PL232293B1 - Sposób wytwarzania warstwy sczepnej na podłożu z metalu lub stopu nieżelaznego, szkła lub tworzywa sztucznego - Google Patents

Sposób wytwarzania warstwy sczepnej na podłożu z metalu lub stopu nieżelaznego, szkła lub tworzywa sztucznego

Info

Publication number
PL232293B1
PL232293B1 PL419816A PL41981616A PL232293B1 PL 232293 B1 PL232293 B1 PL 232293B1 PL 419816 A PL419816 A PL 419816A PL 41981616 A PL41981616 A PL 41981616A PL 232293 B1 PL232293 B1 PL 232293B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
aluminosilicate
acid
manufacturing
substrate
groups
Prior art date
Application number
PL419816A
Other languages
English (en)
Other versions
PL419816A1 (pl
Inventor
Krzysztof Kowalczyk
Agnieszka Kowalczyk
Original Assignee
Zachodniopomorski Univ Technologiczny W Szczecinie
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zachodniopomorski Univ Technologiczny W Szczecinie filed Critical Zachodniopomorski Univ Technologiczny W Szczecinie
Priority to PL419816A priority Critical patent/PL232293B1/pl
Publication of PL419816A1 publication Critical patent/PL419816A1/pl
Publication of PL232293B1 publication Critical patent/PL232293B1/pl

Links

Landscapes

  • Laminated Bodies (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest sposób wytwarzania warstwy szczepnej na podłożu z metalu lub stopu nieżelaznego, szkła lub tworzywa sztucznego, polegający na wytworzeniu warstwy organosilanowej z glinokrzemianem, który charakteryzuje się tym, że alkoksysilan i/lub jego ester, oba zawierające co najmniej jedną protonowaną grupę aminową i/lub czwartorzędową grupę oniową, korzystnie czwartorzędową grupę amoniową, nanosi się na podłoże i suszy w temperaturze od 0°C do 240°C, a następnie na warstwę organosilanową nanosi się glinokrzemian w temperaturze od 10°C do 90°C. Stosunek sumy protonowanych grup aminowych i/lub czwartorzędowych grup oniowych do sumy wszystkich grup silanowych w warstwie organosilanowej nie przekracza 5 : 1. Glinokrzemian stosuje się w postaci zawiesiny wodnej lub wodno - rozpuszczalnikowej o stężeniu od 0,1 do 10% wagowych. Inny sposób charakteryzuje się tym, że alkoksysilan, zawierający co najmniej jedną grupę aminową, nanosi się na podłoże i suszy w temperaturze od 0°C do 240°C, następnie grupę aminową protonuje się kwasem organicznym i/lub nieorganicznym. Na otrzymaną warstwę organosilanową nanosi się glinokrzemian w temperaturze od 10°C do 90°C. Stosunek sumy protonowanych grup aminowych do sumy wszystkich grup silanowych w warstwie organosilanowej nie przekracza 5 : 1. Glinokrzemian stosuje się w postaci zawiesiny wodnej lub wodno - rozpuszczalnikowej o stężeniu od 0,1 do 10% wagowych.

