PL232294B1 - Sposoby wytwarzania warstwy sczepnej na podłożu żelaznym, stalowym lub żeliwnym - Google Patents

Sposoby wytwarzania warstwy sczepnej na podłożu żelaznym, stalowym lub żeliwnym

Info

Publication number
PL232294B1
PL232294B1 PL419817A PL41981716A PL232294B1 PL 232294 B1 PL232294 B1 PL 232294B1 PL 419817 A PL419817 A PL 419817A PL 41981716 A PL41981716 A PL 41981716A PL 232294 B1 PL232294 B1 PL 232294B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
acid
manufacturing
aluminosilicate
substrate
alkoxysilane
Prior art date
Application number
PL419817A
Other languages
English (en)
Other versions
PL419817A1 (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 PL419817A priority Critical patent/PL232294B1/pl
Publication of PL419817A1 publication Critical patent/PL419817A1/pl
Publication of PL232294B1 publication Critical patent/PL232294B1/pl

Links

Landscapes

  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Chemical Treatment Of Metals (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku są sposoby wytwarzania warstwy sczepnej na podłożu żelaznym, stalowym lub żeliwnym. Warstwa sczepna podwyższa adhezję pomiędzy podłożem a kompozycjami polimerowymi (np. powłokami malarskimi i klejami).
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 żelaznym, stalowym lub żeliwnym, 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 alkoksysilanu 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 aminowe i/lub czwartorzędowe grupy oniowe, oraz elektrostatyczne zaadsorbowanie na jej powierzchni naturalnego i/lub syntetycznego glinokrzemianu.
PL 232 294 B1
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 alkoksysilany 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 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.
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.
Sposób wytwarzania warstwy szczepnej na podłożu żelaznym, stalowym lub żeliwnym, 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 wodnorozpuszczalnikowej 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 232 294 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 si lany, 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 inhibiotory 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) a protonowanym grupami aminowymi i/lub czwartorzędowymi grupami oniowymi silanu znajdującymi się na powierzchni powłoki organosilanowej. Zaletą rozwiązania jest to, że wytworzona warstwa sczepna poprawia przyczepność powłok i spoin klejowych do podłoży. Powłoka organosilanowa warstwy sczepnej zbudowana jest z silanów, w tym funkcjonalizowanych silanów, połączonych ze sobą wiązaniami siloksanowymi oraz wiązaniami eterowym z udziałem grup znajdujących się na powierzchni podłoża żelaznego, stalowego lub żeliwnego.
Wynalazek przedstawiony jest w przykładach wykonania, w których przedstawiono skład i warunki otrzymywania warstwy sczepnej. W tabeli poniżej przykładów zestawiono wyniki badań adhezji powłok (metodą odrywową) 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.
P r z y k ł a d 1
Do mieszaniny wody (67,5 cz. wag.), metanolu (25 cz. wag.), izopropanolu (5 cz. wag.) wprowadzono N-(2-aminoetylo)-3-aminopropylometylodimetoksysilan (2,5 cz. wag.), po czym całość wymieszano i pozostawiono na 4 h. Po aplikacji mieszaniny na blachę ze stali węglowej (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 ortofosforowego po czym opłukano w wodzie
