Порошковая композиция для необратимых покрытий
Изобретение относится к получению полимерных покрытий из порошковых композиций на основе поливинилбутираля (ПВБ), применяемых для защитно-декоративной отделки изделий в различных отраслях народного хозяйства. Удешевление композиции и повышение когезионной прочности покрытий на ее основе достигается порошковой композицией, содержащей ПВБ с мол.м. 150000-200000, отвердитель и пигмент. В качестве отвердителя используют смесь фосфогипса с 4,4-диаминодифенилметаном, взятых в массовом соотношении 1:1, при следующем соотношении компонентов в композиции, мае.ч.: поливинилбутираль 60-75, фосфогипс 10- 15, 4,4 -диаминодифенилметан 10-15, пигмент 5-10. 3 табл. (Л С
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ .
РЕСПУБЛИК (я)э С 09 О 129/14, 5/03 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4768249/05 (22) 14.12.89 (46) 23.03.92. Бюл. М 11 (71) Ленинградский технологический институт им. Ленсовета (72) И,А, Без гузи ко ва,. В.А. Стол я рова и
А.Д.Яковлев (53) 667.638.6 (088.8) (56) Яковлев А.Д„Здор В,Ф., Каплан В.И.
Порошковые полимерные материалы и покрытия на их основе.— Л.: Химия, 1978, с.
254.
Авторское свидетельство СССР
М 205435, кл. С 08 L 63/02, 1966, Авторское свидетельство СССР
М 810745, кл. С 09 0 3/74, 1981.
Изобретение относится к получению полимерных покрытий из порошковых композиций на основе поливинилбутираля (ПВБ), применяемых для защитно-декоративной отделки изделий в различных отраслях промышленности, Известные порошковые композиции, применяемые для необратимых покрытий на основе ПВБ, содержат в своем составе в качестве структурирующих агентов (отвердителей) многоосновные органические и неорганические кислоты, их ангидриды, фенолформальдегидные олигомеры ново. лачного и особенно реэольного типа, блокированные изоцианаты, соединения меди, хроматы и дихроматы. Такие покрытия отличаются недостаточно высокой декоративностью вследствие того, что процессы отверждения и растекания расплава проис„„SU „„1721069 А1 (54) ПОРОШКОВАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ
НЕОБРАТИМЫХ ПОКРЫТИЙ (57) Изобретение относится к получению полимерных покрытий из порошковых композиций на основе поливинилбутираля (ПВБ), применяемых для защитно-декоративной отделки изделий в различных отраслях народного хозяйства. Удешевление композиции и повышение когеэионной прочности покрытий на ее основе достигается порошковой композицией, содержащей П В Б с мол. м. 150000-200000, отвердитель и пигмент. В качестве отвердителя используют смесь фосфогипса с 4,4 -диаминодифенилметаном, взятых в массовом соотношении 1;1, при следующем соотношении компонентов в композиции, мас.ч.: поливинилбутираль 60-75, фосфогипс 1015, 4,4 -диаминодифенилметан 10-15, пигмент 5 — 10. 3 табл. ходят одновременно. Для получения высокодекоративных необратимых покрытий необходимо, чтобы растекание опережало отверждение, Этому условию отвечает порошковая композиция для необратимых покрытий. содержащая П В Б с мол.м.
25000 — 50000 и отвердитель — фосфат аммония, взятые в соотношении (90 — 99):(10 — 1) соответственно (по массе).
Получаемые покрытия характеризуются достаточно высокими физико-механическими показателями и защитными свойствами.
Применяемые в качестве отвердителей фосфаты аммония относятся к классу латентных отвердителей, Известна также порошковая композиция для необратимых покрытий, включающая ПВБ с мол.м. 150000 — 200000. а в качестве отвердителя — порошковую поли1721069
55 амидокислоту при соотношении (93-97):(7—
-3) соответственно.
Получаемые покрытия характеризуются физико-механическими показателями на уровне покрытий, полученных иэ порошковой композиции из ПВБ с мол.м, 2500050000, однако когезионная прочность пленок, характеризуемая пределом прочности при разрыве, недостаточна и составляет
23 МПа, а полиамидокислота является дорогим и малодоступным веществом.
Цель изобретения — повышение когезионной прочности необратимых покрытий и снижение стоимости композиции.
