Битумный состав

 

Изобретение относится к битумным составам и может быть использовано для защиты от подземной коррозии трубопроводов водо- и теплоснабжения, а также от атмосферной коррозии различных металлических изделий и конструкций. Описывается битумный состав для получения покрытий, содержащий битум, растворитель и модифицирующую добавку, отличающийся тем, что он содержит в качестве модифицирующей добавки неионогенное поверхностно-активное вещество - продукт взаимодействия смеси синтетических жирных кислот, содержащих алкилы от C₅ до C₄₀ и смеси алкилпиридинов общей формулы (I), где R_1-5 - C₁-C₁₂-алкил или водород, R¹ - C₅-C₄₀-алкил при следующем соотношении компонентов, мас.%: битум-35,0 - 65,0; неионогенное поверхностно-активное вещество указанной выше формулы-3,6-7,0, растворитель - остальное. Состав обеспечивает высокие физико-механические показатели защитного покрытия. 5 табл.

Изобретение относится к битумным составам для получения покрытий и может быть использовано для защиты от подземной коррозии трубопроводов водо- и теплоснабжения, а также атмосферной коррозии различных металлических изделий и конструкций, в том числе трубопроводов, емкостей.

Для улучшения физико-химических свойств битумных покрытий используют различные модифицирующие добавки: каучуки, масла, резины, полиолефины, ингибиторы и т.д. (Использование материалов на основе битумов в качестве коррозионно-стойкого покрытия в химической промышленности. НИИТЭХИМ, Москва, 1985 г.).

Одним из наиболее эффективных путей повышения защитных свойств и срока службы покрытий на основе битумов является введение в их состав веществ, воздействующих на процессы электрохимической коррозии (затрудняя либо катодную или анодную реакцию), а в ряде случаев значительно облегчающих пассивацию металлов.

Известно применение маслорастворимых ингибиторов коррозии, которые вырабатываются отечественной промышленностью, такие как АКОР-1, АКОР-2 и др., и которые добавляются в битумные композиции (Там же, стр. 42).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является битумный состав, содержащий добавку-ингибитор коррозии АКОР-1 (Защита металлов, 1981 г, т. XVII, N 4, с. 452-454).

Недостатками этого состава являются низкие гидрофобные свойства и дороговизна. Ингибитор коррозии АКОР-1 представляет собой кальциевую соль нитрованного масла и стеариновой кислоты в масле.

Настоящее изобретение направлено на повышение гидрофобных свойств битумных составов при сохранении высоких защитных свойств, а также на снижение их стоимости.

Указанный результат достигается битумным составом для получения покрытий, содержащим битум, растворитель и модифицирующую добавку, в качестве которой он содержит неионогенное поверхностно-активное вещество - продукт взаимодействия смеси синтетических жирных кислот, содержащих алкилы от C₅ до C₄₀, и смеси алкилпиридинов, общей формулы: где R_1-5 = C₁ - C₁₂ -алкил, R¹ = C₅- C₄₀-алкил, при следующем соотношении компонентов, мас.% Битум - 35,0-65,0 Соединение формулы 1 - 3,6-7,0 Растворитель - Остальное Неионогенное поверхностно-активное вещество указанной выше формулы выпускается по ТУ 38.403230-89. Реакцию взаимодействия синтетических жирных кислот (ГОСТ 23239-78) со смесью алкилпиридинов, полученных в результате вакуумной отгонки от высших синтетических пиридиновых оснований (ингибитор И-1-А, ТУ 38.103246-87) фракции легких диалкилпиридинов, проводят в круглодонной колбе, снабженной мешалкой, термометром и обратным холодильником при 80-90^oC. Обогрев осуществляется при помощи масляной бани. На 1 г-атом основного азота алкилпиридинов берется 1,5 г-моля синтетических жирных кислот. Продолжительность реакции 4 ч.

Модифицирующая добавка является ингибитором-стабилизатором СД-1М и относится к классу добавок, обладающих смешанным воздействием на битум, оказывающим как пластифицирующее, так и структурирующее действие, повышающим деформационные свойства, например трещиностойкость, эластичность и коррозионная стойкость.

