Перетворювач іржі, композиція для його одержання і спосіб одержання

Реферат: Винахід стосується перетворювача іржі, який включає дубильний екстракт, щавлеву кислоту, джерело срібла й воду, причому як джерело срібла він містить азотнокисле срібло і додатково містить 1-оксіетилідендифосфонову кислоту, при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: дубильний екстракт 6,80-12,70 щавлева кислота 3,80-7,72 азотнокисле срібло 0,01-0,10 1-оксіетилідендифосфонова кислота 0,15-0,67 вода або вода зі спиртом решта. UA 113021 C2 (12) UA 113021 C2 UA 113021 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Винахід належить до засобів для боротьби з іржею, а точніше - до композицій для боротьби з іржею на основі таніну. Танін є природною дубильною речовиною, що утворює з оксидами заліза нерозчинні танаткомплекси. У композиціях для боротьби з іржею як танін використовують дубильні екстракти деревини (дуб, верба, ялина). Відома ґрунтовка для покриття іржавої металевої поверхні (А.с. SU 209610), що має наступний склад (мас. %): дубовий дубильний екстракт 25-30 винна кислота 10-12 гас 1-1,5 ворвань 2-3 діалкілбензиламоній хлорид 1-1,5 гліцерин 5-8 вода 56-44. Ця ґрунтовка має недостатнє проникнення інгібіторів корозії до основи металевої конструкції, недостатню перетворюючу здатність, низьку в'язкість, що не дозволяє робити обробку вертикальних і стельових поверхонь. При обробці прокородованої поверхні під прямими променями сонця відбувається швидке висихання композиції через випарювання гасу й води, що вимагає додаткового додавання 80 г гліцерину на 1 літр ґрунтовки, і, як наслідок, веде до подорожчання обробки поверхні. Відома паста-модифікатор іржі (А.с. SU 1142491), що має наступний склад (мас. %): дубовий дубильний екстракт 6,0-11,0 щавлева кислота 2,5-5,0 натрієве рідке скло 10,0-15,0 вода решта. Ця паста-модифікатор також має недостатнє проникнення інгібіторів корозії до основи металевої конструкції, недостатню перетворюючу здатність через присутність у складі натрієвого рідкого скла, не забезпечує достатню міцність і стійкість отриманого покриття дії навколишнього середовища, крім цього вона довго висихає. У патенті UA 61544 розкритий перетворювач іржі, що містить мінімальну кількість компонентів, але має здатність до нанесення на іржаві поверхні, покриті конденсатом, має високу перетворюючу здатність, малий час висихання, що й забезпечує міцність отриманого покриття й стійкість його до впливу води, масла й нафти-сирцю, бензину й інших середовищ, з якими контактує покриття. Він має наступний склад (мас. %): дубильний екстракт 15,0-45,0 харчова кислота 3,0-12,0 вода зі вмістом срібла 0,0013 0,05 мг/дм решта. Додатково перетворювач іржі може містити 0,001-0,005 мас. % гептагерманату натрію (Na6Ge2O7) або 10,0-15,0 мас. % рідкого натрієвого скла. Кожна з описаних композицій найбільш пристосована для виконання певної функції: ґрунту, модифікатора, перетворювача. Суть винаходу В основу винаходу поставлена задача розробити універсальний перетворювач іржі, який: має підвищені проникаючу й перетворюючу здатність і має властивості модифікатора, забезпечує утворення міцно зчепленої з основою металоконструкції плівки, яка має ефект інгібітору корозії, може служити як консервант і як ґрунт із підвищеною теплостійкістю й термостабільністю, знижує наводнювання сталі, має фунгіцидні властивості, виключає утилізацію відпрацьованих шкідливих для здоров'я й навколишнього середовища матеріалів (оксиди заліза, оксиди кремнію й алюмінію, природний газ, вуглекислий газ), які використовуються при очищенні іржавої поверхні дорогими способами очищення (абразивоструминний, полум'яний й полум'яно-абразивний, гідробластинг). Задачею винаходу є також створення композиції для приготування перетворювача