Композиция для получения металлополимерных покрытий

Композиция для получения металлополимерных покрытий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

.,Г,1«Ц«<

»»»" IP» Й (а А Й Й Е 1(,ц 52,д.,ьэ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

СОюз Советсню:

Социалиатичеаих

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 05. 07.74 (21) 2 041 022/23 5 с присоединением заявки № (32 )11риорнтет (51) М. Кл.

С 25 В 13/00

C 08 G 63/00

Гасударственный нонки

6аввтв Мнннарав ССОР

69 делан н306рнтяннй и нтнритпй (43) Опубликовано05.08.76.Бюллетень № 29

I ° (45)Дата опубликования описании 22.10.76 (53) УДК 678.026.. 37 (088. 8) Ю. Ф. Дейнега, З„Р. Ульберг, 1. Л. Дворниченко, H. Л. Ивкина, ..аро»»»О» «»а +с Ницоер: -"4 «f«»»o »-»Обина (72) Авторы изобретении (71) 3аявнтель Институт коллоидной химии и химии воды АН Украинской COP (54) ХСМПОЗИ."" ;КЯ ДЛЯ ПОЛУ-«ЕНИЯ

i,4E "I, .;," - Г10Л, 1 Š—;=; ы «»шие:

Изобре гение отнссится к KG".. позициям„ приГОдным для получе-...ия электР Ф » е" и™ KBM методом металлопопимерньi. пск рь»тий, которые МОГут быть испсльзОВа »»ь :. = качеc:"" ве электропроводяших антикоррознонных груп-

ТОВ

Известна композиция для получения металлополимерных покрытий, вкд очающая соти меТаЛЛа ПОЛИМЕРНЫЙ МатЕРИаЛ т» ВОДУ»! ЗВЕС « ная композиция в качестве полям=-«Gp-га материала содерд<ит апифаTич;:! -,е полиамнды при следуюшем соотношении компанен =»a В Г/П):

Алифатические полнамиды 20- 200

«

Соль металла (цинка,i 50"-300

Осаждение металлополямерногс гокрытия из известной композиции производи-;ся при 1 = х.

=-0,5-5 а/дм и рН «-6 в течение 3.0 мин, Недостатки известной композиции следуюОГраниченный GccGp» яме нт»п»мГ Р=ыз мь1х металлополиме рных покрытий; сравните ьно невысок;:..-е физика --механические и антикоррозионные характерис :-пки получаемь«х металлополимерных покр". тий в р связи с использованием Высококонцентрированных агрегативно нсустойчивых суспензий полимера., что пр жодит к неравномерному зас.:.раделея«по полимеров в ь::,=-:тап,. ополимер нам покрытии, а также Вследствие необходимости вести электрооcàæäåIIIì при сравнительно ВысокОЙ плотнОс Ги токар что вызьтвает газовыделение и придает получаемму металлополимерному покрытию пористость; высокая стоимость металлополимерных покрытий из-за сложности техпслогнческого процесса приготовления композ .п -и — необходимости осуществления процесса полимеризации исходного мономера типа -.апролактама я последующего диспергирования полимера перед его введением в композицию— и сравнительно большого расхода электроэнергии при получении металлополимерных покрытий„ недостаточная интенсивность (за 10 мин осаждается покрытие толщиной 20 мк) процесса осаждения покрытий.

Цель изобретения — расширение ассортимента металлополимерных покрытий, улучшение их физико-механических антикоррозион523963

Н

2 16 2L нр Q и ных характеристик, удешевление и интенсификация процесса их получения. Поставленная цель достигается тем, что композиция содержит в качестве полимерного материала смеси эпоксидной смолы с пленкообразую- @ щим полимером, выбранным из группы: полиамид, полиацеталь, полисульфидный каучук, фторопласт, а в качестве соли металлов—

1 N при следующем соотношении компонентов (в вес.%):

Муравьинокислые или хлористые соли цинка и/или свинца, или смесь муравьинокислых солей свинца и меди 0,25-5

Эпоксидная смола О, 35-5

Пленкообразующий полимер, выбранный из группы: полиамид, полиацеталь, полисульфидный каучук, фторопласт 0,35-15

Четвертичный амин — Й -(фенил-2-метилкарбодецилокси)-М -(4-о-анизил-3-хлорбутенил-2 ) -аммонийхлорид 0,01-0,30@

Органический растворитель, смешивающийся в водой, например ацетон 20-35

Вода Остальное

Композицию готовят следующим образом. З5

В воду добавляют ацетоновые растворы полимеров или порошки полимеров. К образующейся суспензии с частицами размером

0,25-3 мк добавляют сначала четвертичный амин N -(фенил-2-метилкарбодецилок.:;и)-,р0 — Й -(4-о-анизил-3-хлорбутен ил-2 ) -ам м онийхлорид, а затем водные растворы муравьинокислых или хлористых олей цинка (свинца, меди). При наложении электрического поля на катоде получают металлопо- @ лимерные покрытия, закрепляемые терм ообработкой при 180-250оС.

