Способ получения покрытия на металлических изделиях

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11)61 1689 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено17.02.76 (21) 2327250/23-05 с присоединением заявки №(23) Приоритет(43) Опубликовано 25.06,78.Бюллетень №23 (45) Дата опубликования описания 26 G5 (51 ) И. Кл.

В 05 D 1/34

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР по делам изооретений и открытий (53) УДК 6 78. 0 26. 3 (088.8) H. И. Ет оренков, Q. Г. Лин и Е, Н, Сог алов

{72) Авторы изобретения

Институт механики металлополимерных систем

AH Белорусской CCP (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОКРЫТИЯ

НА МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЯХ

Изобретение относится к химической технологии, в частности к технологии получения защитных покрытий из полимерных материалов.

Полимерные покрытия являются эффективным методом защиты металлических деталей и оборудования от действия различных факторов: агрессивных жидких сред, кислорода, тепла, радиации и др. Перспективно использование полимерных покрытий из термопластичных (кристаллизующихся) полимеров.

В большинстве случаев покрытия из термо- 10 пластов получают плавлением полимеров на поверхности защищаемых изделий. Иногда применяют приклеивание листового или блочного полимерного материала к поверхности.

При формировании покрытия из расплавов используют нанесение полимера на холодную или нагретую выше температуры плавления полимера поверхность изделий. Нагрев изделий обычно используют при формировании покрытий из порошков.

Известен способ нанесения порошкообразных полимеров на поверхность металлических изделий, нагретых несколько выше температуры плавления полимера. Порошок находнтся в псевдоожиженном состоянии. Части- 2 цы полимера, соприкасаясь с горячей поверхностью, прилипают к поверхности (1).

Покрытия подучаются тем толще, чем выше теплосмкость изделия или его температура. Технология формирования покрытий на нагретых поверхностях имеет недостатки. Например, она неприменима для полимеров " высокой температурой перехода в низкотекучее состояние, близкой к температуре деструкции. Примером может служить фторопласт-3. Для него температура потери прочности составляет 265—

275 С, а разложения — около 300 С. При нанесении покрытий из фторопласта-3 температура покрываемой детали должна находиться в интервале температур 265 — 300 С. Учитывая, что в момент нанесения полимера деталь охлаждается, обеспечить такой тепловой режим практически невозможно. Независимо от способа предварительного нагрева изделия создать постоянную температуру на поверхности черезвычайно трудно. В связи с неравномерным нагревом изделия покрытие на различных участках поверхности формируется при разных температурах. В результате получаются разнотолщинные покрытия. Это также недостаток метода получения покрытий на нагретых изделиях. В настоящее время не существует тех611689 нии. Для каждого твердого полимера можно подобрать дисперсионную среду, в которои он

60 нологичсскп простого метода одновременного нанесения полимера на поверхность сложных и громоздких изделий. Обычно в этих случаях применяют последовательное нанесение полимера, например, методом распыления на предварительно нагретую покрываемую поверхность

В процессе нанесения полимера изделие охлаждается и покрытие на различных участках поверхности формируется при разных температурах. Получаемое покрытие, как и в случае предварительного нагрева, имеет неодина- .1о ко вую тол щи ну.

Таким образом, при нанесении покрытий на нагретую поверхность изделия основную трудность составляет поддержание на покрываемой поверхности необходимой температуры.

Это практически исключается при нанесении полимера на холодную (например при комнатной температуре) поверхность изделий. Оплавление покрытий в данном случае происходят в термошкафах. Режим оплавления покрытий можно поддерживать постоянным с дос- 20 таточно высокой точностью. Так, например, выпускаемые отечественной промышленностью печи типа СПОЛ обеспечивают +-5 С. Обычно такой разброс температур устраивает производственников.

При нанесении покрытий на нагретую поверхность изделий в основном используется суспензионный метод. Суспензии представляют собой взвеси мелкодисперсных полимеров h органических жидкостях. Примером может слчжить суспензия пентапласта, состоящая из

30 измельченного твердого полимера и дисперсион ной среды (2). В качестве дисперсионной среды используют органические вещества с температурой кипения не выше 150 С, выбранные из группы, содержащей низшие спирты, или низшие кетоны, или смеси. Для фторопласта-3 в качестве дисперсионной среды используют спиртобензольную смесь или спирт, для каучуков — воду. Общим для дисперсионной среды является ее инертность по отношению к дис40 пергируемому полимеру. Суспензию приготавливают диспергированием предварительно подготовленного порошкообразного полимера в дисперсионной среде. Для образования устойчивой суспензии в дисперсионную среду добавляют поверхностно-активные вещества. 45

Покрытия из суспензий полу. чают следующим образом.

На поверхность изделия любым известным методом (пневматическое распыление, распыление под высоким давлением, распыление в электростатическом поле, аэрозольное распыление, электроосаждение, струйный облив, окунание, налив, на валках, в барабанах, кистью и др.) наносят слой суспензии, которую затем сушат при низких температурах до побеления. После высушивания покрытия помеща- 55 ют в термошкаф для оплавления полимера.