іржі, яка була б зручна при транспортуванні, зберіганні й приготуванні перетворювача іржі. Ще одною задачею винаходу є створення способу приготування перетворювача іржі. Згідно з винаходом перша задача вирішується тим, що в перетворювачі іржі, що включає дубильний екстракт, щавлеву кислоту, джерело срібла й воду, як джерело срібла використане азотнокисле срібло й він додатково містить оксіетилідендифосфонову кислоту-1 при наступному співвідношенні компонентів, у мас. %: 1 UA 113021 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 дубильний екстракт 6,80-12,70 щавлева кислота 3,80-7,72 азотнокисле срібло 0,01-0,10 оксіетилідендифосфонова кислота-1 0,15-0,67 вода або вода зі спиртом решта. Краще, щоб перетворювач іржі містив також наступні компоненти, у мас. %: триполіфосфат натрію 0,06-0,18 гексаметафосфат натрію 0,06-0,18 гліоксаль 0,40-0,57. Перетворювач іржі може містити також 0,90-3,50 мас. % лимонної кислоти, а 10-30 мас. % води в ньому може бути замінена спиртом. Оксіетилідендифосфонова кислота-1 (ОЕДФ), будучи розчиненою у воді, має поверхневу активність, тому сприяє швидкому проникненню перетворювача в пори іржі, навіть найдрібніші. ОЕДФ синергетично підсилює перетворюючу здатність танінів. На основі металоконструкції утворюється міцно зчеплена з нею танатна плівка, яка має ефект інгібітору корозії. Плівка знижує наводнювання сталі - небезпечне явище, яке робить сталь крихкою і яке відбувається під впливом на сталь органічних кислот. Плівка служить як ґрунт із високою теплостійкістю й термостабільністю при наступному нанесенні лакофарбових і ізоляційних покриттів. Проникаючи в пори окалини, ОЕДФ пасивує велику кількість продуктів корозії, що приводить до відшаровування окалини від прокородованого металу й до виникнення адгезивного контакту між ним і ґрунтувальним покриттям. Вступаючи в хімічну реакцію з поверхнею металу, утворює плівку. Плівка, що утворилася, має ефект інгібітору, не дозволяє вступати в реакцію активної поверхні заліза з киснем у вологому середовищі. Поверхня стає більш стійкою до корозії. Наявність у воді азотнокислого срібла в комбінації з ОЕДФ дозволяє досягати глибокої дифузії перетворювача в шар іржі, що сприяє утворенню міцної плівки з високою адгезією. Одержуване покриття має високу стійкість до впливу води, масел, нафти-сирцю й газів, що утворюються під землею при блукаючих струмах. Завдяки додаванню азотнокислого срібла поверхня металоконструкції, оброблена перетворювачем, і сам перетворювач не зазнає біокорозії. Особливо ефективне використання азотнокислого срібла при підвищеному вмісті в контактуючій з металоконструкцією воді хлорид іонів, які активізують процеси корозії. Крім того, азотнокисле срібло не випадає в осад при зберіганні перетворювача іржі, що має місце в перетворювачі іржі за патентом UA 61544, у якому використовується колоїдне срібло. Триполіфосфат натрію, гексаметафосфат натрію й гліоксаль ще більше підсилюють інгібіторні властивості плівки, що надалі запобігає загальнокорозійному процесу. Лимонна кислота підсилює консервуючи властивості перетворювача іржі й він може успішно застосовуватися як консервант для запобігання корозії при зберіганні металопрокату й металевих елементів і конструкцій. Згідно з винаходом друга задача вирішується тим, що в композиції для приготування перетворювача іржі, що включає дубильний екстракт, щавлеву кислоту й срібло, які джерело срібла використане азотнокисле срібло й вона додатково містить оксіетилідендифосфонову кислоту-1 при наступному співвідношенням компонентів, у мас. %: дубильний екстракт 49,00-76,00 щавлева кислота 23,00-47,00 азотнокисле срібло 0,05-0,60 оксіетилідендифосфонова кислота-1 0,95-4,00. Краще, щоб композиція містила також наступні компоненти, мас. %: триполіфосфат