Способ получения покрытия

 

Сущность изобретения: обезжиренную стальную подложку обрабатывают 0,75- 1,25%-ным раствором моноэфира общей формулы С/5Нз04Р i(R Ci-C8)/ при 78-82° С в течение 9,5-10,5 мин, наносят на нее порошкообразный полиэтилен,который затем оплавляют. 8 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 05 D 3/10

И учени лиэти

И из по тельн конве ность д стали к ев, п ф ного.пр

ГОСУ APCTBEHHOE ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОС АТЕНТ СССР) () (46) 0 .02.93. Бюл. %5 (71) Л нинградский технологический институт и . Ленсовета (72) О.И.Кропачева, Н,Ç,Евтюков и

А.Д. Я:ко влев . (56) Яковлев А.Д. Химия и технология лакокрасочн покрытий; Л.: Химия, 1989, с.300 303.

В ноградова Л.М. и др. Улучшение адгезии полиолефинов к металлам. — ВМС, 1969, т.11, серия Б, N. 2, с.126 — 129. обретение относится к области полполимерных покрытий на основе rioена на стали. вестен способ получения покрытий иэтилена на стали путем предвариго нанесения на стальную подложку сионного фосфатного слоя. Поверхтали об абатывают во ными а твр д рс о рами фосфорнокислых солей. Обычное фосфа тирование проводят при температуре

95-99 С, продолжительность процесса 5060 ми, При ускоренном фосфатировании введение в раствор окислителей или оксидов металлов сокращает продолжительность процесса до 2-10 мин. При этом . эффекr повышения водостойкости покрытия остигается за счет формирования на елеэо- или/и цинкфосфатных слопятствующих развитию коррозионоцесса под покрытием при действии

| воды, Нддостатком способа является низкая начальная адгезионная прочность покрытия

I на фосфатированной стали. Кроме того, пористосгь фосфатных слоев требует дополнительного повышения их защитных свойств Ы,» 1792748 А1 (57) Сущность изобретения: обезжиренную стальную подложку обрабатывают 0,751,25%-ным раствором моноэфира общей формулы C4Ha04R I(R=C1 — Св)! при 78 — 82 С в течение 9,5-10,5 мин, наносят на нее порошкообразный полиэтилен, который затем оплавляют. 8 табл. путем формирования тонкой полимерной пленки, что достигается промывкой фосфа- тировайной поверхности раствором"модификатора или BMC.

Известен способ получения покрытий из полиэтилена на стали с высокой стабильной адгезионной прочностью путем обработки стали хроматирующей композицией, содержащей $!Ог.

Наиболее близким к предлагаемому по О технической сущности и достигаемому эффекту является Способ получения покрытий из полиэтилена путем предварительного д обез>киривания поае рхности металла, обработки ее жирными кислотами в uix 1%-ном растворе в уайт-спирите при 60 С, термообработки подложки при 200 С с последующим удалением физиосорбированной части кислоты экстракцйей бензолом и прессовайием полиэтиленовой пленки при 155 С.

Сформированные по этому способу покрытия имеют высокую адгезионную прочность (100 кг/см ), однако после 10 сут экспозиг ции в воде она снижается примерно Hà 50%, Недостатками данного способа являются его нетехнологичность и необходимость

1792748 использования органических растворителей.

Целью изобретения является повышение адгезионной прочности и водостойкости покрытия, 5

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения покрытия путем обез- . жиривания стальной подложки, обработки ее раствором модификатора, нанесения порошкообразного полиэтилена и его оплавления, в качестве модификатора используют 0,75 — 1,25 -ный водный раствор моноалкилового эфира малеиновой кислоты и первичных жирных спиртов общей формулы . 15

О О

C-СН=СН-СФ но где R — алифатический радикал с С1 — Cs, и обработку ведут при 78 — 82 С.

