Раствор для электрохимического нанесения полимерных покрытий

 

Изобретение относится к электрохимическому осаждению полимерных покрытий, которые могут быть использованы для защиты металлов в условиях высоких температур и при эксплуатации в среде органических растворителей в химической, фармацевтической промышленности и других областях. Целью изобретения является повышение равномерности покрытий по толщине, их эластичности, прочности при ударе, стойкости в органических растворителях, а также удешевление процесса. По изобретению раствор содержит, мас.%: 25,9-30,4 эпоксидной смолы на основе 1,4-диглицидил-3-метил-,1,2,4-триазолона-5(ЭТМ)

6,0-16,5, кислотного гидролизата вторичного полиамида - в предварительно обработанном твердым гидроксидом калия до PH 10, 0,4-0,8 тетраэтиламмония хлорнокислого и 55,0-59,0 диметилформамида покрытия осаждают в потенциостатическом режиме при U - 20-22 В и температуре 20±3°С. После нанесения покрытия отверждают при 90-100°С. Полученные покрытия имеют разброс по толщине 35-38 мкм, прочность при ударе 5,0 H<SP POS="POST">.</SP>м, эластичность 17% и стойки в органическом растворителе (ацетоне) 20-25 сут. 2 табл.

СОЮЗ СОНЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (51 ) 5 С 25 D 13/10 9/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A8TOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (?1) 4373293/31-02 (22) 05.02,88 (46) 28.02.90, Бюл, № 8 (71) Украинский заочный политехнический институт им. И.Э. Соколова и Харьковское специальное конструкторскотехнологическое бюро "1(ашприборпластик" (72) В.Д. Безуглый, В.С. Левин, Т,А, Апексеева, Ю.П, Пономарев и Л,И. Юрченко (53) 537.363 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 4887313 кл. С ?5 D 9/02, 1975.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1379343, кл. С 25 D 9/02, 1986, (54) РАСТВОР ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО

НАНЕСЕНИЯ IIOJIHMFÐÍÛÕ ПОКРЫТИЙ (57) Изобретение относится к электрохимическому осаждению полимерных покрытий, которые могут быть использованы для защиты металлов в условиях высоких температур и при эксплуатации в среде органических растворителей

Изобретение относится к электрохимическому осаждению полимерных покрытий, которые могут быть использованы для защиты металлов в условиях высоких температур и при эксплуатации в среде органических растворителей в . химической, фармацевтической про)пппленности и других областях, Целью изобретения является повышение равномерности покрытий по толщине, их эластичности, прочности при ударе, стойкости в органических раст2 в химической,. фармацевтической прожппленности и. других областях, Целью изобретения является повьппение равномерности покрытий по толщине, их эластичности, прочности при ударе, стойкости в органи.-веских растворителях, а также удешевление процесса, По изобретению раствор содержит, мас,Х: эпоксидная смола на основе

1,4-диглицидил-3-метил-l 2,4-триазолона-5 (ЭТ11) 25,9-30,4; кислотный гидролизат вторичного полиамида-б, предварительно обработанного твердым гидроксидом калия до рН 10 6,0-16,5 ° тетраэтиламмоний хлорнокислый 0,4-0,8 и диметилформамид 55,0-59,0, покрытие осаждают в потенциостатическом режиме при U = 20-22 В и температуре

20+3 С. После нанесения покрытия ото верждают при 90-100 С. Полученные покрытия имеют разброс по толщине

35-38 мкм, прочность при ударе

5,0 Н м, эластичность 177. и стойки в органическом растворителе (ацетоне) 20-25 сут, 2 табл, ворителях, а также удешевлении про" цесса.

Предлагаемый раствор имеет следующий состав, мас.Х:

Эпоксидная смола на основе 1,4-диглицидил-3-метил-1 2 4триазолона-5 (ЭТИ) 25,9-36,4

Кислотный гидролизат вторичного полиамида-6, предварительно обработан1546518

% ный твердым гидроксидом калия до рН l0 6,0-16 5

Хлорнокислый тет5 раэтиламмоний .0,4-0,8

Диметилформамид 55-59

Покрытия осаждают в потенциостатическом режиме при U = 20-22 В и температуре 20+ЗОС. После нанесения покры- 10 тия отверждают при 90-100 С.

