Состав для защиты от коррозии

 

Изобретение касается защиты металлических изделий от коррозии в атмосферных условиях, нейтральных водных средах, рассолах , почвах, пресной и морской воде. Для защиты от коррозии состав содержит. мас.%: цинковый порошок 60-85; жидкое стекло (водорастворимый силикат щелочного металла или аммония) 7,5-20; пирофосфат меди 0.1-0,3; пирофосфат щелочного металла или аммония 0.15-0,50; вода остальное . 1 табл.

(я)5 С 23 F 11/00

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам

МЕ . а э.ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ шатап.пю

К ПАТЕНТУ! с

It

С

О

Г (21) 5033549/26 (22) 23,03.92 (46) 07,09.93. Бюл. М 33 — 36 (71) Институт прикладных проблем коррозии (72) Ануфриев Н. Г„Акал ьзин А.П„Алдакушкин А.В., Евдокимова Е.А., Горин Е,М. (73) Институт прикладных проблем коррозии (56) Заявка Японии N. 58-167720, кл. С 21 0 1/68, 1989.

Орлов В,A. Цинксиликатные покрытия, М.: Машиностроение, 1984, с.34.

Изобретение касается защиты металлических (стальных) изделий от коррозии в атмосферных условиях, нейтральных водных средах, рассолах, почвах, пресной и морской воде, в частности, путем нанесения на поверхность металла металлонаполненных противокорроэионных композиций на основе жидкого стекла для получения полимерных защитных пленок.

Известно использование жидкого стекла в защитных материалах, содержащего порошок алюминия или щелочноземельный металл и стеклянный порошок.

Недостатком такого состава является непродолжител ьн ый период защитного действия.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является состав для защиты металлических изделий от коррозии, содержащий 60- 80 мас. цинкового

„,RU„, 2000358 С (54) СОСТАВ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ КОРРОЗИИ (57) Изобретение касается защиты металлических изделий от коррозии в атмосферных условиях, нейтральных водных средах, рассолах, почвах, пресной и морской воде, Для защиты от коррозии состав содержит, мас.%: цинковый порошок 60 — 85; жидкое стекло (водорастворимый силикат щелочного металла или аммония) 7,5 — 20; пирофосфат меди 0,1 — 0,3; пирофосфат щелочного металла или аммония 0.15-0,50; вода остальное, 1 табл. порошка и 40-20 мас.% 50%-го водного раствора силиката лития, натрия или калия, Недостатком данного состава является низкая стойкость образуемых им защитных пленок к действию высокоагрессивных сред, содержащих активатор корроэии— хлориды и сульфаты. Другим недостатком является низкая защитная способность состава по отношению к защищаемому металлу в водных средах.

Целью изобретения является повышение эффективности защиты металла от коррозии и стойкости покрытия к действию а кти ва торо в коррозии.

Для этого состав для защиты металлов от коррозии, включающий жидкое стекло— водорастворимый силикат щелочного металла или аммония. цинковый порошок и воду. дополнительно содержит пирофосфат меди или пирофосфат щелочного металла или аммония при следующем соотношении компонентов, мас.ф,:

2000358

Жидкое стекло — водорастворимый силикат щелочного металла или аммония (в пересчете на твердое вещество) 7,50-20,00

Цинковый порошок 60,00-85,00

Пирофосфат меди 0,10-0,30

Пирофосфат щелочного металла или аммония 0,15-0,50

Вода Остальное

В качестве силикатного связующего композиция содержит водные растворы щелочных силикатов с кремнеземистым модулем до 4 и полисиликаты с кремнеземистым модулем 4-25 и плотностью от 1,15 до 1,50 г/см, а в качестве наполнителя — мелкодис3 персный порошок цинка, например марок

ПЦ-3, ПЦ-4, ПЦС-10 (ГОСТ 12601-76, TY 484015-86), со средним размером частиц 10 мкм. 20

Содержание цинкового наполнителя в составе менее 60 мас. не обеспечивает достаточного защитного действия образующейся пленки, а более 85 мас. нецелесообразно ввиду большого расхода дорогостоящего наполнителя и повышения вязкости композиций.