Указанные эфиры при обычных условиях бесцветные маслообразные жидкости, . моно-н-алкилмалеинат — кристаллический продукт. Они растворимы в большинстве растворителей, в том числе в воде, Находят применение в органическом синтезе.

Длина углеводородного радикала в молекуле эфира (C1-Св) определяет его раствориMocTb в воде и вследствие этого степень 30 насыщения образующегося адсорбционного слоя на поверхности металла. С ростом длины углеводородного радикала повышается вероятность образования ненасыщенного монослоя. Моноалкилмалеинаты с 35 небольшим по размерам углеводородным радикалом (С1-C4) адсорбируются полислойно на поверхности металла, что способствует повышению начальной адгезионной прочности и водостойкости покрытия. 40

Обработка стальной поверхности в водном растворе моноэфира при 78-82 С позволяет ускорить процесс солеобразования и сократить время необходимого контакта подложки с раствором модификатора при "5 окунании до 1 мин. При последующей промывке водой на подложке остается только хемосорбированная часть моноэфира. Таким образом; исключается операция экстрагирования органическим растворителем для 50 удаления избытка модификатора по способу, принятому за прототип.

Проведение процесса при указанных условиях позволяет получить покрытия с вы- . сокой прочностью начальной адгезионной 55 связи и водостойкостью, несмотря на практически 507;-ное ее снижение через 10 сут экспозиции в воде. Защитное действие моноалкилмалеинатов обусловлено образование полимерных солей непосредственно на подложке в результате взаимодействия с металлом карбоксильной группы моноэфира. Расплав полиэтилена при формировании покрытия взаимодействует с полимерной пленкой модификатора за счет взаимодиффузии сегментов углеводородных цепей.

Пример 1. Образцы стали 08 кп (Ст.

3, Ст.10) обрабатывают по предлагаемой технологии: обезжирйвание в водном растворе щелочной смеси состава (ИазР04, NaOH, йагСОз) при Т = 70 — 90 С, г = 1 мин; промывка холодной проточной водой (z =

= 0,3 — 0,5 мин); обработка в (0,75 — 1,25)7;-ном водном растворе монометилмалеината при Т = 78—

82 С, т=1 мин; промывка водой (Т = 50 — 60 С, т= 0,30,5 мин); сушка горячим воздухом (Т = 50-60 С, г= 1-2 мин).

В качестве пленкообразователя используют порошковый полиэтилен низкой плотности, Покрытие формируют при 200 С в течение 10 мин, Эффективность модификации оценивают по начальной адгезионной прочности и водостойкости покрытий после выдержки в дистиллированной воде при (20+5) С. Адгезионную прочность определяют отслаиванием покрытия под углом

180 со скоростью (50 «5) мм/мин.

Параллельно готовят контрольные образцы, отличающиеся тем, что из предлагаемой технологии исключается обработка подложки моноалкилмалеинатом, а также образцы по прототипу по следующей технологии..

Образцы стали 08 кп обезжиривают уайт-спиритом, затем погружают в 1/-ный раствор стеариновой кислоты в уайт-спирите при 60 С 1 мин. Выдерживают при 200

С в течение 20 мин и проводят экстракцию бензолом при 70 С в течение 1 ч для удаления физиосорбированной части стеариновой кислоты. Затем на модифицированную подложку наносят порошковый полиэтилен низкой плотности и оплавляют в режиме Т =

=200 С, г = 10 мин.

Результаты сравнительных испытаний для предложенного и известного способов представлены в табл.1.

Пример 2. Стальную подложку обрабатывают, как описано в примере 1.

В качестве модификатора используют моноэтиловый эфир малеиновой кислоты.

Формирование покрытия из порошкового полиэтилена низкой плотности проводят

1792748

10

20

30

40 при 200 С в течение 10 мин. Свойства полученных покрытий приведены в табл.2.