натрію 0,40-1,30 гексаметафосфат натрію 0,40-1,30 гліоксаль 3,10-3,45. Композиція може містити також 0,90-3,50 мас. % лимонної кислоти. Композиція може містити воду в пропорції: на одну масову частину композиції 0,20-0,50 масових частин води. Згідно з винаходом третя задача вирішується тим, що описану вище композицію змішують із водою в пропорції на одну масову частину композиції 5-6,25 масових частин води. При необхідності 0,10-0,30 мас. % води замінюють спиртом. Композиція для приготування перетворювача іржі, згідно з винаходом, може бути або у вигляді сухої суміші, або у вигляді пастоподібної суміші. Для одержання сухої суміші 2 UA 113021 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 порошкоподібні компоненти змішують у необхідних кількостях і фасують у паперову або полімерну упаковку. Вагу сухої суміші в упаковці розраховують на певну кількість води, яка необхідна для одержання перетворювача іржі, готового до застосування. У таблиці 1 наведені приклади сухих сумішей, розрахованих на 1000 мл води. У таблиці 2 зазначені масові співвідношення компонентів, відповідні прикладам сухих сумішей, наведеним у таблиці 1. Для одержання пастоподібної суміші в суху суміш додають воду в пропорції: на одну масову частину композиції 0,20-0,50 масових частин води й ретельно перемішують. Композиції у вигляді сухих сумішей мають перевагу при зберіганні й транспортуванню, тому що мають найменший об'єм і масу. Композиції у вигляді пастоподібних сумішей мають перевагу при приготуванні перетворювача іржі. Для одержання перетворювача іржі, готового до застосування, суху або пастоподібну суміш заливають гарячою водою, розмішують і відстоюють. Для одержання перетворювача іржі в більших об'ємах у дисольвер або реактор заливають прісну або обезсолену воду, завантажують суху або пастоподібну суміш і розчиняють їх, доводячи температуру розчину до 79 °C, після чого охолоджують. В умовах низьких температур для вповільнення процесу замерзання перетворювача іржі 1030 % води заміняють спиртом. У таблиці 3 зазначені масові співвідношення компонентів у перетворювачі іржі, отриманому із сухих сумішей, приклади яких наведені у таблиці 1, при розведенні їх 1000 мл води або води й спирту. Готовий перетворювач іржі являє собою рідину коричневого кольору, що має наступні характеристики: рH 0,5-2,2 в'язкість за ВЗ при 20±2 °C 9-12 сек. 3 питома вага 1,08 г/см 2 витрата 40-120 г на 1 м . Оптимальними прикладами перетворювача іржі для загального застосування є приклади 3 і 4, для консервації - приклад 6, для підготовки поверхні й консервації металоконструкції в агресивних середовищах при товщині іржі понад 300 мкм - приклад 5. Перетворювач іржі застосовується в будь-яку пору року для обробки сталевих труб, кабельного оплетення, дахів, арматурної сітки, вузлів сполучення, ємностей, резервуарів, магістральних трубопроводів перед встановленням підсилювальних елементів, металевих конструкцій у шахтах, на електростанціях, на АЕС, в автосервісі, у судноремонті й суднобудівництві, вагоноремонті, метрополітені, на устаткуванні харчової промисловості, яке неможливо захистити від пилу, піску, іржі, при виробництві особливо чистих вибухових речовин і медичних препаратів, на металоконструкціях призначених для експлуатації контрольновимірювальних приладів, для виявлення гнізд корозії в балонах високого тиску й конструкціях зі спеціальних виробів, зокрема з нержавіючої сталі, а також мікротріщин і поверхневих раковин під час виготовлення сталевих матеріалів спеціального призначення, хімічної, вугільної, нафтогазової промисловості, на об'єктах військових підприємств, на металевих конструкціях, де конструктивно використовуються накладні деталі з переривчастими зварними швами, тобто в місцях де між з'єднаними деталями