NO123515B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte til smeltebelegning av

metaller med polyamider i pulverform.

Det er kjent forskjellige fremgangsmåter ved hvilke metaller kan påføres sjikt av kunst-stoffer eller plast ved påsmeltning av oppløsningsmiddelfrie termoplastiske polymerer på de opphetede metalldeler. De vanlige fremgangsmåter er kjent under betegnelsen hvirvelsintring, samesering og flammesprøytning. Por dannelsen av et porefritt, glatt sjikt er en forbigående lawiskøs smelt ef ly tende tilstand av termoplasten på metallet nødvendig»Foruten andre termoplaster er polyamider meget godt egnet for påføring av sjikt på metaller efter de ovennevnte fremgangsmåter når deres vannopptagelse ved 20°C er liten. De polyamidtyper som anvendes for påføring av s^jikt på metaller, må ikke oppvise alt for høye molekylvekter, da ellers smeltevisko- sitetene er for høye, og herved oppstår det en rynket overflate (appelsinskalleffekt)o Det anvendes derfor produkter med spesi-fikke viskositetstall av 1,0 til 1,3»Efter de hittil vanlige kondenseringsfremgangsmåter er det vanskelig å få polyamider med en partikkeldiameter av mindre enn 0,3 mm, således som det er nødvendig for sjiktdannelsesprosesser, da disse bare med vanske-lighet kan malessog deres form avviker herunder fra den ideelle kuleform.

Selv om de mekaniske fastheter av slike polyamidsjikt allerede ved disse verdier er tilstrekkelige for mange an-vendelsesområder, så er det dog meget ofte ønskelig eller nødven-dig at overflatene er ennu hårdere, mer avgnidningsfaste og i sin alminnelighet mer motstandsdyktige like overfor mekaniske påkjenninger.

I det britiske patent nr. 1 021 608 beskrives en fremgangsmåte for fremstilling av polyamider av iso- og/eller terefthalsyre og alifatiske diaminer i finkornet form, hvorunder difenylesterne av syrene forkondenseres med diaminene i et in-different oppløsningsmiddel ved temperaturer av 20 - 150°C, og i tilslutning hertil kan efterkondenseres ved høyere temperaturer, som går opp til i nærheten av smelteområdet for det fremstilte polyamid. Polykondenseringsgraden kan påvirkes ved endring av kondenseringstemperaturen og -tiden0 Dessuten kan molekylvekten - som alminnelig vanlig - holdes lav ved tilsetning av kjedeavbrytere.

De efter denne fremgangsmåte fremstilte polyamider av aromatiske dikarboksylsyrer fåes i en for smeltebesjiktnings-prosesser egnet partikkelstørrelse. De fysikalske egenskaper, målt på støpte produkter, viser at de er overordentlig godt egnet for beskyttelsessjikt på metaller. Vanskeligheten ved en sjiktpåføring med polyamider av aromatiske dikarboksylsyrer ligger deri at de ikke har noe skarpt smeltepunkt, og ved spesifik-ke viskositetstall av 1,0 - 1,3 allerede har meget høye smelte-viskositeter. Dette betyr for en smeltebesjiktningsprosess at delene som skal påføres sjikt, må opphetes meget høyt for å kunne garantere god flytning av polyamidet. De nødvendige temperaturer ligger ved 450 - 480°C. Hermed blir risikoen for en ter-misk spaltning meget stor.

Det viste seg nu at man kan få meget godt utfly-tende (sammenløpende), glatte overtrekk med overordentlig gode mekaniske fastheter ved smeltesjiktpåføring på metalldeler efter de kjente fremgangsmåter ved hvirvelsintring, samesering eller flammesprøytning med polyamidpulvere, således som de fremstilles ved omsetning av diarylesterne av iso- og terefthalsyren med alifatiske diaminer i indifferente oppløsningsmidler, når man anvender slike polyamidpulvere ved hvis fremstilling kondenseringen er blitt utført uten tilsetning av kjedeavbrytere ved temperaturer av 100 - 170°C inntil en molekylvekt som svarer til et spesifikt viskositetstall av 0,5 til 1,0.

Det er overraskende at man med et polyamid som oppviser et viskositetstall av mindre enn 0,8 får slagfaste og seige overtrekk efter at det er blitt oppsmeltet i kort tid.

Aromatiske polyamider som anvendes som pulver, kan ikke hvirvelsintres når molekylvekten ligger >10 000, fordi de ikke løper sammen. Belegg med slike polyamider som har en molekylvekt mindre enn 10 000, sammenløper visstnok til glatte filmer, men disse har ingen mekanisk fasthet. Det nye i foreliggende til-felle er at man anvender molekylvekter mindre erm 10 000 og får etterkondenserte belegg med molekylvekter større enn 10 000. Når man sammenlikner noen av egenskapene av polyamidene som anvendes i henhold til oppfinnelsen, med "Rilsan" (det for hvirvelsintring vanligvis anvendte Nylon 11), så får man følgende sammenlik-ningsverdier:

Herav skulle fremgå at man av de ifølge oppfinnelsen anvendte polyamider for mange anvendelsesformål får mere fordelaktige metalloverflatebesjiktninger enn man hittil kunne fremstille med det bløte, lavtsmeltende Nylon 1,1.

