PL101314B1 - Srodek do zabezpieczania powierzchni metalicznych - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest srodek do zabezpieczania powierzchni metalicznych odpowiedni do stoso¬ wania przez rozpylanie w celu wytworzenia powlok do izolacji akustycznej, zabezpieczajacych przed korozja i scieraniem. Srodek moze miec szerokie zastosowanie, w szczególnosci w przemysle samochodowym (do ochro¬ ny podwozia pojazdu od uderzen kamieni, piasku i dzialania kurzu) i w przemysle elektrotechnicznym (zwlasz¬ cza do izolowania akustycznego i ochrony przed korozja sprzetu domowego uzytku, jak pralki, maszyny do zmywania naczyn itp). Powloki ochronne powinny byc odporne na rózne wplywy w szerokim zakresie tempe¬ ratur, powinny miec dobra przyczepnosc do podloza, a przy tym ich wytwarzanie powinno byc ekonomiczne.Znane srodki powlokowe do wspomnianych celów nie spelniaja wszystkich wymagan.Sposród najczesciej stosowanych srodków ochronnych wystepuja mieszaniny, w których podstawowymi skladnikami sa roztwory bitumiczne z wypelniaczami, jak np. opisano w brytyjskim opisie patentowym nr 1101799 lub w kanadyjskim opisie patentowym nr 794751. Produkty te maja dobre wlasnosci przeciwkoro¬ zyjne i wykazuja zdolnosc izolowania akustycznego oraz sa wzglednie tanie, lecz sa malo odporne na scieranie, odznaczaja sie mala spójnoscia i trwaloscia w nizszej temperaturze. Znany jest srodek ochronny z opisu patento¬ wego NRD nr 37600 oparty na szelaku i asfalcie z mala domieszka polichlorku winylu (do 3%), jednakze srodek ten nie nadaje sie do nakladania metoda rozpylania. Podobnie jest ze srodkiem znanym z opisu patentowego NRD nr 79790 opartym na emulsji bitumicznej. Emulsja ta zawiera 5-60% polioctanu winylu lub polochlorku winylu, albo lateksu. Poniewaz srodek jest w postaci wodnej zawiesiny, a wiec jest niejednorodny, nie nadaje sie do nakladania przez rozpylanie. Z innych znanych srodków tego typu mozna jeszcze wymienic np. srodek z bry¬ tyjskiego opisu patentowego nr 1104735. Zawiera on PCW, plastyfikator, wypelniacz i rozpuszczalnik a takze zywice jonitowa. Ilosc plastyfikatora w tym srodku jest zaledwie taka, ze powoduje zmiekczenie zywicy. Srodek ten nie nadaje sie do stosowania przez rozpylanie nawet po dodaniu do niego srodka tiksotropowego.2 101314 Celem wynalazku bylo umozliwienie wytwarzania powlok ochronnych nowoczesnymi metodami, zwlasz¬ cza polegajacymi na rozpylaniu ze znacznie lepszymi wynikami technicznymi i ekonomicznymi.Wedlug wynalazku srodek do zabezpieczania powierzchni metalicznych, odpowiedni do stosowania przez rozpylanie, zawiera, w proporcji wagowej w odniesieniu do calkowitej ilosci srodka, od 5 do 20% zywicy winy¬ lowej takiej jak homopolimer i kopolimer chlorku winylu, przy tym komonomeiem moze byc octan winylu, propionian winylu, akrylan metylu, metakrylan metylu, estry maleinowe, akrylan butylu, metakrylan butylu, akrylonitryl lub chlorek winylidenu, od 10 do 30% plastyfikatora dla powyzszej zywicy winylowej, od 5 do 15% substancji bitumicznych, od 0,01 do 1,5% srodka tiksotropowego, takiego jak zel krzemionkowy, produkty reakcji bentonitu z aminami albo sole metali alkalicznych lub ziem alkalicznych