PL164284B1 - Kompozycja do nanoszenia organicznych powłok ochronnych metodą zanurzeniowo-chemiczną - Google Patents

Abstract

Kompozycja do nanoszenia organicznych powłok ochronnych metodą zanurzeniowochemiczną, będąca wodną dyspersją polimerów oraz zawierająca kwasy, utleniacze i środki pomocnicze, znamienna tym, że składa się z 2-50 części wagowych kopolimeru lub terpolimeru otrzymanego z udziałem co najmniej jednego monomeru posiadającego grupę karboksylową, 0,1-5 części wagowych żywic alkilosilikonowych, 0,1-10 części wagowych kwasu ortofosforowego, 0,05-3 części wagowych nadtlenku wodoru, 0,01-10 części wagowych kwasu karboksylowego o co najmniej czterech atomach węgla w łańcuchu i/lub kwasu sulfonowego i/lub kwasu sulfono- karboksylowego i/lub pochodnych tych kwasów i wodę w ilości uzupełniającej do 100 części wagowych.

Description

Przedmiotem wynalazku jest kompozycja do nanoszenia organicznych powłok ochronnych metodą zanurzeniowo-chemiczną. Za pomocą materiału powłokowego wytwarza się eiezatwalee w wodzie powłoki polimerowe. Powłoki powstają są powierzchni po zanurzeniu w materiale powłokowym. Powłoki wytwarza się na powierzchni stopów żelaza, zwłaszcza stali i stopów cynku a także na powierzchni

164 284 metali pokrytych powłoką konwersyjną, np. fosforanową. Jony metalu powstające w wyniku rozpuszczania się powierzchniowej warstwy metalu powodują koagulację polimeru na powierzchni metalowej. Grubość i masa powłoki wzrasta wraz z czasem zanurzania metalu w materiale powłokowym co różni metodę zanurzeniowo-chemiczną od metody zanurzeniowej otrzymywania powłoki za pomocą konwencjonalnego materiału malarskiego.

Znane są wodne materiały do otrzymywania organicznych powłok ochronnych.

Z opisu patentowego St. Zj. Ameryki nr 1 349 827 znany jest sposób otrzymywania powłoki i skład kompozycji zawierającej polimer w postaci wodnej dyspersji, np. lateks butadienowo-styrenowy, utleniacz - szczególnie wodę utlenioną, jony fluorkowe - szczególnie kwas fluorowodorowy oraz pigment, korzystnie w postaci pasty. Wadami tego materiału jest konieczność okresowego usuwania jonów żelaza powodujących jego destabilizację.

Z opisu patentowego RFN nr 2 638 712 i polskiego opisu patentowego nr 111 106 znany jest sposób otrzymywania powłoki na powierzchniach metalowych z kompozycji powłokowej, zawierającej polimer, fluorek żelaza, kwas fluorowodorowy i pigment lub barwnik oraz wodę utlenioną.

Mieszanina ta nie wymaga okresowego usuwania żelaza. Wadą tej kompozycji jest to, że powłoki otrzymywane z niej charakteryzują się dużą chropowatością powierzchni a korzystne właściwości ochronne uzyskuje się tylko wtedy, gdy polimer otrzymuje się przez kopolimeryzację następujących monomerów: butadienu, styrenu, chlorku winylidenu oraz kwasu metakrylowego. W skład kompozycji wchodzi kwas fluorowodorowy, który jest agresywny chemicznie i szkodliwy dla ludzi i środowiska.

Znany jest z patentu ZSRR nr 1 004 432 skład kompozycji, do nakładania powłok zawierającej karboksylowany lateks butadienowo-styrenowy, dyspergator, zagęstnik, kwas ortofosforowy, pigment nieorganiczny oraz dwuetanoloaminową sól 2-etyloheksylenowego estru kwasu alkilofosforowego. Powłoki z tej kompozycji nakładać można wyłącznie na powierzchnie stalowe pokryte grubokrystaliczną powłoką fosforanową.