Содержание пирофосфатов меди менее

0,10 мэс. и щелочного металла или аммония менее 0,15 мас, при их совместном присутствии не влияет на защитную способность пленки, а содержание указанных пирофосфатов более 0,3 и 0,5 мас. соответственно не дает дополнительного повышения противокоррозионных свойств саста ва.

Композицию готовят путем добавления при перемешивании порошкообразного наполнителя в водный раствор силиката щелочного металла или аммония, в который 40 предварительно введены в любой последовательности пирофосфаты меди и щелочного металла или аммония до полного растворения каждого из компонентов.

Композицию наносят на поверхность 45 эащищае 1ого металла любым способом— окунанием, распылением, кистью, валиком.

Примерный расход композиции при двухслойном нанесении — 300 г/м, 50

Сущность изобретения поясняется примерами. в которых представлены данные по определению эффективности защитного действия антикоррозионных покрытий, полученных нанесением на стальную поверх- 55 ность неорганических силикатных защитных составов, содержащих s качестве наполнителя порошок цинка, а в качестве связующего водный раствор силиката щелочного металла или аммония (прототип) или силиката и.пирофосфатом меди и щелочного металла или аммония.

Пример 1, На пластину иэ стали марки

Ст.20, имеющую площадь 20 см, после зачистки абразивной шкуркой до шероховатости R> - 40 и обезжиривания 107ь-ым раствором натриевого высокомодульного жидкого стекла наносится покрытие толщиной 250 мкм составом. содержащим 60 мас. цинкового порошка, 20 мас. водорастворимого силиката натрия с модулем

3.5, 0,1 мас, пирофосфата меди, 0,15 мас. пирофосфата натрия, 19,75 мас. воды.

Покрытие высушивают в течение 30 мин при 50 С. Масса высушенного образца с покрытием составляет 7,2134 r. Образец помещают на 720 ч в приготовленный на водопроводной воде раствор 0.7 г/л хлорида натрия с температурой 24 ++ 1 С. После этого образец вынимают, промывают дистиллированной водой, высушивают 4 ч при 50 С и взвешивают.

Масса образца после опыта составляет

7,2014 г, Скорость коррозии образца определяют по формуле гп — п г

К = где К вЂ” скорость коррозии, г/м ч; г

rnid — масса образца до опыта, r; гпг — масса образца после опыта, г;

S — площадь поверхности образца, м; г, т - время выдержки образца в растворе, Ч, Скорость коррозии образца, определенная по формуле, составляет 0,007 г/м ч.

При указанных условиях определяли скорость коррозии образцов. покрытых неорганическими силикатными антикорроэионными составами, включающими 55, 60, 70, 80, 85, 87 мас. цинкового порошка, 6,5-22,5 мас. водорастворимого силиката натрия, 0,05 — 0,50 мас. пирофосфата меди, 0,1-0.7 мас. ; осталь- ное воду, Кроме того определяли скорость коррозии стальных образцов, покрытых составами, содержащими цинковый порошок, водорастэоримый силикат и пирофосфат натрия или силикат и пирофосфат меди, а также цинковый порошок и водный раствор силиката натрия беэ добавок пирофосфатов меди и натрия (прототип). Для сравнения определяли скорость коррозии стальных образцов без покрытия.

Результаты экспериментов представлены в таблице.

Пример 2. В условиях, описанных в примере 1, наносили неорганический состав на основе литиевого жидкого стекла, 2000358

2000358 имеющего модуль 2, Результаты определения скорости коррозии образцов с полученными покрытиями приведены в таблице, Пример 3. В условиях. описанных в . примере 1, наносили неорганический со- 5 став на основе калиевого жидкого стекла, имеющего модуль 5.8. Результаты определения скорости коррозии образцов с полученными покрытиями приведены в таблице, 10

Пример 4. В условиях, описанных в примере 1, наносили неорганический состав на основе аммониевого жидкого стекла. имеющего модуль 4, 2. Результаты определения скорости коррозии образцов с 15 полученными покрытиями приведены в таблице, Пример 5. В условиях, описанных в примере 1, наносили неорганический состав на основе натриевого жидкого стекла и 20 вещества, выбранного из группы, содержащей пирофосфат лития, пирофосфат калия или аммония. Результаты определения скорости коррозии образцов с покрытиями приведены в таблице, 25