утворюються мікротріщини, у яких швидкість корозії в десятки раз більше, ніж на відкритій поверхні, при хімзахисті, вогнезахисті несучих металоконструкцій і в інших галузях. Перед нанесенням перетворювача іржі поверхню очищають від жиру, бруду, фарби, що погано тримається, ґрунтовки, ізоляції. Видаляють пластову й сипучу іржу. Перетворювач іржі ретельно розмішують і проціджують через подвійний шар марлі. Перетворювач іржі наносять на іржаву поверхню суцільним рівномірним шаром, без підтікань будь-яким способом (безповітряне розпилення, шприц і ін.). Рекомендується наносити щіткою, при цьому втираючи перетворювач у поверхню. Якщо товщина іржі понад 150 мкм і після нанесення першого шару перетворювача іржі є плями іржі, треба на уражені місця нанести перетворювач іржі до утворення суцільної блискучої дрібно- або крупнокристалічної антикорозійної темно-синьої плівки-ґрунту, яка має високу адгезію з покриттями. Нові вироби обробляють перетворювачем іржі з метою попередження корозії в порах і на швах металу. Час висихання перетворювача іржі при температурі +20 °C 15-120 хвилин. Якщо він висихає менше, ніж через 120 хвилин, необхідно зволожувати поверхню водою шляхом напилювання 3 UA 113021 C2 5 10 15 20 25 або розбризкування. Якщо висихання відбувається більше 120 хвилин, допускається сушіння теплим повітрям (обдувом) або нанесення перетворювача іржі на розігріту поверхню. При нанесенні перетворювача іржі на відкритому повітрі необхідно уникати попадання опадів (туман, дощ, сніг) на поверхню до повного висихання перетворювача іржі. На сталеві конструкції, які є постійно під впливом конденсату, перетворювач іржі наносять також способами, описаними вище. Для таких конструкцій з метою одержання гарної адгезії рекомендується надалі застосовувати покриття, які можуть наноситися на вологу поверхню, наприклад гліфталеві фарби. Універсальний перетворювач іржі належить до композицій, які наносяться на іржу й не змиваються. Не потрібна утилізація відходів як при його виробництві, так і при застосуванні. Перетворювач іржі і плівка товщиною 30-50 мкм, що утворюється при його застосуванні, має наступні експлуатаційні властивості: він заміняє ступінь механічного очищення прокородованої поверхні до стану SA 2,5 за стандартом ISO 8501-1 і забезпечує один шар ґрунту, його перетворююча здатність при середній товщині іржі 300 мкм становить 100 %, він не токсичний і не пожежонебезпечний, стійкість плівки при 20 °C до впливу води 72 години, трансформаторного масла 96 години, нафти-сирцю 96 години, проникнення через плівку газів під землею не спостерігається, відшаровування плівки під землею під впливом блукаючих струмів до 1,2 вольт і при тиску 200 кгс/см не спостерігається, міцність плівки при ударі, не менша 4 Дж, адгезія плівки до лакофарбових покриттів 1-2 бали. Ці й інші властивості модифікатора іржі забезпечують його технічну й економічну ефективність. Таблиця 1 Вміст компонентів у сухій суміші для 1000 мл води Компоненти 1 г 2 г 3 г 4 г Приклади 5 г 6 г 7 г 8 г 9 г дубовий дубильний екстракт (органічна 151,60 98,20 136,20 120,00 79,50 99,90 139,50 150,00 130,00 структура невизначеного будови) щавлева кислота (С2Н2О4) 46,30 92,60 56,70 50,00 61,00 50,00 47,00 48,50 46,20 азотнокисле срібло 0,10 1,20 1,10 1,00 0,50 0,10 0,50 0,50 0,80 (Ag(NО3)) оксіетилідендифосфонова 2,00 8,00 6,00 5,00 5,00 3,00 4,00 2,00 7,60 кислота-1 (С2Н8О7Р2) триполіфосфат натрію 2,00 1,00 1,00 1,00 0,80 (Nа5Р3О10) гексаметафосфат натрію 2,00 1,00 1,00 1,00 0,80 (Na6P6O18) гліоксаль (С2Н2О2) 5,00 5,00 5,00 5,00 6,80 лимонна кислота 4,00 5,00 2,00 2,00 7,00 (С6Н8O7.