PL237202B1 - Środek do ochrony antykorozyjnej - Google Patents

Środek do ochrony antykorozyjnej Download PDF

Info

Publication number
PL237202B1
PL237202B1 PL424014A PL42401417A PL237202B1 PL 237202 B1 PL237202 B1 PL 237202B1 PL 424014 A PL424014 A PL 424014A PL 42401417 A PL42401417 A PL 42401417A PL 237202 B1 PL237202 B1 PL 237202B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
epoxy
formula
polysiloxane
component
functional
Prior art date
Application number
PL424014A
Other languages
English (en)
Other versions
PL424014A1 (pl
Inventor
Karol Szubert
Alicja Jemielita
Hieronim Maciejewski
Original Assignee
Univ Adama Mickiewicza
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Univ Adama Mickiewicza filed Critical Univ Adama Mickiewicza
Priority to PL424014A priority Critical patent/PL237202B1/pl
Publication of PL424014A1 publication Critical patent/PL424014A1/pl
Publication of PL237202B1 publication Critical patent/PL237202B1/pl

Links

Landscapes

  • Paints Or Removers (AREA)
  • Epoxy Resins (AREA)

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest środek do ochronny antykorozyjnej zawierający modyfikowane polisiloksany.
Do niedawna ochrona antykorozyjna opierała się głównie na wprowadzaniu do obróbki metali i powłok - metali ciężkich - będących inhibitorami procesu korozyjnego. Obecnie powłoki chromianowe ze względu na kancerogenność i toksyczność względem środowiska zostają wycofywane z użycia. Poszukiwane są nowe bezpieczne dla środowiska naturalnego i pochodzące ze źródeł odnawialnych inhibitory korozji. Jedną z grup bezpiecznych inhibitorów korozji stanowią polisiloksany z reaktywnymi grupami funkcyjnymi.
Polisiloksany są interesującą grupą polimerów nieorganicznych ze względu na ich właściwości fizykochemiczne i aplikacyjne wynikające z ich unikalnej budowy chemicznej. Charakteryzuje je stabilność właściwości niezależnie od temperatury, dużą odpornością termiczną oraz oksydacyjną. Istotna jest także łatwość ich funkcjonalizacji i modyfikacji za pomocą różnych grup funkcyjnych. Epoksyfunkcyjne polisiloksany z uwagi na ich dużą reaktywność w procesach sieciowania inicjowanego promieniowaniem UV czy w obecności czynników nukleofilowych pod wpływem inicjacji termicznej lub chemicznej, np. sieciowanie z aminami. Z uwagi na wspomniane właściwości pochodne epoksydowe polisiloksanów mogą być z powodzeniem wykorzystywane jako substraty do syntezy nowych pochodnych jak i jako komponenty materiałów hybrydowych na bazie żywic epoksydowych.
Żywice epoksydowe cieszą się szerokim zainteresowaniem aplikacyjnym i badawczym z uwagi na ich pożądane właściwości użytkowe (odporność chemiczna, mechaniczna i oksydacyjna [Tsuchida K., Bell J.P. J. Appl. Polym. Sci. 2001, 79, 1359-1370], Mogą one być utwardzane aminami lub bezwodnikami kwasów karboksylowych w szerokim zakresie temperatur [Luo X., Zheng S., MaD. Chin. J. Polym. Sci. 1995, 13, 144-153],
Od lat prowadzone są prace nad poprawą właściwości spoiw epoksydowych w kierunku redukcji VOC, poprawy odporności powłok na promieniowanie UV i na media agresywne, takie jak stężone kwasy i chlorowane węglowodory. Poprawę tych właściwości można uzyskać stosując epoksyfunkcyjne polisiloksany [M. Zubielewicz, W. Gnot, Ochrona przed korozją, 4 (2005) 98-100],
Sun zastosował polisiloksan zawierający grupy aminoetyloaminowe sieciowany za pomocą epoksydowego czynnika sieciującego do wytworzenia powłok na powierzchni stali [X. Sun et al., J. Coat. Technol. Res., (2017) DOI 10:1007/s11998-017-9918-5], Wytworzone powłoki oddziałują z powierzchnią metalu na zasadzie oddziaływań fizycznych ich przyczepność zależy od charakteru pokrywanej powierzchni. Powłoki oparte na kompozytowym układzie epoksy-polisiloksanowym wykazują większą elastyczność w porównaniu do analogicznych samodzielnych układach opartych na żywicach epoksydowych. Sun zastosował złożone mieszanki składające się z polisiloksanu oraz przynajmniej siedmiu innych składników. Dodatkowo konieczne było przygotowywanie mieszanin w atmosferze gazu obojętnego oraz w niektórych przypadkach konieczny był dodatek rozpuszczalnika w celu umożliwienia lepszego wymieszania składników oraz zmniejszenia lepkości mieszanin.
