КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ АНТИАДГЕЗИОННОГО ПОКРЫТИЯ Российский патент 1995 года по МПК C08L27/18 

Изобретение относится к антиадгезионным окрашенным покрытиям на основе водных дисперсий фторопластов и может быть использовано в химической, машиностроительной и пищевой промышленности, например, при производстве металлоизделий с антипригарным покрытием.

Известна композиция для антиадгезионного покрытия (антифрикционный материал), содержащая политетрафторэтилен, оксалат кадмия и кадмий /1/.

Недостатком известной композиции является невысокая микротвердость получаемого покрытия (менее 4,5 кг/мм²), обусловленная дискретным распределением кадмия во всем объеме материала покрытия, не обеспечивающем формирование единой пространственной структуры.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому изобретению является композиция для антиадгезионного покрытия (используемая при изготовлении кухонной посуды), содержащая фторуглеродный полимер (25-96%), оксиэтилированный алкилфенол (поверхностно-активное вещество), жидкий носитель (вода, спирты, кетоны), красящее вещество (соединения кобальта, железа, висмута, церия или марганца в количестве 2-75%), а также полимер этиленненасыщенных мономеров, деполимеризующийся при спекании (2-75% ), добавки агентов текучести, пластификаторов и коалесцирующих агентов /2/.

Недостатком данной композиции, предназначенной для получения стойких к обеспечиванию покрытий, является их низкая твердость (менее 4,5 кг/мм²) вследствие отсутствия жесткой пространственной структуры покрытия, не имеющего интенсивной окраски.

Целью изобретения является формирование интенсивно окрашенного покрытия с повышенной твердостью за счет пространственной ориентации молекул окислов хрома, образующихся в процессе получения покрытия и создающих прочную пространственную сетку.

Поставленная цель достигается тем, что известная композиция для антиадгезионного покрытия, содержащая фторуглеродный полимер, оксиэтилированный алкилфенол, красящее вещество и воду, согласно изобретению содержит в качестве красящего вещества водорастворимую соль хрома с температурой разложения 100-250^оС при следующем соотношении компонентов, мас. Фторуглеродный полимер 40,0-65,0 Оксиэтилированный алкил- фенол 0,5-8,0 Водорастворимая соль хрома 2,0-7,0 Вода Остальное
Содержание в композиции для антиадгезионного покрытия в качестве красящего вещества соли хрома, способной при спекании покрытия образовывать окислы хрома, образующие жесткий пространственный каркас, обеспечивает повышение твердости формируемого покрытия.

Заявляемое соотношение компонентов композиции для антиадгезионного покрытия необходимо и достаточно для достижения поставленной цели.

При уменьшении содержания компонентов композиции (соль хрома) менее заявляемых пределов твердость формируемого покрытия не достигается вследствие нарушения единого пространственного каркаса покрытия.

Содержание в композиции для антиадгезионного покрытия соли хрома в количестве, превышающем заявляемые пределы, нецелесообразно, так как формируемое покрытие теряет сплошность в результате растрескивания.

Заявляемое техническое решение на основе сравнения с известными решениями и решением, взятым за прототип, обладает существенными отличительными признаками, что позволяет сделать вывод о его соответствии критериям "новизна" и "существенные отличия".

Для раскрытия существа изобретения и основания заявляемых пределов соотношения компонентов композиции для антиадгезионного покрытия в лабораторных условиях научно-производственного предприятия "Паллада" осуществлялось ее приготовление, а также формирование антиадгезионных покрытий и их испытание.

В процессе приготовления композиции для антиадгезионного покрытия использовались вещества, выпускаемые на отечественных предприятиях химической промышленности, а именно:
фторуглеродный полимер водная дисперсия политетрафторэтилена марки Ф-4ДС (ТУ 6-05-1246-81), содержащая компоненты, мас. Тонкодисперсный поли- тетрафторэтилен 45,00-65,00 (размер частиц 0,06-0,40 мкм) Оксиэтилированный алкилфенол (ГОСТ 8433-81) 2,00-7,00 Добавки (аммонийная соль перфторированной кислоты) 0,15-1,10 Вода Остальное (интервалы приведены для ряда дисперсий);
дистиллиророванная вода (ГОСТ 6709-72);
соли хрома:
ацетат хрома Cr(CH₃COO)₃ марки "х.ч."
нитрат хрома Сr(NO₃)₃ марки "х.ч."
П р и м е р 1. Композицию для антиадгезионного покрытия готовят следующим образом.

