Способ получения покрытий

 

л . е, о ig -а

ОПИСА

Сею1 С.оветскик

Социалистичесмик

Республик (ii)768072

ИЗОБРЕТЕНИЯ

K АВТОРСКОМУ СВИ ЮТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 09.04.79 (21) 2750716/23-05 (51)М с присоединением заявки Мо (23) Приоритет

В 05 D 7/14

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий

Опубликовано 070981. Бюллетень Hо 33 (53) УДК 878.026.3 (088.8) Дата опубликования описания 07. 09.. 81 (72) Авторы изобретения

Ю.A Мулин, В.В. Колесниченко, М.Д. Пукшанскнй, Ю.А. Паншин, A.Ä. Яковлев, Э.Я. Бендер, Л.Д. Братцева, И.Б. Свиденюк, А.Г. Сирота, Л.П. Ермакова и Л.А. Жукова (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОКРЫТИЙ

Изобретение относится к технологии получения защитных покрытий из порошков полимеров. Такие покрытия используются в качестве химичес-

5 ки.стойких, электроизоляционных, теплостойких, атмосферо- и радиационностойких защитных покрытий в различных отраслях народного хозяйства.

Известен способ получения покрытий из. порошков полимеров, включающий нанесение порошка полимера на изделие, оплавление порошка и охлаждение покрытия (1).

Однако адгезия покрытия (б рассл.),1 полученных по этому способу, низка и составляет для полиэтиленовых. покрытий 500-700 rc/cì, фторопластовых 200-500 rc/ñì, пентапластовых100-б00 гс/см. 20

Для повышения адгезии покрытий могут быть применены различные приемы: предварительное нанесение грун та на покрываемую поверхйость .(2J; введение s наносимые полимеры адгеэионноактивных соединений, например аминов, эноксидных смол (31. Однако использование грунтов и введение в полимеры укаэанных добавок хотя и способствуют значительному увели- 30 чению адгззии (примерно в 2 раза), но ухудшают хнмстойкость получаемых покрытий, так как сами грунты, вводимые в относительно больших количествах (5-10Ъ) добавки не являются химически стойкими соединениями.Кроме того, остаток активных радикалов и соединений способствуют инициированию термоокислительных процессов в полимерах, что приводит к деструкции материала покрытия. В результате такие покрытия не могут эксплуатироваться при повышенных температурах и в особо агрессивных средах, например во фтористоводородной кислоте, концентрированных щелочах, окислителях и т д

Наиболее близкнм к предлагаемому способу по технической сущности является способ получения покрытий (4),заключающийся в том, что порошок термопласта (сополимер тетрафторэтилена с этилеиом) нанося на изделие, оплавляют порошок, охлаждают полученное покрытие и подвергают

его радиационной обработке и термообработке (отжигу) при 150 С.

Такие покрытия могут эксплуатироваться в особо агрессивных средах.

Однако адгеэия покрытий на основе

768072

55

d0 фторполимеров снижается при облучении в 5-40 раэ по сравнению с исходной, а пентапластовых — e 1,2 раза, в результате чего срок службы таких покрытий невелик.

Исключение составляют покрытия на основе полиэтилена (ПЭ), облуче ние которых с последующим отжигом при 100 С позволяет повысить адгеэию в 1,5-2 раза. Однако, хотя адгезия полиэтиленового покрытия, облученного и отожженного при 100ОС увеличивается, по абсолютному значению оиа невысока и составляет, например, для полиэтилена низкой плотности

250 гс/см, что недостаточно для применения пбкрытий В условиях значительных температурных перепадов при эксплуатации в агрессивных средах.

Целью изобретения является повышение адгезии покрытий к подложке.

Для достижения укаэанной цели в способе получения покрытий, включающем нанесение порошка термопласта на подложку, его оплавление и охлаждение с последующей радиационной обработкой и термообработкой полученного покрытия, термообработку ведут при температуре плавления термопласта <70 С..

Указанным способом можно получать покрытия из сополимеров тетрафторэтилена с этиленом (ТФЭ-3), тетрафторэтилена с гексафторпропиленом (ТФЭ-ГФП), трифторхлорэтилена с этиленом (ТФХЭ-Э), винилиденфторида с тетрафторэтиленом (ВФ-ТФЭ), пентапласта, полиэтилена низкой (ПЭНП) и вцсокой (ПЭВП) плотности и других

Гюлимеров .

Ниже приводятся необходимые температуры термообработки покрытий после их .облучения в зависимости от типа полимера.

Сополимер (т. пл. С) Т.пл., С

ТФЭ-Э (270} 200-320

ТФЭ-ГФП (270) 200-340

ТФХЭ-Э(230) 220-240

ВФ-ТФЭ (180) 240-250

Пентапласт (180) 180-230.

ПЭНП (120) 180-190

ПЭВП (135) 170-200

Пример ы 1-3,4-6 (контрольные).

