Фторопластовый лак для покрытий

Изобретение относится к фторопластовому лаку на основе растворимых фторполимеров, предназначенному для покрытия различных поверхностей. В качестве фторполимера лак содержит сополимер тетрафторэтилена с винилиденфторидом (Ф-42Л), растворенный в органическом растворителе - ацетоне и дополнительно содержит этилацетат при следующем соотношении компонентов, мас.%: сополимер тетрафторэтилена с винилиденфторидом 10-20; ацетон 60-80; этилацетат 10-20. Изобретение позволяет улучшить эксплуатационные и потребительские свойства фторопластового лака и расширить область его применения. 3 з.п. ф-лы, 1 табл.

 

Изобретение относится к органической химии, в частности к фторопластовым лакам на основе растворимых фторолефинов, предназначенным для покрытия различных поверхностей: металлов, бетона, дерева, тканей, пластмасс и т.п. для защиты их от воздействия воды и агрессивных сред.

Известны фторопластовые лаки, грунтовки и эмали на их основе, содержащие сополимеры фторолефинов, растворимые в смеси сложных эфиров или кетонов с ароматическими углеводородами, которые применяются для защиты узлов и изделий различного назначения, эксплуатируемых в любых климатических зонах в условиях воздействия воды и агрессивных сред. Эти лаки используются для нанесения поверх покрытий на основе других пленкообразующих материалов, например полиакрилатов, с целью их гидрофобизации и повышения атмосферостой кости (Химический энциклопедический словарь, М.: Советская энциклопедия, 1983, с.639). Основным недостатком известных фторопластовых лаков является их недостаточная адгезия к подложке.

Известны фторопластовые лаки, а также грунтовки и эмали на их основе, содержащие растворимые сополимеры трифторхлорэтилена с алкилвиниловым и гидроксиалкилвиниловым эфирами в органическом растворителе - ксилоле (лак ФПР), применяющиеся для защиты металлических, пластмассовых, бетонных и других поверхностей, подвергающихся атмосферным воздействиям в строительстве, авто-, судо-, вагоностроении, в химическом производстве (SU 2066328, кл. С 08 F 214/24, опубл. 1996 г.; SU 2088600, кл. С 08 F 214/24, опубл. 1997 г.; SU 2208018, кл. С 08 F 214/24, 127/12, опубл. 2003 г.; SU 2209215, кл. С 08 F 214/24, 127/12, опубл. 2003 г.). Недостаток указанных известных лаков, содержащих сополимеры трифторхлорэтилена, - использование в качестве органического растворителя для фторсополимера 100% ксилола с ПДК 50 мг/м³, что представляет достаточную опасность для работающего с лаками персонала и снижает его потребительские свойства (Карякина М.И., Попцов В.Е. Технология полимерных покрытий, М.: Химия, 1983, с.15).

Известны фторопластовые лаки, содержащие сополимер трифторхлорэтилена с винилиденфторидом (Ф-32Л), растворенный в смеси сложных эфиров или кетонов с ароматическими углеводородами, из которых получают покрытия, характеризующиеся низкой влагопроницаемостью, высокими водо- и атмосферостойкостью; термо- и морозо-стойкостью. Недостаток лаков, содержащих сополимер Ф-32Л, - использование в составе органического растворителя толуола, имеющего высокую ПДК 50 мг/м³, что представляет опасность для работающего с лаками персонала и снижает его потребительские свойства. Кроме того, известный фторопластовый лак Ф-32Л имеет недостаточную адгезию к подложке. Слабая адгезия к металлам не позволяют получать изделия с высокими эксплуатационными характеристиками. Состав и конкретные свойства лака не приводятся. (Химический энциклопедический словарь, М.: Советская энциклопедия, 1983, с.639.; Энциклопедия полимеров, М.: Советская энциклопедия, 1972, т.3, с.797).

Наиболее близкой по составу к предлагаемому лаку является известная композиция, которая может быть использована для покрытия различных поверхностей, содержащая сополимер тетрафторэтилена с винилиденфторидом (Ф-42Л), растворенный в органическом растворителе - ацетоне при соотношении компонентов, мас.%:

сополимер тетрафторэтилена с винилиденфторидом	5-20
ацетон	80-95

(см. Морозова Н.И. и др. Фазовое состояние и механические свойства композиций на основе растворов сополимера тетрафторэтилена с винилиденфторидом, Коллоидный журнал, 1988, том 50, вып.4, с.698-702).