В 100 мл фторуглеродного полимера, содержащего 55,0 мас. тонкодисперсного политетрафторэтилена, 6,0 мас. оксиэтилированного алкилфенола (ОП-7) и 26,5 мас. воды, вводят 7,0 мас. ацетата хрома.

Смесь перемешивают при скорости не более 30 об/мин, в течение 30 мин, после чего фильтруют через капроновую ткань (арт. 56003).

Приготовленной композицией покрывают алюминиевые пластины (марки АД-0), которые сушат при 80^оС в течение 5 мин. Затем спекают покрытие при 420^оС в течение 15 мин.

У сформированного покрытия определяют микротвердость по ГОСТ 9450-60 на приборе ПМТ-3 при нагрузке на индентор 10 г.

В условиях, аналогичных примеру 1, осуществляют приготовление композиции для антиадгезионного покрытия в примерах 2-5, причем в примерах 1-3 соотношение компонентов лежит в защищаемых пределах, а в примерах 4-5 выходят за эти пределы. Следует отметить, что в качестве фторуглеродного полимера может быть использован также сополимер тетрафторэтилена с гексафторпропиленом, в качестве оксиэтилированного алкилфенола дивинилбензол.

Результаты испытаний покрытий, полученных с этими ингредиентами, идентичны результатам испытаний покрытий, полученных с ингредиентами, описанными в примере 1.

Для сравнения осуществляют приготовление композиции для антиадгезионного покрытия по известному техническому решению, взятому за прототип, формирование покрытия и его испытание осуществляют также, как описано в примере 1 (см. пример 6).

Составы композиций, а также результаты испытаний полученных покрытий приведены в таблице.

Как видно из приведенных примеров и результатов испытаний сформированного покрытия, его микротвердость увеличивается в 1,5-1,7 раза и достигает величины 6,9-7,5 кг/мм² (см. примеры 1-3).

При уменьшении содержания компонентов менее заявляемых пределов высокая твердость сформированного покрытия не достигается вследствие нарушения пространственной ориентации молекул композиции (см. пример 4).

Содержание в композиции компонентов в количестве, превышающем заявляемые пределы, нецелесообразно, так как формируемое покрытие становится несплошным в результате растрескивания (см. пример 5).

Использование заявляемой композиции для антиадгезионного покрытия в сравнении с известной композицией, взятой за прототип (п. США N 4145325), обеспечивает следующие технические и общественно полезные преимущества: повышение твердости покрытия в 1,5-1,7 раза, возможность получения интенсивно окрашенного покрытия; увеличение срока службы сформированного покрытия; сокращение расходных коэффициентов; уменьшение количества выделяемых канцерогенных веществ при формировании покрытия и обеспечение экологически чистого процесса его получения за счет исключения необходимости использования в композиции органических растворителей.

Использование: химическая, машиностроительная, пищевая промышленность, производство товаров народного потребления с антипригарным покрытием. Сущность изобретения: композиция содержит, мас. % : фторуглеродный полимер (40,0-65,0); оксиэтилированный алкилфенол 0,5-8,0; красящее вещество - водорастворимая соль хрома с температурой разложения 100-250°С 2,0-7,0 и вода остальное. 1 табл.

КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ АНТИАДГЕЗИОННОГО ПОКРЫТИЯ, содержащая фторуглеродный полимер, оксиэтилированный алкилфенол, красящее вещество и воду, отличающаяся тем, что, с целью повышения твердости покрытия, композиция содержит в качестве красящего вещества водорастворимую соль хрома с температурой разложения 100 250^oС при следующем соотношении компонентов, мас.

Фторуглеродный полимер 40,0 65,0
Оксиэтилированный алкилфенол 0,5 8,0
Водорастворимая соль хрома 2,0 7,0
Вода Остальное