ЗАЩИТНАЯ ЛАКОВАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ МЕДИ И МЕДНЫХ СПЛАВОВ И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОКРЫТИЯ НА СЛОЖНОПРОФИЛИРОВАННЫХ ИЗДЕЛИЯХ ИЗ МЕДИ И МЕДНЫХ СПЛАВОВ Российский патент 2003 года по МПК C09D109/00 

Изобретение относится к защитным лаковым композициям, получаемым водоразбавлением при определенном соотношении компонентов, и способу нанесения лакового защитного покрытия данной композиции на сложнопрофилированные устройства из меди и медных сплавов автоосаждением.

Предлагаемая композиция может быть использована для антикоррозионной защиты изделий из меди и медных сплавов, эксплуатируемых в различных климатических условиях, в устройствах радиотехнической промышленности и других областей народного хозяйства.

Способ нанесения автоосаждением позволяет получить равномерное по толщине лаковое покрытие на всех поверхностях сложнопрофилированных изделий из меди и медных сплавов независимо от их конструкции.

В современной технике известны водоразбавляемые лаковые композиции для автоосаждения, где в качестве пленкообразователя используют полиакриловые смолы, поливинилхлориды, бутадиенстирольные полимеры и др.

Диспергирующим агентом служат анионные или ионогенные поверхностно-активные вещества (эфиры серной кислоты, сульфоновые кислоты, амины, карбоксилаты и т. д. ). Для поддержания рН вводят соляную (HCl), серную (H₂SO₄), плавиковую (HF), фосфорную (Н₃РO₄) кислоты и д.р. (Лакокрасочные материалы и их применение 1975 г., 5, стр. 80-82).

Подобные композиции позволяют получать покрытие на сплавах железа.

На меди и ее сплавах из этих композиций лаковые пленки не образуются.

Наиболее близкой к предлагаемой защитной лаковой композиции является композиция, содержащая лак КЧ-0125, аммиак, и изопропиловый спирт с водой (пат. 2142971, С 09 D 109/00).

Однако эта композиция предназначена только для алюминиевых сплавов и, следовательно, не может быть применена для нанесения ее на медь и медные сплавы. На медь и медные сплавы может быть нанесено покрытие электроосаждением из водного раствора композиции на основе резидрола (авт. свид. 691475 от 22.06.79 г.).

Этот способ включает следующие операции:
1. Подготовка поверхности:
- химическое обезжиривание при температуре 60^oС (натрий углекислый (Na₂CO₃) - 5 г/л, натрий кремнекислый (Nа₂SiO₃) - 2 г/л, моющее средство ОП-7 - 10 г/л);
- промывка в холодной проточной воде;
- травление при температуре 50^oС (серная кислота H₂SO₄ - 150 г/л);
- промывка в холодной проточной воде.

2. Нанесение лаковой пленки электроосаждением:
- закрепление на анодной штанге;
- погружение в водоразбавляемую композицию (пленкообразователь) следующего состава (в г/л):
Резидрол ВА133 - 150-160
Смола К 421-02 - 10
Лак ПФ-060 - 10
Триэтиламин - 19 мл/1
Марганец сернокислый - 0,3
Вода дистиллированная - 800
подача напряжения 70-100 В в течение 1-3 минут (ток - постоянный);
- промывка в холодной проточной воде.

3. Сушка при температуре 140-160^oС в течение 1-1,5 часа.

Данный способ позволяет получить на поверхностях изделий из меди и медных сплавов защитное лаковое покрытие с хорошей адгезией. Однако получить равномерное по толщине защитное покрытие на внутренних поверхностях узкоканальных, например, сечением 7,2•3,4 мм, сложнопрофилированных изделий технически невозможно из-за ограниченной рассеивающей способности композиции, наносимой электроосаждением при напряжении до 100 В, и невозможности размещения дополнительных электродов в глубоких и узких пересекающихся каналах.

Задачей изобретения является создание защитной лаковой композиции для меди и медных сплавов, обладающей высокой адгезией к поверхности и равномерной по толщине лаковой пленки по всей поверхности, и способа получения покрытий на сложнопрофилированные изделия из меди и медных сплавов.

