Состав для пропитки фосфатных покрытий Советский патент 1992 года по МПК C23C22/83 

Изобретение относится к получению защитных покрытий, в частности к составам для пропитки фосфатных покрытий, и может быть использовано в машиностроительных областях промышленности для защиты стальных изделий от коррозии.

Защита стальных изделий от коррозии с помощью фосфатных покрытий обычно применяется в тех Случаях, когда необходимо сохранить физико-механические характеристики защищаемых изделий, так как процес- сы химического фосфатирования не приводят к наводораживанию их поверхности.

Известен способ повышения защитных свойств фосфатных покрытий, при котором для заполнения пор проводится пропитка покрытий водным 1-3%-ным раствором мыла. Способ вполне пригоден для защиты изделий, эксплуатирующихся в легких сухих условиях и не пригоден для условий с повышенной влажностью.

Наиболее близким по технической сущности является известный способ получения защитных покрытий на стали, по которому изделия сначала фосфатируют, например, в растворе, содержащем препарат Мажеф (30-35 г/л), цинк азотнокислый (55-65 г/л), натрий фтористый (2-5 г/л), а затем подвергают пропитке клеем БФ-4. По принятой технологии для получения качественной пленки толщиной 8-10 мкм пропитку осуществляют двукратным погружением в клей БФ-4, предварительно разбавленный этиловым спиртом. После первого и второго погружения проводят сушку клея и затем термообработку, в результате которой клей БФ-4 полимеризуется, образуя пленку, стойкую к воздействию влаги

Фосфатные покрытия с пропиткой клеем БФ-4 надежно защищают стальные изделия от коррозии во влажной атмосфере в течение длительного времени. Но, как показал опыт работы, указанные покрытия практически непригодны для деталей, работающих в состоянии изгиба (пружины, хомуты, бандажи и др.). На пружинах с фосфатным покрытием и пропиткой клеем БФ-4 (толщина пленки 9,8 мкм) и находящихся в сжатом состоянии, т.е. в состоянии изгиба, во влажной атмосфере (98% влажности) наблюдается коррозия уже через 25-30 часов.

сл

с

СП

Jb VI

ю

.швй

При проведении ускоренных испытаний погружением в 3%-ный раствор NaCI коррозия образцов из стали 08КП, находящихся в состоянии изгиба, наблюдается через 10-12 часов. По техническим требованиям коррозионная стойкость фосфатированных сталей при ускоренных испытаниях должна быть не менее 720 часов.

Целью изобретения является повышение защитных свойств покрытий на стальных изделиях, подвергающихся в процессе эксплуатации механическому изгибу.

Поставленная цель достигается тем, что для пропитки фосфатных покрытий используется состав, который в качестве клея содержит клей марки ВС-350 (ТУ6-05-1216-76), а в качестве растворителя -смесь этилового спирта (ГОСТ 17299-78) и уксусно-этилового эфира (ГОСТ 8981-71) при объемном соотношении 2-2,5-3,5 при следующем содержании компонентов, мае.ч.:

Клей ВС-35090-110

Растворитель150-250

Клеи марок БФ-4 и ВС-350 относятся к одному и тому же классу клеев на основе формальдегидных смол. И оба клея имеют известное применение - для склеиваниг различных материалов. При этом клей БФ-4 применяется также и для пропитки фосфатных покрытий (см. ГОСТ 9,305-84, с. 152). Применение клея ВС-350 для пропитки фосфатных покрытий в гальванотехнике неизвестно.

По составу эти клеи существенно отличаются друг от друга. Так клей БФ-4 представляет собой смесь поливинилацеталей с резольными фенолформальдегидными смолами (ГОСТ 12172-72), а клей ВС-350-смесь поливинилформальэтилалевой смолы (ви- нифлекса) и фенолформальдегидной смолы с добавкой тетраэтоксисилана, уротропина, хинолина и фурфурола (ТУ6-05-1216-74).

В процессе разработки предлагаемого решения опробован также клей ВС-10Т (ТУ6-09-4089-75), представляющий собой смесь фенолформальдегидной смолы с пол- ивинилацетатом и алкоксисиланом.

В результате опробований авторы установили, что только клей ВС-350 позволяет проявлять в данном случае новое свойство - обеспечивать получение полимерных пленок, обладающих более высоким защитным свойством на изделиях, находящихся под напряжением (в состоянии изгиба), Экспериментально подобранное соотношение клея ВС-350 и растворителя значительно повышает (более чем в 10 раз) защитные свойства полимерных пленок.