Celem wynalazku jest opracowanie materiału powłokowego do nanoszenia powłok metodą zanurzeniowo-chemiczną nie wykazującego wad znanych kompozycji powłokowych.

Materiał powłokowy do nanoszenia organicznych powłok ochronnych metodą zanurzeniowo-chemiczną, będący wodną dyspersją polimerów oraz zawierający kwasy, utleniacze i środki pomocnicze, według istoty wynalazku charakteryzuje się tym, że składa się z 2-50 części wagowych kopolimeru lub terpolimeru otrzymanego z udziałem co najmniej jednego monomeru posiadającego grupę karboksylową, 0,1-5 części wagowych żywic alkilosilikonowych, 0,1-10 części wagowych kwasu ortofosforowego, 0,05-3 części wagowych nadtlenku wodoru, 0,01-10 części wagowych kwasu karboksylowego o co najmniej czterech atomach węgla w łańcuchu i/lub kwasu sulfonowego i/lub kwasu sulfono-karboksylowego i/lub pochodnych tych kwasów i wodę w ilości uzupełniającej do 100 części wagowych .

Materiał powłokowy według wynalazku może dodatkwo zawierać 0,1-20 części wagowych pigmentów lub barwników.

Korzystnie jest jeśli materiał powłokowy zawiera dodatkowo 0,1-5 części wagowych taniny lub odpowiedniej ilości ekstraktu roślinnego zawierającego 0,1-5 części wagowych taniny.

Wskazane jest gdy materiał powłokowy zawiera dodaakowo kwas alginowy lut) jjgo sole wapniowe w ilości 0,01-0,5 części wagowych.

Wskazane jest aby materiał powłokowy zawierał pigmenty nieorganiczne nierozpuszczalne przy pH 4.

Korzystnie jest w pewnych przypadkach gdy materiał powłokowy zawiera dodatkowo 0,4-10 części wagowych zagęstnika odpornego na środowisko kwasowe, zwłaszcza bentonu i/lub karboksymetylocelulozy.

Materiał według wynalazku może zawierać dodatkowo 0,4-10 części wagowych wypełniaczy.

Wskazane jest według wynalazku aby kopolimer lub terpolimer składał się z utworzonych przez kopolimeryzację 30-70 części wagowych sprzężonego dienu, zwłaszcza butadienu, 20—70 cz. wag. związków winylowych, zwłaszcza styrenu i/lub chlorku winylu i/lub chlorku winylidenu i 0,5-10 cz. wag. nienasyconych kwasów jedno i/lub wielokarboksylowych o 3-15 atomach węgla w łańcuchu i/lub ich pochodnych, zwłaszcza kwasu akrylowego, metakrylowego lub monoestrów kwasu maleinowego.

164 28P

Korzystne jest aby wielkocząsteczkowe związki alkilosilikonowe występowały w postaci emulsji wodnej.

Wskazane jest aby jako pigmenty, materiał powłokowy zawierał dwutlenek tytanu, czerwień Żelazową, tlenek chromu lub sadzę.

Korzystne jest, aby wielkość co najmniej 80% wszystkich cząstek pigmentów była mniejsza od 20 pm.

Z pigmentów stałych sporządza się pastę pigmentową przez zdyspergowanie ich w wodzie przy pomocy znanych dyspergatorów korzystnie niejonowych i/lub anionowych.

Kwas ortofosforowy i wodę utlenioną można dodawać do materiału oddzielnie lub jako mieszaninę w odpowiednim stosunku zawartości obu składników.

Zgodnie z wynalazkiem wskazane jest aby materiał powłokowy, jako kwas karboksylowy o co najmniej czterech atomach węgla w łańcuchu zawierał kwas adypinowy, jako kwas sulfonowy zawierał kwas p-toluenosulfonowy, jako kwas sulfonokarboksylowy zawierał kwas sulfosalicylowy a jako pochodne tych kwasów zawierał pochodną kwasu sulfosalicylowego, zwłaszcza salicyloanilid.