Предложенная композиция для получения металлополимерных покрытий представляет собой дисперсию полимеров в водных раст- 59 ворах соответствующих солей; в состав композиции входит четвертичный амин, который служит ионогенным зарядчиком, сообщающим частичкам полимера заряд до — 80 мв.

Четвертичный амин впервые применен в ка- 55 честве ионогенного зарядчика при получении металлополимерных покрытий. Это дает возможность получать металлополимерные покрытия путем совместного электрофоретического осаждения дисперсии полимеров и 60 муравьинокислые или хлористые соли цинка и/или свинца или смесь муравьинокислых солей свинца и меди и, кроме того, дополнительно органический растворитель, смешивающийся с водой, например ацетон, и --.ет= вертичный амин — -(фенил-2-мо ." . <.а„.: бодецилокси)- И -(4-о-анизил-3-хлорбу".енил-2 )-аммонийхлорид формулы электролитического выделения металла; последний осаждается в виде высокодисперсных осадков с частицами размером от 0,2 до 2 мк.

Взаимодействие полимера с поверхностью частиц металла происходит как в процессе формирования осадка на электроде, так и при последующем нагревании его. Соотношение между металлом и полимером в металлополимерном покрытии определяется составом исходной суспензии и режимом электрофоретического процесса и может изменяться в широких пределах. Это позволяет регулировать физико-механические, электропроводяшие и антикоррозионные свойства металлополимерных покрытий (грунтов) и получать их с комплексом заданных свойств.

Преимущества предлагаемой композиции состоят в следующем:

1). Улучшаются физико-механические и антикоррозионные свойства получаемых металлополимерных покрытий на основе металлополимерного грунта и защитного слоя эмали, 2). Повышается устойчивость суспензий и достигается более равномерное их осаждение вследствие введения в систему четвертичного амина„сообщающего частичкам полимеров значительный электрокинетический потенциал. Осаждение заряженных дисперсий не требует применения в ванне высокой концентрации полимера, что делает композицию более устойчивой я технологичной; осаждение металлов в присутствии заряженных дисперсий полимеров позволяет изменять дисперсность и структуру их осадков; изменение состава осадка (соотношения между металлом и полимером) оказывает существенное влияние на процессы совместного выделения металлов и приводит к изменению структуры осадка - к повышению дисперсности металла.

3). Изменяется электрическое сопротив42. а ление грунтов от 10 до 10 ом.см при увеличении концентрации металла, что дает

Табл::ц а 1

3 .А! «

I I

2„20 i 3,20 5,00 (1

Г

50 5 0,35

5,

1 ОО I!,,: — 15 ОО

0,27 i 0,02 !

Q,15;: 0,25 025 i 300

О 30

2,04

30 ОО (P0 : 20 00:

65„5" j 70,.. 3

79,04 !

) =) !

«»

О ..«5 !!

1,50

l 1 «

I.i« *.-,О I

0,125;!

: г 00

38,66

30.,00;

65,78;

I возможность методом электроосаждения нано:ить второй декоративный слой благородного металла или водоразбавленной эмали.

Использование предлагаемой композиции позволит решить одну из важных задач лакокрасочной промышленности — на одной автоматической электрофорезной линии наносить электропроводящий грунт и декоративный слой эмали. Из предлагаемой композиции могут быть получены покрытия (грун ты) на основе смесей полимеров; использование полиамидов и фторопластов с эпоксидной смолой улучшает адгезию, эластичностьр повышает термостойкость, позволяет получать беспористые покрытия с повышенными физико-механическими свойствами.

Пример 1. а). Для приготовления 100 г суспензии

17,5 r 12,5%-ного ацетонового раствора эпоксидной смолы (ЗД-5, ЭД-41, З-50) (2,2 вес.%) и 17,5 r 4%-ного ацетонового раствора полисульфидного каучука (тиокол

М.В) (0,7 вес.%) смешивают с 35 мл воды.

При этом образуется тонкая суспензия полимеров (70 r), a которую вводят четвертичный амин — М -(фенил-2-метилкарбодецилокси) — и -(4-о-анизил-3-хлорбутенил-2)-аммонийхлорид в количестве 0,02 вес.%.

Б качестве электролита применяют раствор формиата свинца концентрацией 1%. К суспензии смол добавляют 30 г раствора соли щ (0,30 вес.%) (см.табл.1).

Соосаждение проводят при плотности то

z ка на катоде i =2 ма/см, рН 5,5-6, время 90 сек. Грунт формируют при 140оС в течение 60 мин. Грунт содержит свинца65%. б), На полученный грунт методом электроосаждения наносят слой эмали ЭМ-2100, режим: напряжение 140 в, время 2 мин, общая толщина покрытия 45 мк. Термообработку ведут при 108оС в течение 30 мин.