PL 232 294 B1 destylowanej i zanurzono (1 min) w 0,5% wag. wodnej zawiesinie montmorylonitu sodowego (tj. bentonitu sodowego produkcji Z.G.M. Zębiec w Starachowicach, oczyszczonego metodą sedymentacyjną). Próbki opłukano wodą destylowaną, acetonem i wysuszono w temp. 75°C.
P r z y k ł a d 2
Do mieszaniny wody (67,5 cz. wag.), metanolu (25 cz. wag.), izopropanolu (5 cz. wag.) wprowadzono 3-aminopropylotrimetoksysilan (2,5 cz. wag.) po czym całość wymieszano i pozostawiono na 4 h w temp. pokojowej. Mieszaninę zaaplikowano natryskiem pneumatycznym na blachę ze stali węglowej po czym próbkę wysuszono w temp. pokojowej przez 30 min oraz w temp. 95°C przez 4 h. Po ochłodzeniu pokryte podłoże zanurzono na 1 min. w 2,5% wag. roztworze kwasu octowego, po czym opłukano w wodzie destylowanej i zanurzono (1 min) w 0,5% wag. wodnej zawiesinie montmorylonitu wapniowego (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 1-butanolu (99,75 cz. wag.) i wody (0,125 cz. wag.) wprowadzono 3-aminopropylotrimetoksysilan (0,059 cz. wag.) i metakryloksypropylotrimetoksysilan (0,066 cz. wag.) po czym całość wymieszano i zaaplikowano pędzlem na płytkę żelazną. Następnie próbkę suszono przez 30 min w temp. pokojowej oraz przez 2 h w temp. 95°C. Po ochłodzeniu zanurzono ją na 5 s w 0,5% wag. wodnym roztworze kwasu azotowego(V) po czym opłukano w wodzie destylowanej i zanurzono (5 min) w 10% wag. wodnej zawiesinie montmorylonitu wapniowego (Z.G.M. Zębiec). Próbki opłukano wodą destylowaną, acetonem i wysuszono w temp. 95°C.
P r z y k ł a d 4
Do mieszaniny metanolu (87,5 cz. wag.) oraz bis[3-(trimetoksysililo)propylo]aminy (2,5 cz. wag.) wprowadzono wodę (10 cz. wag.) i całość wymieszano. Po 1 h od zmieszania składników w kompozycji zanurzono (na 5 min) próbkę blachy ze stali węglowej. Po opłukaniu metanolem i acetonem próbkę suszono przez 30 min w temp. pokojowej, przez 4 h w temp. 95°C oraz przez 2 h w temp. 125°C. Po ochłodzeniu zanurzono ją na 30 s w 2,5% wag. wodnym roztworze kwasu azotowego(V), po czym opłukano w wodzie destylowanej i zanurzano (1,5 min) w 2,5% wag. wodnej zawiesinie montmorylonitu organofilizowanego protonowaną piperydyną. Próbki opłukano wodą destylowaną, acetonem i wysuszono w temp. 75°C.
P r z y k ł a d 5
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 blachę ze stali węglowej. 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 (Z.G.M. Zębiec), opłukano wodą destylowaną, acetonem i wysuszono w temp. 75°C.
P r z y k ł a d 6
Do mieszaniny 1-butanolu (94,2 cz. wag.) i kwasu octowego (3,3 cz. wag.) wprowadzono N-(2-aminoetylo)-3-aminopropylometylodimetoksysilan (2,5 cz. wag.) po czym całość wymieszano i pozostawiono na 4 h w temp. pokojowej. Po tym czasie kompozycję zaaplikowano pędzlem na blachę ze stali węglowej 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 wapniowego (Z.G.M. Zębiec). Próbki opłukano wodą destylowaną, acetonem i wysuszono w temp. 75°C.
P r z y k ł a d 7
Do roztworu kwasu cytrynowego (1,42 cz. wag.) w 1-butanolu (96,08 cz. wag.) wprowadzono N-(2-aminoetylo)-3-aminopropylometylodimetoksysilan (2,5 cz. wag.) po czym całość wymieszano i zaaplikowano pędzlem na blachę ze stali węglowej. Próbkę 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 wapniowego (Z.G.M. Zębiec). Próbki opłukano wodą destylowaną, acetonem i wysuszono w temp. 75°C.
P r z y k ł a d 8
