Жидкая композиция для получения эбонитовых покрытий

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4858298/05 (22) 08.08.90 (46) 15.12.92. Бюл. Ь 46 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт синтетического каучука им. адм.

С.В.Лебедева (72) В.С.Шитов, М.П.Рязанова, Л.Я,Раппопорт, Г.H.Ïåêèí, В.В;Куликов, А.М.Доколин, Б.К,Басов, B.È.×åðíåíêî, В.И.Сальникова.

В.Е.Полянин и О.В.Гончар (56) Пушкарев Ю.Н. и др. Вулканизация и свойства эбонитовых покрытий на основе жидкого цис-полибутадиена. - Каучук и резина, hL 30;. 1979, с, 29-32. Авторское свидетельство СССР

N.1073255, .кл. .С 08 L 9/00, 1982.

Лившиц P,Ì., Добровинский П.А. Заменители растительных масел в лакокрасочной промышленности, М.: Химия, 1987, с.

43-94.

Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности, к жидким композициям на основе низкомолекулярного диенового каучука для получения эбонйтовых покрытий на металлах.

Известна жидкая композиция для получения эбонитовых покрытий, включающая низкомолекулярный жидкий бутадиеновый каучук, серу, ускорители вулканизации (тиурам, цимат), наполнитель — печную сажу П803 и окись цинка.

Композицию получают тщательным перемешиванием компонентов в смесителе в течение 2-3 ч при 70-80 С. Композицию наносят на поверхность толщиной 1-1,5 мм и вулканизуют 5 ч при 100 С и окончательно

„„Я „„1781246 А1 (si>s С 081 15/00, С 08 К 13/02// С 08

К 13/02, 3: 06, 3:34,5:31,5:47 ) 2 (54) ЖИДКАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЭБОНИТОВЫХ ПОКРЫТИЙ (57) Использование: получение эбонитовых покрытий на металлах. Жидкая композиция для покрытий содержит, мас.ч.: гидроксилсодержащий сополимер бутадиена и пентадиена-1,3 общей формулы

НО (СН2 СН=СН-СНДфСН2-СН=СН-СН(СНЗ))а

ОН, где и = 10-43 и m = 6-28, 100; сера 30-50: каптакс или альтакс 2-4; дифенилгуанидин

1-2 и минеральный наполнитель, выбранный из группы, включающей тальк, мел, каолин 10-20. Композиция может дополнительно содержать тиксотропный наполнитель — аэросил в количестве 2 — 5 мас.ч. на 100 мас.ч. указанного сополимера.

Время формирования покрытия составляет

2,5 ч при 150 С, Прочность покрытий при разрыве составляет 22-25 МПа, адгезионная прочность связи покрытия со сталью при отрыве составляет 9,3-9,9 Mfla. Покрытия являются агрессивостойкими. 2 табл.. при 150 С вЂ” 2 ч. Композиция образует эбо- ОО нитовые покрытия с высокой химической -ъ стойкостью. Недостатком этой композиции Я является низкая прочность при разрыве(не ф более 96 кгс/cM ), адгезия к металлу 50-60 0 кгс/см, а также длительное время формирования покрытий при повышенной температуре.

Известна также жидкая композиция.для получения эбонитовых покрытий, включающая сополимер бутадиена и пентадиена-1,3 в соотношении (46-66);(54-34) с мол.м.

1200-3500 без функциональных гидроксильных групп, серу, ускорители серной вулканизации (каптакс и дифенилгуанидин) 1781246 и наполнители (печную сажу), при следующем соотношении компонентов, мас,ч.:

Сополимер бутадиена и пентадиена-1,3 в соотношении (46:66):(54-34)

Сера

Каптакс

Дифенилгуанидин

100 5

30-50

2 — 4

1—

Наполнитель (печная сажа 10

П-803) .. 10 — 20

Композицию получают тщательный перемешиванием компонентов в смесителе в течение 2 — 3 ч при 70 — 80 С (при массе 20 кг).