Рецептура композиции приведена в табл.1, свойства груп»тй из этой композиции и по» крытая — и табл.

Рецептура (a вес.%) )no примеру

7

2 5 1 6 о о о

{о {О о3

0 0 е

О о о3

И

y F

1 а «» ю щ & М

dl

Даао

Ш м

«»

Й

{» д и ц о2»

Я йь

С » Щ Щ ! I I з-{ з- Щ (9 ъ»

О О -{ Т {{ (O т"{ с «{0

О о

4-{ О{ сО .)

C$

2 -»

О 0 0 о{ IO

O 0

Я К а.

Щ

{» о

2 о

m I д

f»» о а.

o m х р, о о а.mа и

I o д L

g o

Щ!

Ф

3; аб м

I ж

2 о г о

Ю-{ о

Ф

Щ

{о

+ о

Т-{

Ж

Ф о т-1

4ф +

4-{ Ф.

Д с

0 р ъ Я о

Q3

{" «м 0)

Щ

J.:, д

«{ ц й: <ц

" -во

«4 д g)

N +

{» ь м о ъ

Q D

C +

523963

Ь

О

y o

О»

{0 {{{

«{{

М

»Ф;ф

<{{ + Qi î

2 о о

«к о (Ц,Я, K о д о щ

" 0 о

И а m . 0

{" + f

Ж + и о

{,+ й

{Q

С4

ОО

fQ

Я

О ({{ и о

{ {{ о +

tg {o ф

Ж

Ц р»

o >

"о о

И

0)

° И

{»

".Á й+

{» и

{ {) м

Т-{ о

I э

{:{ и д 2 а5 е о а в g

+ М

° АЭ ъ а

{-«

Ц о ж И

Щ ф Я ф 4

»ъ ц{

Й4 в и а д " о

О ъ И д Ж р Ф4 о

o + и о д ж й:{

3, g а о,.

Т-{

Т-

oI о о

Ф и

Ю и »

Ф, (Ц о

523963

Пример 2. а) К суспензии эпоксидной смолы ЭД-5 и полиэфирной смолы ПФ-053 добавляют

30 r (0,30 вес.%) электролита для выделения свинца и меди концентрацией 1 и 2% соответственно. рН композиции 5,5-6.

Соосаждение проводят при плотности тока на катоде 1 =2 маlсм . Грунт форми2 руют в течение 90 мин при 160оС. Грунт содержит 70% металла. б) На полученный грунт методом алектроосаждения наносят слой эмали ФЛ-149 Э, режим: напряжение 80 в, время 2 мин, общая толщина покрытия 50 мк. Термообрабогку ведут при 180оС в течение 30 мин.

Рецептура композиции приведена в табл.1, свойства грунта из этой композиции и покрытия — в табл. 2.

ПримерЗ, а) Для приготовления 100 r суспензии

25 r 12,5%-ного ацетонового раствора эпоксидной смолы (3,2 вес.%) смешивают с 50 мл воды. При этом образуется тонкая суспензия полимера, в которую добавляют четвертичный амин — К -(фенил-2-метилкарбодецилокси)- Й -) 4-о-анизил-3-хлорбутенил-2)-аммонийхлорид в количестве

0,02 вес.%. В эту суспензию вносят порошок фторопласта (поликапроамида), обработанный ацетоном, в количестве 1 r (1 вес. Ж) 30 и перемешивают. К полимерной суспензии добавляют 25 мл (0,25 вес. o) 17 -ного раствора формиата свинца.

Соосаждение ведут при плотнос ги тока

2 маlсм, рН композиции 5,5-6. Грунт 35

2. формируют при 180оС в течение ЗО мин.

Грунт содержит 70% свинца. б) На полученный грунт методом электроосаждения наносят слой эмали уралкид40 ного типа АУ-0118, режим: напряжение

160 в, время 2 мин, общая толщина покрытия 50 мк. Термообработку ведут при 160оС в течение 30 мин.

Рецептура композиции приведена в табл.1, свойства грунта из этой композиции и покрытия — в табл. 2.

Пример 4. а) Для приготовления 100 г суспензии д

17,5 г 12,5/-ного ацетонового расгвора эпоксидной смолы ЭД-5 (2,2.вес.%) и 12,5r

3 2,5%-ацетонового раствора полиэфирной смолы ПФ-053 (1,5 вес.%) смешивают с

45 мл воды. При этом образуется тонкая суспензия полимеров, в которую добавляют четвергичный амин — N -(фенил-"-метилкарбодецилокси)- и -(4-О-анизил-3-хлорбутенил-2) -аммонийхлорид в количестве

0,27 вес.%.