Do mieszaniny 1-butanolu (96,78 cz. wag.), wody (0,165 cz. wag), kwasu azotowego (V) (0,396 cz. wag. 65% wag. roztworu wodnego kwasu) i kwasu ortofosforowego (0,157 cz. wag. 85% wag. roztworu wodnego kwasu) wprowadzono N-cykloheksyloaminometylotrietoksysilan (2,5 cz. wag.) po czym całość wymieszano i pozostawiono na 4 h w temp. pokojowej. Po aplikacji mieszaniny, pędzlem na blachę ze stali węglowej, próbkę wysuszono przez 30 min w temp. pokojowej oraz przez 4 h w temp. 95°C. Na6
PL 232 294 B1 stępnie pokryte podłoże zanurzono na 15 s w 0,5% wag. wodnej zawiesinie montmorylonitu wapniowego (Z.G.M. Zębiec, oczyszczony metodą sedymentacyjną). Próbki opłukano wodą destylowaną, acetonem i wysuszono w temp. 75°C.
P r z y k ł a d 9
Do ochłodzonej (do temp. 10°C) mieszaniny 1-butanolu (93,68 cz. wag.), wody (0,94 cz. wag.) i kwasu ortofosforowego (0,38 cz. wag. 85 % wag. roztworu wodnego kwasu) wprowadzono 2-ureidoetylo-3-aminopropylotrimetoksysilan (2,5 cz. wag.), W-[3-(trimetoksysililo)propylo]anilinę (2 cz. wag.) oraz 3-glicydoksypropylotrimetoksysilan (0,5 cz. wag.) po czym całość wymieszano i pozostawiono na 1 h w temp. 0°C. Po aplikacji mieszaniny, pędzlem na blachę ze stali stopowej, próbkę wysuszono przez 30 min w temp. pokojowej oraz przez 30 min w temp. 240°C. Następnie pokryte podłoże zanurzono na 5 min w 0,1% wag. wodnej zawiesinie syntetycznego glinokrzemianu (Samosif ME100) (o temp. 90°C) zakwaszonej kwasem octowym do pH 3,5. Próbki opłukano wodą destylowaną, acetonem i wysuszono w temp. pokojowej.
P r z y k ł a d 10
Wodę (0,1 cz. wag.) oraz kwas octowy (0,00686 cz. wag.) wprowadzono do 100 cz. wag. metanolowego roztworu adduktu tetraetylenopentaminy i metakryloksypropylotrimetoksysilanu (stężenie 0,01% wag. adduktu) po czym całość wymieszano i pozostawiono na 24 h w temperaturze 0°C. Następnie kompozycję zaaplikowano natryskiem powietrznym na blachę ze stali niskowęglowej, po czym próbkę wysuszono przez 24 h w temp. pokojowej oraz przez 2 h w temp. 95°C. Następnie pokryte podłoże zanurzono na 1 min w 0,1% wag. roztworze kwasu octowego (temp. pokojowa) po czym opłukano w wodzie destylowanej i zanurzano (1 min) w 10% wag. wodnej zawiesinie równowagowej mieszaniny montmorylonitu cerowego i montmorylonitu organofilizowanego protonowaną piperydyną (glinokrzemianów nie suszono po procesie wymiany jonowej). Próbki opłukano wodą destylowaną, acetonem i wysuszono w temp. pokojowej.
P r z y k ł a d 11
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), n-oktylotrietoksysilan (2 cz. wag.), metakryloksypropylotrimetoksysilan (2 cz. wag.), winylotriacetoksysilan (0,5 cz. wag.), tetraetoksysilan (0,25 cz. wag.) oraz dilaurynian dioktylocyny (0,00025 cz. wag.) po czym całość wymieszano i zaaplikowano pędzlem na blachę ze stali nisko węglowej. Uzyskaną próbkę suszono przez 24 h w temp. pokojowej oraz przez 2 h w temp. 150°C. Następnie pokryte podłoże zanurzono na 30 s w 0,1 % wag. wodno-metanolowej zawiesinie (o temp. 10°C) montmorylonitu organofilizowanego solą etylotributylofosfoniową (nie suszonego po organofilizacji). Próbki opłukano metanolem, acetonem i wysuszono w temp. 65°C.
P r z y k ł a d 12
Przygotowano mieszaninę metanolu (63,77 cz. wag.), wody (30 cz. wag.), izopropanolu (5 cz. wag.), N-(2-aminoetylo)-3-aminopropylometylodimetoksysilanu (1 cz. wag.), triacetoksyetylosilanu (0,05 cz. wag.), chlorku dimetyloktadecylo[3-(trimetoksysililo)propylo]amoniowego (0,119 cz. wag. 42% wag. roztworu w metanolu, tj. 0,05 cz. wag. suchej masy soli amoniowej), kwasu benzoesowego (0,054 cz. wag.) i benzoesanu sodu (0,001 cz. wag.). Całość wymieszano i zaaplikowano pędzlem na blachę ze stali niskowęglowej (wytrawionej w kwasie solnym), po czym próbkę suszono przez 5 h w temp. 45°C i przez 1 h w temp. 95°C. Ochłodzoną próbkę zanurzono (1 min) w 1% wag. wodnej zawiesinie montmorylonitu cerowego (nie suszonego po wymianie jonowej). Próbki opłukano wodą destylowaną, acetonem i wysuszono w temp. 95°C.