Композицию наносят на поверхность тол- 15 щиной 1-1,5 мм. После горячей вулканизации в течение 6 ч при 150 С образуется антикоррозионное эбонитовое покрытие с высокой прочностью при разрыве и прочностью связи сметаллом,,Недостатком этой 20 композиции является длительное время . формирования покрытия при повышенной температуре, что не позволяет использовать ее в конвейерном производстве, на-.: пример; при защите корпусных деталей и 25 активных частей электронасосов. Кроме того. покрытия с высокими физико-механическими свойствами получаются только при условии введения в композицию печной сажи, При замене ее другими наполнителями 30 не происходит усиления вулканизованного покрытия и оно теряет свои физико-механические и эдгезионные свойства. Для предотвращения загрязнения окружающей среды введение печной сажи требует создания 35 специальных участков. а для ее тщательного распределения в композиции необходимо длительное время диспергирования, что осложняет технологический процесс, . Целью изобретения является сокраще- 40 ние времени формирования покрытия при повышенных температурах при сохранении физико-механических свойств покрытия,Помимо указанной, цельЮ изобретения является упрощение технологического про- 45 цесса композиции и сокращение времени диспергирования за счет использования неусиливающих светлых наполнителей, кото-; рые не столь сильно загрязняют окружающую среды, как печная сажа. 50

-Поставленная цель достИгается тем, что жидкая композиция для эбонитовых покрытий содержит в качестве сополимера гидроксилсодержащий сополимер бутадиена и пе-1,3 общей формулы: 55

HO-fCV; С 1=СН-СН, „

- сн;сн=сн-сн он сн, где и =10-43, m = 6-28, а в качестве наполнителя минеральный наполнитель, выбранный из группы, включающей тальк, мел, каолин.

При нанесении на вертикальные и потолочные поверхности композиция может дополнительно содержать тиксотропный наполнитель — аэросил в количестве 2 — 5 мас.ч. на 100 мас.ч, сополимера.

Гидроксилсодержащий сополимер получают радикальной полимеризацией бутадиента и пентадиена — 1,3 в присутствии гидроперекиси изопропилбензола в качестве инициатора. В отличие от прототипа используемый в данной композиции каучук обладает гидроксильными группами и более широким соотношением звеньев бутадиена и пентадиена-1,3: в известном п=30-38, m=10-22, в предлагаемом п-10-43, а=6-28.

Ранее этот каучук использовался только в композициях для декоративных лакокрасочных покрытий. Применейие этих композиций, структурирующихся на воздухе при

20ОС в течение 4-х суток в присутствии 5 сиккэтивов металлов. для антикоррозионных покрытий не было известно ввиду того, что такие покрытия имеют низкую химическую стойкость (3). Введение неусиливающих минеральных наполнителей (талька, каолина, мела) не приводит к улучшению свойств в сравнении с наполненными системами.

Композицию получают смешением ука-. занных компонентов при небольшом перемешивании вручную или в любой емкости с мешалкой при обычной температуре (18—

22 С) в течение 0.5-1 ч (при массе 20 к г). Так как все компоненты легко распределяются в жидком каучуке, то не требуется длительного их диспергирования при повышенной температуре в специальном оборудовании и создания отдельных участков, как в случае введения печной сажи, что значительно упрощает технологический процесс получения композиции. Композицию наносят на поверхность изделия слоем толщиной 1-1,5 мм кистью или шпателем. При разбавлении комйозиции бензином или уайт-спиритам ее можно наносить краскораспылителем.

Для получения покрытия, обладающего свойствами эбонита, достаточно прогреть

его 2,5-3 ч при 1250 С, то есть в 2 — 2,4 раза меньше, чем в случае композиции по прототипу, Расход композиции при толщине покрытия 1 мм 1,3-1.5 кг/м .

Основные физико-механические свойства пленок определяют по ГОСТ 270-75.

Прочность связи покрытий с углеродистой сталью при отрыве определяют по ГОСТ

209-75. Химическую стойкость пленок оце1781246 нивают по набуханию их в агрессивных средах при 20 С в течение 15 суток.

Изобретение иллюстрируется примерами, Рецептуры кбмпоэиций по изобретению мера бутадиена и пентадйена-1,3 с запреприведены в примерах 1 — 6 таблицы 1. В той 5 же таблице приведены рецептуры композидельными соотношениями мономеров ций на основе сополимера бутадиена и пен- (примеры 7,8), запредельных количеств се- . тадиена-1,3 .. с запредельными ры (примеры 9,10), ускорителей (примеры соотношениями мономеров в сополимере 11,12), наполнителей (примеры 13.14). (примеры 7,8), с запредельными количества- 10 Из примеров 4-6 следует, что для прими серы (примеры 9,10), ускорителей (придания тиксотропности. предотвращения меры 11-12), наполнителей(примеры 13,14), стекания композиции с вертикальных и потиксотропной добавки — аэросила (примеры толочных поверхностей допустимо вводить

15;16), композиции, выбранной в качестве 2-5 мас.ч. аэросила, что не ухудшает физипрототипа (примеры 17,18).. 15 ко-механических свойств. покрытия. При введении 1 мас.ч. аэросила (ниже нижнего предела) свойства не ухудшаются, но тикВ контрольном примере 19 приведена рецептура композиции по прототипу; в косотропность недостаточна (пример 15), при содержании 6 мас.ч. (выше верхнего предеторой печная сажа заменена на тальк.

