Состав для обработки изделий на основе алифатических полиамидов Советский патент 1983 года по МПК C09K13/00 C08J7/06 

ИзоОретение относитсяк технологии получения адгезионных соединени полимеров с металлами и может быть использовано на предприятиях по пер работке пластмасс, предприятиях, внедряющих металлополимерные издели в лакокрасочной про№ тшенности и т. Известны адгезионные соединения термопластичных полимеров с металла ми, в том числе соединения алифатич ких полиамидов с алюминием. Адгезио ное закрепление полиамида на алюминии может использоваться при создании металлополимерных конструкций, в которых полимерное покрытие наносится на металл (алюминий) литьем п давлением, а также при получении по рытий из порсхиков полиамидов. Работоспособность адгезионных соединений полиамидов с алюминием в значительной степени определяется физико-механическими характеристика ми полиамидных покрытий и их адгезией к металлу. Одним из недостатков алифатических полиамидов является их низкая стойкость к термоокислительной деструкции. Поэтому они не могут длительно эксплуатироваться в воздушно среде при повышенной температуре. Для повышения срока службы полиамидо изделия из них обрабатывают в жидкое тях,содержащих растворенные антиоксиданты. Известен состав для обработки изделий на основе поЛиамида, содерж щий, мас,%: фенил-2-нафтиламин 1,5-10; минеральное масло до 100 1 Известен также состав для обработки изделий на основе полиамида содержащий, мас.%г фреоновое масло 95-99f диаметилди-( п-фениламинофенокси)-силан 1-5 2j. Указанные составы целесообразно использовать лишь для обработки цель ных {неармированных) изделий из поли амидов. Использование их для обработки изделий из полиамидов, содержащих металлические армирующие элементы, .адгезионно соединенные с поли мером, нежэлательнр, поскольку в про цессе обработки Наблюдается снижение адгезионной прочности. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является состав для обработки изделий на основе алифатических полиамидов, включающий, 4ас.%: глицерин 1-10} гидрохинон 1-1 л воду. Обработка полиамидов в данном составе позволяет значительно повысить их стойкость против термоокислительной деструкции з. Однако состав разработан специаль но для цельных изделий из полиамидов Использоззание его для стабилизации полиамидов в адгезионных соединениях с алюминием повышает стойкость полиамидов против термоокислительной деструкции, но их адгезия к алюминию: при этом низка. Цель изобретения - повышение адгезионной прочности изделий из полиамидов , включающих алюминиевые элементы. Цель достигается тем, что состав для обработки изделий на основе алифатических полиамидов, содержащий гидрохинон, глицерин и воду, дополнительно содержит алифатический аминоспирт общей Формулы NHj-R-OH, где R - алхильный радикал, содержащий 3-7 атомов углерода, при следующем соотношении компонентов , мол.ч.: Гидрохинон0,0040-0,0900 ГлицеринО,.0050-0,1000 Аминоспирт0,0007-0,0130 Вода4,4000-5,5000 Предлагаемый состав, проникая в зону адгезионного контакта в процессе обработки в нем изделий, изменяет, вероятно, механизм адгезионного взаимодействия полиамида с алюминием. Подтверждением этого является изменение характера разрушения адгезионного соединения при определении адгезионной прочности; визуально-адгезионный характер разрушения (разрушение по мeжфaз oй границе полиамидалюминий) в изделиях, обработанных в известном составе, сменяется на когезионный по слою веществ (очевидно, гидроокисных соединений алюминия), образующихся на поверхности алюминия под влиянием предлагаемого состава. Использование в предлагаемом составе аминоспиртов, содержащих менее трех атомов углерода, нецелесообразно, так как они обладают высокой токсичностью и, кроме того, низкой температурой кипения (менее ) . Поэтому при обработке покрытий при температуре, близкой к 100 С, они будут быстро испаряться из состава. Использование аминоспиртов, содержащих более семи атомов углерода в своем составе, к существенному увеличению адгезионной прочности не приводит. Состав приготавливается последовательным растворением в воде гидрохинона, глицерина и аминоспирта. Отработку адгезионных соединений в составе производят при ео-ЮО С в течение 1-6 ч. Проводят серии сравнительных экспериментов по определению адгезионной прочности полиамидных покрытий с алюминиевой фольгой и стойкости их

против термоокислительной деструкции В экспериментах используют полиамид б (П6, ОСТ 6-06-G9-76, марка 110), полиамид 66 (Пбб, МРТУ-б-Об-67), алюминиевую фольгу (ГОСТ 618-73, марка А99, толщина 150 мкм), гидрохинон (квалификация ХЧ), глицерин (Техн). в качестве аминоспиртов используют аминрпропиловый спирт (3аминопропанол, ХЧ), 5-аминопентиловый спирт (5-аминопентанол, Ч), 7-аминогептиловый спирт (7-аминогептанол, ч), 8-аминооктиловый спирт (8-аминооктанол Ч).