P r z y k ł a d 13
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 (73,97 cz. wag), izopropanolem (25 cz. wag.), benzyloksypropylotrietoksysilanem (0,9 cz. wag.) i tiocyjaniano-propylotrimetoksysilanem (0,1 cz. wag.) i całość pozostawiono na 1 min w temp. pokojowej. Po tym czasie uzyskaną kompozycję zaaplikowano na podłoże żeliwne (za pomocą wałka malarskiego) i suszono przez 48 h w temp. pokojowej, a następnie przez 4 h w temp. 90°C. Na uzyskaną warstwę nałożono wałkiem 1% wag. wodną zawiesinę montmorylonitu, poddanego częściowej organofilizacji protonowaną 2-metylobenzyloaminą (nie suszonego po organofilizacji). Po 10 minutach próbki opłukano wodą wodociągową, następnie wodą destylowaną i acetonem, i wysuszono w temp. 75°C.
PL 232 294 B1
P r z y k ł a d 14
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 żeliwne (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. wodno-izopropanolowej 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 15
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 ze stali stopowej i suszono przez 72 h w temp. pokojowej, a następnie przez 4 h w temp. 150°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 16
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 żeliwne (za pomocą pędzla) i suszono przez 24 h w temp. pokojowej, a następnie przez 6 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 (nie suszonego po organofilizacji). Po 10 minutach próbki opłukano wodą destylowaną i metanolem, i wysuszono w temp. 150°C.
P r z y k ł a d 17
Mieszaninę 2-ureidoetylo-3-aminopropylotrimetoksysilanu (75 cz. wag.), glicydoksypropylotrimetoksysilanu (24,9 cz. wag.) i 3-chloropropylotrichlorosilanu (0,1 cz. wag.) zaplikowano pędzlem na podłoże żeliwne i suszono przez 72 h w temp. pokojowej oraz przez 30 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.
PL 232 294 Β1
Typ materiału adhezyjnego Rodzaj badania Wynik badania
Przykład I Klej epoksydowy Adhezja odrywowa 11.1 MPa (2,9 MPa)
Przykład 2 Proszkowa powłoka epoksydowy Adhezja odrywowa 15,4 MPa (12,6 MPa)
Przykład 3 Powłoka akrylowa sieciowana UV Adhezja odrywowa 4,9 MPa (3,1 MPa)
Przykład 4 Klej epoksydowy Adhezja odrywowa 13,0 MPa (2,9 MPa)
Przykład 5 Proszkowa powłoka epoksydowy Adhezja odry wowa 16,5 MPa (12,6 MPa)
Przykład 6 Proszkowa powłoka epoksydowy Adhezja odrywowa 15,6 MPa (12,6 MPa)
Przykład 7 Proszkowa powłoka epoksydowy Adhezja odry wowa 14,0 MPa (12,6 MPa)
Przy kład 8 Proszkowa powłoka epoksydowy Adhezja odry wowa 13,9 MPa (12,6 MPa)
Przy kład 9 Klej epoksydowy Wytrzymałość na ścinanie złącza 6,9 MPa (4,0 MPa)
Przykład 10 Klej poliuretanowy Wytrzymałość na ścinanie złącza 3,3 MPa (2,lMPa)
Przykład 11 Klej akry łowy Wytrzymałość na ścinanie złącza 7,6 MPa (5,8 MPa)
Przykład 12 Powłoka poliuretanowa Adhezja odry wowa 4,2 MPa (2,3 MPa)
Przykład 13 Klej poliuretanowy Adhezja odry w ow a 5,0 MPa (4,3 MPa)
Przykład 14 Klej poliuretanowy Adhezja odry wowa 5,1 MPa (4,3 MPa)
Przykład 15 Powłoka poliestrowa Adhezja odrywowa 4,4 MPa (3,4 MPa)
Przykład 16 Klej poliwinylowy Adhezja odry wowa 1,0 MPa (0,6 MPa)
Przykład 17 Powłoka poliestrów o-epoksvdowa Adhezja odry w ow a 3,1 MPa (2,4 MPa)
Zastrzeżenia patentowe

