Жидкая композиция для получения эбонитовых покрытий Советский патент 1992 года по МПК C08L15/00 C08K13/02 C08K13/02 C08K3/06 C08K3/34 C08K5/31 C08K5/47 

1

(21)4858298/05 (22) 08.08.90 (46)15.12.92. Бюл. №46

(71)Всесоюзный научно-исследовательский институт синтетического каучука им. адм. С.В.Лебедева

(72)В.С.Шитов, М.П.Рязанова, Л.Я.Раппопорт, Г.Н.Пекин, В.В.Куликов, А.М.Доколин, Б.К.Басов, В.И.Черненко, В.И.Сальникова, В.Е.Полянин и О.В.Гончар

(56) Пушкарев Ю.Н. и др. Вулканизация и свойства эбонитовых покрытий на основе жидкого цис-полибутадиена. - Каучук и резина, № 30;, 1979. с. 29-32.

Авторское свидетельство СССР № 1073255,кл. С 08 L 9/00, 1982.

Лившиц P.M., Добровинский ПА Заменители растительных масел в лакокрасочной промышленности, М.: Химия, 1987, с. 43-94.

(54) ЖИДКАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЭБОНИТОВЫХ ПОКРЫТИЙ (57) Использование: получение эбонитовых покрытий на металлах. Жидкая композиция для покрытий содержит, мас.ч.: гидроксил- содержащий сополимер бутадиена и пента- диена-1,3общейформулы

HO-(CH2-CH CH-CH2frfCH2-CH CH-CH(CH3)m ОН. где IT 10-43 и m 6-28,100; сера 30-50; каптакс или альтакс 2-4; дифенилгуанидин 1-2 и минеральный наполнитель, выбранный из группы, включающей тальк, мел. каолин 10-20. Композиция может дополнительно содержать тиксотропный наполнитель - аэросил в количестве 2-5 мас.ч. на 100 мас.ч. указанного сополимера. Время формирования покрытия составляет 2,5 ч при 150°С. Прочность покрытий при разрыве составляет 22-25 МПа, адгезионная прочность связи покрытия со сталью при отрыве составляет 9,3-9,9 МПа. Покрытия являются агрессивостойкими. 2 табл.

Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности, к жидким композициям на основе низкомолекулярного диенового каучука для получения эбонитовых покрытий на металлах.

Известна жидкая композиция для получения эбонитовых покрытий, включающая низкомолекулярный жидкий бутадиеновый каучук, серу, ускорители вулканизации (тиу- рам. цимат), наполнитель - печную сажу П- 803 и окись цинка.

Композицию получают тщательным перемешиванием компонентов в смесителе в течение 2-3 ч при 70-80°С. Композицию наносят на поверхность толщиной 1-1,5 мм и вулканизуют 5 ч при 100°С и окончательно

при 150°С - 2 ч. Композиция образует эбонитовые покрытия с высокой химической стойкостью. Недостатком этой композиции является низкая прочность при разрыве (не более 96 кгс/см2). адгезия к металлу 50-60 кгс/см , а также длительное время формирования покрытий при повышенной температуре.

Известна также жидкая композиция для получения эбонитовых покрытий, включающая сополимер бутадиена и пентадиена-1,3 в соотношении (46-66):(54-34) с мол.м. 1200-3500 без функциональных гидро- ксильных групп, серу, ускорители серной вулканизации (каптакс и дифенилгуанидин)

XI

оо

«вД

ю

ON

и наполнители (печную сажу), при следующем соотношении компонентов, мае.ч.: Сополимер бутадиена и пентадиена-1,3 в

соотношении (46:66):(54-34)100

Сера30-50

Каптакс2-4

Дифенилгуанидин12

Наполнитель (печная сажа П-803)10-20

Композицию получают тщательным перемешиванием компонентов в смесителе в течение 2-3 ч при 70-80°С (при массе 20 кг). Композицию наносят на поверхность толщиной 1-1.5 мм. После горячей вулканизации в течение 6 ч при 150°С образуется антикоррозионное эбонитовое покрытие с высокой прочностью при разрыве и прочностью связи с металлом. Недостатком этой композиции является длительное время формирования покрытия при повышенной температуре, что не позволяет использовать ее в конвейерном производстве, например, при защите корпусных деталей и активных частей электронасосов. Кроме того, покрытия с высокими физико-механическими свойствами получаются только при условии введения в композицию печной сажи. При замене ее другими наполнителями не происходит усиления вулканизованного покрытия и оно теряет свои физико-механические и адгезионные свойства. Для предотвращения загрязнения окружающей среды введение печной сажи требует создания специальных участков, а для ее тщательного распределения в композиции необходимо длительное время диспергирования, что осложняет технологический процесс.