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku są sposoby wytwarzania warstwy sczepnej na podłożu z metalu lub stopu nieżelaznego, szkła lub tworzywa sztucznego. Warstwa sczepna podwyższa adhezję pomiędzy podłożem a kompozycjami polimerowymi (np. powłokami malarskimi i klejami). Jako metale nieżelazne traktuje się metale inne niż żelazo (np. aluminium, cynk) oraz stopy niezawierające znaczących ilości żelaza (duraluminium, mosiądz).
Przyczepność powłoki organicznej (farby, lakieru) lub kleju do podłoża malowanego/klejonego jest podstawowym parametrem określającym przydatności danego materiału do zastosowania praktycznego. Przyczepność powłok i spoin klejowych do różnych podłoży można podwyższyć stosując specjalne dodatki do kompozycji powłokowej lub klejowej (tzw. promotory adhezji) i/lub stosując modyfikację powierzchni pokrywanego materiału. Jako promotory adhezji wykorzystuje się substancje zmniejszające napięcie powierzchniowe spoiwa (tj. poprawiające zwilżalność podłoża), nano- i mikrocząstkowe napełniacze mineralne i syntetyczne umożliwiające mechaniczne zakotwienie materiału w nierównościach podłoża oraz substancje wchodzące w reakcje chemiczne z materiałem podłoża (tytaniany i cyrkoniany, alkoksysilany, organiczne pochodne kwasu fosforowego). Natomiast modyfikacja samej powierzchni podłoża, przed malowaniem lub klejeniem, może obejmować jej obróbkę mechaniczną w celu zwiększenia chropowatości, lub obróbkę chemiczną, w efekcie której wytwarza się nieorganiczną warstwę sczepną (np. chromianowanie, fosforanowanie). Możliwe jest także pokrycie podłoża cienką warstwą niektórych promotorów adhezji lub substancji polimerycznych wykazującą wysoką przyczepność zarówno do podłoża jak i docelowej powłoki lub kleju.
Alkoksysilany są związkami stosowanymi powszechnie do wytwarzania powierzchniowych warstw sczepnych na różnych podłożach nieorganicznych (np. na szkle, minerałach, aluminium i jego stopach) i organicznych (polimerach/tworzywach sztucznych). Powodują one poprawę zwilżalności modyfikowanego podłoża i wzrost przyczepności do niego powłok organicznych, klejów, a także matrycy polimerowej (w wypadku kompozytów polimerowych zawierających napełniacz lub wzmocnienie pokrytymi alkoksysilanami). Mechanizm tworzenia warstw sczepnych obejmuje reakcje hydrolizy grup alkoksylowych (głównie metoksylowych lub etoksylowych) z wytworzeniem silanoli oraz ich kondensację między sobą oraz z grupami hydroksylowymi podłoża. W efekcie tworzy się warstwa silanowa zawierająca głównie wiązania siloksanowe oraz wiązania eterowe pomiędzy krzemem a materiałem podłoża. Czasami, w zastępstwie alkoksysilanów stosuje się także estry octanowe alkoksysilanów/silanoli. Istnieje wiele doniesień literaturowych i patentowych dotyczących wytwarzania krzemoorganicznych (organosilanowych) warstw sczepnych, m.in.: J. Bieleman, Additives for Coatings, Willey-VCH, Weinheim 2000; E. Petrie, Handbook of Adhesives and Sealants, McGraw-Hill Comp., Nowy Jork 2007; A. Miller, J. Berg, Compos A, 34, 2003, 327; E. Metwalli et al, J. Coll. Inter. Sci 298, 2006, 825; patent JPS62155977, patent RU2515408. Spośród stosowanych silanów wyróżnić można funkcjonalizowane alkoksysilany zawierające np. grupy epoksydowe lub aminowe. Jakkolwiek stosuje się w praktyce laboratoryjnej i przemysłowej przyłączanie - na drodze wymiany jonowej - soli oniowych do powierzchni cząstek naturalnych i syntetycznych glinokrzemianów, np. montmorylonitu (PL212831, US5760106), to brak jest doniesień nt. przyłączania glinokrzemianów do powierzchni krzemoorganicznych warstw sczepnych zawierających protonowane grupy aminowe lub czwartorzędowe grupy amoniowe. Wydaje się, że obecność nanometrycznych cząstek glinokrzemianu (np. montmorylonitu, saponitu, hektorytu, sepiolitu), zaadsorbowanych na powierzchni powłoki krzemoorganicznej, spowoduje wzrost jej powierzchni właściwej, a przez to poprawę przyczepności do niej polimerowych kompozycji adhezyjnych.
Sposób wytwarzania warstwy sczepnej na podłożu z metalu lub stopu nieżelaznego, szkła lub tworzywa sztucznego, według wynalazku, polegający na wytworzeniu warstwy organosilanowej z glinokrzemianem, charakteryzuje się tym, że alkoksysilan i/lub jego ester, oba zawierające co najmniej jedną protonowaną grupę aminową i/lub czwartorzędową grupę oniową, korzystnie czwartorzędową grupę amoniową, nanosi się na podłoże i suszy w temperaturze od 0°C do 240°C, a następnie na warstwę organosilanową nanosi się glinokrzemian w temperaturze od 10°C do 90°C. Stosunek sumy protonowanych grup aminowych i/lub czwartorzędowych grup oniowych do sumy wszystkich grup silanowych w warstwie organosilanowej nie przekracza 5:1. Glinokrzemian stosuje się w postaci zawiesiny wodnej lub wodno-rozpuszczalnikowej o stężeniu od 0,1 do 10% wagowych. Wytworzenie powłoki organosilanowej na podłożu, polega na reakcji hydrolizy i kondensacji alkoksy silanu i/lub jego estru, w tym z grupami hydroksylowymi znajdującymi się na powierzchni podłoża. Sposób wytwarzania warstwy sczepnej obejmuje wytworzenie na danym podłożu powłoki organosilanowej, zawierającej protonowane grupy