В качестве электролитов применяют растворы формиага свинца и хлористого цинка концентрацией 1%. К суспензии смол добавляют 25 г раствора солей в соотношении

1:1 (0,25 вес.%) (см. табл. 1) .

Соосаждение ведут при плотности тока на катоде 1 = 2 ма/см в течение90 сек, 2 рН композиции 2,0-3,0. Грунт имеет толщину 22 мк и содержит 22% РЬ и 45% 7 и б) На полученный грунт методом электрсосаждения наносят слой эмали уралкидного типа АУ-0118, режим: напряжение 160 в, время 2 мин. Общая толщина покрытия 45мк, Термообрабогку ведут при 150оС в течение

30 мин.

Пример 5. Для приготовления 100г суспензии 2,8 мл 12,57 -ного ацетонового раствора эпоксидной смолы Э-41 (0,35вес.%) и 2,8 мл 12,5%-ного ацетонового раствора полиэфирной смолы ПФ-053 (0,35 вес.%) смешивают с 69,4 мл воды. При эгом образуется тонкая суспензия полимеров, в котс» рую вносят четвертичный амин — -(фенил-2-метилкарбодецилокси)- И -(4-0-анизил-3-хлорбугенил-2) -аммонийхлорнд в количестве 0,01 вес.%. К полимерной дисперсии добавляют 25 мл (0,25 вес.%) 1%-ного форм иа га свинца (см. габ л. 1 ) .

Соосаждение ведут при плотности тока

2 ма/см, рН композиции 5,5-6. Грунт формируют при 180оС в течение 30 мин.

Грунг имеет толщину 20 мк ч содержит 80% свинца.

Характеристика груп га:

Сопрогивление, ом.см 62 10з

Эластичность, мм 1

Выдержка в гидросгате, сутки 95

Стойкость в З -ном растворе йаС1, сутки 92

Прочность на удар, кг/см 50

На полученный грунт методом электр осаждения накосят эмаль ЭП-2100, режим: напряжение 140 в, время 2 мин. Обшая толщина покрытия 40 мк. Термообработку ведут при 160 С в течение ЗО мин.

Пример 6. Для приготовления 100г суспензии 27,1 мл 17,5 / ного ацетонового раствора смолы ЭД-5 (5 вес.%) смешивают с 35 мл воды. При этом образуется тонкая суспензия, в которую вносят четвергичный амин — g — (фенил — 2- метилкарбодецилокси)— — и -(4-о-анизил-3-хлорбутенил-2) -аммонийхлорид в количестве 0 3 вес.%. В эту суснензию вводят порошок поликапроамида, обработанный ацетоном, в количестве 15 r (15 вес.%) и перемешивают. К полимерной дисперсии добавляю 20 мл 15%-ного раствора формиага свинца (3 вес.%) и 17,9мл

12%-ного хлористого цинка (2,04 вес.%) (см.табл. 1).

52 3963

Д2

125

Составитель P. Иакар

Редактор Л. Ушаков» Те-ред О. Луговая: Корректор С, Шекмар

Заказ 5064/425 Тираж 1068 . Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР а . делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал 1ПЖ П,лент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Соосаждеиие проводят при илопксти тока 2 ма/см в течение 90 сек, рН 2,0-3,0, Толщина грунта 20 мк, содержание металла 52%.

Характеристика грунта: з

Сопротивление, ом.см 4,7. 10

Эластичность, мм 2

Выдержка в гидростате, сутки 78

Прочность на удар, кгlсм а

40 36

На полученный грунт наносят эмаль ЭП-., 2100. Обцая толщина покрытия 45 мк.

Характеристика покрытия:.

ы

Сопротивление, рм.см 6,2 10

Эластичность, мм 35

Выдержка в гидростате, сутки

Стойкость в 3%-ном растворе, NaCK сутки 112

Прочность на удар, «г/см

7 о

Формула- изобретения

Композиция для получения металлополимерных покрытий электрофоретическям мето дом, включающая эпоксидную смолу, соль металла, иоиогеничй зарядчик и воду, о тличающаяся тем, что, сцелью улучшения электропроводящих, физико-механических н антнкоррозионных свойств, s качестве соли металла она содержит муравьннокислые или хлорнстые соли цинка, и/или свинца, или смесь муравьинокнслых солей свинца и меди, а в качестве ионогеиного зарядчика - четвертичный амин — Й -(фенил-2-метнлкарбодеиилоксн)- и -(4-о-анизиа-3-хлорбутенил-2)-аммонийхлорид и дополнительно — полимер, выбранный из группы: полиамид, полиацеталь, полисульфидный каучук и фторопласт, а также водорастэоримый органический растворитель при следующем соотношении компонентов (в вес.%):

Эпоксидная смола 0,35-5

Полимер 0,35»15

Соль металла 0,25-5

Четвертичный амин 0,01-0,3

Органический растворитель

Вода