Композиция для получения металлополимерных покрытий

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ пп 528359

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 15.11.74 (21) 2075363/05 с присоединением заявки ¹

ГасУдаРственный комитет (23) Приори

Совета министров СССР по делам изобретений Опубликовано 15.09.76, Бюллетень X 34 (51) М Кл. - С 25D 13 00

С 25D 13/10

С 081 61/14;

С 08К 5/19 (53) УДК 678.026.37 (088.8) и открытий

Дата опубликования описания 02.09.76 (72) Авторы изобретения

В. М. Полякова, Ю. Ф. Дейнега, В. Г. Синявский и Л. А. Сирота (71) Заявитель

Институт коллоидной химии и химии воды АН Украинской ССР (54) КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ

МЕТАЛЛОПОЛИМЕРНЬ!Х ПОКРЬ1ТИ Й

Изобретение относится к области электроосаждения покрытий, в частности к композициям, предназначенным для электроосаждения металлополимерных покрытий, на основе формальдегидных смол и протекторных металлов на электропроводящие поверхности с целью защиты от коррозии.

Известна композиция для получения металлополимерных покрытий методом электроосаждения, включающая формальдегидную смолу, и воду, причем компоненты взяты в следующих соотношениях, Вес.

Формальдегидная смола 2,9 — 4,8

Сульфат цинка 4,8 — 18,2

Органический растворитель, смешивающийся с водой, и вода Остальное.

Электроосаждение проводят при рН 1 — 6, плотности тока не менее 0,5 А/дм . Недостатком известной композиции является то, что металлополимерные покрытия на его основе обладают сравнительно невысокими защитными свойствами, особенно при соприкосновении с солевыми растворами.

Известно также, что для электрофоретического осаждения веществ из суспензий используются добавки катионных поверхностноактивных веществ типа солей тетраалкиламмония в количестве от сотых долей процента до нескольких процентов.

С целью повышения коррозионной стойкости металлополимерных покрытий предлагают состав, включающий формальдегидную смолу, соль цинка, органический растворитель, смешивающийся с водой, а также соль тетраалкиламмонпя, который в качестве формальдегидной смолы содержит формальдегидную смолу с карбоксильными группами при слсдующем соотношении компонентов, вес, о/о:

1о Формальдегидная смола с карбоксильными группами 0,4 — 1

Соль цинка (сульфат) 2,49 — 40

Соль тетраалкиламмония 0,01 — 0,3

Органический растворитель, 15 смешивающийся с водой 13 — 20

Вода 39 — 84

В предлагаемом составе для получения металлополимерных покрытий методом электроосаждения формальдегидная смола находит2О ся в суспендированном состоянии в смеси органический растворитель — вода; частички ее заряжены положительно при помощи соли тетраалкиламмония. Металл находится в виде раствора соли. При пропускании электричес25 кого тока в результате протекания процессов электролиза и электрофореза на катоде происходит одновременное осаждение металла и смолы и формируется металлополимерное покрытие. При этом на поверхности мелкодизо сперсных частиц металла образуется металло528359 полимерное соединение, которое эту поверхность частично пассивирует, и, тем самым, уменьшает скорость растворения металлопротектора. Поэтому антикоррозионные свойства металлополимерного покрытия определяются в значительной мере прочностью связи металл — полимер, зависящей, в свою очередь, от химической природы функциональных групп полимера.

Использование в качестве полимерной составляющей формальдегидной смолы, содержащей карбоксильныс группы, приводит к значительному возра танин коррозионной стойкости покрытия на основе протекторного металла; увеличение содержания карбоксильных групп в смоле способствует улучшению защитных свойств металлополимерного покрытия.

А. Синтез формальдегидной смолы с карбоксильными группами.

Формальдегидная смола с карбоксильными группами получается конденсацией формальдегида, фенола и карбоксилсодержащего мономера. В качестве мономерной композиции может быть использована смесь следующих мономеров, вес. %:

Формальдегид 50 — 70

Фенол 10 — 30 и-Оксибензойная кислота 10 — 30.

Характеристика исходных веществ: формалин — жидкость, плотность 1,085; фенол — твердое вещество, т. пл. 43 С, ч.д.а. и-оксибензойная кислота — твердое вещество, т. пл. 215 С; ч.д.а.; соляная к:,слота, концентрированная, жидкость, плотность

1,1 9, ч.д.а.

Пример 1. 55,8 мл формалина смешивают в колбе с 27,6 г и-оксибензойной кислоты и подкисляют 0,06 мл концентрированной соляной кислоты. Смесь кипятят и течение 2 ч с обратным холодильником, охлаждают до

50 С, и к ней прибавляют 132 г фенола.

Затем смесь нагрсваю1 до появления смо IHc5

2() Э зо я

4 )

4г, того вещества. Нижний слой отделяют декантацией и переосаждают из раствора в ацетоне добавлением воды. Получается смола, содержащая 14 вес. % карбоксильных групп.