Claims (17)

1. Sposób wytwarzania warstwy sczepnej na podłożu żelaznym, stalowym lub żeliwnym, 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 (metakrylowe i/lub ureidowe i/lub merkaptanowe i/lub tiocyjanianowe i/lub winylowe, i/lub ich estry.
PL 232 294 B1
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 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.
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 żelaznym, stalowym lub żeliwnym, 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 wodno-rozpuszczalnikowej 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 i/lub 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.
PL419817A 2016-12-15 2016-12-15 Sposoby wytwarzania warstwy sczepnej na podłożu żelaznym, stalowym lub żeliwnym PL232294B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL419817A PL232294B1 (pl) 2016-12-15 2016-12-15 Sposoby wytwarzania warstwy sczepnej na podłożu żelaznym, stalowym lub żeliwnym

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL419817A PL232294B1 (pl) 2016-12-15 2016-12-15 Sposoby wytwarzania warstwy sczepnej na podłożu żelaznym, stalowym lub żeliwnym

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL419817A1 PL419817A1 (pl) 2018-06-18
PL232294B1 true PL232294B1 (pl) 2019-06-28

Family

ID=62554026

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL419817A PL232294B1 (pl) 2016-12-15 2016-12-15 Sposoby wytwarzania warstwy sczepnej na podłożu żelaznym, stalowym lub żeliwnym

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL232294B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL419817A1 (pl) 2018-06-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4784999B2 (ja) 希土類化合物を含む腐食抵抗コーティング
KR101428894B1 (ko) 금속의 비피복 부식 방지 및 부식 방지용 수성 실란 시스템
CN102428211B (zh) 以多步骤的方法来涂覆金属表面的方法
JP5766876B2 (ja) シランを含むポリウレアコーティング
KR102659528B1 (ko) 샵 프라이머
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
EP0021412B1 (en) Aminosilane modified zinc-rich coatings
CN1926210A (zh) 硅烷组合物和将橡胶结合到金属上的方法
KR20110127195A (ko) 수성 실란화 실리카 분산액
CA2926194A1 (en) Transparent hydrophobic coating materials with improved durability and methods of making same
KR101980953B1 (ko) 크로메이트 무함유 전처리 프라이머
KR101953568B1 (ko) 상온 경화형 세라믹 도료 조성물
EP1765836B1 (en) Composition for coating of aluminum
EP3538620B1 (de) Vernetzbare silikonmischungen enthaltend einen guanidinkatalysator und einen haftvermittler
KR102703889B1 (ko) 수성 프라이머
PL232294B1 (pl) Sposoby wytwarzania warstwy sczepnej na podłożu żelaznym, stalowym lub żeliwnym
PL232293B1 (pl) Sposób wytwarzania warstwy sczepnej na podłożu z metalu lub stopu nieżelaznego, szkła lub tworzywa sztucznego
PL232292B1 (pl) Sposób wytwarzania warstwy sczepnej na podłożu z metalu lub stopu nieżelaznego, szkła lub tworzywa sztucznego
WO2018206623A1 (de) Wässrige vorbehandlung für verklebungen mit erhöhter hitzestabilität
CA3072783A1 (en) Room temperature cure zirconate-silica sol-gel pretreatment for metal substrates
PL232295B1 (pl) Sposób wytwarzania warstwy sczepnej na podłożu żelaznym, stalowym lub żeliwnym
EP3519518B1 (en) Primer coating composition
WO2019063353A1 (de) Aktivator für beschleunigten haftungsaufbau
JP7410710B2 (ja) 水性外装用木材塗料
CN113366065A (zh) 水性底漆