kwasów karboksylowych, od do 65% wypelniacza, takiego jak weglan wapnia, tlenek baru, talk, mika, glina, kaolin, krzemiany, wlókna azbestowe, lupek albo ich mieszaniny, od 0 do 15% rozpuszczalnika, takiego jak benzyna, benzyna lakowa, nafta, ciekle weglowodory alifatyczne, ciekle weglowodory cykloparafinowe, ciekle weglowodory aromatyczne, ben¬ zyna ciezka, rozpuszczalniki aromatyczne, rozpuszczalniki chlorowane, ketony, albo ich mieszaniny, oraz od 0,5 do 5% zywicy pomocniczej, takiej jak zywica poliamidowa, epoksydowa lub fenolowa.Srodek wedlug wynalazku ewentualnie zawiera takze rózne dodatki zazwyczaj stosowane w mieszaninach polimerowych, takiejak srodki dyspergujace, stabilizatory, srodki przeciwrdzewne, katalizatory polimeryzacji itd.Srodek wedlug wynalazku stanowi subtelna mieszanine zywicy zemulgowanej w plastyfikatorze i weglowo¬ dorach o wysokiej temperaturze wrzenia, razem z dodatkami i wypelniaczem.Jako zywice korzystnie stosuje sie homopolimer chlorku winylu lub kopolimer chlorku winylu z monome¬ rem zdolnym do kopolifneryzacji z chlorkiem winylu. W przypadku uzycia homopolimeru chlorku winylu, ko¬ rzystnie stosuje sie produkt reakcji wytworzony przez polimeryzacje emulsyjna, natomiast kopolimer powinien zawierac chlorek winylu jako glówny monomer, ajako komonomer — zwiazek taki, jak octan winylu, propionian winylu, akrylan metylu, metakrylan metylu, estry kwasu maleinowego, np. maleinian butylu, akrylan butylu, metakrylan butylu, akrylonitryl, chlorek winylidenu itd.Plastyfikator mozna stosowac kazdy, który jest odpowiedni dla polichlorku winylu, przy czym najbardziej odpowiednie sa estry kwasów alifatycznych i aromatycznych dwu- lub trójkarboksylowych i fosforany organiczne. Sposród estrów wymienia sie estry kwasu ftalowego, np. ftalan 2-etyloheksylu, butylu, izobutylu, izononylu, ftalany normalnych alkoholi o 7, 8 i 11 atomach wegla, ftalan izodecylu, izoundecylu i analogi, a sposród estrów kwasu fosforowego takie, jak fosforan krezylu, fosforan fenylowo-dwu-2-etyloheksylu, trój-2- etyloheksylu, dwufenylowo-krezylu i analogi, ponadto estry kwasu adypinowego, bursztynowego, sebacynowego, azelainowego i analogi.Substancje bitumiczne stosowane w srodkach wedlug wynalazku pochodza nie tylko z asfaltów natural¬ nych, np. z Trynidadu lub Selenizza, gilsonitu, proszków asfaltowych ze zmielonych skal bitumicznych z Abbru- zos i Sycylii oraz analogów, lecz glównie sa to bitumiczne pozostalosci po destylacji ropy naftowej, bitumy utle¬ nione, pozostalosci z krakingu, smoly weglowe, pozostalosci po destylacji smoly weglowej, smoly roslinne i zwierzece, otrzymane w jakimkolwiek procesie przetwarzania, jak równiez mieszaniny z produktami wymienio¬ nymi wyzej.Srodek wedlug wynalazku zawiera czynnik tiksotropowy w celu nadania mu postaci cieklej o lepkosci umozliwiajacej latwe stosowanie przez rozpylanie, zwlaszcza nowoczesna metoda bez stosowania powietrza, a poza tym w celu uzyskania odpowiedniej rozlewnosci i dokladnego krycia podloza bez tendencji splywania.Jako odpowiednie czynniki tiksotropowe wymienia sie koloidalna krzemionke, zwlaszcza zele krzemion¬ kowe latwo dostepne lub latwe do otrzymania przez