Celem wynalazku było opracowanie środka antykorozyjnego, tworzącego trwałe i elastyczne powłoki o zwiększonej hydrofobowości.
Przedmiotem wynalazku jest środek do ochronny antykorozyjnej składający się z dwóch komponentów, z których pierwszy zawiera modyfikowane polisiloksany o ogólnym wzorze 1,
(1) w którym:
R1 oznacza podstawnik zawierający grupę epoksydową opisany wzorami 2, 3 i 4, gdzie n oznacza liczbę całkowitą od 1 do 8,
PL 237 202 Β1
4c</° -+0^0-^0° (2) (3)
(4)
R2 oznacza grupę alkilową zawierająca od 3 do 20 atomów węgla x przyjmuje wartość od 20 do 200, a y i z przyjmują wartość od 1 do 50, przy czym rozkład grup funkcyjnych w polisiloksanie o wzorze 1 jest statystyczny, a ponadto może zawierać żywice epoksydowe, jak również może zawierać epoksyfunkcyjny disiloksan o wzorze 5
R1 . LO J ή
Si Si R1 (5) w którym R1 ma opisane powyżej znaczenie.
Drugi komponent zawiera utwardzacz aminowy wybrany z grupy: pierwszorzędowych i drugorzędowych dwuamin, wieloamin alifatycznych lub aromatycznych.
W przypadku gdy komponent A zawiera również żywice epoksydowe zawartość polisiloksanu o wzorze 1 wynosi od 20% do 99%, korzystnie 50-90%.
Bezpośrednio przed aplikacją oba komponenty należy zmieszać.
W przypadkach gdy lepkość komponentu A jest duża stosuje się dodatek disiloksanu o wzorze 5 w celu ułatwienia mieszania komponentów A i B przed aplikacją środka.
Ilość dodawanego do komponentu A komponentu B określana jest na podstawie sumarycznej liczby epoksydowej związków zawartych w komponencie A, tak aby na każdą grupę epoksydową przypadało 0,8-1,2 aktywnego atomu wodoru z grupy NH2 lub NH, korzystnie 1 atom wodoru.
Modyfikowany polisiloksan o ogólnym wzorze 1, otrzymywany jest na drodze reakcji hydrosililowania dwóch różnych olefin (jedna to alken, druga związek nienasycony zawierający grupy epoksydowe np. eter allilowo-glicydylowy) poliwodorosiloksanem w obecności katalizatorów platyny i rodu, zgodnie z publikacja [H. Maciejewski et al., Reactive and Functional Polymers 83 (2014) 144-154],
Mieszaninę polisiloksanu z żywica epoksydową lub/oraz disiloksanem otrzymujemy poprzez dokładne zmieszanie określonych ilości wagowych poszczególnych składników zgodnie z opisem mieszaniny.
Zastosowanie disiloksanu o wzorze 5 umożliwia rezygnację ze stosowania rozpuszczalników organicznych (ograniczenie emisji VOC) a dzięki obecności grup epoksydowych disiloksan wbudowuje się w usieciowaną powłokę ochronną. Brak rozpuszczalnika wpływa korzystnie na utwardzanie powłoki, powłoka nie wymaga kondycjonowania w celu usunięcia rozpuszczalnika oraz w powłoce nie tworzą się pęcherze, które mogą powstawać w wyniku odparowywania rozpuszczalnika z częściowo usieciowanych powłok.
Środek może być stosowany do ochrony wszelkich powierzchni metali i/lub ich stopów, w szczególności takich jak stal, aluminium, miedź, cynk.
Środek będący przedmiotem wynalazku może być stosowany do wytworzenia na powierzchni metali lub ich stopów usieciowanej powłoki ochronnej.
PL 237 202 B1
Przed przystąpieniem do nanoszenia środka powierzchnię metalu oczyszcza się w celu usunięcia wszelkich zabrudzeń, pyłów oraz produktów wcześniejszej korozji przy zastosowaniu powszechnie znanych metod oczyszczania. Korzystne jest dodatkowe zanurzenie oczyszczonej powierzchni metalu w wodnym roztworze KOH w celu odblokowania występujących na powierzchni metalu grup hydroksylowych.
Środek antykorozyjny według wynalazku może być nanoszony na powierzchnie metalu w dowolny sposób np. poprzez zanurzanie, natryskiwanie, powlekanie itp. Dobór metody uzależniony jest od lepkości środka, w przypadku dużej lepkości środka korzystne jest jego nanoszenie poprzez zanurzanie lub powlekanie. Proces nakładania korzystnie jest prowadzić w temperaturze pokojowej. Następnie otrzymane powłoki suszy się w temperaturze pokojowej lub podwyższanej w celu utwardzenia powłoki.
Środek według wynalazku, zawiera polisiloksany sfunkcjonalizowane dwiema lub więcej grupami funkcyjnymi. Dotychczas znane rozwiązania nie wykorzystywały polisiloksanów, do których wprowadzano więcej niejedną grupę funkcyjną.
