Способ получения лакокрасочного покрытия методом анодного электроосаждения

Способ получения лакокрасочного покрытия методом анодного электроосаждения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к способу получения покрытия с улучшенным комплексом свойств, получаемых методом анодного электроосаждения водоразбавляемых лакокрасочных материалов на основе карбоксилсодержащих пленкообразователей. Таким способом можно получать антикоррозионное однослойное покрытия на деталях и запчастях в автомобилестроении.

Известны композиции лакокрасочных материалов для анодного электроосаждения на основе карбоксилсодержащих (AC SU №654698, №637467) и для катодного электроосаждения на основе аминосодержащих пленкообразователей (патент RU №2222562), с водной дисперсией ПТФЭ, а также «Флуралита», обработанного поверхностно-активными веществами, далее по тексту ПАВами (публикация в журнале «ЛКМ», №1-2/2013, с. 56), вводимой непосредственно в ванну электроосаждения при получении покрытий. Сформированные покрытия обладают высокой гидрофобностью, увеличенной проникающей способностью, твердостью, но не проявляют существенного улучшения защитных свойств покрытий. Это связано с большим содержанием ПАВов в водной дисперсии ПТФЭ, составляющим до 25 массовых % по отношению к политетрафторэтилену. Покрытия, получаемые предлагаемым способом, превосходят все эти показатели.

Технической задачей изобретения является улучшение защитных свойств покрытия, получаемого методом электроосаждения на аноде, с одновременным увеличением проникающей способности системы, твердости и придания покрытиям гидрофобности за счет нового способа введения в лакокрасочный материал высокодисперсного порошкового политетрафторэтилена (ПТФЭ) «Флуралит», получаемого методом термокаталитического разложения ПТФЭ фторопласта Ф-4.

Поставленная задача достигается тем, что предлагается способ приготовления лакокрасочного материла для анодного электроосаждения, состоящий в том, что в лакокрасочный материал, еще до приготовления из него рабочего раствора ванны вводится методом скоростного диспергирования высокодисперсный (наноразмерный) ПТФЭ «Флуралит», получаемый методом термокаталитического разложения ПТФЭ фторопласта Ф-4, в количестве, обеспечивающем содержание его 3-3,5 массовых % по отношению к сухому остатку пасты (0,5% в ванне). Введение порошкового политетрафторэтилена (ПТФЭ) «Флуралит» в лакокрасочный материал для анодного электроосаждения осуществляется диспергированием в бисерной мельнице не менее 3-х часов со скоростью фрезы 3000-5000 об/мин. Указанные величины скоростей являются существенными, так как при скорости фрезы выше 5000 об/мин наблюдается коагуляция лакокрасочного материла, а скорость меньше 3000 об/мин не обеспечивает требуемого качества диспергирования для лакокрасочных материалов до 50 мкм в соответствии с ГОСТ 6589-74. Сравнительные данные указаны в Таблице 1. Такой же негативный эффект качества диспергирования наблюдается при диспергировании менее 3-х часов. Сравнительные данные указаны в Таблице 2. Указанная процедура осуществима в процессе изготовления лакокрасочного материала на заключительной стадии.

Из полученного по описанному способу лакокрасочного материал готовится рабочий раствор ванны электроосаждения по стандартной методике с нейтрализацией раствора органическими аминами в количестве 2-массовых % и разведением обессоленной водой до концентрации 13-16% массовых. Из полученного рабочего раствора карбоксилсодержащего лакокрасочного материала для анодного электроосаждения с введенным по новому способу высокодисперсным порошковым политетрафторэтиленом (ПТФЭ) «Флуралит» производилась окраска методом анодного электроосаждения на изделия. Подлежащие окраске образцы, представляющие собой стальные пластинки из стали 08 КП размером 60×120 мм, предварительно подготавливались к окраске в соответствии со схемой №1 Таблицы №3 ГОСТ 9.402-2004. Электроосаждение на анод проводили в лабораторной ванне объемом 5 л при следующих условиях проведения процесса электроосаждения: режим U=const=140-150 V, время - 120 секунд; рН=8,5-9,0 температура 25-27°С. Окрашенные пластинки промывали водой, термоотверждали при 170°С в течение 20 минут. Свойства покрытий сравнивались с покрытиями, полученными из того же лакокрасочного материла, без порошкового политетрафторэтилена (ПТФЭ) «Флуралит». Дополнительно производилось сравнение с покрытиями, выбранными в качестве прототипа, полученными из того же лакокрасочного материала для анодного электроосаждения модифицированного (в соответствии с АС SU №654698) 5% водной дисперсией политетрафторэтилена Ф-4ДВ, которая вводилась непосредственно в рабочий раствор ванны электроосаждения в количестве 1% от объема лакокрасочного материала в ванне. В качестве лакокрасочных материалов были использованы применяемые в настоящее время в промышленности России (в частности, на ОАО «АВТОВАЗ»):

- водоразбавляемая эмаль для анодного электроосаждения Freiotherm-ATL-Korrosionsfest WA4926HRU905 (фирма «FreiLacke», Германия) черного цвета;

- водоразбавляемая грунтовка для анодного электроосаждения AquaAED-200 (фирмы «Axalta», США) черного цвета.

В Таблице 3 представлены свойства полученных покрытий.

Из данных таблицы видно, что покрытия, полученные в соответствии с изобретением, при неизменной хорошей адгезии обладают увеличенной твердостью, гидрофобностью (высокий краевой угол смачивания), а также повышенными водостойкостью и солестойкостью по сравнению с покрытиями на основе исходного лакокрасочного материала. По сравнению с аналогами, полученными на основе композиций лакокрасочных материалов с водной дисперсией политетрафторэтилена Ф-4ДВ, вводимой непосредственно в ванну, покрытие по изобретению при меньшем содержании ПТФЭ в системе обладают лучшими свойствами по указанным показателям.

Способ получения покрытия методом анодного электроосаждения водоразбавляемых лакокрасочных материалов на основе карбоксилсодержащих пленкообразователей, отличающийся тем, что до приготовления рабочего раствора ванны электроосаждения вводится в концентрат (пасту) лакокрасочного материала высокодисперсный порошковый политетрафторэтилен «Флуралит», в количестве, обеспечивающем содержание его 3-3,5 массовых % по отношению к сухому остатку пасты, с последующим диспергированием в бисерной мельнице со скоростью фрезы 3000-5000 оборотов/мин в течение не менее 3-х часов.