Композиция для получения электроосаждаемых металло полимерных покрытий

 

Союз Советскмк

Социалистичесиик

Реслублик

Оп ИСАНИЕ

ИЗЬБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ »i686497 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 17.04.78 (21) 2607008/23-05 (51) М.К .

С 25 D 13/06 с присоединением заявки №вЂ”

Гасударственный камитет (23) Приоритет— (53) УДК 678.026..37 (088.8) Опубликовано 23.05.81. Бюллетень № 19

Дата опубликования описания 28.05.81 по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

В. М. Полякова, И. Ф. Дейнега, Л. А. Сирота и Л. Н. Александрова

Институт коллоидной химии и химии воды АН Украинско"

Ц) 11 л1 (71) Заявитель

4ЧЮМ ЙЙ ЩЩ (54) КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРООСАЖДАЕМЫХ

МЕТАЛЛОПОЛИМЕРНЫХ ПОКРЫТИЙ

Изобретение относится к электроосаждению покрытий, в частности к композициям, предназначенным для электроосаждения металлополимерных покрытий на основе формальдегидных смол и протекторных металлов на электропроводящие поверхности с целью защиты от коррозии и воздействия повышенных температур.

Известна композиция для получения полимерных покрытий методом электроосаждения, включающая формальдегидную смолу, соль цинка, органический растворитель, смешивающийся с водой и воду 11).

Наиболее близкой из известных композиций по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является композиция для получения полимерных покрытий методом электроосаждения, вклю- Б чающая формальдегидную смолу с карбоксильными группами, соль тетраалкиламмония, сульфат цинка, органический растворитель, смешивающийся с водой, и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Формальдегидная смола с карбоксильными группами 0,4 — 1

Сульфат цинка 2,49 — 40,0

Соль тетраалкиламмония, например дибутилбензилэтиламмонийхлорид 0,01 — 0,3

Органический растворитель 13 — 20

Вода 39 — 24 t;2)

Недостатком такой композиции является то, что металлополимерные покрытия на ее основе обладают сравнительно невысокими защитными свойствами, особенно при соприкосновении с солевыми растворами, а также сравнительно невысокой термостойкостью.

Целью изобретения является повышение коррозионной и термической стойкости покрытий.

Цель достигается тем, что композиция для получения электроосаждаемых металлополимерных покрытий, включающая формальдегидную смолу, сульфат цинка или кадмия, смешивающийся с водой органический растворитель и воду, содержит смолу с карбоксильными группами и аминогруппами при следующем соотношении компонентов, мас. %:

686497

Формальдегидная смола 0,5 —

Сульфат цинка или кадмия 6 — 48

Органический растворитель 10 — 20

Вода Остальное

Химизм процесса образования металлополимерных покрытий методом электроосаждения из предлагаемой композиции состоит в следующем.

Смола находится в суспендированном состоянии в смеси органический растворитель — вода, частички ее заряжены положительно в результате диссоциации аминогрупп в слабокислой среде. Металл находится в виде раствора соли. При пропускании электрического тока в результате протекания процессов электролиза и электрофореза на катоде происходит одновременное осаждение металла и смолы и формируется металлополимерное покрытие. При этом на поверхности мелкодисперсных частиц металла образуется металлополимерное соединение, которое эту поверхность частично пассивирует и тем самым уменьшает скорость растворения металла-протектора.

Поэтому антикоррозионные свойства металлополимерных покрытий определяются прочностью связи между металлом и полимером, которая, в свою очередь, зависит от природы функциональных групп. Термические свойства металлополимерных покрытий также зависят от этих параметров.

Как показали исследования, дополнительное введение в формальдегидную смолу с карбоксильными группами аминогрупп путем модификации феноло-формальдегидной смолы аминобензойной кислотой, приводит к образованию координационной и

1 хелатной связи между металлом и функциональными группами смолы. Это объясняется тем, что карбоксильные группы характеризуются способностью к солеобразованию, а аминогруппы способствуют комплексообразованию. Соотношение карбоксильных групп и аминогрупп в смоле при таком способе модификации 1:1.

Характеристика исходных компонентов.