Алюминиевую фольгу. толщиной 50 мкм натягивают иа стальную пластину раз мером Sx50x100 мм, обезжиривают ацетоном и помещают в электрошкаф для предварительного нагрева. Пластину с фольгой нагревают и помещают в ванну с "кипящим" слоем сополимера

ТФЭ-Э (размер частиц 0,05-0,4 мм; т.пл. 270 С) иа 20 с. Полученный йорошковый слой сплавляют при температуре 300 С в течение 20 мин, после чего наносят еще 3 слоя, помещая пластину с .фольгой после оплавления в ванну с "кипящим" слоем. Последний

t0

40 слой оплавляют при 300 С в течение

60 мин и охлаждают на воздухе. Фольгу с покрытием снимают с пластины и подвергают ) -облучению при комнатной температуре в среде аргона с использованием источника излучения

Со о . Доза облучения составляла

5 Мрад. Затем проводят термообработку покрытия при 150-350 С и охлаждао ют на воздухе. Толщина полученного покрытия составляет 300-350 мкм.

Пример 7 (контрольный).

Опыт проводят аналогично примерам 1-6, но без облучения и термообработки.

П р м е р ы 8-10,11-13 (контрольные).

Покрытие наносят аналогично примерам 1-6, но применяют порошок сополимера ТФХЭ-Э (размер частиц

0,05-0,4 мм, т.пл. 230 С), температура предварительного нагрева пластины с фольгой 300 С, выдержка в

"кипящем" слое 5 с, температура оплавления 240 С. Доза облучения

5 Мрад. Термообработ«у облученных покрытий проводят при 150-260 С.

Пример 14 (контрольный).

Опыт проводят аналогично примерам 1-6, но без облучения и термообработки.

Пример ы 15-16,17-19 (контрольные).

Покрытие наносят аналогично примерам 1-6, но применяют порошок сополимера ВФ-ТФЭ (размер частиц

0,05-0,4 мм, т.пл. 180 С), температура предварительного нагрева пластины с фольгой 320ОС, выдержка в

"кипящем" слое 5 с температура оплавления 260 С. Доза облучения

40 Мрад. Термообработку облученных покрытий проводят при 150-300 С.

Пример 20 (контрольный).

Опыт проводят аналогично примерам 1-6, но без облучения и термообработки.

П р. и м е р ы 21-23, 24-26 (контрольные).

Покрытие наносят аналогично примерам 1-6, но применяют порошок сополимера ТФЭ-ГФП (размер частиц

0,05-0,4 мм, т.пл. 270 С), температура предварительного нагрева пластины с фол. гой 350 С, выдержка в "кипящем" слое 5.с, температура оплавления 350 С, продолжительность аплавления каждого слоя 30 .мин. Доза облучения 1 Мрад. Термообработку облученных поКрытий проводят при

150-350 С.

П g и м е р 27 (контрольный).

Опыт проводили аналогично примерам 1-6, но без облучения и термообработКи.

Пример ы 28-29, 30-32 (контрольные).

Покрытие наносят аналогично примеоам 1-:6, но применяют порошок

768072 пентапласта (размер частиц 0,050,4 мм, т.пл. 180 С), температура предварительного нагрева образца с фольгой 260 С, выдержка в "кипящем" слое 10 с, температура оплавления

240 С, продолжительность оплавления о каждого слоя 30 мнн. Доза облучения 0,1 Мрад. После облучения проводят термообработку покрытий при 100260 С.

Пример 33 (контрольный).

Опыт проводят аналогично примерам 1-6, но беэ облучения и термообработки.

Пример ы 34-35, 36-38 (контрольные)

Покрытие наносят аналогично примерам 1-6, но применяют порошок

ПЭНП (раэмер частиц 0,2-0,4 мм, т.пл. 120 С), температура предварительного нагрева пластины с фольгой 2200О С, выдержка и "кипящем" 20 слое 5 с, температура оплавления

200 С. Доза облучения 30 Мрад. Термообработку облученных покрытий проводят 100-220 С.

Пример 39 (контрольный). 25

Опыт проводят аналогично примерам

1-6, но беэ облучения и термообработки.

Пример ы 40-41, 42-44 (контрольные). 30

Покрытие наносят аналогично примерам 1-6, но применяют порошок ПЭВП. (размер частиц 0,1 -0,4 мм, т. пл.135"С) температура предварительного нагрева

260 С, выдержка в "кипящем слое 5 с, температура оплавления 240 С. Доза облучения 30 Мрад, термообработку облученных покрытий проводят при 100220 С.

Пример 45 (контрольный).

Опыт проводят аналогично примерам

1-6, но без облучения и термообработки.

Режимы термообработки и свойства полученных покрытий, приведены в таблице.

Как следует иэ таблицы, адгезия полимерных покрытий, полученных по предлагаемому способу, увеличивается при сохранении физико-механических свойств! для сополимера ТФЭ-Э - в

10-15 раз, для сополимера ТФХЭ-Э в 8-12 раз, для сополимера ВФ-ТФЭ в 5 раз, для сополимера ТФЭ-ГФЭ - в

4-5 раз, для пентапласта — в 3,0 раза, для ПЭНП - в 4,5 раз, для ПЭВПв 1,5 раза.

