ПЛАСТИЗОЛЬ НА ОСНОВЕ ПОЛИВИНИЛХЛОРИДА Российский патент 1998 года по МПК C08L27/06 C08K13/02 C08K13/02 C08K3/36 C08K5/01 C08K5/103 C08K5/12 C08K5/19 

Изобретение относится к переработке поливинилхлорида через дисперсии, в частности к получению адгезионноспособных пластизолей, применяемых для изготовления защитных покрытий в автомобилестроении.

Основным показателем качества и эксплуатационной надежности защитных покрытий низа кузова автомобилей является прочность сцепления желатинированного (термоотвержденного) пластизоля с защищаемой поверхностью. Достижение требуемого уровня прочности сцепления обеспечивается введением в состав пластизолей адгезивов. Одним из видов адгезивов для ПВХ-дисперсий являются ненасыщенные соединения, способные к полимеризации по радикальному механизму, в частности олигоэфиракрилаты (ОЭА). Полагают, что трехмерная полимеризация ОЭА в матрице пастообразующего поливинилхлорида приводит к увеличению жесткости покрытия, что и способствует повышению уровня адгезии (Карпухина Г. В. и др. Влияние олигоэфиракрилатов на адгезионную прочность пластизольных покрытий. - Пластические массы, 1985, N 6, с. 24-26).

Известно, что кислород воздуха оказывает ингибирующее действие на процесс радикальной полимеризации ненасыщенных соединений (Шур А.М. Высокомолекулярные соединения. -М. : Высшая школа, 1966, с. 62). В этой связи, адгезионная способность пластизолей, включающих ОАЭ, зависит от толщины покрытия. Чем меньше толщина слоя, тем существенней влияние кислорода на степень полимеризации адгезива и ниже прочность сцепления покрытия с субстратами.

Известен технический пластизоль на основе ПВХ марки Д-11А, используемый в настоящее время автомобильной промышленностью (ТУ 6-01-538-76). Его рецептура включает ди(2-этилгкесил)фталат, наполнитель, структурообразователь, пигмент, разбавитель, лубрикант, α -триметакрилат -ω -метакрилпентаэритрит-(диметакрилпентаэритритадипинат) и гидропероксид изопропилбензола. Недостатком пластизоля является низкая прочность сцепления с кузовной сталью при толщине покрытия менее 0,5 мм.

Наиболее близким к предлагаемому является пластизоль, включающий следующие компоненты, мас.ч.:
Поливинилхлорид - 100
Ди(2-этилгексил)фталат - 40-50
Фосфатный пластификатор - 40-60
Уайт-спирит - 20-40
Олигоэфиракрилат - 20-60
Гидропероксид - 0,3-0,6
Каолин - 70-100
Бентонит - 15-30,6
Олигодивинилуретанэпоксид - 1-5
(RU, заявка 93030762, кл. C 08 L 27/06, 1996).

Адгезия покрытия из данного пластизоля в тонких слоях к кузовной стали, обработанной существующими грунтами, находится на неудовлетворительном уровне.

Цель изобретения - увеличение прочности сцепления пластизоля с загрунтованной кузовной сталью при толщине покрытия менее 0,5 мм.

Цель достигается введением в пластизоль добавки, нейтрализующей негативное действие кислорода воздуха. Предлагаемый состав содержит следующие компоненты, мас.ч.:
Поливинилхлорид - 100
Ди(2-этилгексил)фталат - 80-100
Диметакрилат триэтиленгликоля - 40-60
Уайт-спирит - 20-30
Каолин - 100-160
Структурообразователь - 9-15
Гидропероксид изопропилбензола - 0,4-0,6
Триэтилбензиламмоний хлорид - 0,5-1,0
Цель достигается использованием четвертичной аммониевой соли, легко окисляемой кислородом воздуха. Расходование кислорода, идущего на ингибирование полимеризации ОЭА, приводит к увеличению степени полимеризации адгезива и ухудшает прочность сцепления покрытия с субстратом в тонких слоях.

Дополнительное введение в пластизоль 2,2'-диазоизобутиронитрила соответствует улучшению авгезии покрытия к кузовной стали, обработанной водорастворимыми грунтами G-1083 или ВЭП-010.

В пластизолях по изобретению используют следующие компоненты: пастообразующий поливинилхлорид (ГОСТ 14039-78), ди(2-этилгексил)фталат (ГОСТ 8728-88), диметакрилат триэтиленгликоль (ТУ 6-16-2010-82), уайт-спирит (ГОСТ 3134-78), гидропероксид изопропилбензола (ТУ 38.402-62-121-90), 2,2'-диазоизобутиронитрил (ТУ 113-03-365-82), триэтилбензиламмоний хлорид (ТУ 05763458-146-92).

В качестве структурообразователя пластизолей могут быть использованы лиофилизованные монтмориллониты: органофильный структурообразователь буровых растворов (ТУ 39-0148052-01-88), бентон-34 (Венгрия), стеарат кальция (ТУ 6-09-4104-75).

В составе пластизоля могут дополнительно использоваться другие компоненты, не влияющие на достижение положительного эффекта. Например, хлорпарафины - в качестве разбавителя и стабилизатора вязкости; пигменты - для контрастирования пластизоля с цветом грунта кузова и удобства нанесения дисперсии.

Пример. В смеситель с якорной мешалкой загружают жидкие компоненты пластизоля, триэтилбензиламмоний хлорид и структурообразователь. Смешение проводят в течение 10 мин. Далее загружают половину от общей загрузки каолина и смешивают 20 мин, после чего в суспензию вводится поливинилхлорид. Гомогенизацию пасты осуществляют 30 мин, а далее порционно вводят оставшуюся часть каолина и продолжают смешение в течение 60 мин.