Цель достигается тем, что порошковая композиция для получения покрытий, включающая ПВБ марки ЛА (мол.м. 1500002000000), пигмент, в качестве отвердителя содержит. смесь фосфогипса с 4,4-диаминос дифенилметаном, взятых в соотношении
1:1, при следующем соотношении компонентов композиции, мас.ч.:
ПВБ 60-75
Фосфогипс 10-15
4,4 -Диаминодифенилметан 10-15
Пигмент 5-10
В изобретении использован ПВБ марки
ЛА с мол.м. 150000-200000 с содержанием, : Ацетатных групп 3, бутиральных групп
42, гидроксильных групп 6.
Фосфогипс является отходом производства концентрированных фосфорных удобрений и представляет собой порошкообразное вещество с насыпной массой 1000 мг/м и плотностью d4 = 2 5 2,7.
В композиции используют фосфогипс, полученный как побочный продукт при переработке фосфоритов в фосфорную кислоту и фосфатные удобрения. При разложении сырья получают жидкость,, обогащенную
Р206, и шлам Са$04 2Н20 по схеме
Саэ(Р04)2Е+ 5Н2$04+ 10H20-» у 5 (Ca$04 2 Н20)+ ЗНзРО4+ 0,5Н2Р2
Фосфогипс состоит из кристаллов
CaS04 2Н20, загрязненных примесями фосфатов и фтора, он поступает с технологической линии в виде фильтрационного кека.
Его удельная поверхность, определенная методом Товарова на приборе ПСХ-4, составляет 250,0 м /кг, насыпная плотность
1000 кг/м, угол естественного относа 460.
На ПО "Фосфорит" (г, Кингисепп) в соответствии с ТУ выпускается фосфогипс для сельского хозяйства, в котором регламентируются следующие показатели: содержание основного вещества (Ca$04
° 2Н20) для 1-ro сорта не менее 927ь, для 2-го сорта не менее 80 : содержание гигроско5
35 пической влаги для 1-ro сорта 6 + 1, для
2-ro сорта не более 20 ; содержание водорастворимых фтористых соединений не более 0,3ф, (для 1-го и 2-го сортов); содержание частиц размером более 1 мм для 1-го сорта не более 6 . для 2-го сорта не определяется.
Для порошковых полимерных композиций перечисленные показатели также представляют интерес, поскольку могут влиять на сыпучесть порошков. В этом смысле предпочтение следует отдать 1-му сорту, Химический состав фосфогипса, )(: СаО
31,62; MgO 0.27; $0з 45,35; $102 0,61; TIOz
0.14; А!20э 0,17; Ре20з 0,30; P20s 1,62; йагО
0,32; КгО 0,08; кристаллическая вода 19,4; рН 2,9.
Содержание PzOs в используемом фосфогипсе должно быть не более 27, рН водной вытяжки 2,9.
4,4 -Диаминодифенилметан (ДАФМ)— кристаллический порошок от светло-коричневого до темно-коричневого цвета. Растворим в этиловом спирте, бен золе, диэтиловом эфире, незначительно растворим в холодной воде, Тпл. = 92-93 С, Ткип, = 398-399 С (768 мм рт.ст.), d42 =.1,120.
В данной композиции фосфогипс и 4,4
-диаминодифенилметан вводятся в соотношении 1:1. Фосфогипс вводится в количестве 10-15 мас. . Введение фосфогипса в большем количестве превышает пределы его совместимости с ПВБ. Введение фосфогипса в количестве меньше 10 мас., а также в другом соотношении с дифениламином не обеспечивает достижения ожидаемых физико-механических показателей.
Указанные пределы введения фосфогипса и 4,4 -ДАФМ соответствуют концентрационным пределам совместимости с
ПВБ. В качестве пигментов в предлагаемой композиции используются двуокись титана (рутил), окись железа, окись хрома, свинцовый крон.
Покрытие характеризуется повышенной адгеэионной и когезионной прочностью, а также необратимостью благодаря отверждаемому действию кислот, выделяющихся из фосфогипса в процессе пленкообраэования. Кроме того, фосфорная кислота оказывает фосфатирующее действие на металлическую подложку, что значительно улучшает качество покрытия, а композиционное сочетание фосфогипса с 4.4 -ДАФМ позволяет получать достаточно прочные и эластичные покрытия с высокой декоративностью.
П риме р1..Берут75мас.ч. ПВБ смол.м.
150000, 10 мас,ч. фосфогипса, 10 мас.ч, 4,4
-диаминодифенилметана. 5 мас.ч. двуокиси
1?21069 титана (рутил) и перемешивают их в шаровой мельнице в течение 50-60 мин. Смесь рассеивают через сито 0315, полученную композицию наносят на холодное металлическое изделие методом электронно-ионной технологии (с применением высокого напряжения 15 — 20 кВ).