Формальдегидная смола с карбоксильными аминогруппами — твердое вещество, растворимое в ацетоне, диоксане, спиртах, щелочах, температура размягчения 70—

80 С, содержание карбоксильных групп

6 — 12 мас. о/о, содержание азота 1,0—

3,0 мас. о/о, что соответствует мольному соотношению функциональных групп !:1; соль цинка — сульфат, твердое вещество, ч.д.а., ГОСТ 1474 — 69; соль кадмия — сульфат, твердое вещество, ч.д.а. ГОСТ 4456 — 56; органический растворитель, смешивающийся с водой — ацетон, жидкость, температура кипения 57 С, ч.д.а.; диоксан, жидкость, температура кипения 102 С, ч.д.а.; спирт этиловый, гидролизный, жидкость, температура кипения 78 С; вода дистиллированная или деионизированная.

Технология приготовления композиции состоит в следующем. Готовят 5О/0-ный раст45

Предлагаемый состав № 4 поненты при следующем мас о/о

Смола МФФ 6

Соль кадмия, сульфат

Диоксан содержит комсоотношении, 0,5

12

20 вор смолы в органическом растворителе, который смешивается с водным раствором сульфата или кадмия. Электроосаждения проводят при комнатной температуре в течение 20 — 30 мин при плотности тока 1 А/дм и рН ванны — 3,0 — 4,0.

Пример. 0,7 смолы растворяют в 14 мл ацетона и смешивают с 86 мл водного раст вора сульфата ZII (300 г/л воды). Электроосаждение проводят при рН ванны 3 5, плотности тока 1 А/дм2 и времени 30 мин.

Толщина покрытия 20 мк.

Технико-экономическая эффективность предлагаемой композиции иллюстрируется данными таблицы, из которой. видно, что коррозионная стойкость металлополимерных покрытий, полученных из предлагаемой композиции в 1,5 раза выше чем у металл ополи мерных покрытий, полученных из известной композиции. Кроме того, у покрытий на основе предлагаемой композиции потеря в весе при 300 С в 2,5 раза

20 ниже чем у композиции прототипа, т. е. металлополимерные покрытия на основе предлагаемой композиции обладают высокой термостойкостью.

Предлагаемая композиция может быть использована в массовом производстве. В

25 связи с высокои электропроводностью металлополимерных IIQKpbITHH они могут использоваться в качестве нижнего слоя (грунта) перед электроокраской декоративным покрытием.

3о По прото1ипу состав ванны № 1 содержит компоненты при следующем соотношении, мас. о/0.

Формальдегидная смола с

14 мас. о/О СООН-групп, без аминогрупп (МФФ) 1,0

35 Соль цинка, сульфат 4,0

Дибутилбензилэтиламмонийхлорид 0,1

Ацетон 20

Вода Остальное

Предлагаемый состав № 2 содержит компоненты при следующем соотношении, мас.7е

Формальдегидная смола с

6 Mac.o/o СООН-групп и

Мас.0/0 общего азота (МФФ)1,0

Соль цинка, сульфат 12

Диоксан 20

Вода Остальное

Предлагаемый состав № 3 содержит компоненты при следующем соотношении, мас. 0/0.

Смола МФФ 0,75

Соль цинка, сульфат 24

Ацетон 15

Вода Остальное

686497

Остальное

5 содержит соотношении, 1,0

8,0

Остальное

6 содержит комсоотношении, с с

1,0

24

Остальное

7 содержит соотношении, 0,75

24

Остальное

8 содержит соотношении, 1,0

12

Остальное

9 содержит соотношении, 0,5

8,0

Остальное

Характеристика покрытий

Состав ванны, №

Коррозионная стойкость, сутки, В

3% МаС1 НаО

Потеря в весе, при

100 С 200 С 300

1,0

0,8

0,4

0,7

0,5

0,6

0,2

0,2

0,4

l,0

0,5

72

59

43 124

42 136

44 141

40 144

51 353

45 142

54 197

65 392

54 376

47 155

40 105

52 225

42 150

1,5 2,5

1,7 2,5

0,9 1,6

3,1 4,5

2,8 3,5

0,9 1,3

0,7 1,0

1,0 1,4

1,2 2,0

0,5 1,0

2,5 3,0

2;5 3,0

2,6 4,0

3,5

3,8

3,5

3,2

3,5

3,2

3,5

3,0

3,5

3,5

3,9

4,0

3,6

2

4

6

8

l0

ll

12

6l

72

68. 90

27

Вода

Предлагаемый состав № компоненты при следующем мас %:

Смола МФФ g

Соль кадмия, сульфат

Спирт этиловый

Вода

Предлагаемый состав № поненты при следующем мас %:

Формальдегидная смола

9 мас.% СООН-групп и

2 мас. о общего азота (МФФ я)

Соль цинка, сульфат . Спирт этиловый

Вода

П редл а гаем ый состав № компоненты и ри следующем мас %:

Смола МФФ g

Соль цинка, сульфат

Диоксан

Вода

Предлагаемый состав № компоненты при следующем мас. %:

Смола МФФ я

Соль кадмия, сульфат

Ацетон

Вода

Предлагаемый состав № компоненты при следующем мас %:

Смола МФФ е

Соль кадмия, сульфат

Диоксан

Вода

Условия лектроосаж- Содержание, дения рН Mac. %

Предлагаемый состав № 10 содержит компоненты при следующем соотношении, мас. %:

Формальдегидная смола с

12 мас.% СООН-групп и

3 мас. % общего азота (МФФ ) l,0

Соль цинка, сульфат 48

Диоксан 20

Вода Остальное

Предлагаемый состав № 11 содержит компоненты при следующем соотношении, мас. %:

Смола МФФ 1а 1,0

Соль цинка, сульфат 48

Спирт этиловый 20

15 Вода Остальное

Предлагаемый состав № 12 содержит компоненты при следующем соотношении, мас. %:

Смола МФФ 1q 0,5

Соль кадмия, сульфат 6,0

Диоксан 15

Вода Остальное

Предлагаемый состав № 13 содержит компоненты при следующем соотношении, мас %:

Смола МФФ.1 1,0

Соль кадмия, сульфат 18

Ацетон 10

Вода Остальное

Условия электроосаждения и характеристика . покрытий приведены в таблице. зо Плотность тока постоянная во всех опытах — 1 А/дм ; время электроосаждения—

30 мин для покрытий на основе цинка и

20 мин для покрытий на основе кадмия; количество электричества — 30 Кл для покрытий на основе цинка и 20 Кл для покрытий на основе кадмия, толщина всех покрытий 20 мк.

686497

Формула изобретения

Составитель В. Балгин

Редактор Л. Павлова Техред А. Бойкас Корректор Г. Назарова

Заказ 3253/50 Тираж 704 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб„д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Композиция для получения электроосаждаемых металлополимерных покрытий, содержащая формальдегидную смолу, сульфат цинка или кадмия, смешивающийся с водой органический растворитель и воду, отличающаяся тем, что, с целью повышения коррозионной и термической стойкости покрытий, она содержит смолу, имеющую 6—

12 мас. % карбоксильных групп и аминогруппы, обеспечивающие содержание азота 1 — 3 мас.% при соотношении указанных групп 1:1, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Формальдегидная смола 0,5 — 1

Сульфат цинка или кадмия 6 — 48

Органический растворитель 10 — 20

Вода Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 350376, кл. С 25 D 13/04, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР № 528359, кл. С 25 D 13/00, 1974 (прототип).

Композиция для получения электроосаждаемых металло полимерных покрытий Композиция для получения электроосаждаемых металло полимерных покрытий Композиция для получения электроосаждаемых металло полимерных покрытий Композиция для получения электроосаждаемых металло полимерных покрытий 

 

Похожие патенты:

Вптб // 396435

Изобретение относится к области получения покрытий методом электроосаждения, в частности к нанесению покрытий водоразбавляемыми лакокрасочными пигментированными композициями, и может быть использовано в автомобильной и химической промышленностях, различных отраслях машино- и приборостроения, электро-и радиотехнике

Изобретение относится к способу получения высокопрочного пленочного материала, используемого в радио- и электротехнике, а также в качестве полимерной мембраны для химической промышленности

Изобретение относится к технике нанесения покрытий способом электрофореза, в частности к способам нанесения полимерных покрытий на металлические поверхности, и может найти применение для защитной или декоративной окраски металлических изделий любой конфигурации

Изобретение относится к нанесению полимерных покрытий способом электрофореза и может быть применено в машиностроении, в частности при изготовлении подшипников качения

Изобретение относится к смоляной композиции для краски для катионного электроосаждения с высокой внутренней проницаемостью и может применяться в качестве грунтовочного слоя
Наверх