Selv om neddykningstiden, f.eks. ved hvirvelsint ring, av en til 400°C foropphetet metalldel bare andrar til 1 - 1,5 sek. og utflytningstiden til ea0 10 - 30 sek., måler man på et slikt polyamidsjikt - etter at det er fjernet fra metallet - et viskositetstall som ligger omtrent 1,0 over viskositetstal-let for utgangsmaterialet. Under samme betingelser, men med et tilsvarende polyamid som er smeltekondensert av saltet av syren med diaminet og i tilslutning hertil er blitt malt, får man et belegg som i beste fall viser en nedbygning av polykondensatet som følge av den termiske belastning ved smeltesjiktpåføringen.

De nødvendige opphetningstemperaturer av metall-delene ligger i det for alifatiske polyamider vanlige område av 350 til 430°C.

Ved den elektrostatiske sjiktpåføringsprosess som betegnes med uttrykket<M>samesering<w>(se "Corrosion Technology" for juli 1963, s. 147 - 9), er det fordelaktig at delene som skal belegges, likesom ved hvirvelsintring opphetes før sjiktpå-føringen, da den elektrostatiske vedhengning ved romtemperatur bare muliggjør påføringen av et tynt sjikt.

De anførte forsøk beskriver fremgangsmåten i de-talj.

Eksempel 1

Efter den i det britiske patentskrift nr.

1 021 608 beskrevne kondenseringsprosess kondenseres et polyamid av 70 mol-prosent isofthalsyredifenylester, 30 mol-prosent terefthalsyredifenylester og en ekvimolar mengde heksametylen-diamin ved 140°C i kokende xylen inntil en molekylvekt som svarer til et spesifikt viskositetstall av 0,77. Det tørkete pulver fylles i en glassfritte, og nedenfra gjennomledes en mode-rat luftstrøm slik at polyamidpulveret forholder seg på samme måte som en væske. I dette hvirvelsjikt inndykkes i kort tid en ubehandlet jernblikkplate som er blitt foropphetet i 4 minutter til 380°C, blikkplaten taes atter ut, man lar den avkjøle i luften i ca. 20 sekunder og bråkjøles i et vannbad. Derefter løsnes delvis polyamidsjiktet med en kniv. Ved forbehandlete jernblikkplater eller slike av VA-stål kan sjiktet ikke mer løsnes eller avløses. Overflaten av sjiktet renses mekanisk for små mengder av vedhengende jernoksydpartikler, og viskositets-tallet for dette polyamidsjikt - målt i en fenol-tetrakloretan-blanding - bestemmes til 1,62.

Eksempel 2

Analogt forsøk 1 neddykkes en jernblikkplate med 380°C, og derefter lar man den avkjøles i luften»

Sjiktet er likeledes glatt og blærefritt og overflaten har en noe mindre glans.

Viskositetstall = 1,74.

Eksempel 3

Analogt forsøk 1 neddykkes en til 440°C foropphetet jernblikkplate, og man lar den avkjøles i luften. I sjiktet kan enkelte ganske små blærer iakttas.

Viskositetstall = 2,2.

Eksempel 4

Et likeartet polyamidpulver som beskrevet i eksempel 1, fremstilt med et viskositetstall av 0,96, idet det kondenseres i 3 timer i dietylbenzen ved 150°C. Med dette pulver fremstilles, som beskrevet i eksempel 1, et hvirvelsjikt,

og en til 400°C foropphetet jernblikkplate neddykkes og i tilslutning hertil lar man den bli kold i luften. Viskositetstal-let måles i det fraløste polyamid og tallet er 1,78. Overflaten av sjiktet virker glatt.

Eksempel 5 (Sammenlikningseksempel)

Det fremstilles et likeartet polyamidpulver, som beskrevet i eksempel 1, med et viskositetstall av 1,16, hvoref-ter det efter tilsetning av kjedeavbrytere kondenseres i 6 timer i kokende dietylbenzen ved 173 °C.

Med dette pulver fremstilles som beskrevet i eksempel 1 et hvirvelsjikt, og en jernblikkplate neddykkes ved forskjellige temperaturer.'Ved 400°C: ingen fullstendig påsmel-ting av polyamidpulveret. Ved 440°C: rynket overflate av sjiktet. Ved 460°C: blæredannelse, spaltningslukt, kraterdannelse.

Et spesifikt viskositetstall = 1,08 bestemmes i det ved 440°C påsmeltede sjikt.

Claims (1)

1. Smeltebesjiktning av metaller efter den kjente fremgangsmåte for hvirvelsintring, samesering eller flamme-sprøytning, med polyamidpulvere av den art som er erholdt ved omsetning av diarylestere av iso- og/eller terefthalsyre med primære diaminer i indifferente oppløsningsmidler,karakterisert vedat man anvender slike polyamidpulvere ved hvilke kondenseringen er blitt gjennomført uten tilsetning av kjedeavbrytere ved temperaturer av 100 til 170°C inntil en molekylvekt som svarer til et spesifikt viskositetstall av 0,5 til 1,0.