Пример 3. Обработку стальной поверхности осуществляют, как описано в примере 1. В качестве модификатора используют моно -н-бутиловый эфир малеиновой кислоI ты. Покрытие из полиэтилена наносят и оцеt нива т адгезионные свойства покрытий по техн логии, описанной в примере 1. войства покрытий приведены в табл.3, р и м е р 4. Обработку образцов стали осуществляют, как описано в примере 1. В качестве модификатора используют моно-нгексйловый эфир малеиновой кислоты, Нанесение покрытия из полиэтилена и оценку его вдгезионных свойств проводят, как в примере 1, войства полученных покрытий йриведень в табл,4, h р и м е р 5, Обработку стали проводят, как с писано в примере 1, В качестве модификатора используют моно-н-октиловый эфир малеиновой кислоты. Нанесение покрыт яя из пояизтияена и оианку адгезионных свойств проводят; как показано в при ере.1, войства полученных покрытий приведень в табл.5. р и м е р 6. Обработку стальных образцов проводят, как описано в примере 1. В качестве раствора модификатора используют 1,0%-ный раствор моно-н-децилового эфира малеиновой кислоты (R = С о), а также

0,5 и 1,5%-ные растворы глоно-и-бутилового эфира малеиновой кислоты. Покрытие из полиэтилена наносят и определяют адгезионные показатели как описано в примере 1.

Параллельно готовят контрольные образц ы, отличающиеся тем, что из предлагаемой технологии исключается обработка подл ожки моноалкилмалеинатом, а также образцы по прототипу по следующей технологи, !.

Формула изобретения

Способ получения покрытия путем обезжиривания стальной подложки, обработки ее раствором модификатора, нанесения,порошкообразного полиэтилена и его оплавления, отличающийся тем, что. с це ь1о повышения адгезионной прочности и водостойкости покрытия, в качестве модификатора используют 0,75-1,25% ный водный раствор моноалкилового эфира

Образцы стали 08КП обезжиривают уайт-спиритам, затем погружают в 1,0%ный раствор стеариновой кислоты в уайтспирите при 60 С на 1 мин. Выдерживают при 200 С в течение 20 мин и проводят экстракцию бензолом при 70 С в течение 1 ч для удаления физиосорбированной части стеариновой кислоты. Затем на модифицированную подложку наносят порошковый полиэтилен и оплавляют в режиме Т = 200

С, 7: =10 мин.

Свойства полученных покрытий приведены в.ктабл.6.

Пример 7, Обработку стальных образцов проводят по предлагаемой технологии.

В качестве модификатора используют монобутиловый эфир малеиновой кислоты в виде

1%-ного водного раствора. В качестве материала покрытия используют полиэтилен высокой плотности. Покрытие формируют при

200 С в течение 10 мин. Адгезионную прочность полученных покрытий определяют, как описано в примере 1.

Параллельно получают покрытия с использованием в качестве пленкообразователя полиэтилена высокой плотности на контрольных образцах, отличающихся тем, что из предлагаемой технологии исключается обработка раствором модификатора, и образцы по прототипу по технологии, приведенной в примере 1, Покрытия оплавляют в режиме Т = 200 С, г = 10 мин. Свойства полученных покрытий приведены в табл.7, Пример 8. Обработку стальных образцов проводят, как описано в примере 1. В качестве раствора модификатора используют 1,0%-ный раствор монобутилмалеината, варьируя время погружения образцов в раствор модификатора. Покрытие из полиэтилена низкой плотности формируют и определяют адгезионные показатели, как описано в примере 1.

Свойства полученных покрытий приведены в табл,8. малеиновой кислоты и первичного жирного спирта общей формулы о о

C- CH- -СК-С

HO ОК где Р— алифатический радикал с С вЂ” Сд, и обработку ведут при 78-82 С в течение

9,5-10,5 мин. мчи ации 10 сут

500 ача

18

78

82

78

82

78

1792748 иая прочна после в

1000

Табпица1

Таблица 2

Таблица 3

Таблица 4

1792748

Таблица 5

Таблица 6

Таблица 7

Таблица 8