Вязкость пластизолей определяли на ротационном вискозиметре "Брукфельд" типа RVT с крыльчаткой N 7 и скоростью вращения шпинделя 5 об/мин при 25±5^oC.

Прочность сцепления пластизоля с пластинами из кузовной стали определяли по известной методике ТУ. Испытания проводили на фосфатированных пластинах, покрытых грунтом ВКЧ-0207, ЭП-0228, G-1083 или ВЭП-010. Пластизоль наносили на поверхность пластин с помощью наборов шаблонов слоями 0,2, 0,35 и 0,5 мм. Пластины с образцами пластизоля помещали в термошкаф, нагретый до заданной температуры, выдерживали в течение 30 мин и затем охлаждали до комнатной температуры. Адгезию оценивали характером отслоения надрезанной по краям пленки термоотвержденного пластизоля: адгезионный - отслоение материала от подложки; когезионный - разрушение материала, но не отрыв его от подложки. Согласно нормативным требованиям прочность сцепления покрытия с грунтом должна быть выше прочности самого покрытия, то есть отслоение должно иметь когезионный характер. Температура желатинизации пластизоля составляла 125, 130 и 135^oC.

Прочность пленок, желатинированных в режиме 130^oC, 30 мин, определяли на разрывной машине со скоростью движения нижнего зажима 100 мм/мин на образах в виде двухсторонних лопаток.

Показатель экструзии определяли на установке фирмы "Иви" путем фиксирования времени истечения 60 г пластизоля под давлением 1,4 бар через отверстие диаметром 2,4 мм.

Состав и свойства пластизолей и термоотвержденных пленок приведены в табл. 1 и 2.

Как следует из представленных результатов, прочность сцепления пластизолей с загрунтованной кузовной сталью зависит от природы грунта, температуры желатинизации и толщины покрытия. Использование модифицирующей добавки - триэтилбензиламмонийхлорида в заявленных пределах обеспечивает надежную адгезию пластизоля, термообработанного при 125^oC и выше, к грунтам ВКЧ-0207 и ЭП-0228 в пленке толщиной 0,2-0,35 мм. Увеличение содержания модифицирующей добавки более 1,0 мас.ч. сопровождается ухудшением экструзии дисперсии, что затрудняет технологический процесс нанесения покрытия. Уменьшение концентраций четвертичной аммониевой соли менее 0,5 мас.ч. приводит к снижению адгезии. В отсутствии модификатора (прототип) нормируемый уровень прочности сцепления к грунту ВКЧ-0227 достигается у покрытия, термообработанного в режиме 125^oC•30' толщиной 0,35 мм. Для получения аналогичного результата на грунте ЭП-0228 необходимо увеличить температуру желатинизации до 130^oC.

Дополнительное введение в пластизоль 2,2'-диазоизобутиронитрила в количестве 0,1-0,2 мас.ч. не ухудшает адгезию покрытия к вышеназванным грунтам, однако способствует увеличению прочности сцепления пленок с кузовной сталью, обработанной водорастворимыми грунтами G-1083 или ВЭП-010. Уменьшение концентрации азодинитрильного инициатора менее 0,1 мас.ч. не обеспечивает дополнительный эффект. Повышение содержания 2,2'-диазоизобутиронитрила свыше 0,2 мас. ч. вызывает снижение прочности покрытия из-за усиленного выделения газообразного азота.

Использование предлагаемого пластизоля позволяет повысить эксплуатационную надежность защитных покрытий низа кузовов автомобилей, поскольку обеспечивает надежную адгезию покрытия к защищаемой поверхности независимо от толщины нанесенного слоя и возможных отклонений температурно-временных условий отверждения от нормы.

Пластизоль на основе поливинилхлорида предназначен для изготовления шумоизоляционных антикоррозионных покрытий кузовов автомобилей. Изобретение позволяет улучшить адгезию пластизоля к кузовной стали, что обеспечивает улучшенные эксплуатационные качества пластизоля. Предложенный пластизоль содержит поливинилхлорид, ди(2-этилгексил)фталат, диметакрилат триэтиленгликоля, уайт-спирит, каолин, структурообразователь, гидропероксид изопропилбензола, триэтилбензиламмоний хлорид. Для улучшения прочности сцепления покрытия с кузовной сталью, обработанной водорастворимыми грунтами, пластизоль может дополнительно включать 2,2'-диазоизобутиронитрила. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Пластизоль на основе поливинилхлорида, включающий поливинилхлорид, ди(2-этилгексил) фталат, олигоэфиракрилат, уайт-спирит, каолин, структурообразователь и гидропероксид изопропилбензола и модифицирующую добавку, отличающийся тем, что в качестве модифицирующей добавки он содержит триэтилбензиламмоний хлорид, а в качестве олигофиракрилата- диметакрилат триэтиленгликоля при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Поливинилхлорид - 100
Ди(2-этилгексил)фталат - 80 - 100
Диметакрилат триэтиленгликоля - 40 - 60
Уайт-спирит - 20 - 30
Каолин - 100 - 160
Структурообразователь - 9 - 15
Гидропероксид изопропилбензола - 0,4 - 0,6
Триэтилбензиламмоний хлорид - 0,5 - 1,0
2. Пластизоль по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит 0,1 - 0,2 мас.ч. 2,2'-дизоизобутиронитрила на 100 мас.ч. поливинилхлорида.