PL 232 293 B1 aminowe i/lub czwartorzędowe grupy oniowe, oraz elektrostatyczne zaadsorbowanie na jej powierzchni naturalnego i/lub syntetycznego glinokrzemianu.
W sposobie stosuje się alkoksysilan z grupami aminowymi protonowanymi kwasem mono-, dii/lub trikarboksylowym (w tym kwasem hydroksykarboksylowym) i/lub kwasem nieorganicznym. Korzystnie stosuje się kwas mrówkowy, octowy, propionowy, masłowy, walerianowy, stearynowy, szczawiowy, malonowy, bursztynowy, benzoesowy, salicylowy cytrynowy, ortofosforowy, azotowy, siarkowy i/lub borowy. Alkoksysilan, zawierający protonowaną grupę aminową i/lub czwartorzędową grupę oniową, może być stosowany w postaci estru otrzymanego w reakcji alkoksysilanu z kwasem organicznym i/lub nieorganicznym, np. z kwasem mrówkowym, octowym, propionowym, masłowym, walerianowym, stearynowym, szczawiowym, malonowym, bursztynowym, benzoesowym, salicylowym, cytrynowym, ortofosforowym, azotowym, siarkowym i/lub borowym.
W sposobie można, obok alkoksysilanu i/lub estru z protonowaną grupą aminową i/lub czwartorzędową grupą oniową stosować również inne silany, w tym funkcjonalizowane zawierające grupy aminowe i/lub epoksydowe i/lub (met)akrylowe i/lub ureidowe i/lub merkaptanowe i/lub tiocyjanianowe i/lub winylowe, i/lub ich estry. Wytwarzanie powłoki organosilanowej, według wynalazku, może dodatkowo obejmować reakcje chemiczne między grupami funkcyjnymi alkoksysilanów i/lub ich estrów i/lub podłoża, np. pomiędzy grupami aminowymi, epoksydowymi, (met)akrylowymi, merkaptanowymi, tiocyjanianowymi, winylowymi, izocyjanianowymi i/lub hydroksylowymi.
Alkoksysilany i/lub ich estry, przed naniesieniem na podłoże miesza się z wodą i/lub rozpuszczalnikiem organicznym.
Stosuje się w estry alkoksysilanów, uzyskane w reakcji alkoksysilanu z kwasem mrówkowym i/lub octowym i/lub propionowym i/lub masłowym i/lub walerianowym i/lub stearynowymi i/lub szczawiowym i/lub malonowym i/lub bursztynowym i/lub benzoesowym i/lub salicylowym i/lub cytrynowym i/lub ortofosforowym i/lub azotowym i/lub siarkowym i/lub borowym.
Korzystnie stosuje się alkoksysilany z grupy metoksy- i/lub etoksysilanów zawierających podstawniki alifatyczne i/lub cykliczne i/lub aromatyczne.
W sposobie stosuje się naturalne i/lub syntetyczne glinokrzemiany zawierające zaadsorbowane elektrostatycznie kationy nieorganiczne i/lub kationy oniowe z organicznymi podstawnikami alifatycznymi i/lub cyklicznymi i/lub aromatycznymi. Kationy te są zdolne do reakcji wymiany jonowej z protonowanymi grupami aminowymi i/lub czwartorzędowymi grupami oniowymi znajdującymi się na powierzchni powłoki organosilanowej.
Korzystnie stosuje się zawiesinę wodną montmorylonitu zawierającego zaadsorbowane elektrostatycznie kationy nieorganiczne (np. sodowy, wapniowy, strontowy, cerowy, cynkowy) i/lub kationy oniowe (np. protonowane grupy aminowe, czwartorzędowe kationy amoniowe i fosfoniowe), w tym wykazujące właściwości inhibitowania korozji podłoża. Korzystnie stosuje się glinokrzemian niepoddany suszeniu po procesie wymiany jonowej.
W sposobie zarówno alkoksysilany i/lub ich estry, jak i glinokrzemian nanosi się dowolną metodą aplikacji materiałów malarskich, korzystnie przez zanurzenie lub malowanie pędzlem czy wałkiem, lub natrysk.
Warstwa sczepna może zawierać katalizatory metaloorganiczne oraz organiczne i/lub nieorganiczne inhibitory korozji podłoża, które wprowadza się jako dodatek do alkoksysilanów. Ich dodatek nie wpływa na mechanizm wytwarzania warstwy sczepnej, a jedynie na szybkość wytwarzania i/lub właściwości uzyskanej warstwy.
Inny sposób wytwarzania warstwy sczepnej na podłożu z metalu lub stopu nieżelaznego, szkła lub tworzywa sztucznego, według wynalazku, polegający na wytworzeniu warstwy organosilanowej z glinokrzemianem, charakteryzuje się tym, że alkoksysilan, zawierający co najmniej jedną grupę aminową, nanosi się na podłoże i suszy w temperaturze od 0°C do 240°C, następnie grupę aminową protonuje się kwasem organicznym i/lub nieorganicznym, po czym na otrzymaną warstwę organosilanową nanosi się glinokrzemian w temperaturze od 10°C do 90°C. Wytworzenie powłoki organosilanowej na podłożu, polega na reakcji hydrolizy i kondensacji alkoksysilanu, w tym z grupami hydroksylowymi znajdującymi się na powierzchni podłoża. Stosunek sumy protonowanych grup aminowych do sumy wszystkich grup silanowych w warstwie organosilanowej nie przekracza 5:1. Glinokrzemian stosuje się w postaci zawiesiny wodnej lub wodno-rozpuszczalnikowej o stężeniu od 0,1 do 10% wagowych. Sposób wytwarzania warstwy sczepnej obejmuje wytworzenie na danym podłożu powłoki organosilanowej, zawierającej grupy aminowe, protonowanie grup aminowych znajdujących się na powierzchni powłoki oraz elektrostatyczne zaadsorbowanie na jej powierzchni naturalnego i/lub syntetycznego glinokrzemianu.
PL 232 293 B1
Jako kwasy protonujące grupę aminową stosuje się kwasy mono- di- i/lub trikarboksylowe, w tym kwasy hydroksykarboksylowe (np. kwas mrówkowy, octowy, propionowy, masłowy, Walerianowy, stearynowy, szczawiowy, malonowy, bursztynowy, benzoesowy, salicylowy, cytrynowy) i/lub kwasy nieorganiczne (np. ortofosforowy, azotowy, siarkowy, borowy).