zakwaszenie roztworów rozpuszczalnych krzemianów, z wytworzeniem hydrozolu lub galaretowego osadu, produkty reakcji bentonitu z amina, takie jak produkty otrzymane przez poddanie reakcji III-rzed. aminy heterocyklicznej z pochodna atapulgitu, sole metali alkalicz¬ nych lub metali ziem alkalicznych kwasów jednokarboksylowych, takie jak sole sodowe, potasowe, litowe, wapniowe, barowe lub strontowe kwasów tluszczowych, takich jak kwas kaprylowy, laurylowy, mirystynowy, palmitynowy, stearynowy, oleinowy, rycynolowy, linolenowy itd.Jako pomocnicza zywice srodek moze zawierac poliamidy termoplastyczne otrzymane przez kondensacje dwuamin z kwasami dwukarboksylowymi, zywice epoksydowe otrzymane przez kondensacje dwufenoli z epi- chlorohydryna, termoutwardzalne zywice fenolowe z grupy nowolaków, a zwlaszcza zywice fenolowo-formal- dehydowe zawierajace czynnik sieciujacy np. szesciometylenoczteroamine, niezbedny do utwardzania zywicy na goraco. Stosuje sie je w ilosci 0,5-2% w przypadku zywicy poliamidowej, 0,5—4% przy uzyciu zywic epoksy¬ dowych i 1,0—5% przy uzyciu zywic fenolowych. Obecnosc tych zywic poprawia wlasnosci powloki, zwlaszcza pod wzgledem mechanicznym.Srodek wedlug wynalazku zawiera wypelniacz, spelniajacy w mieszaninie role nie tylko rozcienczalnika, lecz równiez czynnika polepszajacego wiele wlasciwosci powloki ochronnej, zwlaszcza jej spójnosc. Wypelniacz stosuje sie w ilosci 20—65% wagowych w stosunku do wytworzonego srodka. Jako wypelniacz stosuje sie miedzy101 314 3 innymi weglan wapnia, wodorotlenek baru, talk, mike, glinki, krzemiany, kaolin, wlókna azbestowe, lupek szyfrowy. Korzystnym wypelniaczem jest zwlaszcza weglan wapnia ze wzgledu na jego miekkosc, mala scie¬ ralnosc i dzialanie zmiekczajace, co pozwala zmniejszyc zawartosc typowego plastyfikatora i obnizyc przez to koszty wytwarzania.Srodek wedlug wynalazku moze równiez zawierac rozpuszczalnik w ilosci do 15% wagowych w stosunku do calkowitej ilosci wytworzonego srodka, sposród takich jak benzyna, benzyna lakowa, nafta, weglowodory alifatyczne, cykloparafinowe i aromatyczne, np. toluen, ksylen, rozpuszczalniki pochodzace ze smoly po desty- laqi, np. ciezsze frakcje weglowodorowe alifatyczne i aromatyczne weglowodory chlorowane, takie jak dwu- chloropropan i trójchloroetylen, ketony jak aceton, metyloetyloketon i metyloizobutyloketon oraz ich miesza¬ niny.Srodek wedlug wynalazku stanowi jednorodna rzadka paste o barwie ciemnobrazowej i doskonalej odpor¬ nosci na starzenie oraz doskonalej trwalosci podczas skladowania, co pozwala uniknac koniecznosci mieszania srodka przed jego uzyciem.Srodek mozna stosowac przez napylanie na powierzchnie metaliczna uprzednio zabezpieczona warstwa ochronna stosowana w przemysle samochodowym, zwlaszcza do dolnych czesci podwozia.Warstewka wytworzona na powierzchni metalicznej po napyleniu srodka przylega do niej dzieki obecnosci srodka tiksotropowego, przy czym przyczepnosc powloki ulega dalszemu utrwaleniu po obróbce cieplnej w piecu o temperatuize 100-200^€ w ciagu okolo 30 minut. Otrzymana w tych warunkach powloka wykazuje doskona¬ la przyczepnosc do podloza nawet w cienkiej warstwie rzedu 0,2—0,3 mm, a ponadto