Пример 2. 70 мас.ч. ПВБ с мол.м.
160000, 12,5 мас.ч. фосфогипса, 12 мас.ч.
4,4-ДАФМ, 5 мас.ч, окиси железа смешивают в течение 50 — 60 мин в шаровой мельнице. Композицию получают и наносят по аналогии с примером 1.
Пример 3. 60 мас.ч. ПВБ с мол.м.
170000, 15 мас,ч. фосфогипса, 15 мас.ч. 4,4
-ДАФМ, 10 мас,ч. окиси хрома смешивают в течение 50-60 мин в шаровой мельнице.
Композицию получают и наносят по аналогии с примером 1.
Пример 4, 85 мас.ч. ПВБ с мол,м.
150000, 2,5 мас.ч. фосфогипса, 2,5 мас.ч, 4,4
-ДАФМ, 10 мас.ч. двуокиси титана (рутил) смешивают в течение 50 — 60 мин в шаровой мельнице. Композицию получают и наносят по аналогии с примером 1.
П риме р5.55мас,ч, ПВБс мол,м, 150000, 20 мас.ч. фосфогипса, 20 мас.ч. 4,4
-ДАФМ, 5 мас.ч. свинцового крона смешивают в течение 50 — 60 мин в шаровой мельнице. Композицию получают и наносят по аналогии с примером 1.
В примерах 4 и 5содержится фосфогипс и 4,4 -ДАФМ в количестве больше и меньше заявленного, в примерах 6-10 и 16-20 содержание пигмента больше и меньше заявленного. Дополнительные примеры конкретного выполнения (11-15), контрольные примеры (1 — 5), а также примеры композиций с другим соотношением между фосфогипсом и 4,4 -ДАФ М п редставлен ы в табл. 1, свойства получаемых покрытий в сравнении с известными — в табл. 2 и 3.
Физико-механические показатели определяют при использовании толщиномера
ИТП-1 и микрометра (для определения толщины покрытий и свободных пленок, РМИ-5 для определения адгезионной прочности покрытий, динамометра ZM-40 для определения прочности пленок на разрыв и относительного удлинения, ШГ-1 для определения гибкости покрытий, ПМТ-3 для определения микротвердости покрытий, 11А для определения прочности покрытий на удар.
Режимы пленкообраэования снимают
5 на установке для определения параметров пленкообразования, декоративность оценивают визуально. Покрытия получают в иониэированном кипящем слое с последующим оплавлением при температуре пленкообра10 эования.
В табл. 2 приведены основные технологические и физико-механические свойства предлагаемой порошковой композиции для необратимых покрытий в сопоставлении с
15 известной.
Из табл. 2 следует, что покрытия на основе предлагаемой порошковой композиции (примеры 1 — 3 и 11 — 15) характеризуются более высокой адгезионной и когезионной
20 прочностью, гибкостью; устойчивостью к уда, у, а также повышенным содержанием гельфракции, Кроме того, предлагаемая порошковая композиция позволяет формировать покрытия при более низкой
25 температуре. Покрытия характеризуются достаточно высокой декоративностью.
Стоимость порошковой композиции складывается в основном из цены ПВБ и отвердителей. В известной композиции в
30 качестве последнего используют полиамидокислоту. В изобретении используют более дешевые фосфогипс и 4.4
-диаминодифенилметан, Формула изобретения
35 Порошковая композиция для необратимых покрытий, включающая поливинилбутираль с мол.м. 150000 — 200000, отвердитель и пигмент, отличающаяся тем, что, с целью повышения когезионной прочности
40 покрытия и удешевления композиции, она содержит в качестве отвердителя смесь фосфогипса с 4,4 -диаминодифенилметаном, взятых в массовом соотношении 1:1, при следующем соотношении компонентов в
45 композиции, мас,ч.:
Поливинилбутираль с мол.м, 150000-200000 60-75
Фосфогипс 10-15
4,4 -Диаминодифенил метан 10 — 15
50 Пигмент 5 — 10
1721069
I I
CI
1 - !
1 1
I 1 в м\
1 1 1
1 I I
an
1 1 в
I 1! 1 в
1 1
1 б о
1! 1 в
1 1 б о
1 1
l 1.an о
1 . I
I 1 в
1 СЧ
1 1 1 в с 1 1
t 1 м\
1 11
1 1
an
СЧ б
1 I в сч
I 1
I 1
1 I 1
1 1
1 I о
1 1
an л
\ 1
1 б в I 1
44
X г с л ? ч t? л х а о л
Ol aO
c3 ?