Н2О) УСЬОГО 200,00 200,00 200,00 180,00 160,00 160,00 200,00 210,00 200,00 4 UA 113021 C2 Таблиця 2 Співвідношення компонентів у сухій суміші Компоненти Приклади 1 2 3 4 5 6 7 8 9 мас. % мас. % мас. % мас. % мас. % мас. % мас. % мас. % мас. % дубильний екстракт (органічна структура 75,8 невизначеного будови) щавлева кислота (С2Н2О4) 23,16 азотнокисле срібло 0,06 (Ag(NO3)) оксіетилідендифосфонова 0,98 кислота-1 (С2Н8О7Р2) триполіфосфат натрію (Nа5Р3О10) гексаметафосфат натрію (Na6P6O18) гліоксаль (С2Н2О2) лимонна кислота (С6Н8О7.Н2О) 49,10 68,10 66,67 49,80 62,46 69,83 71,43 64,97 46,30 28,34 27,78 38,18 31,23 23,44 23,10 23,10 0,60 0,56 0,56 0,30 0,08 0,25 0,24 0,40 4,00 3,00 2,77 3,12 1,87 2,00 0,95 3,80 1,24 0,62 0,50 0,48 0,40 1,25 0,62 0,49 0,47 0,40 3,11 3,12 2,49 2,38 3,45 2,22 3,00 1,00 0,95 3,48 Таблиця 3 Співвідношення компонентів у перетворювачі іржі Компоненти Приклади 1 2 3 4 5 6 7 8 9 мас. % мас. % мас. % мас. % мас. % мас. % мас. % мас. % мас. % дубильний екстракт (органічна структура 12,63 невизначеного будови) щавлева кислота (С2Н2О4) 3,86 азотнокисле срібло 0,01 (Ag(NO3)) оксіетилідендифосфонова 0,17 кислота-1 (С2Н8О7Р2) триполіфосфат натрію (Nа5Р3О10) гексаметафосфат натрію (Na6P6O18) гліоксаль (С2Н2О2) лимонна кислота (С6Н8С7.Н2О) вода або вода зі спиртом 83,33 8,18 11,35 10,17 6,85 8,60 11,63 12,40 10,83 7,72 4,73 4,24 5,27 4,30 3,92 4,01 3,85 0,10 0,09 0,08 0,04 0,04 0,04 0,04 0,07 0,67 0,5 0,42 0,43 0,26 0,33 0,17 0,63 0,17 0,08 0,08 0,08 0,07 0,17 0,08 0,08 0,08 0,07 0,43 0,42 0,42 0,41 0,57 0,34 0,43 0,17 0,17 0,58 83,33 83,33 84,75 86,21 86,21 83,33 82,64 83,33 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 1. Перетворювач іржі, що містить дубильний екстракт, щавлеву кислоту, джерело срібла й воду, який відрізняється тим, що як джерело срібла він містить азотнокисле срібло й додатково містить 1-оксіетилідендифосфонову кислоту, при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: дубильний екстракт 6,80-12,70 щавлева кислота 3,80-7,72 азотнокисле срібло 0,01-0,10 1-оксіетилідендифосфонова кислота 0,15-0,67 5 UA 113021 C2 5 10 15 20 вода або вода зі спиртом решта. 2. Перетворювач іржі за п. 1, який відрізняється тим, що він містить додатково наступні компоненти, мас. %: триполіфосфат натрію 0,06-0,18 гексаметафосфат натрію 0,06-0,18 гліоксаль 0,40-0,57. 3. Перетворювач іржі за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що він містить 0,90-3,50 мас. % лимонної кислоти. 4. Перетворювач іржі за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що при використанні води й спирту вони містяться в співвідношенні на 90-70 мас. % води 10-30 мас. % спирту. 5. Композиція для одержання перетворювача іржі, що містить дубильний екстракт, щавлеву кислоту й джерело срібла, яка відрізняється тим, що як джерело срібла вона містить азотнокисле срібло й додатково містить 1-оксіетилідендифосфонову кислоту, при наступному співвідношенням компонентів, мас. %: дубильний екстракт 49,00-76,00 щавлева кислота 23,00-47,00 азотнокисле срібло 0,05-0,60 1-оксіетилідендифосфонова кислота 0,95-4,00. 6. Композиція за п. 5, яка відрізняється тим, що містить додатково наступні компоненти, мас. %: триполіфосфат натрію 0,40-1,30 гексаметафосфат натрію 0,40-1,30 гліоксаль 3,10-3,45. 7. Композиція за п. 5 або 6, яка відрізняється тим, що містить 0,90-3,50 мас. % лимонної кислоти. 8. Композиція за будь-яким з пп. 5-7, яка відрізняється тим, що вона містить воду в пропорції: на одну масову частину композиції 0,20-0,40 масових частин води. 9. Спосіб одержання перетворювача іржі, який відрізняється тим, що змішують композицію за одним з пп. 4-8 з водою в пропорції: на одну масову частину композиції 5-6,25 масових частин води. 10. Спосіб одержання перетворювача іржі за п. 9, який відрізняється тим, що 10-30 мас. % води замінюють спиртом. Комп’ютерна верстка Т. Вахричева 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 6