Способ получения покрытия Советский патент 1993 года по МПК B05D3/10 

. Изобретение относится к области пол- учени полимерных покрытий на основе полиэтилена на стали.

И шестен способ получения покрытий из полиэтилена: на стали путем предварительного нанесения на стальную подложку конве эсионного фосфатного слоя. Поверхность :талй обрабатывают водными растворами фосфорнокислых солей. Обычное фосфа|гирование проводят при температуре 95-99| С, продолжительность процесса 50- 60 . При ускоренном фосфатировании введение в раствор окислителей или оксидов м еталлов сокращает продолжительность процесса до 2-10 мин. При этом эффект повышения водостойкости покрытия достигается за счёт формирования на стали |келезо- йлй/и цинкфосфатных слоев, препятствующих развитию коррозионного процесса под покрытием при действии

ВОДЫ, , . : . . -.; . .. ;.-: :-. - -- - .;

Недостатком способа является низкая начальная адгезионная прочность покрытия на фосфатированной стали. Кроме того, пористость фосфатных слоев требует дополнительной) повышения их защитных свойств

путё м формирования Урнкой полимерной пленки, что достигается пром ьУвк ой фосфатированной поверхности раствором модификатора или ВМС. .

Известен способ получения покрытий из полиэтилена на стали с высокой стабильной адгезионной прочностью путем обработки стали хроматирующей композицией, содержащей SI02.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является рпособ получения покрытий из полиэтилена путем предварительного обезжиривания поверхности металла, обработки ее жирными кислотами в их 1 %-ном растворе в уайт-спирите при 60° С, термообработки подложки при 200° С с последующим удалением физиосорбированной части кислоты экстракцией бензолом и прессованием полиэтиленовой пленки при 155° С. Сформированные по этому способу покрытия имеют высокую адгезионную прочность ( 100 кг/см2), однако после 10 сут экспозиции в воде она снижается примерно на 50%,

Недостатками данного способа являются его иетехнологичность и необходимость

Ч

О

ю

х 00

использования органических растворителей.

Целью изобретения является повышение адгезионной прочности и водостойкости покрытия.

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения покрытия путем обезжиривания стальной подложки, обработки ее раствором модификатора, нанесения порошкообразного полиэтилена и его оплав- ления, в качестве модификатора используют 0,75-1,25%-ный водный раствор моноалкилового эфира малеиновой кислоты и первичных жирных спиртов общей формулы;

Ч.о i ;c-CH cH-cf . -.-Г но XOR

где R - алифатический радикал с Ci-Cs, и обработку ведут при 78-82° С.

. Указанные эфиры при обычных условиях бесцветные маслообразные жидкости, моно-н-алкилмалеинат - кристаллический продукт. Они растворимы в большинстве растворителей, в том числе в воде. Находят применение в органическом синтезе..

и Длина углеводородного радикала в молекуле эфира (Ci-C.e) огтределяетЪго растворимость в воде и вследствие этого степень насыщения образующегося адсорбционного слоя на поверхности металла. С ростом длины углеводородного радикала повышается вероятность образования ненасыщенного монослоя. Моноалкидмалеинаты с небольшим по размерам углеводородным радикалом (Ci-Gi) адсорбируются поли- слойно на поверхности металла, что способствует повышению начальной адгезионной Прочности и водостойкости покрытия.

Обработка стальной поверхности в водном растворе моноэфира при 78-82° С позволяет ускорить процесс солеобразования и сократить время необходимого контакта подложки с раствором модификатора при окунании до 1 мин. При последующей промывке водой на подложке остается только хемосорбированная часть моноэфира. Таким образом, исключается операция экстрагирования органическим растворителем для удаления избытка модификатора по способу, принятому за прототип.

Проведение процесса при указанных условиях позволяет получить покрытия с высокой прочностью начальной адгезионной связи и водостойкостью, несмотря на практически 50%-ное ее снижение через 10 сут экспозиции в воде. Защитное действие мо- ноалкилмалеинатов обусловлено образование полимерных солей непосредственно на

подложке в результате взаимодействия с металлом карбоксильной группы моноэфира. Расплав полиэтилена при формировании покрытия взаимодействует с полимерной пленкой модификатора за счет взаимодиффузии сегментов углеводородных цепей.

Пример, Образцы стали 08 кп (Ст. 3, Ст. 10) обрабатывают по предлагаемой технологии:

обезжиривание в водном растворе щелочной смеси состава (NaaP04, NaOH, Na2C03) при Т 70-90° С, т 1мин;

промывка холодной проточной водой (т

0,3-0,5 мин);

обработка в (0,75-1,25)%-ном водном растворе монометилмалеината при Т 78- 82° С, т 1 мин; промывка водой (Т 50-60° С, ,30,5 мин);

сушка горячим воздухом (Т 50-60° С, т 1-2 мин).

В качестве пленкообразователя используют порошковый полиэтилен низкой плотности. Покрытие формируют при 200° С в течение 10 мин. Эффективность модификации оценивают по начальной адгезионной прочности и водостойкости покрытий после выдержки в дистиллированной воде при

(20±5)° С. Адгезионную прочность определяют отслаиванием покрытия под углом 180° со скоростью (50±5) мм/мин.

Параллельно готовят контрольные образцы, отличающиеся тем, что из предлагаемой технологии исключается обработка подложки моноалкилмалеинатом, а также образцы по прототипу по следующей технологии..