W sposobie można, obok alkoksysilanów z grupami aminowymi, stosować również inne silany, w tym funkcjonalizowane alkoksysilany zawierające grupy epoksydowe i/lub (met)akrylowe i/lub ureidowe i/lub merkaptanowe i/lub tiocyjanianowe i/lub winylowe i/lub czwartorzędowe grupy oniowe, i/lub ich estry z kwasami mono-, di- i/lub trikarboksylowymi i/lub kwasami nieorganicznymi. Funkcjonalizowane silany, wchodzące w skład powłoki organosilanowej, mogą być połączone ze sobą i/lub materiałem podłoża z wykorzystaniem grup funkcyjnych, tj. grup aminowych, epoksydowych, hydroksylowych, (met)akrylowych, merkaptanowych, tiocyjanianowych, winylowych i/lub izocyjanianowych.
Korzystnie alkoksysilany, przed naniesieniem na podłoże miesza się z wodą i/lub rozpuszczalnikiem organicznym.
Korzystnie stosuje się alkoksysilany z grupy metoksy- i/lub etoksysilanów zawierających podstawniki alifatyczne i/lub cykliczne i/lub aromatyczne.
W sposobie stosuje się naturalne i/lub syntetyczne glinokrzemiany zawierające zaadsorbowane elektrostatycznie kationy nieorganiczne i/lub kationy oniowe z organicznymi podstawnikami alifatycznymi i/lub cyklicznymi i/lub aromatycznymi. Kationy te są zdolne do reakcji wymiany jonowej z protonowanymi grupami aminowymi i ewentualnie z czwartorzędowymi grupami oniowymi z alkoksysilanu znajdującymi się na powierzchni powłoki organosilanowej.
Korzystnie stosuje się zawiesinę wodną montmorylonitu zawierającego zaadsorbowane elektrostatycznie kationy nieorganiczne (np. sodowy, wapniowy, strontowy, cerowy, cynkowy) i/lub kationy oniowe z podstawnikami organicznymi (np. protonowane grupy aminowe, czwartorzędowe kationy amoniowe i fosfoniowe), w tym wykazujące właściwości inhibitowania korozji podłoża.
Korzystnie stosuje się glinokrzemian niepoddany suszeniu po procesie wymiany jonowej.
W sposobie zarówno alkoksysilan jak i glinokrzemian nanosi się dowolną metodą aplikacji materiałów malarskich, korzystnie przez zanurzenie, malowanie pędzlem czy wałkiem, lub natrysk.
Warstwa sczepna może zawierać katalizatory metaloorganiczne oraz organiczne i/lub nieorganiczne inhibitory korozji podłoża, które wprowadza się jako dodatek do alkoksysilanów. Ich dodatek nie wpływa na mechanizm wytwarzania warstwy sczepnej, a jedynie na szybkość wytwarzania i/lub właściwości uzyskanej warstwy.
Zaletą rozwiązania jest to, że powłoka organosilanowa, wchodząca w skład warstwy sczepnej zawiera protonowane grupy aminowe i/lub czwartorzędowe grupy oniowe w całej swojej objętości lub zawiera protonowane grupy aminowe jedynie na powierzchni. Warstwy sczepne zawierają glinokrzemian zaadsorbowany w procesie wymiany jonowej pomiędzy kationami nieorganicznymi lub organicznymi (zaadsorbowanymi pierwotnie na powierzchni glinokrzemianu) z protonowanym grupami aminowymi i/lub czwartorzędowymi grupami oniowymi silanu znajdującymi się na powierzchni powłoki organosilanowej. Zaletą rozwiązania jest to, ze wytworzona warstwa sczepna poprawia przyczepność powłok i spoin klejowych do podłoży.
Wynalazek przedstawiony jest w przykładach wykonania, w których przedstawiono skład i warunki otrzymywania warstwy sczepnej. W tabeli poniżej przykładów zestawiono wyniki badań adhezji powłok lub wytrzymałości na ścinanie klejów zaaplikowanych na warstwach sczepnych według wynalazku otrzymanych według przykładów. W celach porównawczych przedstawiono (w nawiasie) wartość adhezji/wytrzymałości na ścinanie powłok lub klejów do podłoża niepokrytego warstwą sczepną według wynalazku. Badania warstw sczepnych otrzymanych wg przykładów prowadzono metodą adhezji odrywowej lub określając wytrzymałość na ścinanie połączeń klejonych (skleina na zakładkę).
P r z y k ł a d 1
Do mieszaniny wody (67,5 cz. wag.), metanolu (25 cz. wag.) i izopropanolu (5 cz. wag.) wprowadzono aminopropylotrimetoksysilan (2,5 cz. wag.) po czym całość wymieszano i pozostawiono na 4 h. Po aplikacji mieszaniny na podłoże ze stopu aluminium PA6 (przez zanurzenie) próbkę suszono przez 30 min w temp. pokojowej oraz przez 4 h w temp. 95°C. Następnie pokryte podłoże zanurzono na 1 min w 2,5% wag. roztworze kwasu octowego po czym opłukano w wodzie destylowanej i zanurzano (1 min) w 0,5% wag. wodnej zawiesinie montmorylonitu sodowego (tj. Bentonitu Specjal produkcji Z.G.M. Zębiec w Starachowicach, oczyszczonego metodą sedymentacyjną). Próbki opłukano wodą destylowaną, acetonem i wysuszono w temp. 75°C.
PL 232 293 B1
P r z y k ł a d 2
Do mieszaniny wody (67,5 cz. wag.), metanolu (25 cz. wag.) i izopropanolu (5 cz. wag.) wprowadzono 3-[2-(2-aminoetyloamino)etyloamino]propylotrimetoksysilan (2,5 cz. wag.) po czym całość wymieszano i pozostawiono na 4 h. Po aplikacji mieszaniny na podłoże ze stopu aluminium PA6 (przez zanurzenie) próbkę suszono przez 30 min w temp. pokojowej oraz przez 4 h w temp. 95°C. Po ochłodzeniu pokryte podłoże zanurzono na 1 min. w 2,5% wag. roztworze kwasu ortofosforowego po czym opłukano w wodzie destylowanej i zanurzano (1 min) w 0,5% wag. wodnej zawiesinie montmorylonitu wapniowego (Bentonit SN, Z.G.M. Zębiec). Próbki opłukano wodą destylowaną, acetonem i wysuszono w temp. 75°C.
