійкий до дії атмосферного середовища шаром, що призводить до потемніння поверхні та руйнації захисного поверхневого шару. Задачею корисної моделі є створення композиції для захисту непошкодженого та відновлення (ремонту) ЛФП з такими пошкодженнями: зміна кольору (відтінку), мелення та утворення луски на неповну товщину покриття, сітка волосяних тріщин, пористісь, негерметичність, випотівання - з позитивним економічним ефектом, тобто вартість заходів з підвищення довговічності ЛФП повинна бути меншою за вартість відомих профілактичних та відновлювальних робіт. Запропонована корисна модель - композиція для захисту та відновлення лакофарбувального покриття - забезпечує виконання поставленої задачі тим, що додатково містить кремнійорганічну та фторвмісну речовини, барвник, а воскоподібна речовина складається з суміші твердих насичених вуглеводів, стеаринової та пальмітинової кислот, природних ефірів жирних кислот і вищих спиртів при такому співвідношенні компонентів, мас.ч.: воскоподібна речовина 18-45 кремнійорганічна речовина 2-4 фторвмісну речовина 2-4 плівкоутворююча смола 5-10 барвник 0-30 суміш органічних розчинників 80-160, причому співвідношення між компонентами воскоподібної речовини є таким, мас.ч.: суміш твердих насичених 5-20 вуглеводнів суміш стеаринової та 10-20 2 UA 113801 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 пальмітинової кислот суміш природних ефірів жирних 3-5. кислот і вищих спиртів Вибір складових композиції для захисту та відновлення ЛФП обумовлений реалізацією концепції формування за допомогою цієї композиції захисно-відновлювального полімерного шару шляхом втирання в поверховий шар ЛФП основної маси композиції. Просочений шар ЛФП та тонка плівка на його поверхні виконують такі функції на існуючому ЛФП: - обмежує доступ кисню повітря до покриття і таким чином зменшує інтенсивність окислювальних процесів (суміш стеаринової та пальмітинової кислот, плівкоутворююча смола) - зменшує інтенсивність опромінювання поверхових шарів ЛФП сонячним світлом, зокрема, ультрафіолетовим (фторвмісна речовина, плівкоутворююча смола) - обмежує доступ вологи до ЛФП (суміш твердих насичених вуглеводів, кремнійорганічна речовина) - приклеює частинки (луску) ЛФП, що починають відокремлюватись від покриття, оптично прозорим пластичним клеєм, що відновлює колір покриття - ефект "мокрої" поверхні (воскоподібна речовина, плівкоутворююча смола) - заліковує (омонолічує) волосяні тріщини, пори, порушення герметичності (всі компоненти композиції) - унеможливлює випотівання компонентів ЛФП та їх фрагментів (суміш кремнійорганічної, фторвмісної та плівкоутворюючої речовин) - відновлює колір та його відтінки (воскоподібна речовина, плівкоутворююча смола, барвник). Запропонований склад композиції для захисту та відновлення лакофарбувального покриття дозволяє досягти мети винаходу завдяки комплексної дії як окремих складових, так і їх сумішей, виготовлених в зазначених співвідношеннях, що є новизною корисної моделі. Так, у формуванні захисно-відновлювального покриття використана здатність сумішей ефективно: блокувати проникнення кисню, вологи, агресивних газів, випотіванню окремих компонентів, поглинати інтенсивне ультрафіолетове опромінювання, приклеювати, герметизувати та тонувати ЛФП. Корисну модель - композицію для захисту та відновлення лакофарбувального покриття виготовляють таким чином. Окремо виготовляють воскоподібну, плівкоутворюючу, кремнійорганічну та фторвмісну речовини, які потім змішують та додають барвник. Приготування воскоподібної речовини: суміш твердих насичених вуглеводнів (твердий парафін) - 120 грамів, суміш стеаринової та пальмітинової кислот (стеарин) - 150 грамів, суміш