wedlug pomiarów metoda Fiat nr 50488 jest odporna na scieranie i, jak wykazaly badania w komorze z mgla slona wedlug metody Salt Spray Test ASTM B-l 17, w komorze wilgotnej, wedlug metody High Humidity Cabinet, ASTM D-1748 oraz w atmosferze korodujacej z S02 wedlug metody Kesternich Test,DIN 50018, stanowi warstwe ochronna przeciwko korozji.Powloka ochronna otrzymana ze srodka wedlug wynalazku byla poddawana próbom zdolnosci izolowania akustycznego metoda Fiata „Normalization 955645, par. 1.6.1 — 1.6.2 - 1.6.3". Uzyskane wyniki wykazaly spadek drgan powyzej 5 decybeli/sek.Srodek wedlug wynalazku moze byc stosowany metoda rozpylania przy uzyciu powietrza, lub bardziej nowoczesna metoda bez stosowania powietrza polegajaca na tym, ze produkt rozpyla sie przepuszczajac go pod zwiekszonym cisnieniem przez dysze o bardzo malych otworach wylotowych w ksztalcie elipsy lub podobnym.Jako przyklad, w celu porównawczym, podano ponizej warunki stosowania w dwóch wymienionych meto¬ dach rozpylania.Rozpylanie bez powietrza: Stopien sprezaniapompy 45 1 Cisnienie powietrza wpompie 1,5-2,0 kG/cm2 Srednica koncówkipistoletu 0,89 mm Kat dyszy wpistolecie 60° Rozpylanie przy uzyciu powietrza: Stopien sprezaniapompy 9 1 Cisnienie powietrza wpompie 2,5-3,0 kG/cm2 Cisnienie powietrza wpistolecie 5,0 kG/cm2 Srednica dyszypistoletu 6,3 5 mm Jak widac z powyzszych danych, metoda rozpylania bez powietiza jest ekonomiczniejsza i dzieki plyn¬ nosci srodka wedlug wynalazku mozna go stosowac pod odpowiednio nizszym cisnieniem, co znacznie obniza zuzycie stosowanego sprzetu, miedzy innymi pompy i dysz.Wynalazek objasniaja, lecz nie ograniczaja, nastepujace przyklady.Przyklad I. W mieszalniku zaopatrzonym w mieszadlo i ewentualnie w uklad ogrzewajacy i/lub chlo¬ dzacy, wytworzono srodek ochronny o nastepujacym skladzie w procentach wagowych: bitumutleniony 6,5 ftalanizobutylu 14,0 polichlorekwinylu 10,0 benzynalakowa 9ft wodorotlenekbaru 38,7 x weglanwapnia 20,0 zelkrzemionkowy 0,5 wlóknaazbestowe 1,3 Otrzymano jednorodna paste o gestosci 1,7 (20°C) lepkosci wedlug Brookfielda (25°C, 7-20 obr/min), 40000 cP; rozpylanie bez powietrza (dysza Graco 635) dobre.4 101 314 Wytworzony srodek ochronny zastosowano do pokrycia lakierowanej powierzchni metalicznej przez rozpylenie bez powietrza, po czym warstwe powlokowa ogrzewano w piecu w temperaturze 130°C w ciagu minut. Otrzymano powloke o nastepujacych wlasciwosciach: przyczepnosc (grubosc powloki 0,3mm) dosc dobre scieranie 7 kG/mm twardosc (ShoreA) 83 Przyklad II. W mieszalniku jak opisano w przykladzie I wytworzono srodek ochronny o nastepuja¬ cym skladzie wyrazonym w procentach wagowych: polichlorek winylu ftalan izobutylu zywica epoksydowa zywica fenolowoformaldehydowa bitum (pozostalosc po destylacji ropy naftowej) zel krzemionkowy wypelniacz: — tlenek baru — weglan wapnia — wlókna azbestowe benzyna lakowa ,0 ,0 0,3 3,0 ,0 1,0 34,0 ,0 1,5 ,0 Otrzymano jednorodna paste o barwie ciemnobrazowej i nastepujacych wlasciwosciach: gestosc 1,76 (15°C), lepkosc wedlug Brookfielda (25°C) przy 7-5 obr/min - 100000 cP, przy 7-20 obr/min- 42000 cP.Wytworzony srodek ochronny zastosowano do pokrycia powierzchni metalicznej