P r z y k ł a d 3
Do mieszaniny butanolu (95,34 cz. wag.) i kwasu octowego (2,16 cz. wag.) wprowadzono N-cykloheksyloaminometylotrietoksysilan (2,5 cz. wag.) po czym całość wymieszano i pozostawiono na 2 h. Po tym czasie kompozycję zaaplikowano pędzlem na podłoże ze stopu aluminium PA6 i wysuszono przez 30 min w temp. pokojowej oraz przez 4 h w temp. 95°C. Po ochłodzeniu zanurzono ją na 15 s w 0,5% wag. wodnej zawiesinie montmorylonitu sodowego (Bentonit Specjal) zakwaszonej kwasem octowym do pH 3,5. Próbki opłukano wodą destylowaną, acetonem i wysuszono w temp. 75°C.
P r z y k ł a d 4
Do mieszaniny izopropanolu (97,06 cz. wag.), perhydrolu 30% (0,546 cz. wag.) i kwasu ortofosforowego (85% wag. roztwór wodny; 0,432 cz. wag.) wprowadzono aminopropylotrimetoksysilan (2,5 cz. wag.) po czym całość wymieszano i zaaplikowano pędzlem na podłoże ze stopu aluminium PA6. Próbkę suszono przez 30 min w temp. pokojowej oraz przez 4 h w temp. 95°C. Po ochłodzeniu zanurzono ją na 15 s w 0,5% wag. wodnej zawiesinie montmorylonitu sodowego (Bentonit Specjał), opłukano wodą destylowaną, acetonem i wysuszono w temp. 75°C.
P r z y k ł a d 5
Do mieszaniny wody (67,5 cz. wag.), metanolu (25 cz. wag.) i izopropanolu (5 cz. wag.) wprowadzono 2-ureidoetylo-3-aminopropylotrimetoksysilan (2,5 cz. wag.) po czym całość wymieszano i pozostawiono na 4 h. Po aplikacji mieszaniny na podłoże ze stopu aluminium PA6 (przez zanurzenie) próbkę suszono przez 30 min w temp. pokojowej oraz przez 4 h w temp. 95°C. Następnie pokryte podłoże zanurzono na 1 min w 2,5% wag. zawiesinie kwasu benzoesowego po czym opłukano w wodzie destylowanej i zanurzano (1 min) w 0,5% wag. wodnej zawiesinie montmorylonitu wapniowego (Bentonit SN, oczyszczony metodą sedymentacyjną). Próbki opłukano wodą destylowaną, acetonem i wysuszono w temp. 75°C.
P r z y k ł a d 6
Wodę (0,1 cz. wag.) oraz kwas octowy (0,00686 cz. wag) wprowadzono do 100 cz. wag. metanolowego roztworu adduktu tetraetylenopentaminy i metakryloksypropylotrimetoksysilanu (roztwór o stężeniu 0,01% wag. adduktu) po czym całość wymieszano i pozostawiono na 24 h w temperaturze 0°C. Następnie kompozycję zaaplikowano natryskiem powietrznym na blachę aluminiową (wytrawioną w 10% wag. wodnym roztworze NaOH), po czym próbkę suszono przez 24 h w temp. pokojowej oraz przez 15 min w temp. 240°C. Następnie pokryte podłoże zanurzono na 1 min w 0,1% wag. roztworze kwasu octowego (temp. pokojowa) po czym opłukano w wodzie destylowanej i pokryto (za pomocą pędzla) 10% wag. wodną zawiesiną montmorylonitu cerowego i montmorylonitu organofilizowanego protonowaną piperydyną (równowagowa mieszanina glinokrzemianów). Po 1 min próbki opłukano wodą destylowaną, acetonem i wysuszono w temp. pokojowej.
P r z y k ł a d 7
Do mieszaniny izopropanolu (84,66 cz. wag.), 1-butanolu (5 cz. wag.) i wody (5 cz. wag.) wprowadzono 42% wag. metanolowy roztwór chlorku dimetyloktadecylo[3-(trimetoksysililo)propylo]amoniowego (0,595 cz. wag., tj. 0,25 cz. wag. suchej masy soli amoniowej) oraz N-[3-(trimetoksysililo)propylo]anilinę (0,25 cz. wag.), n-oktylotrietoksysilan (2 cz. wag.) i metakryloksypropylotrimetoksysilan (2,5 cz. wag.) po czym całość dokładnie wymieszano i pozostawiono na 15 min w temperaturze pokojowej. Następnie kompozycję zaaplikowano pędzlem na blachę cynkową, po czym próbkę suszono przez 24 h w temp. pokojowej oraz przez 2 h w temp. 150°C. Następnie pokryte podłoże zanurzono na 0,5 min w 0,1% wag. wodno-metanolowej zawiesinie (o temp. 10°C) montmorylonitu organofilizowanego kationem etylotributylofosfoniowym. Próbki opłukano wodą wodociągową i metanolem, i wysuszono w temp. 90°C.
PL 232 293 B1
P r z y k ł a d 8
Przygotowano mieszaninę izopropanolu (67,75 cz. wag.), wody (30 cz. wag.), bis[3-(trimetoksysililo)propylo] aminy (2 cz. wag.), tetraetoksysilanu (0,125 cz. wag.) glicydoksypropylotrimetoksysilanu (0,125 cz. wag.) oraz dilaurynianu dioktylocyny (0,00025 cz. wag.). Całość wymieszano i zaaplikowano (przez zanurzenie) na płytkę szklaną, po czym próbkę suszono przez 56 h w temp. pokojowej, przez 1 h w temp. 65°C oraz przez 1 h w temp. 150°C. Ochłodzoną próbkę zanurzono na 1 min w 5% wag. roztworze kwasu cytrynowego po czym opłukano w wodzie destylowanej i zanurzano (1 min) w 0,1% wag. wodnej zawiesinie syntetycznego glinokrzemianu (Samosif ME100, Co-Op, Japonia) (o temp. 90°C). Próbki opłukano wodą destylowaną, acetonem i wysuszono w temp. 65°C.
P r z y k ł a d 9
Przygotowano mieszaninę metanolu (89,49 cz. wag.), izopropanolu (5 cz. wag.), wody (5 cz. wag.), N-(2-aminoetylo)-3-aminopropylometylodimetoksysilanu (0,1 cz. wag.), 3-glicydoksypropylotrimetoksysilanu (0,25 cz. wag.), triacetoksyetylosilanu (0,05 cz. wag.), kwasu salicylowego (0,061 cz. wag.) i kwasu azotowego(V) (0,0428 cz. wag. 65% wag. wodnego roztworu kwasu). Całość wymieszano i zaaplikowano pędzlem na płytkę z polipropylenu (aktywowanego płomieniowo), po czym próbkę suszono przez 5 h w temp. temp. 45°C i przez 1 h w temp. 95°C. Ochłodzoną próbkę zanurzono (1 min) w 1% wag. wodnej zawiesinie montmorylonitu wapniowego (Bentonit SN, oczyszczony metodą sedymentacyjną). Próbki opłukano wodą destylowaną, acetonem i wysuszono w temp. pokojowej.