Если содержание гидролизата выходит за пределы указанного диапазона концентраций, положительный эффект не достигается ° При меньших значениях 15 количества гидролизата отверждения пленки на покрытии при 100 0 не происо ходит, При больших значениях .происходит бурное гаэовыделение при электролизе, а получаемое покрытие неровное 20 и содержит включения пузырьков газа, Предлагаемый способ нанесения покрытий реализуется следующим образом, Пример, Вначале проводят гидролиз вторичного полиамида-6 для полу-25 чения аминосоединений. Навеску вторичного полиамида-6 массой 2,5 г помещают в круглодонную колбу, заливают

30 мл хлористоводородной кислоты и кипятят с обратным холодильником в ч 30 течение 15 мин. После охлаждения до комнатной температуры к образовавшемуся гидролизату порциями добавляют твердый гидроксид калия при постоянном контроле рН с помощью индикатор- 35 ной бумаги до значения рН 10. Часть .образовавшихся аминосодержащих веществ выпадает в осадок, а часть остается в растворе, Полученный раствор легко отделяет-40 ся от осадка фильтрованием через бумажный фильтр. Маточник, отделенный от осадка фильтрованием,.используют в качестве модифицирующей добавки при. электрохимической полимеризации 1,4- 45 диглицидил-3-метил- l, 2, 4-триазолона5 (смола ЭТМ).

Для нанесения покрытия используют стеклянный электролизер цилиндрической формы с диаметром 50 мм и высотой 50 мм, электролизер снабжен крышкой иэ фторопласта, к которой прикреплены в центре токопровод с пружинным держателем для катода и по обеим сторонам на расстоянии 1 см от него два анода из стеклографита, изготовленные в виде прямоугольных пластинок размером 2 ° 4 см. В качестве катода используют пластинки из нержавеющей стали марки 08Х18Н10Т также с размерами 2 ° 4 см с толщиной 0,3-0,5 мм, Пластинки из нержавеющей стали очищают наждачной бумагой, промывают моющим средством КМ-1 при 60 С, споласкивают дистиллированной водой, высушивают и промывают ацетоном, Готовят электролит, растворяя в

20 мп диметилформамида 10 r смолы

ЭТМ, 0,2 r перхлората тетрабутиламмония,.и к полученному раствору добавляют 4 мл маточника гидролизата вторичного полиамида-6 (концентрация

его 12,0 мас,Х).

Электроды присоединяют к источнику постоянного тока и пропускают ток.

Плотность тока на катоде 150 А/м т напряжение 20 В, время электролиза

4 мин, После этого ток отключают, а образец помещают в горизонтальном положении в сушильный шкаф, нагретый о до 90-100 С. Время отверждения 4 ч, Конкретные составы растворов и ре". жимы осаждения представлены в табл,l

Свойства полученных покрытий определяли следующим образом, Определение толщины покрытия без нарушения его целостности основано на измерении силы притяжения постоянного магнита к металлической подложке, на которую нанесено полимерное покрытие, зависящей от его толщины.

Для этой цели использовался магнитный толщиномер тп.639 (ЧССР). Сила притяжения вызывает соответствующее удлинение пружины, которое фиксируется по шкале, Показания шкалы при помощи прилагающейся к прибору номограммы преводятся в величины толщин покрытий, выражаемых в микрометрах, Показатель прочности покрытия при ударе оценивали на основе деформации полимерной планки покрытия, вызванной падением груза (р = 1 кГ) с опре— деленной высоты (0-50 см), Прочность пленки при ударе определяли на приборе -IA, I

Эластичность покрытия (относительное удлинение наружного слоя полимерной пленки В) оценивали с помощьюшкалы гибкости (ПГ) посредством изгиба покрытия на металлической подложке вокруг металлических стержней различного диаметра, изгиб вокруг которых не вызывает разрушения покры-. тия °