Недостаток известной композиции, содержащей сополимер Ф-42Л, - использование в составе органического растворителя 100% ацетона, имеющего высокую летучесть, низкие температуру кипения и вспышки, что представляет опасность для работающего с композицией персонала и снижает ее потребительские свойства. Известная композиция на основе только ацетона имеет недостаточную адгезию к подложке. Слабая адгезия к металлам не позволяют получать изделия с высокими эксплуатационными характеристиками. Кроме того, получение из нее многослойных покрытий до 200 мкм осложняется. При нанесении большого количества слоев покрытие морщится, на нем образуются мелкие трещины, гели и неровности, что также снижает качество изделий.

Технический результат, достижение которого обеспечивает настоящее изобретение, заключается в улучшении эксплуатационных и потребительских свойств фторопластового лака на основе растворимых фторполимеров сополимера тетрафторэтилена с винилиденфторидом, в расширении области его применения.

Указанный технический результат достигается тем, что фторопластовый лак на основе растворимых фторполимеров, предназначенный для покрытия различных поверхностей, который в качестве фторполимера содержит сополимер тетрафторэтилена с винилиденфторидом (Ф-42Л), растворенный в органическом растворителе - ацетоне, дополнительно содержит этилацетат при следующем соотношении компонентов, мас.%:

сополимер тетрафторэтилена с винилиденфторидом	10-20
ацетон	60-80
этилацетат	10-20

Фторопластовый лак дополнительно содержит смесь амилацетата и циклогексанона при следующем соотношении компонентов, мас.%:

сополимер тетрафторэтилена с винилиденфторидом	5-10
ацетон	10-20
этилацетат	30-35
амилацетат	30-35
циклогексанон	10-15

Фторопластовый лак дополнительно содержит разбавитель - этилцеллозольв при следующем соотношении компонентов, мас.%:

сополимер тетрафторэтилена с винилиденфторидом	5-20
ацетон	10-15
этилацетат	25-30
амилацетат	25-30
циклогексанон	5-10
этилцеллозольв	10-15

Фторопластовый лак при следующем соотношении компонентов, мас.%:

сополимер тетрафторэтилена с винилиденфторидом	5-15
ацетон	35-50
этилацетат	25-30
циклогексанон	5-10
этилцеллозольв	10-15

Лак на основе ацетона и смеси растворителей пригоден для формирования волокна, для отлива пленки, покрытия стекловолокна, тканей, металлов и других материалов.

Способ проверен в лабораторных условиях.

Для приготовления лака берут сополимер тетрафторэтилена с винилиденфторидом марки Ф-42Л и растворяют при 40-50°С в соответствующей смеси из перечисленных растворителей: ацетон, этилацетат, амилацетат, циклогексанон. Все компоненты добавляют в заявляемых пределах последовательно при перемешивании до полного растворения. При необходимости в конце добавляют разбавитель - этилцеллозольв.

Предлагаемые составы фторопластового лака для покрытий приведены в таблице (примеры 1-8).

Из представленных в таблице лаков приготавливают покрытия.

Покрытие из лака получают поливом на обезжиренной в 10%-ном растворе гидроксида натрия алюминиевой фольге размером 100×100 мм и высушивают при комнатной температуре. Свойства лаков и покрытий, полученных из них, определяют по стандартным методикам:

- условную вязкость на вискозиметре В3-246 по ГОСТ 8420-74;

- адгезию - методом решетчатого надреза по ГОСТ 15140-78;

- эластичность пленки при изгибе по ГОСТ 6806-73;

- время высыхания покрытия по ГОСТ 19007-73;

- толщину однослойного покрытия на металлической пластине замеряют микрометром.

Свойства лаков и свойства покрытий приведены в таблице.

Одновременно готовят лак и формируют покрытие на металле в соответствии с прототипом (примеры 9 и 10) и аналогами (примеры 11 и 12).

