Способ получения покрытий

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОР СКОМУ СВИДЕТЕЛЬ СТВУ (,и 53!554 т";аюз Советских

Социалистических

Республик

Я, (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 05.07.74 (21) 2040969 05 (5! ) M. К,a. В 05D I 38

В 05И 7/14 с присоединением заявки No

Саге-.а Министров СССР оо делам изобретений и от оитий

Опубликовано 15,10.76. Бюллетень Хе 38

Дата опубликования описания 28.10.76 (53) УДК 678.026.3 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. А. Белый, Л. С. Корецкая, A. С. Неверов и Л. С. Пинчук

Институт механики метяллополимерных систем АН Белорусской ССР (71) Заявитель

Государственный комитет (23) 11риоритет

Изобретение относится к области получения защитных полимерных покрытий. Антикоррозионные покрытия из термопластичных полимеров находят широкое применение в различных областях техники. Долговечность защитных покрытий на основе термопластов в значительной степени определяется составом полимерной композиции, которая, как правило, включает полимерное связующее и различные антиоксиданты, стабилизаторы, добавки. Известные способы получения полимерных покрытий, как правило, предусматривают введение вспомогательных веществ путем смешения компонентов в порошкообразном состоянии

11). Такая технология характеризуется значительными энергозатратами, приводит к нерациональному использованию поверхности активного вещества, исключает возможность концентрирования вводимого компонента в локальных областях, например, на поверхности покрытий или вблизи границы с подложкой. Для обеспечения необходимой когезпонпой прочности композиций частицы вспомогательных веществ должны быть изолированы друг от други, что в ряде случаев нежелательно.

Ряд полимерных композиций, обладающих высокими защитными свойствами, характеризуется «плохой» адгезией к большинству конструкционных материалов современного машиностроения. Грунтовочные подслои, применяемые обычно в этих случаях, не всегда отвечают комплексу предъявляемых к ним требований (хорошая ядгезия как к подложке, так

5 и к покрытию, достаточные защитные свойства, стойкость к эксплуатационным воздействиям и т. п.) (2).

Известен способ получения покрытий путем нанесения на металлическую подложку слоя

10 из порошка термопластичного полимера и оплавления его при 150 †2 С. Такое покрытие является наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату (3).

15 Недостатком ее являются недостаточные защитные свойства и стойкость к эксплуатационным воздействиям.

Для улучшения физико-химических свойств покрытия по предлагаемому способу наносят

20 второй слой из смеси того же полимера, что и первый, с жидкостью, выбранной из группы: минеральное масло, эпоксидировянные соединения, эфиры органических кислот, оплавляют прп температуре 150 — 260 С, охлаждают до

25 10 — 30 С и для удаления указанной жидкости обрабатывают полученную поверхность растворителем, а затем защитным веществом, выбранным из группы: ингибиторы коррозии, металлы либо их соединения, раствор термопла30 стпчного полимера.

531554

Сущность способа заключается в замене дисперсионной среды студней, наносимых послойно на защищаемые поверхности, веществами, повышающими защитную способность покрытий (ингибиторы, антиоксиданты, протекторные элементы и т. п.), Дисперсионную среду из ячеек полимерного каркаса студней удаляют с помощью вспомогательных легколетучих жидкостей, а затем растворитель заменяют соответствующим защитным веществом. Испарение жидкостей целесообразно использовать для создания в ячейках разрежения, облегчающего их заполнение необходимыми компонентами. Слой студня с удаленной дисперсионной средой является хорошей грунтовкой, имеющей развитую поверхность, в порах которой происходит механическое закрепление защитных слоев из материалов, обладающих плохой адгезией.

При использовании вспомогательных жидкостей, являющихся растворителями как дисперсионной среды, так и полимерного материала последующих слоев покрытия, создается возможность для совмещения операций технологического цикла формирования защитных покрытий.

Замещение дисперсионной среды в ячейках полимерного каркаса студней металлами и металлсодержащимн соединениями позволяет создать металлополимерные покрытия, обеспечивающие протекторную защиту изделий, отвод статического электричества с поверхности покрытий. Насыщение поверхности покрытий добавками, обладающими высокой отражательной способностью, например алюминием, повышает стойкость защитных систем к световому старению, которое является одним из основных разрушающих факторов для полимерных изделий, эксплуатируемых в атмосферных условиях.

Ячеистая структура покрытий на основе полимерных студней позволяет рационально использовать вспомогательные вещества, реализовать максимальную площадь их контакта с полимерной основой. Вымывая дисперсионную среду в соответствующих областях покрытий, можно получить преимущественное концентрирование защитных добавок на участках, наиболее подверженных разрушающим воздействиям (поверхность покрытий, острые кромки, места соединения деталей и т, д.).

Пример 1. Требуется сформировать на стальной детали полиэтиленовое покрытие, стойкое к действию растворов солей и щелочей. На очищенную поверхность изделия наносят вибровихревым методом тонкий слой полиэтилена высокого давления (ГОСТ

16337-70) и подвергают термообработке при температуре 230 С до начала термодеструкции и потемнения материала. Второй слой покрытия формируют из смеси полиэтилена с минеральным маслом МВП, взятых в равных весовых соотношениях. Нанесение этого слоя можно осуществлять, например, путем напыления полиэтилена на смоченную маслом поверх10

4 ность изделия. Полиэтиленовый порошок прилипает к изделию, покрывая его равномерным слоем. В процессе последующей термообработки при температуре 150 С на поверхности изделия образуется коллоидный раствор по7иэтилена в масле, застудневающий при охлаждении на воздухе (15 — 20 С) . Дисперсионную среду (масло) вымывают, прополаскивая деталь в ацетоне, затем покрывают наиболее опасные в коррозионном отношении участки детали 30 /о-ным раствором бензоата натрия, относящегося к классу контактных ингибиторов. При испарении ацетона в ячеистой системе студня образуется разряжение, способствующее проникновению ингибирующего раствора в полости второго слоя покрытия.