1
1 б б.
1 43
I ? о
Е о
I Х
IO
Ot а о с! с1
33 Х х
>?
Я Э?
СФ З о 34 о х
* î ?
34 а
С.Ф Х =С
М О ч ч
? ? х х о о
1 1 I
1 1 I
I 1 1 о о
3 1 С с I со в б 1 44 1
I I
441 3 Ч
1 1 в о
1 IÑ×! л сч
? I 1 сч 1
1 1 1
C I 44
IO I 1 о
oo an
CO I 1 С 4 1
1- — 4
1 .1 I
1 1 I ! о an
1 С4 1
1 1
1 11
1 I 1 в.о о
1 I ОС
1 1 б
1 1 1 в an
1 1 1 в с о, сч сч е
I I 1
1 1 1
1 11 ! 1 1 в о о
1 1 Л 1
Ф 1
1 1 1
1 °
1 1 1 в о о
I aO I aCO
1 1 1
1 1 I
3 бб
1 1 1 о, о о е 1
1 1 1
1 1
1 33
I 1 1
1 I . 1 в в е
1 1 1
1 t 1 в an
1 1 I
I 1 I
1 1 С,б! В СЧ СЧ
1 1 1
1 1
1 I I в e an
CO I Ca!
I Ci f 1
Е
1 ? 1 1 а с о о о
C I C 3» Ü
1 1 1
1 Х 1 1 л о сс Фо
i ! т 3!
? Г 1 м, в ю
1 Е 1 о
Х 3 — 3 в м, в
1 1
С4 СЧ СЧ
1 1 1
1 CO 3 a?3 I с
3 I Ф4 в
43 1 л о о.
1 ? 1 1 3» са!Лб
1* — в о о о
1 I
1 Ol l aO 3
Ф»
С- — 4
1 34 l 1 в о о в сч сч
43 1 an
cC I 1
Д 1-4 се сч сч
1 1 I ! с —
1 1 О В В
1 б 1 о
I Caa 1
1 1 I
1 ° 1 в в an
1 I 1
1 1 л сч сч
1 о
I 3 С3 1
1 1 1
1 °
1 1 I
an о о
1 3 1 3»
1 «1
1 1
1721069
О
CI в о (! м (Ч
1 о о о
СЧ N
О
О
lA
I ов (Ч (Ч
1
LA
N М о
О
CI л
l в
N Гс\ о в
CI
1
lA (Ч м о
LA
Со (Ъ
С3 (О
LA
N ("\ о о (Ч
CQ Ф сЪ! IA (Ч м
О
LA
О в
ГсЪ о (Zt
LA
l оо
С 4 Г
° Ч N л
3 о
О
\ в (СЪ о
1 в сч м
CI
3! м (Ч
N
1 оо о сч (Ч N
Cl в
N в
3Г л
CI
ФЧ
О
I оо о сч
N СЧ
Cl
lA
ФЧ в
О
СХ!
1 оо о сч
N N
С3
О м л !
3 м в
1 оо о сч сч сч
О
О (Ч
LA
3 -3 л
CI сч
О
1
ОО
a N
СЧ N
О
CI в
3 а (Ч
Cl
CI
IA
I .О .т с0
3 а
СЧ
ОО
О (Ч (Ч СЧ
О (Г\
О
30!
О О
a cv
N N
Cl п
LA
1 л
3
1 оо о (ч (Ч сЧ
О
LA л
Cl (Ч о
1 оо о сч
N СЧ
Cl
О
О в
I ° л
Cl
Cl (Ч
О
ЮР
I оо о сч (Ч (Ч
LA
М Ч
Cl
С7
О\
CO I в м
1
1
Ln 1
О\ I
1
О о м в
3 -3
О
LA
СО
l оо
О (Ч
N 44 о о
СЧ в (Ъ
1 .3 л
--3.
ОЪ I
1
I ,В
lA 1
О
О сч
lA
3 !
-3
1 оо о сч сч сч
О
Cl
СЧ л
3
CI
О
СО
44
Z
I3 Z
lO X
О (v о т
3 о
И
Iо о (1 х
X к
1 еи ао
Ill
С СФ
Z CL
СГ 3(1- !
Фи о
У о а
C л
ФС X!
1!
I (Ч I!
ЮФ
ОФ
Xl! с!
lO I
I3 t
l 1
1
1
1
1
I!