Решение задачи достигается тем, что в защитную лаковую композицию для меди и ее сплавов, содержащую лак КЧ-0125, представляющий собой 68±2%-ный раствор в диацетоновом и изопропиловом спирте малеинизированного полибутадиена, модифицированного фенольной смолой, а также аммиак водный 25%-ный, смесь изопропилового спирта и воды 1: 1, дополнительно введен бутанол (С₄H₁₀О) при следующем соотношении компонентов и последовательности их введения:
Лак КЧ-0125 - 260-280 г/л
Аммиак водный 25%-ный - 10-12 мл/л
Бутанол - 0,2-0,3 мл/л
Смесь изопропилового спирта и водаы 1:1 - До 1 л
рН композиции - 6,5-7
Композицию готовят последовательным смешением компонентов: к расчетному количеству лака КЧ-0125 добавляют при тщательном перемешивании расчетное количество аммиака водного 25%-ного. В полученную однородную смесь вводят бутанол и при постоянном перемешивании добавляют небольшими порциями смесь изопропилового спирта и воды в вышеуказанных соотношениях.

При одновременном же смешении компонентов: лак КЧ-0125, аммиак, бутанол, изопропиловый спирт, вода - композиция нестабильна, легко расслаивается.

Лак КЧ-0125 используют в виде нейтрального раствора (рН 6,5-7), смещение равновесия в кислую сторону приводит к нестабильности композиции - расслаиванию. Увеличение рН до 7,5 приводит к снижению качества покрытия (неравномерность, отсутствие пленки).

Снижение концентрации лака КЧ-0125 ведет к получению тонких, не сплошных покрытий, появлению шагрени; увеличение концентрации - к получению покрытий, неравномерных по толщине (наплывы).

Присутствие в композиции бутанола, находящегося во взаимодействии с водным раствором изопропилового спирта, позволяет поддерживать композицию в гомогенном состоянии и обеспечивает получение гладких, плотных, равномерных по толщине покрытий с повышенной защитной способностью, прочно сцепленных с основой из меди и медных сплавов.

Композицию корректируют по содержанию сухих веществ и рН. После корректировки она полностью восстанавливает исходные свойства, сохраняет работоспособность и стабильность после трех циклов выработки (turn-over).

Способ получения покрытия на сложнопрофилированных изделиях из меди и медных сплавов предусматривает подготовку поверхности, включающую химическое обезжиривание, травление и пассивирование в составах:
- химическое обезжиривание при температуре +60^oС
Сода кальцинированная - 20-30 г/л
Тринатрийфосфат - 30-50 г/л
Стекло натриевое жидкое - 3-5 г/л
- травление
Кислота азотная (НNО₃) - 1 л
Кислота серная (Н₂SО₄) - 1 л
Натрий хлористый (NaCl) - 5-10 г
- химическое пассивирование
Натрий двухромовокислый (Na₂Cr₂O₇) - 90-100 г/л
Кислота серная (H₂SO₄) - 20-25 г/л
Затем изделие сразу после химического пассивирования погружают в композицию предложенного состава на основе лака КЧ-0125 на 3-5 мин, извлекают из композиции, промывают в холодной проточной воде и сушат при температуре 140-160^oС в течение 1-1,5 час.

При этом за счет химического взаимодействия композиции со свежей пассивной поверхностью изделий из меди и медных сплавов образуется лаковое покрытие, равномерное по толщине и плотности, обладающее высокой адгезией к подложке.

Пример 1.

Проводится защита от коррозии из предложенной композиции изделий из латуни при следующем режиме нанесения покрытия:
Подготовка поверхности:
- химическое обезжиривание при температуре +60^oС;
- травление;
- пассивирование.

Нанесение лаковой композиции производят путем простого погружения изделия сразу после пассивирования в состав:
Лак КЧ-0125 - 270 г/л
Аммиак водный (25%-ный раствор) - 10 мл/л
Бутанол 270 г/л 10 мл/л - 0,2 мл/л
Изопропиловый спирт + вода (1:1) - До 1 л
рН композиции - 6,5
Покрытие наносят при температуре +20^oС в течение 3-5 мин, затем промывают в холодной воде и сушат при температуре +150^oС в течение 1 часа.