Суспензионный метод позволяет получать покрыгия из всех полимерных материалов, находящихся в обычных условиях в твердом состоя не растворяется. Основным Hf.:to тятком суcпензионного метода является Tç, *To он не позволяет при одноразовом нанесении полимера получать покрытия толще 20 мкм. Так, при нанесении покрытия из фторопласта-3, фторопласта-4Д толщина одного слоя покрытия наФ ходится в пределах 8 — 12 мкм. Для антикоррозионной защиты требуется покрытие с оощей толщиной 0,3 — 0,5 мм. Эта толщина»ожет быть достигнута путем многократного нанесения суспензии с последующим формированием каждого слоя. При такой технологии процесс получения покрытий занимает много времени. Так, общее время, затрачиваемое на получение антикоррозионного покрытия на суспензии пентапласта, составляет 15 — 20 ч (3).

В этих условиях возможна также значительная деструкция полимерного материала, ухудшающая свойства покрытий.

Следовательно, суспензии, полученные диспергированием порошкообразного полимера в инертной по отношению к данному полимеру органической жидкости, имеют один недостаток — низкую скорость осаждения полимера при получении покрытий.

Для повышения эффективности осаждения полимера из суспензйй необходимо разработать такой способ получения суспензия, чтобы при ее одноразовом нанесении на нагреTvIo поверхность изделия получить покрытия толщиной 0,3 — 0,5 мкм.

При подборе дисперсионной среды (раство-. ра полимера) необходимо следить за тем, чтобы растворитель был инертным по отношению к диспергируемому полимеру, а раствор полимера при высушивании растворителя образовывал пленку. Необходимая вязкость дисперсионной среды регулируется концентрацией раствора и содержанием в дисперсионной среде порошкообразного полимера.

Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является спосоо получения покрытия на металлических изделиях нанесением на них композиции из раствора полимера — полиизобутилена битумного ряда в бензине, содержащем порошкообразную добавкуокись цинка или каолин, с последующей термообработкой (4) .

Цель изобретения — повышение эффективности способа, позволяющее получать покрытия толщиной до 1 мм.

Это достигается тем, что в качестве добавки используют полиэтилен или пентапласт, а в качестве раствора полимера — 10 /ц-ный раствор поливинилбутираля в этиловом спирте или 10О/О-ный раствор пентапласта в циклогексаноне.

Осуществляют предложенный способ следующим образом.

Суспензию получают диспергированием полимера в дисперсионной среде в лабораторном смесителе. Покрытия наносят кистью. В качестве известных суспензий используют спиртовую суспензию пентапласта и волную суспензию по611689

Формула изобретения

Составитель P. Вакар

Редактор Т. Загребельная Техред О. Луговая Корректор Н. Тупица

3 а к аз 3343/1 1 Тираж 905 Подписное

Щ1ИИПИ Государственного комитета Совета Минн трон СССР по аслаки изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рнушскня наб., д. 4,5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгоро.l, ул. Проек ная. 4 лиэтилена. Для получения суспензий по предложенному способу используют растворы пентапласта и поливинилбутираля. В качестве растворителя для пентапласта применяют циклогексанон, для поливинилбутираля — этиловый спирт. После нанесения суспензии на поверхность изделий ее высушива1от до побеления поверхностного слоя, а затем оплавляют.

При использовании предложенной суспензии можно получать покрытия толщиной до

1 мм.

Это достигается благодаря тому, что при высушивании растворенный полимер образует пленку, которая скрепляет диспергируемый порошок полимера и удерживает его на поверхности покрываемого изделия. При использовании известных суспензий, наносимых толстым слоем на поверхность изделий, полимер при высушивании дисперсионной среды осыпается.

В результате получается дефектное покрытие.

Осыпания полимера частично можно избежать при неполном высушивании дисперсионной среды. Однако в этом случае на покрытии при его оплавлении образуются наплывы и подтеки. Таким образом, основным достоинством предлагаемой суспензии является возможность полного удаления жидкой дисперсионной среды при ее высушивании. Растворенный полимер может использоваться не только как скрепляющий агент, но и для модификации свойств диспергируемого порошкообразного полимера.

Подбирая тип растворяемого полимера и его концентрацию, можно в широких предел; - изменять адгезионные (прочность сце11лсния1 н другие физико-механические свойства иокрытн Й.

Способ получения покрытия на металлических изделиях нанесением на них композиции из раствора полимера в органическом растворителе, содержащем порошкообразную добавку с последующей термообработкой, отличаюи4ийся тем, что, с целью повышения эффективности способа, в качестве добавки используют полиэтилен или пентапласт, а в качестве раствора полимера используют 10 /о-ный раствор поливинилбутираля в этиловом спирте или

10 /р-11ый раствор пента пласта в циклогексаноне.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

20 1. Яковлев А. Д., Здор В. Ф., Каплан В. И.

Порошковые полимерные материалы и покрытия на их основе. «Химия», Ленинградское отделение, 197!. с. 150 — 157.

2. Авторское свидетельство СССР Мв 228270, кл. С 08 L 71/02, 1968.

3. Результаты и перспективы научных исследований в области переработки пентапласта и расширения сферы его потребления. Сб.

Тезисы докладов 1 Всесоюзного совещания.

Черкассы, 1975.

4. Патент ФРГ Мв 885765, кл. 22 i 1, 1963.