I!
1
I
Z
I (3 а
1 СФ т
X а
1 C
1 о
1 ) X!
1 X
1 С! о с
I. Y
1 X
1 X
1 Щ
1 Ci с
1 1:
1 Л
1 о с
1 V
1 X
I X а с
1! (X
Ф1 43
1 СС
1 I3 х о!. с
1 C
1 X
1 Cl
1 3
1 43
I Z
1 О!
1
I
1!!
1 (1
1
1
1 1 ! I ! 34
1 (О I
1 Б 1
1 — -!
1
1 Г \ 1
1 4Ч 1
1 1
1 1
I Сч 1
1 4Ч 1
1 I
I
I 1
1 I сч ! 1
l l
I I
1 О
I.N 1
1 1
1 1
1 1
1 ОЪ
1 1
Г I
I I
1 1
1 30
Ф 1
ФГ
1 ! ! 1
Фл!
I 1
1 I
1 ЪО I
1 (1 I
1 (!
LA!
1 Ф
I l
1 I ! 1 ! 1
1 I
1 I
1 1
1 «1
1 1
I 1
С \ 1 —
1 1
I 1
1 Сч 1
I 1
11
1 I
1 1
1 1
1 I
1 I
1 1
I t
I I
i a
1 1 ! t
ГФ !
I I
I ОЪ
1 I ! 1
1 1
1 1
I CO 1
1 1
14
1 1
1 1
1 1
1 Л
1 1!
I ! 1 ! 40
11 ! !
I 1 ! ВФ
1 1
° б
1 1
1 I
1 1
I I
1 1
I 1
1 1
1 1
1 1 ! м
1 1 1
1 ! 1
1 (Ч 1
1 !
l в
С 4 !
1
I сч I!
I ссЪ I
N I
I
СЧ I
ФЧ 1
I
4Ч 1
1 о
N 1
1
ОЪ 1
I
СО t
1
1 л !
1!
ЪО 1 (1
1 1 в i
1!
3 1
1
М 1
1.
I (Ч I
I!
1!
I а
I
0 \ 1
1
4L3 Ф
I
1 л- (1!
° 0 I
1
LA 1
t
I
I (м !!
l!! (Ч !
1!
X
1 K
I Cl
1 0
О О Л сч м
СЧ N
Оом Л (Ч (Ч 3
1 о о л
«СЧ (Ч (Ч! оо л
4Ч 1 (Ч N ° СГ
1 оо л
СЧ 3 I
СЧ СЧ 3
I оо л (Ч 1.
N N
Оо Л (Ч 3 1
СЧ N Cc
1 оо л о сч
СЧ (Ч
an л
О(Ч 1 Ч Сч 0
1 оо л ом (4 (Ч -Ф
Z (3
z т о т
C Cl
Z 0
9 \ а (3 со а
0 Э т и ао
eI Х
I3
CL
С! K
43 С
ZX ФФ
1 Q
X O и т
О 3
* с
° - 0
О Г.
Ф
I I3
033 а т в
X «3 с е с
I3 X 33
3! X (сФ. и
33 О
Х (С 41 IO и т I т
Jt
t- a
V I3 X о т лх
-3
D 1 л !
1
О 1
ОЪ 1
I о
CO !
1
О !
ОЪ 1
1 о 1
ОЪ 1
1 о
О\ !
I в i
ОЪ !!
1 в !
ОЪ 1!
LA t
0 Ъ 1
I (в !
CA 1
1 в !
ОЪ I т !
1! в !
ОЪ !! (1!
LA °
ОЪ 1
1
В 1
ОЪ 1
1 о
1
1 о
° I
1 а
I
О I
ЮО l!
О I
CO I
1
О 1
3О 1
° 1
1 о
0L 1
1
1
I3
4 Ф
z i
X .3 1 ас
3lt 3l l ф °
1721069
Т а б ц и уд„
Показатели
Y 225435 j я 810745
Режим пленкообразования о
Температура, С
230-250
230-250
4-7
3-5
Время, мин
Адгезионная прочность к алюминию, H/ì
1000-1300
800-850
Прочность на разрыв, МПа
23-24
Относительное удлинение, 3 8
S0-98
1-3
4-5
1,5-2,0
175-195
Составитель Т,Никитина
Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Л.Бескид
Редактор И.Горная
Закаэ 927 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101
Гельфракция, мас.4
Гибкость, мм
Прочность на удар, Н м .Микротвердость, МПз
Яначения показателей при использовании композиций по авторским свидетельствам