Характеристика составов для обработки изделий, использованных в экспериментах, дана в табл. 1.

Покрытия из полиамидов наносят на алюминиевую фольгу литьем под давлением. Размер покрытий 120x12x1 мм. Для повышения адгезионной прочности фольгу предварительно (до нанесения На нее покрытия из П6) зачищают наждачной бумагой (rcXJT 6454-75, зернистость 1000x50 П7). Заливку полиамидов на фольгу производят на терме пластавтомате ДБ 3328 в специальной литьевой форме. Последовательность операций при получении образцов следующая: фольгу тыльной стороной (не зачищенной наждачной бумагой) укладывают на теплоноситель (нагретый до 260-280 С металлический брусок), затем теплонбситель помещают в форму смыкают ее и производят заливку расплава, на фольгу. Температура фольги в начальный момент контактирования с ней расплава соответствует темЛературе теплоносителя (260-280 С) . Скорость охлаждения теплоносителя (фольги) после заливки расплава на фольгу составляет .

Полученные указанным образом адгезионные соединения обрабатывают в составах, приведенных в табл. 1. Для этого их помещают в стеклянный сосуд, заполненный составом, и вьадержи вают в нем при 100 G в течение определенного времени.

Адгезионную прочность определйют методом отслаивания фольги от покрытия (машина 2Р-40, скорость переме;дения нижнего зажима 50 мм/мин) и характериэуют удельным усилием отслаивания в кгс/см. Испытания образцов производят через 15-60 мин после их обработку в стабилизирующих составах

Дли оценки стойкости покрытий про тив термоокислительной деструкции из них штампом вырубают лопатки с размером шейки 10x2 Ф. Затем лопатк помещают в сосуд с составом и обрабатывают в нем по указанному режиму. Далее их помещают в термокамеру на термоокисление (термоокислнтельное старение). По истечении времени термоокисления лопатки извлёкают из термокамеры, отслаивают от ник фольгу и испытуют методом на растяжение (машина 2Р-40, скорость перемещения нижнего зажима 50 мм/мин),

Влияние концентрацией компонентов в предлагаемом составе на адгезионную прочность соединений полиамида б с алюминием показано в табл. 1.

Сравнение адгезионной прочности соединений пoлиa iидa б и полиамида 66 с алюминием, обработанных в известном и предлагаемом составах при , ,за 4 ч, показано в табл. 2.

Прочность на разрыв образцов йз полиамида б в зависимости от выдержки их ввоздушной среде при по казана в табл. 4.

Использование предлагаемогхэ состава позволяет повысить адгезионную прочность по сравнению с известным составом более чем в 1,5 раза (табл. 3). Использование в составе аминоспирта, содержащего более 7 атомов углерода (9 состав), к замет ог,(у повышению адгезионной прочности не приводит (табл. 2).

Предлагаемый состав, наряду с повышением адгезионной прочности, позволяет эффективно стабилизировать полиамиды против термоокислительнбй деструкции (табл. 4 и 3).

Таким образом, состав позволяет эффективно стабилизировать полиамид ные покрытия против термоокислительного старения при значительном увеличении их адгезионной прочности.

Изобретение легко осушествико; достаточно эффективно и может быть использовано на промыш-пенных предприятиях. Экономический эффект от внедрения изобретения только на одно из предприятий составит 30,7 тыс.руб в год.

Техническое,преимущеетво предлагаемого состава по сравнению с из вестным заключается в том, что при ,его применении представляется воз можным изготавливать зубчатые коле са с полимерными облицовками и сущес венно изменить конструкцию (и материал) сопряженного зубчатого колеса, снизить вес узла машины двигателя в целом. Все это позволяет продлить срок службы зубчатого колеса и сопряженного с ним зубчатого колеса при одновременном снижении веса узла (двигателя) машины. Состав для обработки изделий

Таблица 2 Адгезионная прочность в зависимости от длительности обработки образцов в составе при , кгс/см, за время, ч

СОСТАВ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ НА ОСНОВЕ АЛИФАТИЧЕСКИХ ПОЛИАМИДОВ, содержащий гидрохинон, глицерин и воду, отличанзщийся тем, что, с целью повышения адгезионной прочности изделий, включаиощих элементы из алюминия, он дополнительно содержит алифатический аминоспирт формулы КНг-К-ОН, где R - алкильный радикал, содержащий 3-7 атомов углерода, при следующем соотношении компонентов, мол.ч,: 0,0040-0,0900 Гидрохинон 0,0050-0,1000 Глицерин 0,0007-0,0130 Аминоспирт 4,4000-5,5000 Вода О)

2 3 4

1,8

5 6 7 Адгезионная проч1,5 1,4 2,0 ность, кгс/см

Значения адгезионной прочности получены для соединений полиамида .66 с алюминием, остальные - для полиамида б.

2,3

2,2

Таблица 3

Таблиц 2,25 1,8 1,75 2,1 1,9