В примере 20 опробована предлагаела) композиция не технологична (пример мая композиция, не содержащая наполни- 20 меров1-6, только при использовании в жид- времени вулканизации более чем в 2 раза, кой композиции для получения эбонитовых что позволяет использовать композицию в покрытий гидроксилсодержащего сополимера бутадиена и пентадиена-1,3 указанной конвейерном производстве, где длительное отверждение недопустимо, из-за чего извеформулы удается значительно сократить 35 стная композиция, несмотря на высокие завремя формирования покрытия при повы- щитныесвойства, не могла быть применена, шенной температуре (от 6 до 2-2,5 ч при Кроме того, благодаря возможности эа150 С), упроститьтехнологический процесс мены пачкающей печной сажи на светлые получения композиции путем замены силь- наполнители не требуется создания специно загрязняющих окружающую среду труд- 40 альйого отделения для ее введения и улучно диспергируемой печной сажи на . шается экологическая обстановка. легкодиспергируемые светлые наполните-.. ли. flpN этом за 2.5 ч вулканизации при

150 С получаются покрытия с такой же выФормула изобретения

1. Жидкая композиция для получения сокой прочностью, адгезией и химической 45 стойкостью, как и при вулканизации кампо- эбонитовых покрытий, включающая сополизиции, выбранной эа-прототип в течение 6: мер бутадиена и пентадиена-1,3, серу, капчасовпри150ОС(пример17).Для сравнения такс или альтакс, дифенилгуанидин и

:в примере 18 приведены свойства компози- . наполнитель, отличающаяся тем, что, ции по прототипу, вулканизоеанной 2;5 ч 50 с целью сокращения времени формировапри 150 С. Как видно, при этом прочность и ния покрытия при повышенных температу. адгезия покрытий в 2,5-3 раза меньше,: чем рах при сохранении физико-механических " у покрытий из предлагаемой композиции, В свойств покрытия, композиция содержит в случае замены в композиции. выбранной за качестве сополимера гидроксилсодержапрототип, печной сажи на тальк (пример t9) 55 .щий сополимер бутадиена и пентадиена-1,3 теля, а в примерах 21,22 приведены рецептуры композиций лакокрасочного типа на основе гидроксилсодержащего сополимера бутадиена и пентадиена-1,3, отверждаемые путем окислительного струк- 25 турирования в присутствии сиккатива НФ-1 (нафтенат свинцово-марганцовый).

-Свойства отвержденных композиций приведены-в таблице.2. Как следует из при- 30 даже после 6 ч вулканизации при 150ОС свойства покрытия многократно уступаат свойствам покрытий из предлагаемой композиции, вулканизованным 2,5 ч при той же температуре. То же наблюдается.в случае

6 отсутствия наполнителя в предлагаемой композиции (пример 20).

Цель изобретения не достигается также при использовании в композиций сополи16).

При окислительном структурировании гидроксилсодержащего сополимера бутадиена и пентадиена-1,3 в присутствии сиккатива НФ-1 получаются низкопрочные, химически не стойкие покрытия как в отсутствие (пример 21). так и в присутствии наполнителя (пример 22).

Экономический эффект от внедрения композиции ожидается за счет сокращения общей формулы

НО-(СН =

СН3

1781246 где и = 10-43;

m=6 — 28, а в качестве наполнителя — минеральный наполнитель, выбранный из группы, включающей тальк, мел, каолин, при след соотношении компонентов, мас,ч,, Указанный гидроксилсодержащий сополимер бутади-" ена и пентадиена-1;3

Сера

Каптакс или альтакс

Дифенилгуанидин

Минеральный наполнитель, выбраннйй из груйпы, включающей тальк, или мел, или каолин

10-20

ТрбЛма ° I

Реаелтуре креееоаимид

Гмдроисмлеоде риланд озломенер буеедмеие м noN телееие-l.) а10, а»9

t00 100 . 100 100 100

100 - - 100 100

i00 - - -- - - 100 10а 100" 100 а ЭО. л Эв

100 100

100

100

100

100.