Целью изобретения является сокращение времени формирования покрытия при повышенных температурах при сохранении физико-механических свойств покрытия.

Помимо указанной, целью изобретения является упрощение технологического процесса композиции и сокращение времени диспергирования за счет использования неусиливающих светлых наполнителей, которые не столь сильно загрязняют окружающую среды, как печная сажа.

-Поставленная цель достигается тем, что жидкая композиция для эбонитовых покрытий содержит в качестве сополимера гидро- ксилсодержащий сополимер бутадиена и пентадиена-1,3 общей формулы:

НО- СНГСН СН-СН2}-П

{сн2-сн сн-сн-5- он

СН3

где п 10-43. m 6-28,

а в качестве наполнителя минеральный наполнитель, выбранный из группы, включающей тальк, мел, каолин.

При нанесении на вертикальные и потолочные поверхности композиция может дополнительно содержать тиксотропный наполнитель - аэросил в количестве 2-5 мас.ч. на 100 мас.ч. сополимера.

Гидроксилсодержащий сополимер пол0 учают радикальной полимеризацией бута- диента и лентадиена - 1,3 в присутствии гидроперекиси изопропилбензола в качестве инициатора. В отличие от прототипа используемый в данной композиции каучук

5 обладает гидроксильными группами и более

широким соотношением звеньев бутадиена

и пентадиена-1,3: в известном п 30-38,

т 10-22, в предлагаемом п 10-43, .

Ранее этот каучук использовался только

0 в композициях для декоративных лакокрасочных покрытий. Применение этих композиций, структурирующихся на воздухе при 20°С в течение 4-х суток в присутствии 5% сиккативов металлов, для антикоррозион5 ных покрытий не было известно ввиду того, что такие покрытия имеют низкую химическую стойкость (3). Введение неусиливающих минеральных наполнителей (талька, каолина, мела) не приводит к улучшению

0 свойств в сравнении с наполненными системами.

Композицию получают смешением указанных компонентов при небольшом перемешивании вручную или в любой емкости С

5 мешалкой при обычной температуре (18- 22°С) в течение 0.5-1 ч (при массе 20 кг). Так как все компоненты легко распределяются в жидком каучуке, то не требуется длительного их диспергирования при повышенной

0 температуре в специальном оборудовании и создания отдельных участков, как в случае введения печной сажи, что значительно упрощает технологический процесс получения композиции. Композицию наносят на по5 верхность изделия слоем толщиной 1-1,5

мм кистью или шпателем. При разбавлении

композиции бензином или уайт-спиритом

ее можно наносить краскораспылителем.

Для получения покрытия, обладающего

0 свойствами эбонита, достаточно прогреть его 2,5-3 ч при 1250°С, то есть в 2-2,4 раза меньше, чем в случае композиции по прототипу.

Расход композиции при толщине по5 крытия 1 мм 1,3-1,5 кг/м2.

Основные физико-механические свойства пленок определяют по ГОСТ 270-75. Прочность связи покрытий с углеродистой сталью при отрыве определяют по ГОСТ 209-75. Химическую Стойкость пленок оценивают по набуханию их в агрессивных средах при 20°С в течение 15 суток.

Изобретение иллюстрируется примерами. Рецептуры композиций по изобретению приведены в примерах 1-6 таблицы 1. В той же таблице приведены рецептуры композиций на основе сополимера бутадиена и пен- тадиена-1,3 с запредельными соотношениями мономеров в сополимере (примеры 7.8), с запредельными количествами серы (примеры 9,10), ускорителей (примеры 11-12), наполнителей(примеры 13,14), тиксотропной добавки - аэросила (примеры 15,16), композиции, выбранной в качестве прототипа (примеры 17,18).