Табл ица

Пример

U>8 эд у» С сушмин ки, С о

Продолжительность сушки, ч

Не отверждается

4

4

Не отвержда ется

90-100

90-100

30,4 12,0 20 4

38,9 3 5, 20 4

57,0

57,0

0,6

0,6

90-100

90-100

90-100

90-100

90-100

90-100

6,0 20 4

14,0 20 4

16 5 20 4

l9 0 20 4

27,0 20 4

20 4

36,4

28,4

25,9

23,4

15,4

42,4

0,6

0,6

0,6

0,6

0,6

0,6

57,0

57,0

57,0

57,0

57 0

57,0

4

6

90-100

90-100

90-100

90-100

90-100

20 4

20 4

20 4

20 4

20 4

34,4 12,0

32,4 12,0

28,4 12,0

26,4 12 0

30,7 12,0

0,6

0,6

0,6

0,6

0,3

53,0

55 0

59,0

6i 0

57,0

11

12

4

4

Не отверждается

4

Полностью не отверждается

90-100

90-100

90-100

90-100

306 120 20 4

30,2 12 0 20 4

30 l 12 0 20 4

37 4 5 0 20 4

0,4

0,8

0,9

0,.6

57,0

57,0

57,0

57,0

14

16

24,9 17,5 20 4 90-100

0, 6

57,0

5 15465

Стойкость покрытий н органическом, растворителе оценивали продолжительностью выдержки образцов в ацетоне до появления первых дефектов на покрытии.

Свойства полученных покрытий приведены в табл,2, Как видно из табл, I и 2, полученные покрытия обладают высоким комплексом свойств.

Формула изобретения l5

Раствор для электрохимического нанесения полимерных покрытий, содержащий пленкообразователь, модификатор, хлорнокислый тетраэтиламмоний и диметилформамид, отличающийся 20 тем, что, с целью повышения равномерности покрытий по толщине, их эластичности, прочности при ударе, стой" кости в органических растворителях, а также удешевления процесса, он в 25

Состав растворов, мас.Х

ДМФ (С Нз) ЛС104 ЭТИ ПА 6!

8 6 к ачестве пленкоо бр аз ователя содержит эпоксидную смолу на основе 1,4-диглицидил-3-метил- l, 2, 4- три аз олона-5 (ЭТИ), а в качестве модификатора— кислотный гидролизат вторичного полиамида-6, предварительно обработанный твердым гидроксидом калия до рН

10, при следующем соотношении компонентов, мас,X:

Эпоксидная смола на основе 1 4-диглицидип-3-метил1,2,4-триазолона-5 (ЭТИ) 25,9-36.,4

Кислотный гидролизат вторичного полиамида-6, предварительно обработанный твердым гидр оксидом калия до рН

10 6,0-16,5

Хлорнокислый тетраэтиламмоний 0,4-0,8

Диметилформамид 55-59

Режимы нанесения покрытий

1546518

Таблица 2

Стойкость в органиЧеском растворителе, сут

Эластичность, Х

Прочность при ударе, Н м

Разброс покрытия по толщи

Пример не, мкм

20-25

17,0

20-25

20-25

20-25

l0-15

17,0

17,0

17,0

15,0

20-25

20-25

5-10

17 0

17,0

17,0

20-25

20-25

5-10

17,0

17,0

10,0 ерждается

15,0

l 2-17

Составитель. Л. Казанова

Техред Л. Сердюкова

Корректор В. Кабаций

Редактор Т. Лазоренко

Зайаз 58 Тираж 552 Подписное

ВН1111ПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

l 35-38

2 Покрытие не

3 35-38

4 35-38

5 35-38

6 15-40

7 10-40

8 Покрытие не

9 Покрытие не

10 35-40

11 35-38

12 . 10 15

13 Покрытие не

14 35-38

15 35-38

16 25-29

17 Покрытие не

18 . 20-40

5 0 отвержденное

5 0

5 0

5,0

3,0

2,0 отвержденное отвержденное

5,0

5 0

5,0 отвержденное

5,0

5,0

2,5 полностью отв

3,5