Получено доброкачественное по внешнему виду покрытие. Сцепление с основой, определенное методом решетчатого надреза, составляет 1 балл (см. ГОСТ 15140-78).

Указанные изделия прошли испытание на циклическое воздействие температур от -60^oС до +85^oС (3 цикла), воздействие морского тумана в течение 5 суток и тропической влажности в течение 60 суток (относительная влажность 98±2% при температуре +40^oС).

После испытаний детали разрезают и подвергают тщательному осмотру.

Внешний вид лаковой пленки остается без изменения, коррозии на основе не обнаружено, толщина пленки равномерная - 5-10 мкм.

Пример 2.

Проводится защита от коррозии предложенной композицией волноводных конструкций с сечением канала 13•3 мм при длине 500 мм из латуни по следующему режиму.

Подготовку поверхности проводят так же, как описано в примере 1.

Нанесение лаковой композиции производят, как в примере 1, в соотношении:
Лак КЧ-0125 - 280 г/л
Аммиак водный (25%-ный раствор) - 12 мл/л
Бутанол 270 г/л 10 мл/л - 0,3 мл/л
Изопропиловый спирт + вода (1:1) - До 1 л
рН композиции - 7
Покрытие наносят при температуре +20^oС в течение 3-5 минут, затем производят промывку в холодной проточной воде и сушку при 150^oС в течение 1 часа.

Получены доброкачественные по внешнему виду покрытия, прочно сцепленные с латунной основой. После испытаний на воздействие повышенной влажности и морского тумана (пример 1) внешний вид лаковой пленки остается без изменений, коррозия на латуни и покрытии не наблюдается.

Пример 3.

Проводится защита от коррозии конструкций из латуни по следующей технологической схеме.

Подготовку поверхности проводят так же, как описано в примере 1.

Нанесение лаковой композиции производят, как в примере 2, в соотношении:
Лак КЧ-0125 - 260 г/л
Аммиак водный (25%-ный раствор) - 8 мл/л
Бутанол 270 г/л 10 мл/л - 0,3 мл/л
Изопропиловый спирт + вода (1:1) - до 1 л
рН композиции - 6
Покрытие наносят при температуре +20^oС в течение 20 минут, затем производят промывку в холодной проточной воде и сушку при 150^oС в течение 1 часа.

Композиция неустойчива во времени, быстро расслаивается. Лаковая пленка на поверхности конструкций очень тонкая, не сплошная. После испытания на воздействие повышенной влажности и морского тумана (пример 1) видны отдельные очаги коррозии.

Изобретение относится к защитным лаковым композициям и способу получения покрытия и может быть использовано для антикоррозионной защиты изделий из меди и медных сплавов, эксплуатируемых в различных климатических условиях, в устройствах радиотехнической промышленности и других областей народного хозяйства. Композиция содержит лак К4-0125, аммиак водный 25%-ный, бутанол, смесь изопропилового спирта и воды 1:1, рН композиции 6,7-7,0. Способ получения покрытия заключается в подготовке поверхности путем химического обезжиривания, травления, пассивирования, простом погружении изделия на 3-5 мин в защитную лаковую композицию и последующей его сушке. Технический результат - создание защитной лаковой композиции для меди и медных сплавов, обладающей высокой адгезией к поверхности и равномерной по толщине лаковой пленки по всей поверхности. 2 с.п. ф-лы.

1. Защитная лаковая композиция для меди и медных сплавов, включающая лак КЧ-0125, представляющий собой 68±2% раствор малеинизированного полибутадиена, модифицированного фенольной смолой в диацетоновом и изопропиловом спирте, аммиак водный 25%-ный, смесь изопропилового спирта и воды 1: 1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит бутанол при следующем соотношении компонентов и последовательности их введения:
Лак КЧ-0125 - 260-280 г/л
Аммиак водный 25%-ный - 10-12 мл/л
Бутанол - 0,2-0,3 мл/л
Смесь изопропилового спирта и воды 1: 1 - До 1 л
рН композиции - 6,7-7,0
2. Способ получения покрытия на сложнопрофилированных изделиях из меди и медных сплавов, заключающийся в подготовке поверхности путем химического обезжиривания, травления, пассивирования, простом погружении изделия на 3-5 мин в защитную лаковую композицию по п. 1 и последующей его сушке.