Способ получения полимерных покрытий
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Со4ивлистичесиих республик
pi-7..)33896, ":f (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22)За" âëåíî 13.05.77 (21) 2485756/23 05 с присоединением заявки И (23 ) П рио ритет
Опубликовано 05.02.80. Бюллетень М 5
Дата опубликования описания 08.02.80 (51)M. Кл.
С 08 F 2/58 йкудлретеенньй кемнтет
СССР
so делам изобретений н открытий
{53) УДК 678. ,744(088.8) (72) Авторы изобретения
Е. П. Ковальчук, Л. А. Миркинд и Н. С. Бветков (7!) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ ПОКРЫТИЙ
Изобретение относится к способам получения полимерных покрытий путем элек-. трохимической полимеризации (полимеризации инициируемой действием электрического тока) „оно может быть, использовано в лакокрасочной, электронной и других отраслях промышленности.
Известен способ получения полимерных покрытий путем электрохимической полимеризации виниловых мономеров или
1О их смесей в присутствии электропроводяшего соединения перекисного типа в среде полярного растворителя (11
fIo этому способу необходимо пропускать электрический ток большой силы
15 (импульсный толчок тока). За время пропускания тока 0,001 с образуется пленка полимера на катоде толщиной порядка долей микрона. Такая пленка не может быть применена с целью защиты от корро зиии.
Полимер формируется в узком диапазоне значений рН раствора (рН.= 3), что приводит к необходимости его регулиро2 вания нри помощи кислот НС8 н Н 5O@
С8 СН СООН. Это, помимо усложнения реакционной системы, приводит к нежелательным последствиям:, а) ограничению выбора материала катода (подложки) металлами с высоким водородным перенапряжением, коррозионноусто йчивыми, б) выделению водорода, что ухудшает условия формирования полимерного покрыTHB и его сво йств &.
Бель изобретения — упрощение технологии и улучшение физико-механических свойств покрытий, Зта цель достигается тем, что по способу получения полимерных покрытий, заключающемся в электрохимической полимеризации виниловых мономеров или их смесей в присутствии электропроводяшего соединения перекисного типа в среде полярного растворителя, процесс проводят в присутствии 60-80 % от объема реакционной смеси воды при плотности тока 0,05-0,6 мА/см
713896
Сущность изобретен(я(заключается в следующем.
В качестве растворителя используют смешанные водно-спиртовые, водно-диметилсульфоксидиые или водно-диметилформамидные смеси, растворяющие мономер и электропроводяшую добавку, явл(пощуюся одновременно соинициатором, но ие растворяюшие образующийся по?(имер. (О
При пропускании электрического тока происходит ионизация материала анода с образованием ионов, служащих катал:изаторами разложения присутствующего перекисного соединения. Например, в случае (5 анода из железа имеет место реакция
Эл. тая +
Ге — »- Fe (1)
Ее
О ионы железа реагируют с перекисью по реакции с образованием ион-радикалов, инициирую ших реакцию полимеризации присутствующего мономера
3(« — 1
3О + M R и т. д. где М вЂ” молекула мономера, .
R — растущий радикал.
Поскольку реакции (1) и (2) проте 5 кают в приэлектродном слое, при адсорбции мономера, как это имеет мес", о в данном случае, происходит полимеризация с образованием прочно сцепленного с поверхностью металла гюлимерного покры-. тия.
Содержание воды в смешанном растворителе составляет 60-80 об.% B зависимости от концентрации персульфата, а также природы и концентрации мономера.
В качестве электропроводяшей соинициируюшей добавки используют персуаьфаты щелочных металлов и аммония при . концентрации 0,05-0,15 мас.%.
Водно-спиртовую смесь готовят смешением воды, спирта (метанола, этанола, этиленгликоля) и мономеров. Воду и спирт берут как правило в соотношении от 4:1 до 2:3 (по объему), концентрация мономера составляет 5-7 об."o. Концентрация токопроводяшей добавки (он:а же сожпц(иатор) составляет 0,050,13":о от водно-спиртовой смеси. плстность тока (н«и наложс(пюм наиряже«(ин я
1, 5-3 е0 В «(е ((Pc!(I«лш;((т О, 4,еа,/ - ( причем допуст((мы перерывы в пропускании тока.