Materiał wykazuje szereg zalet w stosunku do dotychczas znanych podobnych kompozycji. Powłoki można nakładać nie tylko na powierzchnie metalowe ze stali i cynku, ale także na powierzchnie stalowe i cynkowe fosforanowane. Powłoki są gładkie, bez chropowatości i o równomiernej grubości na całej powierzchni.

Materiał poza uzupełnianiem wyczerpujących się w trakcie eksploatacji składników nie wymaga dodatkowej regeneracji.

Przedmiot wynalazku jest pokazany w przykładzie wykonania.

Przykład I. Sporządzono materiał powłokowy składający się z 20 kg dyspersji kopolimeru butadienowo-styrenowego karboksylowego, 4 kg dyspersji żywicy alkilosilikonowej, 1,7 kg kwasu ortofosforowego, 1,8 kg wody utlenionej, 1 kg czerni poloprintowej B, 1 kg kwasu sulfosalicylowego i wody destylowanej do łącznej masy 100 kg.

Nakładano powłokę przez zanurzenie w materiale powłokowym. Powłokę suszono przez 10 min. w temp. 110°C a następnie przez 20 min. w temp. 180°C. Oznaczono chropowatość powłoki obliczając Rz z profilogramu wykonanego urządzeniem Taylora Hobsona, która wynosiła 4,2 pm.

Nasiąkliwość powłoki wodą oznaczona wg PN-76/C-81521 wynosiła 0,82% a odporność na działanie mgły 5%,roztworu NaCl oznaczana wg PN-76/C-81523 wynosiła 120 godz.

Odmianą materiału powłokowego opisanego w przykładzie I jest materiał zawierający dodatkowo taninę.

Przykład U. Sporządzono materiał powłokowy w ten sposób, że 2,3 kg mieszaniny składającej się z 6,5 kg lateksu butadienowo-styrenowego karboksylowanego, 2,5 kg emulsji żywicy alkilosilikonowej Silak ME-11 oraz 0,4 kg czerni poloprintowej BN, 0,1 kg taniny mimozowej zmieszano z 0,4 kg kwasu ortofosforowego, 0,1 kg wody utlenionej, 0,1 kg kwasu adypinowego i wodą destylowaną - 3,1 kg. Nakładana powłoki, które suszono w temp. 110*C przez 10 min. a następnie w temp. 180°C przez 20 min. Oznaczano chropowatość powłoki obliczając Rz z profilogramu wykonanego urządzeniem Taylora Hobsona, która wynosiła 3,8 pm. Nasiąkliwość powłoki wodą oznaczona wg PN-76/C-81221 wynosiła 0,85% a odporność na działanie mgły 5% roztworu NaCl oznaczana wg PN-76/C-81523 240 godz.

Odmianą materiału opisanego w przykładzie I jest materiał zawierający zagęstnik trwały w kwaśnym środowisku np. karboksymetylocelulozę.

Przykład III . Sporządzono materiał powłokowy składający się z 4,0 kg lateksu butadienowo-styrenowego karboksylowanego 0,5 kg emulsji oleju alkilosilikonowego, 0,3 kg kwasu ortofosforowego, 0,18 kg wody utlenionej, 0,05 kg czerni poloprintowej BN, 1 cz. wag. rutylu, 0,1 kg kwasu p-toluenosulfonowego, 0,5 kg Glikocelu AS-2 oraz wody destylowanej do łącznej masy 10 kg. Nakładano powłoki, które suszono w temp. 105°C przez 10 min. a następnie w temp. 170°C przez 20 min. Wykonano oznaczenia właściwości powłok. Wyniki pokazane są w tabeli.