природних ефірів жирних кислот і вищих спиртів (віск) - 40 грамів нагрівають до температури плавлення (до +80 °C) і перемішують. Приготування кремнійорганічної речовини: готують 20 %-вий розчин поліметилфенілсилоксану в органічному розчиннику. Приготування фторвмісної речовини: готують 20 %-вий розчин фторопласту в органічному розчиннику. Приготування плівкоутворюючої смоли: готують 30 %-вий розчин пентафталевої смоли в органічному розчиннику. В воскоподібну речовину при температурі 40-50 °C послідовно вводять при постійному перемішуванні інші розчини, додаючи органічний розчинник в кількості, необхідній для досягнення розчином необхідної в'язкості від 300 до 5 000 мПа.с. В таблиці 1 наведені склади композицій для захисту та відновлення ЛФП, що містять компоненти в межах концентрацій, запропонованих в корисній моделі (склади №№ 1-3) та в межах, що виходять за межі запропонованих концентрацій (контрольні склади №№ 4к та 5к) Таблиця 1 Склад композицій для захисту та відновлення ЛФП, мас.ч. Воскоподібна речовина № 1 2 3 4к 5к парафін стеарин віск 20 32 45 16 55 5 12 20 3 25 3 4 5 2 7 кремнійорганічна речовина 2 3 4 1 6 3 фторвмісна речовина 2 3 4 1 6 суміш плівко-утворююча органічних смола розчинників 5 80 12 120 20 160 3 60 25 200 UA 113801 U 5 10 15 20 25 30 35 Перевірку ефективності композиції для захисту та відновлення ЛФП проведено на металевій поверхні будівельної споруди, яка сім років тому була пофарбована пентафталевою фарбою ПФ-115 насиченого зеленого кольору. На цій споруді були визначені дві ділянки, одна з яких (ділянка "А") експлуатувалась у відкритому атмосферному середовищі, а інша (ділянка "Б") - з внутрішньої сторони споруди. На ділянці "А" (зразок А-1) покриття майже втратило пристойний декоративний вигляд (стало білішим, тьмяним, сіро-зеленого кольору з білим нальотом) і частково захисні функції (під лупою з 4-х кратним збільшенням проглядаються сітки волосяних тріщин і окремі крапки зі слідами іржі). При протиранні поверхні білою тканиною на останній накопичуються частинки луски від покриття, а вигляд останнього майже не змінюється. Стан зразка А-1 можна визначити як стадія 4 без руйнування покриття на всю товщину при візуальному обстеженні. На ділянці "Б" було визначено зразок Б-1, який мав яскравий зелений колір і незначну кількість волосяних тріщин (приблизно, 10 % від довжини тріщин на зразку А-1), але спостерігався незначний біліший наліт. Стан зразка Б-1 можна визначити як стадія 3. Порівняння при візуальному обстеженні зразків А-1 та Б-1 дає уяву про рівень руйнації покриття в залежності від оточуючого середовища. Ефективність використання композиції для захисту та відновлення ЛФП було перевірено шляхом виготовлення на ділянках "А" і "Б" зразків А-2 та Б-2 відповідно шляхом обробки 2 існуючого покриття цією композицією з витратою 0,025 л/м . Зовнішній вигляд зразків А-2 та Б-2 став яскраво-зеленим, волосяні тріщини та крапкові порушення антикорозійного захисту зникли. Стан обох зразків після обробки їх композицією можна віднести до стадії 2. Такий же зовнішній вигляд став притаманний двом іншим зразкам: А-3 та Б-3, які були виготовлені на відповідних ділянках споруди шляхом нанесення ґрунтовки ГФ-022 та фарби ПФ2 115 зеленого кольору з витратами 0,08 та 0,1 л/м відповідно. Зразки А-3 та Б-3 були виготовлені за загальноприйнятою технологію відновлення "старих" покриттів, стан яких відповідає стадії 4 [1]. Для перевірки ефективності композиції - корисної моделі зберігати (захищати) нове покриття були виготовлені ще два зразки: А-4 та Б-4 шляхом послідовного нанесення на існуюче покриття ґрунтовки ГФ-022, фарби ПФ-115 та композиції - корисної моделі у відповідності