Образцы стали 08 кп обезжиривают

уайт-спиритом, затем погружают в 1%-ный раствор стеариновой кислоты в уайт-спирите при 60° С 1 мин. Выдерживают при 200° С в течение 20 мин и проводят экстракцию бензолом при 70° С в течение 1 ч для удаления физиосорбированной части стеариновой кислоты. Затем на модифицированную подложку наносят порошковый полиэтилен низкой плотности и оплавляют в режиме Т 200° С г 10 мин.

Результаты сравнительных испытаний для предложенного и известного способов представлены в табл.1.

П р и м е р 2. Стальную подложку обрабатывают, как описано в примере 1.

В качестве модификатора используют моноэтиловый .эфир малеиновой кислоты. Формирование покрытия из порошкового полиэтилена низкой плотности проводят

при 200° С в течение 10 мин. Свойства полученных покрытий приведены в табл.2.

При м е рЗ. Обработку стальной поверхности осуществляют, как описано в примере 1. В качестве модификатора используют моно -н-бутиловый эфир малеиновой кислоты. Покрытие из полиэтилена наносят и оце- н ив slot адгезионные свойства покрытий по технологии, описанной.в примере 1.

Свойства покрытий приведены в табл.З.

П р и м е р 4. Обработку образцов стали осуществляют, как описано в примере 1. В качес тве модификатора используют моно-н- гекс1 ловый эфир малеиновой кислоты. Нанесение покрытия из полиэтилена и оценку его . дгезионных свойств проводят, как в призере 1.

Свойства полученных покрытий приведены в табл.4.

р и м е р 5. Обработку стали проводят, как списано в примере 1. В качестве модификгЭфир

тора используют моно-н-октиловый малеиновой кислоты. Нанесение покрытия из полиэтилена и оценку адгезион- ных свойств проводят; как показано в призере .1,

Свойства полученных покрытий приведены табл.5.

П р и м е р 6. Обработку стальных образцов проводят, как описано в примере 1. В качестве раствора модификатора используют 1,0%-ный раствор моно-н-децилового эфира малеиновой кислоты (R Сю), а также 0,5иМ,5%-ные растворы моно-н-бутилового эфирна малеиновой кислоты. Покрытие из полиэтилена наносят и определяют адгезионные показатели как описано в примере 1.

Параллельно готовят контрольные образцы, отличающиеся тем, что из предлага- eMoiji технологии исключается обработка подл|ожки монралкилмалейнатом, а также обрфцы по прототипу по следующей технологи,

Образцы стали 08КП обезжиривают уайт-спиритом, затем погружают в 1,0%- ный раствор стеариновой кислоты в уайт- спирите при 60° С на 1 мин. Выдерживают

при 200° С в течение 20 мин и проводят экстракцию бензолом при 70° С в течение 1 ч для удаления физиосорбированной части стеариновой кислоты. Затем на модифицированную подложку наносят порошковый

полиэтилен и оплавляют в режиме Т 200° С, г 10 мин.

. Свойства полученных покрытий приведены в-,табл.6.

Пример, Обработку стальных образцов проводят по предлагаемой технологии. В качестве модификатора используют моно- бутиловый эфир малеиновой кислоты в виде 1 %-ного водного раствора. В качестве материала покрытия используют полиэтилен высокой плотности. Покрытие формируют при 200° С в течение 10 мин, Адгезионную прочность полученных покрытий определяют, как описано в примере 1.

Параллельно получают покрытия с использованием в качестве пленк ообразова- теля полиэтилена высокой плотности на контрольных образцах, отличающихся тем, что из предлагаемой технологии исключается обработка раствором модификатора, и

образцы по прототипу по технологии, приведенной в примере 1. Покрытия оплавляют в режиме Т 200° С, г 10 мим. Свойства полученных покрытий приведены в табл.7. Примере. Обработку стальных образцов проводят, как описано в примере 1. В качестве раствора модификатора используют 1,0%-ный раствор монобутилмалеината, варьируя время погружения образцов в раствор модификатора. Покрытие из полиэтилена низкой плотности формируют и определяют адгезиониые показатели, как описано в примере 1.

Свойства полученных покрытий приведены в табл.8.

Сущность изобретения: обезжиренную стальную подложку обрабатывают 0,75- 1,25%-ным раствором моноэфира общей формулы С/5Нз04Р i(R Ci-C8)/ при 78-82° С в течение 9,5-10,5 мин, наносят на нее порошкообразный полиэтилен,который затем оплавляют. 8 табл.

Формула изобретения Способ получения покрытия путем обезжиривания стальной подложки, обработки ее раствором модификатора, нанесения порошкообразного полиэтилена и его оплйвления, отличающийся тем, что, с цеЛыо повышения адгезионной прочности и водостойкости покрытия, в качестве моди- фикаЧора используют 0,75-1,25%-ный водный раствор моноалкилового эфира

малеиновой кислоты и первичного жирного спирта общей формулы

C-CH CH-cf°

; ночоа

где R- алифатический радикал с Ci-Св, и обработку ведут при 78-82° С в течение 9,5-10,5 мин.

Таблица 1

Таблица 2

Т а б л и ц а 3

Таблица 4

Таблица 5

Таблица 6

Таблица 7

Таблица 8