Пример 1 Битумный состав готовят согласно рецептуре, представленной в таблице 1.

Для приготовления битумного состава берут необходимое количество битума, измельчают его и заливают растворителем. Битум оставляют в растворителе на 6-8 ч, затем добавляют неионогенное ПАВ и хорошо перемешивают. Аналогично вводят и АКОР-1.

В таблице 2 представлены основные физико-механические свойства пленок, получаемых на основе предлагаемых составов, прототипа и битумного праймера (без добавки).

Пример 2 Составы 1-5 и битумный праймер наносились методом окунания на металлические образцы (стержни, Ст.3).

Битумный состав, праймер, чтобы получить пленки, близкие по толщине, наносился в 2 слоя.

Покрытые образцы устанавливались в термовлагокамеры над слоем воды при 40^oC. Испытания проводили в течение суток, причем 10 часов при 40^oC и 14 ч при комнатной температуре (17-21^oC).

Контроль вели визуально по состоянию внешнего вида пленки и по наличию коррозии на подложки.

Результаты приведены в таблице 3.

Пример 3 Образцы с покрытиями, полученными в примере 2, проверяли на стойкость в электролите по ГОСТ 9054, метод 4.

Сущность метода заключается в выдерживании покрытых образцов в растворе электролита при комнатной температуре.

Состав электролита, %:
Магний хлористый - 11,0
Кальций хлористый - 1,2
Натрий сернокислый - 4,0
Натрий хлористый - 24,0
pH электролита устанавливали в пределах 8,0-8,2 путем добавлений 25% раствора углекислого натрия.

Защитные свойства пленочного покрытия оценивали по площади коррозионного разрушения, за определенное время испытаний и по времени появления первого минимального коррозионного очага.

Результаты приведены в таблице 4.

Пример 4
Составы 2, 3 и 5 проверяли на водовытеснение. На диск из нержавеющей стали диаметром 240 + 4 мм наливали 20 мл дистиллированной воды, равномерно распределяли ее по всей площади диска. В центр диска пипеткой наносилась капля каждого состава и определялось водовытесняющее действие путем замера диаметра вытесненной жидкости.

Результаты приведены в таблице 5.

Из результатов испытаний следует:
1. Физико-технические показатели пленок, получаемых на основе предлагаемого состава, значительно выше физико-технических показателей пленки, полученной на основе битумного праймера (табл.2). Адгезия и прочность пленки при изгибе по шкале гибкости составляют соответственно 1 балл и 1 мм у составов с ПАВ и 3 балла 10 мм у битумного покрытия.

2. Влагостойкость (испытание в термовлагокамере), стойкость в электролите увеличиваются в 8-10 раз по сравнению с покрытием битумным праймером (табл. 3, 4).

3. Коррозия на подложке образцов с покрытием на основе предлагаемого состава за время проведения испытаний полностью отсутствовала. Между тем образцы с чистым покрытием корродируют на четвертые и седьмые сутки испытаний.

4. Защитные свойства битумных составов, содержащих неионогенное ПАВ, заявленное нами, почти в 2 раза выше, чем у битумных составов, содержащих АКОР-1.

Водовытеснение битумных составов с нашей добавкой значительно превосходит водовытеснение битумных составов содержащих ингибитор коррозии АКОР-1.

Формула изобретения

Битумный состав для получения покрытий, содержащий битум, растворитель и модифицирующую добавку, отличающийся тем, что он содержит в качестве модифицирующей добавки неионогенное поверхностно-активное вещество - продукт взаимодействия смеси синтетических жирных кислот, содержащих алкилы от С₅ до С₄₀, и смеси алкилпиридинов общей формулы:

где R_1-5 = С₁ - С₁₂-алкил;
R¹ = С₅ - С₄₀-алкил,
при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Битум - 35,0 - 65,0
Неионогенное поверхностно-активное вещество указанной формулы - 3,6 - 7,0
Растворитель - Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5