P r z y k ł a d 10
Do aminopropylotrimetoksysilanu (1 cz. wag.) wprowadzono kwas mrówkowy (0,744 cz. wag.) i kwas stearynowy (0,511 cz. wag.) i całość wymieszano intensywnie chłodząc. Następnie 0,0226 cz. wag. uzyskanego produktu zmieszano z butanolem (93,97 cz. wag), izopropanolem (5 cz. wag.), benzyloksypropylotrietoksysilanem (0,9 cz. wag.) i tiocyjanianopropylotrimetoksysilanem (0,1 cz. wag.) i całość pozostawiono na 1 min w temp. pokojowej. Po tym czasie uzyskaną kompozycję zaaplikowano na podłoże szklane (poprzez zanurzenie) i suszono przez 48 h w temp. pokojowej, a następnie przez 1 h w temp. 90°C. Na uzyskaną warstwę nałożono wałkiem 1% wag. wodnej zawiesiny montmorylonitu, poddanego częściowej organofilizacji protonowaną 2-metylobenzyloaminą. Po 10 minutach próbki opłukano wodą wodociągową, następnie wodą destylowaną i acetonem, i wysuszono w temp. 75°C.
P r z y k ł a d 11
Bis[3-(trimetoksysililo)propylo]aminę (0,25 cz. wag.) zmieszano z wodą (50 cz. wag.), a następnie do mieszaniny wprowadzono kwas borowy (0,0045 cz. wag.) i izopropanol (49,74 cz. wag.) po czym całość wymieszano i pozostawiono na 2 min w temperaturze 23°C. Po tym czasie uzyskaną kompozycję zaaplikowano na podłoże miedziane (za pomocą wałka malarskiego) i suszono przez 24 h w temp. pokojowej a następnie przez 1 h w temp. 240°C. Uzyskaną próbkę zanurzono w 3,5% wag. wodnoizopropanolowej zawiesinie montmorylonitu cynkowo-strontowego (ogrzanej do temp. 50°C). Po 5 minutach próbki opłukano wodą destylowaną i acetonem, i wysuszono w temp. 150°C.
P r z y k ł a d 12
Zmieszano ochłodzony butanol (83,70 cz. wag.), izopropanol (15 cz. wag.), metanolowy roztwór chlorku dimetylooktadecylo[3-(trimetoksysililo)propylo]amoniowego (o stężeniu 42% wag. tj. 0,1 cz. wag. suchej masy soli amoniowej), kwas szczawiowy (0,0272 cz. wag.), kwas bursztynowy (0,0357 cz. wag.) oraz 3-merkaptopropylotrimetoksysilan (0,1 cz. wag.), triacetoksyetylosilan (0,85 cz. wag.) i winylotrimetoksysilan (0,05 cz. wag.), i całość pozostawiono na 30 min w temp. 0°C. Następnie kompozycję zaaplikowano (poprzez zanurzenie) na podłoże aluminiowe i suszono przez 72 h w temp. pokojowej, a następnie przez 2 h w temp. 95°C. Uzyskaną próbkę pokryto (poprzez natrysk) 0,1% wag. zawiesiną montmorylonitu organofilizowanego protonowanym diaminoheksanem (bez etapu suszenia nanonapełniacza; temp. zawiesiny 10°C). Po 2 h próbki opłukano dokładnie wodą wodociągową i destylowaną, i wysuszono przez 2 min w temp. 220°C.
P r z y k ł a d 13
Bis[3-(trimetoksysililo)propylo]aminę (0,01 cz. wag.) zmieszano z wodą (100 cz. wag.) i pozostawiono na 1 h w temperaturze 23°C. Po tym czasie uzyskaną kompozycję zaaplikowano na podłoże szklane (za pomocą wałka malarskiego) i suszono przez 24 h w temp. pokojowej, a następnie przez 1 h w temp. 150°C. Uzyskaną próbkę zanurzono na 30 s w 0,5% wag. wodno-izopropanolowym roztworze kwaśnego maleinianu amonu, a następnie (po opłukaniu wodą) na 1 min w 0,5% wag. wodnej zawiesinie montmorylonitu sodowego, częściowo organofilizowanego solą benzylotrimetyloamoniową. Po 10 minutach próbki opłukano wodą destylowaną i metanolem, i wysuszono w temp. 150°C.
PL 232 293 Β1
Przykład 14
Mieszaninę 2-ureidoetylo-3-aminopropylotrimetoksysilanu (75 cz. wag.), glicydoksypropylotrimetoksysilanu (24,5 cz. wag.) i 3-chloropropylotrichlorosilanu (0,5 cz. wag.) zaplikowano pędzlem na płytkę cynkową i suszono przez 72 h w temp, pokojowej oraz przez 15 min w temp. 220°C. Następnie pokryte podłoże zanurzono na 10 min. w 0,1 % wag. wodnym roztworze kwasu masłowego i Walerianowego (mieszanina równomolowa kwasów) po czym opłukano w wodzie destylowanej i zanurzano (10 min) w 0,5% wag. wodnej zawiesinie mieszaniny wermikulitu, hektorytu (Z.G.M. Zębiec) i syntetycznego glinokrzemianu (Samosif ME100). Próbki opłukano wodą destylowaną, acetonem i wysuszono w temp. 75°C.
Typ materiału adhezyjnego Rodzaj badania Wynik badania
Przykład 1 Klej epoksydowy Adhezja odrywowa 7,0 MPa (1,5 MPa)1
Przykład 2 Klej epoksydowy Adhezja odrywowa 7,9 MPa (1,5 MPa)1
Przykład 3 Klej epoksydowy Adhezja odrywowa 5,3 MPa (1,5 MPa)
Przykład 4 Klej epoksydowy Adhezja odrywowa 7,0 MPa (1,5 MPa.)
Przykład 5 Klej epoksy dowy Adhezja odrywowa 9,2 MPa (1,5 MPa)
Przykład 6 Powłoka poliuretanowa Adhezja odrywowa 4,2 MPa (3,2 MPa)
Przykład 7 Powłoka akrylowa sieciowana UV Adhezja odrywowa 2,1 MPa (0,8 MPa)
Przykład 8 Klej akrylowy Wytrzymałość na ścinanie złącza 2,3 MPa (1,8 MPa)
Przykład 9 Powłoka epoksydowa Adhezja odrywowa 0,7 MPa (0 MPa)
Przykład 10 Klej poliuretanowy Adhezja odrywowa 1,9 MPa (1,5 MPa)
Przykład 11 Klej poliuretanowy Wytrzymałość na ścinanie 1,1 MPa (0,7 MPa)
Przykład 12 Powłoka poliestrowa Adhezja odrywowa 1,5 MPa (0,3 MPa)
Przykład 13 Klej poliwinylowy Adhezja odry wowa 1,5 MPa (0,8 MPa)
Przykład 14 Powłoka poliestrów o-cpok sydowa Adhezja odrywowa 1,7 MPa (1,3 MPa)
Zastrzeżenia patentowe