Badania korozyjne otrzymanych w przykładach płytek metalowych przeprowadzono w komorze solnej SC 450 firmy Weiss Technik rozpylając neutralny roztwór solanki (Neutral salt spray NSS) zgodnie z normą PN-EN ISO 9227:2017. Czas badania wynosił 168 godziny. W komorze umieszczano po cztery płytki pokryte środkiem. Ocenę wizualną powierzchni stalowych poddanych działaniu mgły solnej przeprowadzano co 24 godziny. W tabeli zestawiono średni czas po jakim pojawiły się pierwsze oznaki korozji w postaci punktowych białych produktów korozji.
Wynalazek ilustrują poniższe przykłady:
P r z v k ł a d I
A. Przygotowanie środka
Do 20 g komponentu A w którego skład wchodzi wyłącznie polisiloksan zawierający po 17% molowych grup oktylowych i glicydoksypropylowych (x = 50, y i z = 12) o liczbie epoksydowej równej 0,15, dodano 1,1 g komponentu B zawierającego aminowy utwardzacz Z-1. Całość mieszano przez 15 minut bezpośrednio przed nanoszeniem na powierzchnię płytki stalowej.
B. Wykonanie powłok
Płytki stali nierdzewnej 304 przemyto kolejno acetonem oraz 10% wodnym roztworem KOH w celu oczyszczenia i odblokowania grup hydroksylowych znajdujących się na powierzchni stali. Na tak przygotowane płytki stali nierdzewnej 304 nanoszono środek wg punktu A w postaci cienkiego filmu. Płytki z naniesioną mieszaniną pozostawiono na 24 godziny w temperaturze pokojowej w celu usieciowania powłoki.
Płytki ze środkiem ochronnym poddano badaniu w komorze solnej. Wyniki podano w tabeli 1.
P r z v k ł a d II
Do 20 g komponentu A w którego skład wchodzi 10 g polisiloksanu zawierający po 17% molowych grup oktylowych i glicydoksypropylowych (x = 50, y i z = 12), oraz 10 g żywicy epoksydowej Epidian 6 dodano 6,5 g komponentu B zawierającego utwardzacz aminowego IDA. Układ wymieszano i nanoszono na płytki stali nierdzewnej 304 przygotowane zgodnie z procedurą podaną w przykładzie I. Płytki z naniesioną mieszaniną pozostawiono na 24 godziny w temperaturze pokojowej w celu usieciowania powłoki.
Płytki ze środkiem ochronnym poddano badaniu w komorze solnej. Wyniki podano w tabeli 1.
P r z v k ł a d III
Do 40 g komponentu A w którego skład wchodzi 20 g polisiloksan zawierającego po 17% molowych grup oktylowych i glicydoksypropylowych (x = 50, y i z = 12) oraz 20 g disiloksanu dodano 3,7 g komponentu B zawierającego utwardzacz Z-1. Całość mieszano przez 15 minut i nanoszono na płytki stali nierdzewnej przygotowane zgodnie z procedura podaną w przykładzie I. Płytki z naniesioną mieszaniną pozostawiono na 24 godziny w temperaturze pokojowej w celu usieciowania powłoki.
Płytki ze środkiem ochronnym poddano badaniu w komorze solnej. Wyniki podano w tabeli 1.
P r z v k ł a d IV
Do 10 g komponentu A w którego skład wchodzi wyłącznie polisiloksan zawierającego po 17% molowych grup oktylowych i glicydoksypropylowych (x = 50, y i z = 12) o liczbie epoksydowej równej 0,15, dodano 1,1 g komponentu B zawierającego utwardzacz Z-1. Całość mieszano przez 15 minut
PL 237 202 Β1 i nanoszono na płytki ze stopu aluminium 5083 przygotowane zgodnie z procedurą podaną w przykładzie I. Płytki z naniesioną mieszaniną pozostawiono na 24 godziny w temperaturze pokojowej w celu usieciowania powłoki.
Płytki ze środkiem ochronnym poddano badaniu w komorze solnej. Wyniki podano w tabeli 1.
Przykład V
Do 20 g komponentu A w którego skład wchodzi 10 g polisiloksanu zawierającego po 17% molowych grup oktylowych i glicydoksypropylowych (x = 50, y i z = 12), oraz 10 g żywicy epoksydowej Epidian 6 dodano 6,5 g komponentu B zawierającego utwardzacz aminowego IDA. Układ wymieszano i nanoszono na płytki ze stopu aluminium 5083 przygotowane zgodnie z procedura podaną w przykładzie I. Płytki z naniesioną mieszaniną pozostawiono na 24 godziny w temperaturze pokojowej w celu usieciowania powłoki.
Płytki ze środkiem ochronnym poddano badaniu w komorze solnej. Wyniki podano w tabeli 1.
Tabela 1 - wyniki testów w komorze mgły solnej
Nazwa próbki Średni czas do pojawienia się oznak korozji [h]
Próbka kontrolna stal nierdzewna 304 72
Przykład I 108
Przykład II 120
Przykład III 105
Próbka kontrolna aluminium 5083 24
Przykład IV 90
Przykład V 96
Dane zamieszczone w tabeli 1 przedstawiają wyniki obserwacji płytek w przyśpieszonych testach w komorze mgły solnej symulującej warunki morskie. Uzyskane wyniki wskazują na poprawę odporności przed korozją płytek stalowych oraz aluminiowych pokrytych środkiem według wynalazku w porównaniu do próbek kontrolnych niepowlekanych.