в контрольном примере 19 приведена рецептура композиции по прототипу, в которой печная сажа заменена на тальк.

В примере 20 опробована предлагаемая композиция, не содержащая наполнителя, а в примерах 21,22 приведены рецептуры композиций лакокрасочного типа на основе гидроксилсодержащего сополимера бутадиена и пентадиена-1,3. отверждаемые путем окислительного структурирования в присутствии сиккатива НФ-1 (нафтенат свинцово-марганцовый).

Свойства отвержденных композиций приведены в таблице 2. Как следует из примеров 1-6. только при использовании в жидкой композиции для получения эбонитовых покрытий гидроксилсодержащего сополимера бутадиена и пентадиена-1,3 указанной формулы удается значительно сократить время формирования покрытия при повышенной температуре (от 6 до 2-2,5 ч при 150°С), упростить технологический процесс получения композиции путем замены сильно загрязняющих окружающую среду трудно диспергируемой печной сажи на легкодиспергируемые светлые наполнители. При этом за 2.5 ч вулканизации при 150°С получаются покрытия с такой же высокой прочностью, адгезией и химической стойкостью, как и при вулканизации композиции, выбранной за прототип в течение 6 часов при 150°С(пример 17). Для сравнения в примере 18 приведены свойства композиции по прототипу, вулканизованной 2,5 ч при 150°С. Как видно, при этом прочность-и адгезия покрытий в 2.5-3 раза меньше, чем у покрытий из предлагаемой композиции. В случае замены в композиции, выбранной за прототип, печной сажи на тальк (пример Т9) даже после 6 ч вулканизации при 150°С свойства покрытия многократно уступают свойствам покрытий из предлагаемой композиции, вулканизованным 2,5 ч при той же температуре. То же наблюдается в случае

отсутствия наполнителя в предлагаемой композиции (пример 20).

Цель изобретения не достигается также при использовании в композиции сополимера бутадиена и пентадиена-1,3 с запредельными соотношениями мономеров (примеры 7,8), запредельных количеств серы (примеры 9.10), ускорителей (примеры 11.12), наполнителей (примеры 13,14).

Из примеров 4-6 следует, что для придания тиксотропности. предотвращения стекания композиции с вертикальных и потолочных поверхностей допустимо вводить 2-5 мас.ч. аэросила, что не ухудшает физико-механических свойств покрытия. При введении 1 мас.ч. аэросила (ниже нижнего предела) свойства не ухудшаются, ко тик- сотропность недостаточна (пример 15), при содержании 6 мас.ч. (выше верхнего предела) композиция не технологична (пример 16).

При окислительном структурировании гидроксилсодержащего сополимера бутадиена и пентадиена-1,3 в присутствии сиккатива НФ-1 получаются низкопрочные, химически не стойкие покрытия как в отсутствие (пример 21). так и в присутствии наполнителя (пример 22).

Экономический эффект от внедрения

композиции ожидается за счет сокращения времени вулканизации более чем в 2 раза, что позволяет использовать композицию в конвейерном производстве, где длительное отверждение недопустимо, из-за чего известная композиция, несмотря на высокие защитные свойства, не могла быть применена Кроме того, благодаря возможности замены пачкающей печной сажи на светлые наполнители не требуется создания специального отделения для ее введения и улучшается экологическая обстановка.

Формула изобретения

с целью сокращения времени формирования покрытия при повышенных температурах при сохранении физико-механических свойств покрытия, композиция содержит в качестве сополимера гидроксилсодержащий сополимер бутадиена и пентадиена-1,3 общей формулы

но- снг-сн сн-сн2}-п Ј снгсн сн-сн

СН3

гдеп 10-43; m 6-28.

а в качестве наполнителя - минеральный наполнитель, выбранный из группы, включающей тальк. мел, каолин, при следующем соотношении компонентов, мас.ч,: Указанный гидроксилсодер- жащий сополимер бутадиена и пентадиена-1,3100 Сера 30-50 Каптакс или альтакс - Дифенилгуанидин1-2

Рецептур композиций

Гидооксилеояермчий е4- лолммео бутадиена н пвн- .)

Минеральный наполнитель, выбранный из группы, включающей тальк, или мел, или каолин

Т в Я и V 1 I

Таблица 2