Claims (17)

1. Sposób wytwarzania warstwy sczepnej na podłożu z metalu lub stopu nieżelaznego, szkła lub tworzywa sztucznego, polegający na wytworzeniu warstwy organosilanowej z glinokrzemianem, znamienny tym, że alkoksysilan i/lub jego ester, zawierający co najmniej jedną protonowaną grupę aminową i/lub czwartorzędową grupę oniową, nanosi się na podłoże i suszy w temperaturze od 0°C do 240°C, a następnie na warstwę organosilanową nanosi się glinokrzemian w temperaturze od 10°C do 90°C, przy czym stosunek sumy protonowanych grup aminowych i/lub czwartorzędowych grup oniowych do sumy wszystkich grup silanowych w warstwie organosilanowej nie przekracza 5:1, a glinokrzemian stosuje się w postaci zawiesiny wodnej lub wodno-rozpuszczalnikowej o stężeniu od 0,1 do 10% wagowych.
2. Sposób wytwarzania według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się alkoksysilan i/lub jego ester z grupami aminowymi protonowanymi kwasem mrówkowym i/lub octowym i/lub propionowym i/lub masłowym i/lub Walerianowym i/lub szczawiowym i/lub malonowym i/lub bursztynowym i/lub stearynowym i/lub benzoesowym i/lub salicylowym i/lub cytrynowym i/lub ortofosforowym i/lub azotowym i/lub siarkowym i/lub borowym.
3. Sposób wytwarzania według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się również inne silany, w tym funkcjonalizowane alkoksysilany zawierające grupy aminowe i/lub epoksydowe i/lub
PL 232 293 B1 (met)akrylowe i/lub ureidowe i/lub merkaptanowe i/lub tiocyjanianowe i/lub winylowe, i/lub ich estry.
4. Sposób wytwarzania według zastrz. 1 lub 3, znamienny tym, że alkoksysilan i/lub jego ester, przed naniesieniem na podłoże miesza się z wodą i/lub rozpuszczalnikiem organicznym.
5. Sposób wytwarzania według zastrz. 1 albo 3, znamienny tym, że stosuje się w estry alkoksysilanów, uzyskane w reakcji alkoksysilanu z kwasem mrówkowym i/lub octowym i/lub propionowym i/lub masłowym i/lub walerianowym i/lub stearynowym- i/lub szczawiowym i/lub malonowym i/lub bursztynowym i/lub benzoesowym i/lub salicylowym i/lub cytrynowym i/lub ortofosforowym i/lub azotowym i/lub siarkowym i/lub borowym.
6. Sposób wytwarzania według zastrz. 1 albo 3, znamienny tym, że stosuje się alkoksysilany z grupy metoksy- i/lub etoksysilanów zawierających podstawniki alifatyczne i/lub cykliczne i/lub aromatyczne.
7. Sposób wytwarzania według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się naturalne i/lub syntetyczne glinokrzemiany zawierające zaadsorbowane elektrostatycznie kationy nieorganiczne i/lub kationy oniowe z organicznymi podstawnikami alifatycznymi i/lub cyklicznymi i/lub aromatycznymi.
8. Sposób wytwarzania według zastrz. 1 albo 7, znamienny tym, że stosuje się glinokrzemian niepoddany suszeniu po procesie wymiany jonowej.
9. Sposób wytwarzania według zastrz. 1, znamienny tym, że alkoksysilan i/lub jego ester i glinokrzemian nanosi się przez zanurzenie lub malowanie lub natrysk.
10. Sposób wytwarzania warstwy sczepnej na podłożu z metalu lub stopu nieżelaznego, szkła lub tworzywa sztucznego, polegający na wytworzeniu warstwy organosilanowej z glinokrzemianem, znamienny tym, że alkoksysilan, zawierający co najmniej jedną grupę aminową, nanosi się na podłoże i suszy w temperaturze od 0°C do 240°C, następnie grupę aminową protonuje się kwasem organicznym i/lub nieorganicznym, po czym na otrzymaną warstwę organosilanową nanosi się glinokrzemian w temperaturze od 10°C do 90°C, przy czym stosunek sumy protonowanych grup aminowych do sumy wszystkich grup silanowych w warstwie organosilanowej nie przekracza 5:1, a glinokrzemian stosuje się w postaci zawiesiny wodnej lub wodnorozpuszczalnikowej o stężeniu od 0,1 do 10% wagowych.
11. Sposób wytwarzania według zastrz. 10, znamienny tym, że jako kwas protonujący grupę aminową stosuje się kwas mrówkowy i/lub octowy i/lub propionowy i/lub masłowy, walerianowy i/lub szczawiowy i/lub malonowy i/lub bursztynowy i/lub benzoesowy i/lub salicylowy i/lub cytrynowy i/lub ortofosforowy i/lub azotowy, i/lub siarkowy i/lub borowy.
12. Sposób wytwarzania według zastrz. 10, znamienny tym, że stosuje się również inne silany, w tym funkcjonalizowane alkoksysilany zawierające grupy epoksydowe i/lub (met)akrylowe i/lub ureidowe i/lub merkaptanowe i/lub tiocyjanianowe i/lub winylowe i/lub czwartorzędowe grupy oniowe, i/lub ich estry.
13. Sposób wytwarzania według zastrz. 10 albo 12, znamienny tym, że alkoksysilany i/lub ich estry, przed naniesieniem na podłoże miesza się z wodą i/lub rozpuszczalnikiem organicznym.
14. Sposób wytwarzania według zastrz. 10 albo 12, znamienny tym, że stosuje się alkoksysilany z grupy metoksy- i/lub etoksysilanów zawierających podstawniki alifatyczne i/lub cykliczne i/lub aromatyczne.
15. Sposób wytwarzania według zastrz. 10, znamienny tym, że stosuje się naturalne i/lub syntetyczne glinokrzemiany zawierające zaadsorbowane elektrostatycznie kationy nieorganiczne i/lub kationy oniowe z organicznymi podstawnikami alifatycznymi i/lub cyklicznymi i/lub aromatycznymi.
16. Sposób wytwarzania według zastrz. 10 albo 15, znamienny tym, że stosuje się glinokrzemian niepoddany suszeniu po procesie wymiany jonowej.
17. Sposób wytwarzania według zastrz. 10, znamienny tym, że alkoksysilan i glinokrzemian nanosi się przez zanurzenie lub malowanie lub natrysk.
PL419816A 2016-12-15 2016-12-15 Sposób wytwarzania warstwy sczepnej na podłożu z metalu lub stopu nieżelaznego, szkła lub tworzywa sztucznego PL232293B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL419816A PL232293B1 (pl) 2016-12-15 2016-12-15 Sposób wytwarzania warstwy sczepnej na podłożu z metalu lub stopu nieżelaznego, szkła lub tworzywa sztucznego