10 30 30

4 3 3

Э 15 15

15 - - IS

1 00

Эе) 60 30 )О )О 30 30 30 30

3 3 15 15 ) ) ) ) 3

1,5 I.S 0,5 1.5 1.5 1,5 1,5 1.5 1,5

l5 15 f5 15 25 5 15 15

50 30 30 30 30 . )0

2 3 3 3 3 3

1 15 15 15 15 15

15 15 15 IS 15

30 40

3 4

1,5 2

Ямаанеелгуееемдим телам

l5

Леммел еаие 0.003

Смииетме КЗ-l

5 Э. 3,5

6 5

15 20

5 5

Показатели по примеру

Сродства по изобретению

3 (4 5 j 6 7к Вк 9к

1 г

Iок 11к

Прочность прн раарыве, Iee 22 ° 3 24,5 25,5

Прочность связи со сталью

ngx4 отрыве, дда 9,6 9,3 ° 9,8

Набухание прм 20 С в те- . чение 15 сут, 2

23,8 24,2 25,1 14, 3 12,5

10,9 Пленка 15,2 хрупкая, 3,5 сродства 6 8 ме опре делить

9,9 9,5 9,7 3,8 3,2 0,2 . 0,3 0,2

03 015 0 ° 4

0,4 0,3 0,2

2 7 2 5, 3,8

3 1 2 9 3 ° 5

2 2 2 3 3 1 г ° 7

2,9

2,6

502 Н,оое

202 Э)С!

202::аОН .

О,2

0,Ç о.з

0,3 0,1

0,2 0,3

î2 ог

П р н м е ч а и н е; В примерах 1-3, 7-14, 18 отверхденне композиции прозодмпн 2 ° 5 ч, прн 150 С на горизонтальное поверхности. В примерах 4-6, 15, 16 птвервденне проводили 2,5 ч прн 150 С на вертикальной поеерхностн. В прмнерах 17, 19 вулканнэлцня Покрытия проведена 6 ч прн 150 С; В примерах 21-22 окнслмтельное структурирование сополнмерз в присутствии снккатнва проводили в течение 4 сут прн 20 С с послелуоаин прогревом 2.5 ч пон 150 С

П родолхенне табл . 2 и I

Сводстве Рхеказателеи По попперу л

12к 1 13к 1 14к 1 15к 16к 117нэв I8» 19к 20к 21к 22к

Прочность прм разрыве, НПа Пленка Состав Состав 23 ° 1 ; Состав 28,5 12,3 9,8 5,6 4,2, 3,5 хрупкал, слнвком суиеокоее слнеком

Прочность связи со сталью лрн отрыве лпа " свойства влзкнд, не ннэковяз- .9 7 вязкид, не 9,1 не опре- растекает- кнй, коми рвстекает абуханне прн 20 С е те- делить ся, каче- Лоненты ся,квчест" челне 15 сут, 2 ственной оседают еенноД пленки не cone) пос 0 4 пленки lie О 3

502 П ооь получить ле спеша"" получить гог Ног ннл 0,2 1,0

5,6 5,9 Разрувается

5,9 5;7

5,2 5,7

2,5

2,8

3,1

202 11аОП

0,3

x--= - - - » — - - — — - — -»- -- — ----- - — - — --" — --"--»""--»»»- -" - "— - - — --"---Ь а 4Э, a»II е!4. а6 а»з. к т а45. а е9

Соеахемиер бутедмеиа м аемтедлеиа- l,) беь. тидроиоеммми групп ° еоотмоменеи 6713)

6теЭЭ (еъ»ЭЗ. и 1Э)

Ээеаэ (а ЭЭ, ° ЭЭ)

46еЭ4 (а»10, л 1О)

Сера

Калтеис мпе ельееис ующем 5

g. Композиция по п,1; о т л и ч à ю щ а яс я тем, что она дополнительйо содержит тйксотропный наполнитель — аэросил в ко100 .. личестве 2-5 мас.ч. на 100 мас.ч. гидроксил30-50 10 содержащего: сополимера бутадиена и

2-4 пентадиена-1,3.

1-2

Содерлемме иамломе1пое, мес; ° ., е аримерех

j t T n7 и

j 2 ) 3 J4 j 5 )6 17» 1 Эи !5» J lви 111и !IZx I)иg14» 115и ) 16и )17к ISи 15м ) Эвк, (21и 22к и ° °

Таблица 2. вооства отве енных л н 1 О С композн нй о

С 888 8. Л»9