164 284

Tabela

Lp.	Właściwości	Metody badań	Oznaczone wielkości
1	2	3	4
1	Grubość, pm	PN-74/C-81515	25
2	Przyczepność, stopień	PN-8O/C-81523	1
3	Tłoczność, mm	PN-75/C-81529	10,5
4	Nasiąkliwość, %	PN-76/C-81521	0,90
5	Odporność na działanie mgły 5% NaCl, godz.	PN-76/C-81523	186

164 284

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 10 000 zł

Claims (12)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Kompozycja do nanoszenia organicznych powłok ochronnych metodą zanurzeniowo-chemiczną, będąca wodną dyspersją polimerów oraz zawierająca kwasy, utleniacze i środki pomocnicze, znamienna tym, że składa się z 2-50 części wagowych kopolimeru lub terpolimeru otrzymanego z udziałem co najmniej jednego monomeru posiadającego grupę karboksylową, 0,1-5 części wagowych żywic alkilosilikonowyeh, 0,1-10 części wagowych kwasu ortofosforowego, 0,05-3 części wagowych nadtlenku wodoru, 0,01-10 części wagowych kwasu karboksylowego o co najmniej czterech atomach węgla w łańcuchu i/lub kwasu sulfonowego i/lub kwasu sulfono-karboksylowego i/lub pochodnych tych kwasów i wodę w ilości uzupełniającej do 100 części wagowych.
2. 2. Kompozycja weełuu zastrz. 1 , znamienn a tym , ż e a dddatkow o 0,1-20 części wagowych pigmentów lub barwników.
3. 3. Kompozycja według zastrz. 1, znarnienn a y y i, le wiwieia dodktwoio 0,1-5 części wagowych taniny lub odpowiedniej ilości ekstraktu roślinnego zawierającego 0,1-5 części wagowych taniny.
4. 4. Kompozycja zastrz. 1, znamienn a yyi, le wiwraia dndateolo awas alginowy lub jego sole wapniowe w ilości 0,01-0,5 części wagowych.
5. 5. Kompozycja wwIIuu zastrz. 1, zumiecHU a yyi, że zawlera pigmenty nieorganiczne nierozpuszczalne przy pH <44.
6. 6. Kompozycja według zastrz. 1, zamiecon a yyi, 1e emwinra bodeow^c 0-1-10 części wagowych zagęstnika odpornego na środowisko kwasowe korzystnie bentonu i/lub karboksymetylocelulozy.
7. 7. Kompazycja według zastrz. 1, znamienn a y y 1, 1e wawrara dodatetl□ 0-1010 części wagowych wypełniaczy.
8. 8. Kompozycji według zawtrz. 1, enamienn a y y 1, 1e r Uib retpmalier składa się z cząstek wytworzonych przez ^polimeryzację 30-70 części wagowych sprzężonego dienu, zwłaszcza butadienu z 20-70 częściami wagowymi związków winylowych, zwłaszcza styrenu i/lub chlorku winylu i/lub chlorku wietlidenu i 0,5-10 częściami wagowymi nienasyconych kwasów jednoi/lub wlllokarboksylowych o 3-15 atomach węgla w łańcuchu i/lub pochodnych tych kwasów, zwłaszcza kwasu akrylowego, metakrylowego lub monoestrów kwasu maleinowego.
9. 9. Kompozycja według zastrz. 1, enamienn a t y 1, 1e wicI1e amktSosiltnoeewe zawiera w postaci emulsji wodnej.
10. 10. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że jako pigmenty zawiera dwutlenek tytanu, czerwień żelazową, tlenek chromu lub sadzę.
11. 11. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że co najmniej 80% masy pigmentów ma cząstki mniejsze od 20 pm.
12. 12. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że jako kwas karboksylowy o co najmniej czterech atomach węgla w łańcuchu zaeilrn kwas adypinowy, jako kwas sulfonowy zawiera kwas p-doluenosulfonowy, jako kwas wulftntkarbokstltwt zawiera kwas sulfowalictlowt a jako pochodne tych kwasów zawiera pochodną kwasu wulfosnlicyloeego, zwłaszcza snlictloaeilid.

    * * *