Из представленных данных видно, что предлагаемый фторопластовый лак на основе сополимера тетрафторэтилена с винилиденфторидом (Ф-42Л) обеспечивает получение из него покрытий на металле с требуемыми свойствами.

Предлагаемые соотношения сополимера Ф-42Л, ацетона, растворителей и разбавителя обеспечивают стабильное получение лака с вязкостью от 30 до 90 с, при этом время высыхания лака на воздухе не превышает 6 часов.

Исключение из состава органического растворителя ксилола и толуола позволяет снизить токсичность лака и опасность для работающего с ним персонала, повысить потребительские свойства лака по сравнению с аналогами - известными фторопластовыми лаками Ф-32Л и ФПР.

Замена части ацетона другими менее летучими растворителями позволяет снизить пожароопасность при работе с лаком.

Использование при изготовлении лака смеси предлагаемых растворителей с высокой летучестью позволяет получать на его основе прочные покрытия без нагревания. Покрытия получаются без подтеков, ровные и блестящие. Это дает возможность наносить многослойные покрытия с высокими эксплуатационными характеристиками на поверхность дерева, гипса и бетона, что позволяет использовать предлагаемый лак в строительстве и расширяет области его применения.

Таблица Составы, свойства лаков и покрытий на их основе
№	Наименование	Примеры по предлагаемому способу	Контрольные
			По прототипу	По аналогам
		1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
2	Фторопласт, марка	42Л	42Л	42Л	42Л	42Л	42Л	42Л	42Л	42Л	42Л	32Л	ФПР
3	Количество	10	20	5	10	20	5	15	5	5	20	25	40
4	Ацетон	80	60	10	20	10	15	35	50	95	80	30	-
5	Этилацетат	10	20	35	30	25	30	30	25	-	-	20	-
6	Амилацетат	-	-	35	30	30	25	-	-	-	-	-	-
7	Циклогексанон	-	-	15	10	5	10	5	10	-	-	-	-
8	Этилцеллозольв	-	-	-	-	10	15	15	10	-	-	-	-
9	Толуол	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	25	-
10	Ксилол	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	60
	Свойства лака
11	Вязкость, с	40	50	35	50	70	30	60	30	30	50	90	70
12	Толщина 1 слоя, мкм	15	20	15	20	25	10	20	15	5	10	20	15
13	Время высыхания, ч	5	5	5	6	6	5	6	5	3	4	7	9
	Свойства многослойного покрытия (200 мкм)
14	Внешний вид	ровное гладкое	ровное гладкое	ровное гладкое	ровное гладкое	ровное гладкое	ровное гладкое	ровное гладкое	ровное гладкое	с морщинами, шершавое	ровное гладкое	-
15	Адгезия, балл	1	1	1	1	1	1	1	1	0,5	0,5	0,5	1
16	Эластичность, мм	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1

1. Фторопластовый лак на основе растворимых фторполимеров, предназначенный для покрытия различных поверхностей, который в качестве фторполимера содержит сополимер тетрафторэтилена с винилиденфторидом (Ф-42Л), растворенный в органическом растворителе - ацетоне, отличающийся тем, что дополнительно содержит этилацетат при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Сополимер тетрафторэтилена
с винилиденфторидом	10-20
Ацетон	60-80
Этилацетат	10-20

2. Фторопластовый лак по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит смесь амилацетата и циклогексанона при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Сополимер тетрафторэтилена
с винилиденфторидом	5-10
Ацетон	10-20
Этилацетат	30-35
Амилацетат	30-35
Циклогексанон	10-15

3. Фторопластовый лак по п.2, отличающийся тем, что дополнительно содержит разбавитель - этилцеллозольв при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Сополимер тетрафторэтилена
с винилиденфторидом	5-20
Ацетон	10-15
Этилацетат	25-30
Амилацетат	25-30
Циклогексанон	5-10
Этилцеллозольв	10-15

4. Фторопластовый лак по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит циклогексанон и разбавитель - этилцеллозольв при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Сополимер тетрафторэтилена
с винилиденфторидом	5-15
Ацетон	35-50
Этилацетат	25-30
Циклогексанон	5-10
Этилцеллозольв	10-15