После высушивания раствора на изделие по известной технологии наносят третий слой полиэтилена, выполняющий барьерные функции.

Покрытие, сформированное по приведенной выше технологии, обладает достаточно высокой адгезией (-200 кг/см ) и содержит в зоне контакта с металлом ингибиторы коррозии, герметично перекрытые барьерным слоем полимера.

Пример 2. Производится защита металлического поплавка уровнемера, работающего в баке с концентрированной серной кислотой.

На поверхность поплавка методом струйного напыления наносят смесь поливиHè7áóòèðàëÿ

КА (ГОСТ 9439 -60) с дибутилфталатом в весовом соотношении 3:2, отвечающем студнеобразному состоянию композиции. После термообработки при температуре 190 С с последующим охлаждением до 20 — 25 С дисперсионную среду вымывают этанолом из слоя студня, который используют затем как грунтовку под барьерный слой, формируемый известными методами из фторопласта-3. Адгезионная прочность соединения покрытия с изделием (400 — 600 кг/см ) значительно превосходит адгезионную прочность фторопластовых покрьггий.

Пример 3. Требуется защитить от коррозии трубопровод, по которому пневмотранспортом подаются в хранилище сухие порошкообразные соли минеральных кислот. Одним из требований к защитной системе является отвод электрического заряда, генерируемого при движении порошка в пневмопотоке. На внутреннюю поверхность труб электростатическим методом наносят слой пентапласта (марка А, ТУ П-139-65), выполняющий функции грунтовки. Термообработку грунтовочного слоя ведут при 270 С до начала термоокисления. Затем одним из известных методов, например струйным напылением, наносят смесь пентапласта с циклогексаноном (соотношение

1: 1). После термообработки при 210 С и застудневания слоя при 20 — 30 С дисперсионную среду вымывают эфиром, Поверхность покрытия обрабатывают водным раствором медного купороса, из которого вследствие химического осаждения выделяется медь, покрывая стенки ячеек полимерного

531554

Формула изобретения оставитель P. Вакар

Техред 3. Тараненко

1(орректор H. Аук

Редактор Л. Емельянова

Заказ 2271, 4 Изд. Х 1693 Тираж 1003 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2 каркаса студня. Г! олу пенна я таким образом защитная система обладает высокой стойкостью к действию солей, и слой меди, внедренный в поверхностный участок покрытия, характеризуется значением удельного объемного сопротивления о,=1 Ом см, что превосходит характеристики известных антистатических полимерных материалов.

Пример 4. На металлическое изделие (например полку холодильника) необходимо нанести полимерное покрытие, которое наряду с высокой химической устойчивостью, механической прочностью и нетоксичностью должно обеспечивать возможность местной декоративной металлизации изделия. Изделие, поверхность которого предварительно загруHTQBBHd (необходимость грунтования обусловлена низкой адгезией поливинилхлоридных покрытий к металлам), смачивают эпоксидированным соевым маслом и погружают затем в псевдоожиженный слой поливинилхлоридного порошка (МРТУ 6-01-9-65) . При последующем нагревании при 240 — 260 С порошок, налипший на поверхность изделия, оплавляется, образуя коллоидный раствор, застудневающий при охлаждении (температура охлаждающей среды 10 — 15 C). Участки поверхности изделия, которые необходимо металлизировать, прополаскивают ацетоном для удаления соевого масла и погружают изделие в ванну с соответствующим металлизационным составом. Хорошо развитая поверхность ячеистой системы студня на участках, освобождаемых от дисперсионной среды, способствует надежному закреплению металлизациîíHûõ покрытий. В то же время остальная поверхность изделия легко очищается от следов металла прополаскпванием в воде. Сформированное таким образом покрытие нетокснчно и наряду с высокой химической устойчивостью и механической прочностью обладает декоративной по5 веpxHocTbIo.

Способ получения покрытий путем нанесе10 ния на металлическую подложку слоя из порошка термопластичного полимера и оплавления его при 150 — 260 С, отличающийся тем, что, с целью улучшения физико-химических свойств покрытия, наносят второй слой

15 из смеси того же полимера с жидкостью, выбранной пз группы: минеральное масло, эпоксидированные соединения, эфиры органических кислот, oi!лавляют прн той же температуре, охлаждают до 10 — 30 С н для удаления

20 указанной жидкости обрабатывают поверхность покрытия растворителем с последующей обработкой его веществом, выбранным из группы: ингибитор коррозии, металлы или их соединения, раствор термопластичного поли25 мера.

11сточьнц,и информации, принятые во внпi!anne npH экспертизе:

1. С. В. Генель, В. Л. Beëüïi, В, Я. Булга30 ков, Г. Л. Гехтман. Применение полимерных материалов в качестве покрытий, изд. Химия, М., 1968 г., стр, 20 — 35.

2. И. Л. Нагорская. Отделка древесины лакокрасочными материалами, изд. Химия, М., 35 1966 г., стр, 48 — 60.

3. Патент СШЛ No 3715333, кл. 260 — 45.75, 1969 г. (прототнп) .