Как следует иэ приведенных результатов, металлонаполненные неорганические антикоррозионные составы, содержащие цинковый порошок и водный раствор жидкого стекла, пирофосфатов меди и щелочно- 30

ro металла или аммония в указанных пределах концентраций, повышают эффективность противокорроэионной защиты металла в присутствии активаторов коррозии по сравнению с силикатными составами на 35 основе цинкового порошка и жидкого стекла, При этом скорость коррозии стальных образцов, защищенных покрытиями предлагаемого неорганического состава, ниже в 40

35-50 раз. чем покрытий известных составов на основе цинкового порошка и жидкого стекла (прототип).

Изучение механизма защитного действия металлосиликатных покрытий, получен- 45 ных нанесением антикорроэионных композиций предлагаемого состава, показывает, что улучшение противокоррозионных свойств обусловлено совместным синергическим действием меди, находя- 50 щейся в составе силикатного связующего в

Формула изобретения

Состав для защитй от коррозии, содержащий цинковый порошок, жидкое стекло и воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит пирофосфаты меди и щелочного металла или аммония при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Цинковый порошок 60-85

Жидкое стекло (водорастворимый силикат щелочного металла или аммония) 7,5 — 20

Пирофосфат меди 0,1 — 0,3

Пирофосфат щелочного металла или аммония

Вода

0,15-0,5

Остальное виде водорастворимого комплексного соединения, и пирофосфат-аниона. После смешения цинкового порошка и силикатного связующего. содержащего раствор пирофосфатного соединения меди, на границе раздела цинк-раствор связующего начинается реакция контактного о мена. сопровождающаяся иониэацией цинка и образованием на поверхности частиц цинка пленки металлической меди; ионы цинка образуют нерастворимые соединения с силикат-анионами, вследствие чего концентрация пирофосфат-анионов, не входящих в комплексный анион, увеличивается. За счет образования пленки меди на частицах цинка и повышения концентрации в связующем свободных пирофосфат-анионов происходит значительное ускорение реакций анодного растворения цинка в наполнителе и соответственно взаимодействия ионов цинка с силикат-анионами, что приводит к образованию прочной барьерной неорганической полимерной пленки на поверхности защищаемого металла.

Введение одного пирофосфата щелочного металла или аммония в силикатное связующее в концентрации 0,15-0.50 мас.g не обеспечивает достаточного улучшения противокоррозионных свойств состава, а добавление только пирофосфата меди не дает эффекта из-за нерастворимости данного соединения в отсутствии избытка комплексообразующего пирофосфат-аниона.

2000358

2

Е с

Ю

lЮ

LA

Ю

1 I I 1!) I

1 1 l 1

D

Ю о D о I I I o

«О

1 I I

Ф

Б х л с о!

«!

Ю

ФЮ IO о

D о о

Ц 1 1 1 Ю о

k»

Z о

« ) Ю о в

CV о

Ю о о о о ! о

«Ч со о

Ю

Ю

D о о

Щ I Ю о

LA

С ) су

Ю

Ю о

« ) Й

1 1 «у>

Ю о о о ! о

CV со о

LA о о

I 11 «4 со о

Ф «о

Z

lg

3(сч, о о

D

D ( о о 1о о

Ю о

1 I I

D о» о ! о ?

СМ о

Ф

Ф

S с

Ф

Х с с

Z

Х с о

«Г о а

iS э

IZ

Ф

Z о

Е о о с

Х Ф о е

Ф

Ф S e о

Х 1- 1Б и

М о

3 о а о о

m С

Ф

S

Ф о

E Z

CO

::1 о !! с

X У

I» le e о v е 3 и Е

C C

CO с

С

Щ

Ф Ф

3 S к Е

Б 2 р О - С (Й Ф

О X С

S Ф m

Z Ф о о ф ф з

«О (S

R.

R .