Claims (3)

1. Środek do ochronny antykorozyjnej składający się z dwóch komponentów znamienny tym, że pierwszy komponent zawiera modyfikowane polisiloksany o ogólnym wzorze 1,
Me3
SiMe3 (i) w którym:
- R1 oznacza podstawnik zawierający grupę epoksydową opisany wzorami 2, 3 i 4, gdzie n oznacza liczbę całkowitą od 1 do 8,
PL 237 202 Β1
-4ch^ (2) (3) (4)
- R2 oznacza grupę alkilową zawierająca od 3 do 20 atomów węgla
- x przyjmuje wartość od 20 do 200, a y i z przyjmują wartość od 1 do 50, przy czym rozkład grup funkcyjnych w polisiloksanie o wzorze 1 jest statystyczny; a ponadto może zawierać żywice epoksydowe, jak również może zawierać epoksyfunkcyjny dosiliksan o wzorze 5 w którym R1 ma opisane powyżej znaczenie; zaś drugi komponent zawiera utwardzacz aminowy wybrany z grupy: pierwszorzędowych i drugo rzędowych dwuamin, wieloamin alifatycznych lub aromatycznych.
2. Środek według zastrz. 1 znamienny tym, że pierwszy komponent zawiera żywice epoksydowe, zaś zawartość polisiloksanu o wzorze 1 wynosi od 20% do 99%, korzystnie 50-90%.
3. Środek według zastrz. 1 albo 2 znamienny tym, że pierwszy komponent zawiera epoksyfunkcyjny dosiliksan o wzorze 5.
PL424014A 2017-12-22 2017-12-22 Środek do ochrony antykorozyjnej PL237202B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL424014A PL237202B1 (pl) 2017-12-22 2017-12-22 Środek do ochrony antykorozyjnej