до інструкцій по їх використанню і з витратами, зазначеними вище. Зовнішній вигляд зразків А-4 та Б-4 після трьох діб витримки майже нічим не відрізнявся від зразків А-2, А-3, Б-2 та Б-3. Опис зразків, виготовлених на існуючому покритті, наведений в таблиці 2. Таблиця 2 Опис зразків, виготовлених на існуючому покритті Вид обробки зразків Визначення зразків А-1 А-2 А-3 А-4 40 45 Б-1 Б-2 Б-3 Б-4 не оброблений ---- оброблений оброблений ГФкомпозицією 022, ПФ-115 корисною моделлю -+ -- --+ - оброблений ГФ022, ПФ-115, композицією корисною моделлю ---+ Дослідження зразків з ділянок "А" та "Б" візуальним способом після експлуатації їх в тих же умовах протягом двох років виявили: поверхня зразків А-2, А-4, незважаючи на дію відкритого атмосферного середовища, не змінила кольору і не виявила наявності мікротріщин та крапкової корозії поверхня зразків Б-2, Б-4 залишилась незмінною, а Б-3 мала тонкий біліший шар поверхня зразка А-3 вкрилась більш щільним білішим шаром, ніж поверхня зразка Б-3 і на ній з'явились окремі волосяні тріщини. Таким чином, обробка поверхні зразків в зонах "А" і "Б" композицією - корисною моделлю виявила здатність подовжувати термін експлуатації ЛФП, яке у вихідному стані знаходилось на стадіях "старіння" 2-4 на термін не менше 4-5 років (визначено способом інтерполяції [4]). При 4 UA 113801 U 5 10 15 20 цьому вартість витратних матеріалів при використанні композиції - корисної моделі менша у 3-5 разів вартості таких матеріалів при реалізації загальноприйнятої технології оновлення поверхонь новим лакофарбувальним складом. Джерела інформації: 1. Рабате Ж. - Л. Качество и долговечность отделочных покрытий в строительстве. - М.: Стройиздат, 1989 2. М.К. Никитин, Е.П. Мельникова. Химия в реставрации. Справочное пособие. – Ленинград: "Химия", 1990 3. А.В. Александровский. Материаловедение для штукатуров, плиточников, мозаичником. М.: "Высшая школа", 1977 4. А. Грассник и др. Предупреждение дефектов в строительстве. Защита материалов и конструкций. - М.: Стройиздат, 1989 5. Патент RU 2455 265. Бюл. № 19. Опуб. 10.07.2012 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 1. Композиція для захисту та відновлення лакофарбувального покриття, що включає воскоподібну речовину та плівкоутворюючу смолу в органічному розчиннику, яка відрізняється тим, що додатково містить кремнійорганічну та фторвмісну речовини, барвник, а воскоподібна речовина складається з суміші твердих насичених вуглеводнів, стеаринової та пальмітинової кислот, природних ефірів жирних кислот і вищих спиртів при такому співвідношенні компонентів, мас. ч.: воскоподібна речовина 18-45 кремнійорганічна речовина 2-4 фторвміщуючу речовина 2-4 плівкоутворююча смола 5-20 барвник 0-30 суміш органічних розчинників 80-160. 2. Композиція за п. 1, яка відрізняється тим, що співвідношення між компонентами воскоподібної речовини є таким, мас. ч.: суміш твердих насичених вуглеводнів 5-20 суміш стеаринової та пальмітинової кислот 10-20 суміш природних ефірів жирних кислот і вищих спиртів 3-5. 25 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5
ДивитисяДодаткова інформація
МПК / Мітки
МПК: C09D 5/00, E04B 1/64, C09D 183/00, C09D 5/08
Мітки: лакофарбувального, захисту, покриття, композиція, відновлення
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/7-113801-kompoziciya-dlya-zakhistu-ta-vidnovlennya-lakofarbuvalnogo-pokrittya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Композиція для захисту та відновлення лакофарбувального покриття</a>
Попередній патент: Гребінь східця ескалатора
Наступний патент: Металевий контейнер з м’яким розвантаженням для сипких вантажів
Випадковий патент: Апарат для вирощування мікроорганізмів