Пример 2. 55,8 мл формалина смешивают в колбе с 13 г и-оксибензойной кислоты и подкисляют 0,06 мл концентрированной соляной кислоты. Смесь кипятят в течение 2 ч с обратным холодильником, охлаждают до 50 С, и к ней прибавляют 26,4 г фенола. Дальнейшие операции те же, что и в примере 1. Получается смоля, содержащая 6 вес. % карбоксильных групп.

b. Приготовление состава и получение покрытий.

Характеристика исходных компонентов, Формальдегидная смола с карбоксильными группами — твердое вещество, температура размягчения 75 С, содержание карбоксильных групп 14 вес. % и 6 вес. %, сОль цинка— сульфат, твердое вещество, растворимость в воде 531,2 г/л при 18 С; соль тетраалкиламмония (дибутилбензилэтиламмонийхлорид)—

70%-ный раствор в этиловом спирте, технический; органический растворитель, смешивающийся с водой, ацетон — жидкость, т. кип.

57 С, ч.д.а.; диоксан — жидкость, т. кип.

102 С, ч.д.а.; спирт этиловый, гидролизный, жидкость, т. кип. 78 С; вода дистиллированная или деионизированная.

Состав (суспензии) готовят следующим образом. Формальдегидную смолу, содержащую карбоксильпые группы, растворяют в органическом растворителе. Затем ее 5%-ный растгор смешивают с 37%-ным водным раствором сульфата цинка, в который предварительно добавляют соответствующее количество раствора соли тетраалкиламмония. Элсктроосажденис проводят при комнатной температуре в т .чсн 3о м ii:. П зотность ТоКВ 0 ".— 1 /дм2 рН 3,5 — 5,0.

Состав HBiIHII, условия проведения процессВ элсктроосяждения и характеристика

СВОйетВ МотаЛЛОПОЛИ:, ЕО:!>IX НОКРЬГГИИ ПР П;С,-,"пы в - аблице.

528359

Состав

Наименование

Прототип

4,8

1,0

23,97

0,03

0,4

2,5

0,01

1,0

23,9

0,03

1,0

39,9

0,10

18,2

5,0

16.07

20,0

39,0

3,5

1,0

13,1

83,99

3,5

1,0

17,0

60,0

2,0

3,0

70,0

5,0

0,8

59,0

3,5

1,0

2120

1028

2970

2650

610

2300

Формула изобретения

Составитель Р. Вакар

Редактор Л. Новожилова Техред М. Семенов

Корректоры: В. Яковлева и В. Дод

Заказ 1845/15 Изд. № 1574 Тираж 1068 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР ио делам изобретений и открытий

113035, Москва, 5К-35, Рзушская На6,, д 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Состав ванны, вес, э

Формальдегидная смола без СООН-групп с 6 вес. э СООН-групп с 14 вес.,г СООН-групп

Соль цинка — сульфат

Соль тетраалкиламмония (дибутилбензилэтиламмонийхлорид)

Органический раствэритель, смешивающийся с водой: диоксан ацетон спирт этиловый

Вода

Условия электроосаждения Рн

Плотность тока, A/äì

Время, мин

Количество электричества, кулон

Характеристика покрытий

Толщина, мкм

Содержание цинка, вес. М

Коррозионная стойкость, ч в Зэ -ном водном растворе хлористого натрия в дистиллированной воде

Технико-экономическая эффективность предлагаемого состава иллюстрируется данными таблицы, из которых видно, что коррозионная стойкость металлополимерных покрытий, полученных из предлагаемого состава, примерно вдвое выше, чем коррозионная стойкость металлополимер ного покрытия, полученного из известного состава. В связи с этим следует ожидать значительного увеличения срока эксплуатации изделий с покрытиями, полученными из предлагаемого состава, и, вместе с тем, соответственно, уменьшения расхода цинка, растворяющегося в процессе коррозии при соприкосновении с агрессивными средами (в частности, с солевыми растворами). Из данных таблицы также видно, ITQ расход электричества, необходимого для получения металлополимерного покрытия из предлагаемого состава, ниже, чем в случае получения покрытия из известного состава.

Предлагаемый состав может быть использован в массовом производстве, например, в приборостроении, сельскохозяйственном машиностроении, лакокрасочной промышленности и др.

В связи с высокой электропроводностью металлополимерных покрытий они также могут быть использованы в качестве нижнего слоя перед электроокраской, что позволяет на одной электрофорезной линии производить нанесение элсктропроводящего антикоррозионного грунта и декоративного покрытия.

10 Композиция для получения металлополимерных покрытий методом электроосаждения, включающая формальдегидную смолу, сульфат цинка, органический растворитель, смешивающийся с водой, и воду, о т л и ч а ю щ и й15 с я тем, что, с целью повышения коррозионной стойкости покрытия, композиция содержит формальдегидную смолу с карбоксильными группами и соль тетраалкиламмония, например дибутилбензилэтиламмонийхлорид, при

20 следующем соотношении компонентов, вес. /о.

Формальдегидная смола с карбоксильными группами 0,4 — 1

Сульфат цинка 2,49 — 40

25 Соль тетраалкиламмония 0,01 — 0,3

Органический растворитель 13 — 20

Вода 39 — 84