Достигнутый положительный эффект получен без введения в полимеры посторойних добавок и без применения грунтов.

Предлагаемый способ позволяет получать покрытия, стойкие к особо агрессивным средам и имеющие высокую адгезию к защищаемой поверхности

Сочетание таких свойств обеспечит значительное повышение срока службы химической аппаратуры, защищенной покрытиями, полученными по предлагаемому способу.

768072

Свойства покрытий

Номер примера

Адгеэия, rc/cM

Покрытия на основе сополимера ТЭФ-Э(т.пл. = 270 C) 20

270

235

1020

200

270 5 1130 331

320 1 1505 272

220

215

4 (контр. ) 300

170

260

297

5 (контр.) 350

6. (контр.) 100

150

220

336.7. (контр. ) 210

279

200

Покрытия на основе сополимера ТФХЭ-Э(т.пл. = 230 С) о

230

246

840

220

220

228

1240

230

1100

276

220

240

11 (контр.) .230

230

180

12 (контр.) 260

13 (контр.) 227

230

100

150

14 (койтр.) 0

558

240

220

Покрытия на основе сополимера ВФ-ТФЭ (т.пл. = 180 С) 40

60.336

570

250

70

328

530

240

17 (контр. ) 390

18 (контр.) 60

352

200

180

19 (контр.) . 40

364

100

150

20 (контр.) 0 380 340

Покрытия на основе ссiполимета ТФЭ-ГФН (т.пл. = 270 C) 100.Доза облучения, Мрад

Температура термообработки, С

Продолжительность термообработки,ч

Прочность Относительпри рас- ное удлинетяжении, ние, 1 ) Ъ

Gр кгс/см

Термическое разложение покрытия

Термическое разложение покрытия

ТермическОе разложение покрытия

768072

Продолжение таблицы

Свойства покрытий

Номер примера

Рдгезия, гс/см

316

145

200

150

160

346

270

145

674

340

160

24 (кснтр.) 1

204

140

140

170

25 (контр.) 1

Термическое разложение покрытия

350

26 (контр. ) 1

140

160

114

150

27 (контр.) 0

150

143

Покрытия на основе пентапласта (т.пл. = 180 C)

423

1140

180

0,1

1030

0,25

230

419

0,1

0,1

30 (контр.f

4С4

480 .

160

31 (контр.) Термическое. разложение покрытия

260

0,1

3 2 (контр.) 20

432, 390

100

0,1

33 (контр.) 428

470

Покрытия на основе ПЭНП (т.пл. = 120 С) о

190 1,-0 1200

93,4

118

90,2

1,0 1000

110

35

36 (контр.) 30

1,0

110

90,6

3 40

120 37 (контр. ) 30

220

92,.2

400

100

38 (контр.) . 30

120

89,2

1,0

100

39 (контр.) 0 .

72,2

Покрытия на основе ПЭВП (r.па. 135 С) 40

1056

200

170

250.30

Доза облучения, Мрад

Темпе ратура термообработки, С

tip îäîëæèâ тельность термообработки,ч

Прочность при растяжении, 5 кгс/см

Относительное удлинение, (р % р 4

7680 72

Продолжение таблицы

Продолжительность термообработки,ч

Доз а облучения, Мрад

Температура термообработки, Ñ

Номер примера

42 30

560

135

262

43 (контр.) 670

220

230

44 (контр.) 194

700

100

20

45 (контр.) 470

П р и м е ч а н и е.. Адгезию определяют методом отслаивания покрытий от алюминиевой фольги по ГОСТ 15140-69,6p,f на пазоывной машине по ГОСТ 14236-69.

Формула изобретения

Составитель В. Ьалгин

Техред N. Рейвес КорректоР Н. Швыдкая.

Редактор Т. Никольская

Заказ 6796/64 Тираж 762 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР ио делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская иа6., д . 4/5

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4

Способ получения покрытий,вклю- 25 чающий нанесение порошка термопласта на подложку, его оплавление и охлаждение с последующей радиационной

:обработкой и термообработкой полученного покрытия,отличающийся ЗО тем, что, с целью повышения адгезии покрытий к подложке, термообработку ведут при температуре плавления термопласта +70 С.

Источнйки информации, 35 принятые во внимание при экспертизе

1. В.A. Белый и др. Полимерные покрытия. Минск, ".Наука и техника", 1976, с. 208-292.

2. Новые материалй и покрытия аэродиснерсного нанесения. Сб. статей. Под ред. A.Ä. Яковлева, Л.ЛДНТП, 1973, с. 22-25.

3. Авторское свидетельство СССР

М 537098, кл. С 08 (. 71/02, 1975.

4. Л.А. Бланк и др. Радиационное моднфицирование фторолона-40. — "Пластические массы", 1977, 9 33, с. 16 (прототип).