Существенность заявленных признаков подтверждается тем. что положительный

эффект достигается только в пределах заявленных значений предлагаемого состава с использованием растворителя, представляющего собой смесь этилового спирта и уксусно-этилового эфира при определенном соотношении (данные приведены в таблице, см. прим. 4-8), Применение в качестве растворителя какого-либо одного компонента не дает требуемого эффекта (см. прим. 1-2).

0 Приготовление состава производят следующим образом. Сначала готовят необходимое количество смеси этилового спирта v уксусно-этилового эфира при заявляемом объемном соотношении. А затем эту смесь

5 при интенсивном перемешивании приливают к расчетному количеству клея ВС-350. После тщательного перемешивания полученный состав фильтруют через два слоя марли.

0Нанесение защитных покрытий осуществляют в следующей последовательности. Образцы из стали марок 08КП и СП-28 в виде пластин 150x20x1 мм тщательно обезжиривают в органическом растворителе

5 (бензине). Затем проводят химическое обезжиривание в растворе на основе тринатрий- фосфата и кальцинированной соды После промывок в горячей и холодной воде производят травление при комнатной температу0 ре в растворе соляной кислоты (150-250 г/л) с добавкой уротропина (40-50 г/л)в течение 15-30 минут. Промытые образцы подвергают фосфатированию в любом из известных растворов, например, в растворе, содержэ5 щем. г/л:

Препарат Мажеф 30-35

Цинк азотно-кислый55-65

Общая кислотность раствора составляет 40-60 точек, а свободная-2,5-6,0 то0 чек. Температура раствора 85-98°С, продолжительность 15-20 мин. После фос- фатирования промытые и высушенные образцы направляют на пропитку. Пропитке подвергались фосфатные покрытия толщи5 ной около 10 мкм.

Пропитку осуществляли по аналогии с клеем БФ-4 двукратным погружением образцов в раствор клея ВС-350 при комнатной температуре с последующей сушкой

0 после каждого погружения также при комнатной температуре в течение 60 ± 5 мин. Затем проводят термообработку в сушильном шкафу при температуре 200-210°С в течение 100-120 мин.

5 В результате пропитки и последующей термообработки в порах фосфатного покрытия и на его поверхности образуется гладкая полимерная пленка толщиной 8-10 мкм.

Испытания образцов-на коррозионную стойкость проводили по ГОСТ 9,012-73 (метод Е) периодическим погружением в 3%- ный раствор хлористого натрия Оценку за- щитных свойств покрытий образцов осуществляли ежесуточно визуально по наличию или отсутствию точек или пятен коррозии. Для проведения испытаний образцов из стали 08КП в состоянии изгиба использовали специальную пластмассовую кассету, в которой за счет закрепления концов образец находился в изогнутом состоянии в виде полуокружности В то же время вся поверхность находилась в свободном для доступа раствора состоянии. Результаты испытаний приведены в таблице. Данные таблицы показывают. что предлагаемый состав для пропитки по сравнению с известным в десятки раз повышает защитные свойства фосфатных покрытий на

стальных изделиях, подвергающихся в про- цессе испытаний механическому изгибу. Формула изобретения Состав для пропитки фосфатных покры- тий, включающий клей и растворитель, отличающийся тем. что. с целью повышения защитных свойств покрытий на стальных изделиях, подвергающихся в процессе эксплуатации механическому иЗ( ибу, он в качестве клея содержит клей марки ВС-350. а в качестве растворителя - смесь этилового спирта и уксусно-этилового эфира при объемном соотношении 2:2,5-3,5 при следующем содержании компонентов, мае.ч.: Клей марки ВС-35090-110

Смесь этилового спирта и уксусно-этилового эфира при объемном соотношении 2:2,5-3.5150-250

Использование: машиностроительные области промышленности, защита стальных изделий от коррозии. Сущность изобретения состав содержит клей марки ВС-350

Клей ЕФ-Ъ, нас.ч,100

Смеськ ЭС и УЭЭ при соотношении:

2:2,5, нас.ч.

2:3, нас.ч.

2:3,5, нас.ч.

Этиловый спирт, нас.ч. 160 Уксусно-этиловый эфир, наС Ч.

Толщина фосфатного

покрытия, нкиЮ,

Тенпература тернообработ

200

НО

ISO 200

250 300

200

10

10,5 10

10,5 10,5 10

10