Подложка выполняет роль анода, В качестве катода при?,(еняют никель, сталь или другой металл.
Согласно предлагаемому способу в качестве мономеров для получения полимерных покрытий использу7ОТ виниловые и другие мономеры и их смеси, причем соотно шение исходных моном еров можно варьировать в широких пределах.
В качестве мономеров применя?ОТ, в частнссти, метилакрилат (МЛ), винилацетат (ВЛ), метилметакрилат,",МА, ( бутилметакрилат (БМА) стирол и другие мо ком ары.
Процесс электрополимеризации протекает в течение 2 — 6 мин, гюсле чего подложку с нанесенным полимерным покрытием выдерживают в электролите без пропускания тока в течение 3 — 10 мин, а затем подвергают сушке (на воздухе
О
30 мпн, при 80 С вЂ” 5 мин).
Пример 1. В 700 мл раствора, содержащего 30 об.;о. метилового спирта, 6 Об.% метилового эфира акриловой кислоты (MA), 0,13 е(ас.% персульфата калия и остальное количество водь(, вставляют никелевый цилиндр диаметром 100 и высотой 150 мм, служащий катодом.
Внутри цилиндра подвешивают стальную
z пластинку плошадью 196 см, подлежа(цу7О покрытию, являющуюся анодом, Подключают электрически и ток сила и 7 5 м А (плотность тока 0,37 ?,(А/с?,() . .ПО истечении 4- мин элсктрический ток отклк чают, пластинку выни?ла«от и сушат 1.0мин
НрН 80 С. Толп(и?(а пленки, 8 мкм. дгео зия пленки 1 балл. После Отключения тока полимеризация практически прекрашает— ся. Затем в раствор можно внести другую пластинку, ?юдлежащую покрь .ию„ и
ПРОВОДИТЬ фОР «?(POI«HHHC ?(ОКРЫтпе(« a:(ßÍным способом. Из одного раствора можно покрыть до 15-3 8 пластинок. КО-.Iï4HI-,-.(ент использования мономеров при этом достигает 90-95 о. Скорость формирования полимера на поверх«(ости металл(не- ко.".: поверхности 1,5 oо в минуту, Условия процесса получения полимерных покрытий приведены в табл, 1:,инициатор GH ??(P. электролит — 1,05 г
К g 6 g («ц, напряже?(« е на электродах
1,5 — ЗВ, толщина покрытия 40-60 -- км(, свойства покрытий — в -,àáë. 2.
713896
o o н н о н
k 1 о» о» о о а о о ооо а о о 1
o o
Я
Щ о!
О о
0)
g. R C й( y В 3 ) - (Ч о в с) н И ( 4 2 а Й о Ж о <," Ю :а, и Р3 с о î о - «- Ol O3 Ol Ol o o CQ o o м Ol Ol о о 03 (О, О о О g) CD CD с Ф Ф С4 Э Б о т й(о CL f СЧ о р о o g ж 3 а Р3 с0 И х g. g F(щ ,й Ф Ж Ю l I 6 % 4 О 1 о о 713896 Таблица2 Ровное глянцево е гладкое по. 50 крьггие То же 50 50 50 40 50 Составитель B. Полякова Редактор Л. Ушакова Техред Н. Ковалева Корректор Г. Назарова Заказ 9212/19 Тираж 549 Подписное UHHHHH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035,-Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Таким образом, предлагаемый способ позволяет получать покрытие технологично и с хорошими физико-механическимисвой- р5 ствами. Формула изобретения зо Способ получения полимерных покрытий путем электрохимической полимеризации виниловых мономеров или их смесей в присутствии злектропроводящ его соединения перекисного типа в среде полярного растворителя, о т л и ч а юm и и с я тем, что, с целью упрощения технологии и улучшения физико-механических свойств покрьггий, процесс проводят в присутствии 60-80% от объема реакционной смеси воды при плотности тока 0,05-0,6 MA/см, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США № 3554882, кл. 204--72, опублик. 1971 (прототип).