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL424014A PL237202B1 (pl) 2017-12-22 2017-12-22 Środek do ochrony antykorozyjnej

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL424014A1 PL424014A1 (pl) 2019-07-01
PL237202B1 true PL237202B1 (pl) 2021-03-22

Family

ID=67105566

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL424014A PL237202B1 (pl) 2017-12-22 2017-12-22 Środek do ochrony antykorozyjnej

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL237202B1 (pl)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2689947C (en) * 2008-10-24 2016-01-12 Trent University Coatings for corrosion susceptible substrates
CN101525519B (zh) * 2009-03-30 2011-08-10 中山大桥化工集团有限公司 聚硅氧烷涂料组合物
GB2499847A (en) * 2012-03-02 2013-09-04 Univ Sheffield Hallam Metal coated with polysiloxane sol-gel containing polyaniline
CN103450797A (zh) * 2012-06-05 2013-12-18 武汉赫斯特涂层材料股份有限公司 一种可常温固化的环氧聚硅氧烷树脂

Also Published As

Publication number Publication date
PL424014A1 (pl) 2019-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kumar et al. Development and characterization of silicone/phosphorus modified epoxy materials and their application as anticorrosion and antifouling coatings
Brusciotti et al. Hybrid epoxy–silane coatings for improved corrosion protection of Mg alloy
Voevodin et al. Nanostructured coatings approach for corrosion protection
Ramezanzadeh et al. Studying various mixtures of 3-aminopropyltriethoxysilane (APS) and tetraethylorthosilicate (TEOS) silanes on the corrosion resistance of mild steel and adhesion properties of epoxy coating
Marceaux et al. Development of polyorganosilazane–silicone marine coatings
CN105419437B (zh) 一种石墨烯改性配套防腐涂层及其制备和应用
Voevodin et al. Investigation of corrosion protection performance of sol–gel coatings on AA2024-T3
Tavandashti et al. Corrosion protection evaluation of silica/epoxy hybrid nanocomposite coatings to AA2024
JP7321046B2 (ja) 防食塗料組成物、当該組成物を用いたマグネシウム合金成形物の防食方法、及び塗装成形物
CN101378844B (zh) 作为用于金属预处理的防腐蚀涂料及漆底料的可水分散的硅烷
WO2017138168A1 (ja) 防食塗料組成物及び乾燥塗膜の形成方法
WO2011092278A1 (en) Epoxy-based primer compositions
JP6629539B2 (ja) 防食塗料組成物、防食塗膜、防食塗膜付き基材及びその製造方法
Palanivelu et al. Studies on silicon containing nano-hybrid epoxy coatings for the protection of corrosion and bio-fouling on mild steel
US4857608A (en) Process for preparing weather-resistant coatings
WO2008016873A2 (en) Addition of silanes to coating compositions
Suleiman et al. Hybrid organosiloxane coatings containing epoxide precursors for protecting mild steel against corrosion in a saline medium
Zhao et al. Organic-inorganic hybrid epoxy resin coating with high thermal stability and hydrophobicity for corrosion protection prepared by (3-aminopropyl) triethoxysilane as a bridging agent
KR101465492B1 (ko) 도료에 적용 가능한 부착증진용 보조수지 조성물 및 이를 포함하는 도료 조성물
Kim et al. Self-polishing behavior of zinc-based copolymer with different monomer composition
PL237202B1 (pl) Środek do ochrony antykorozyjnej
KR102684176B1 (ko) 저용매 코팅 조성물
Wang et al. Preparation and application of a waterborne acrylic copolymer-siloxane composite: improvement on the corrosion resistance of zinc-coated NdFeB magnets
KR101746954B1 (ko) Cr-free 에폭시 워시 프라이머 고접착력 방식도료 조성물 및 그 제조방법
Shon et al. Effects of surface modification with amino branched polydimethylsiloxane (ABP) on the corrosion protection of epoxy coating