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL419816A PL232293B1 (pl) 2016-12-15 2016-12-15 Sposób wytwarzania warstwy sczepnej na podłożu z metalu lub stopu nieżelaznego, szkła lub tworzywa sztucznego

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL419816A1 PL419816A1 (pl) 2018-06-18
PL232293B1 true PL232293B1 (pl) 2019-06-28

Family

ID=62554024

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL419816A PL232293B1 (pl) 2016-12-15 2016-12-15 Sposób wytwarzania warstwy sczepnej na podłożu z metalu lub stopu nieżelaznego, szkła lub tworzywa sztucznego

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL232293B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL419816A1 (pl) 2018-06-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102428211B (zh) 以多步骤的方法来涂覆金属表面的方法
CN1257312C (zh) 使用硅烷进行金属防腐的方法
JP2013100522A (ja) 水性2成分または多成分エポキシ樹脂プライマー組成物
US20060147705A1 (en) Method for forming self-cleaning coating comprising hydrophobically-modified particles
KR102659528B1 (ko) 샵 프라이머
CN1926210A (zh) 硅烷组合物和将橡胶结合到金属上的方法
JP2006519924A5 (pl)
KR20110127195A (ko) 수성 실란화 실리카 분산액
KR20120041758A (ko) 금속의 비피복 부식 방지 및 부식 방지용 수성 실란 시스템
EP0021412B1 (en) Aminosilane modified zinc-rich coatings
JP2006519308A5 (pl)
KR101980953B1 (ko) 크로메이트 무함유 전처리 프라이머
CA2926194A1 (en) Transparent hydrophobic coating materials with improved durability and methods of making same
KR101953568B1 (ko) 상온 경화형 세라믹 도료 조성물
EP1765836B1 (en) Composition for coating of aluminum
KR20170071678A (ko) 그래핀 산화물의 분산성 향상 방법 및 이를 이용한 표면처리 강판 제조
JPS6160766A (ja) 潤滑性塗膜形成用水系組成物
CN111148799B (zh) 水性底漆
PL232293B1 (pl) Sposób wytwarzania warstwy sczepnej na podłożu z metalu lub stopu nieżelaznego, szkła lub tworzywa sztucznego
CA3072783C (en) Room temperature cure zirconate-silica sol-gel pretreatment for metal substrates
PL232294B1 (pl) Sposoby wytwarzania warstwy sczepnej na podłożu żelaznym, stalowym lub żeliwnym
PL232292B1 (pl) Sposób wytwarzania warstwy sczepnej na podłożu z metalu lub stopu nieżelaznego, szkła lub tworzywa sztucznego
PL232295B1 (pl) Sposób wytwarzania warstwy sczepnej na podłożu żelaznym, stalowym lub żeliwnym
WO2018206623A1 (de) Wässrige vorbehandlung für verklebungen mit erhöhter hitzestabilität
WO2019063353A1 (de) Aktivator für beschleunigten haftungsaufbau