przez rozpylenie bez po¬ wietrza. Otrzymana warstwe powlokowa poddano próbom odpornosci na korozje i uzyskano nastepujace wy¬ niki: odpornosc na mgle slona (Salt Spray TestASTM B—117) powyzej 500 godzin; odpornosc na wilgoc (High Humidity Cabinet ASTM D-l748) powyzej 500 godzin; odpornosc na atmosfere korodujaca (Kesternich TestDIN 50018) powyzej 170 godzin.Przyklad III. W mieszalnikujak opisano w przykladzie I wytworzono srodek ochronny o nastepuja¬ cym skladzie wyrazonym w procentach wagowych: polichlorekwinylu 18,5 ftalanizobutylu 30,0 zywicapoliamidowa 1,0 bitum (pozostalosc po destylacji ropynaftowej) 15,0 zelkrzemionkowy 0,5 weglanwapnia 34,0 benzyna 1,0 Warstwe powlokowa, otrzymana z wytworzonego srodka ochronnego przez rozpylenie bez powietrza na po¬ wierzchnie metaliczna, poddano próbom i uzyskano nastepujace wyniki: plyniecie w polozeniu pionowym (warstwa grubosci 1 mm) w temperaturzeotoczenia - nie wystepuje w temperaturze13°C - nie wystepuje wytrzymalosc na zginanie na rdzeniu o srednicy 20mm - nie wystepuje odrywanie sie od powierzchni przyczepnosc do podkladu z lakieru (grubosc warstwy 0,3 mm) — dobra scieranie -18,0kG/mm sucha pozostalosc (2 godz. w temperaturze140°C) - 99,0% Jak widac z powyzszych przykladów, przez zmieszanie produktów bitumicznych, „ubogich" jako ma¬ terial powlokowy, z zywicami i odpowiednimi dodatkami, uzytymi w ustalonych proporcjach, uzyskano srodek ochronny odporny na starzenie i przechowywanie, o dobrych wlasciwosciach technicznych pod wzgledem odpor¬ nosci na scieranie, przyczepnosc do podloza i odpornosc na korozje, przy czym srodek ten odpowiedni jest do stosowania metoda rozpylania bez powietrza. Ponadto srodek wedlug wynalazku jest korzystny pod wzgledem ekonomicznym nie tylkb ze wzgledu na cene, lecz i na zmniejszenie stopnia zuzycia stosowanej do nakladania powloki ochronnej.101 314 5 PL

Claims (4)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Srodek do zabezpieczania powierzchni metalicznych, odpowiedni do stosowania przez rozpylanie, zawie¬ rajacy zywice winylowa, plastyfikator, substancje bitumiczne oraz wypelniacz, znamienny t y m, ze za¬ wiera w proporcji wagowej w odniesieniu do calkowitej ilosci srodka od 5 do 20% zywicy winylowej, takiej jak homopolimer i kopolimer chlorku winylu, przy tym komonomerem moze byc octan winylu, propionian winylu, akrylan metylu, metakrylan metylu, estry maleinowe, akrylan butylu, metakrylan butylu, akrylonitryl lub chlo¬ rek winylidenu, od 10 do 30% plastyfikatora dla powyzszej zywicy winylowej, od 5 do 15%substancji bitumicz¬ nych, od 0,1 do 1,5% srodka tiksotropowego, takiego jak zel krzemionkowy, produkty reakcji bentonitu z ami¬ nami, albo sole metali alkalicznych lub ziem alkalicznych kwasów karboksylowych, od 20 do 65% wypelniacza, takiego jak weglan wapnia, tlenek baru, talk, mika, glina, kaolin, krzemiany, wlókna azbestowe, lupek albo ich mieszaniny, od 0 do 15% rozpuszczalnika, takiego jak benzyna, benzyna lakowa, nafta, ciekle weglowodory alifatyczne, ciekle weglowodory cykloparafinowe, ciekle weglowodory aromatyczne, benzyna ciezka, rozpusz¬ czalniki aromatyczne, rozpuszczalniki chlorowane, ketony albo ich mieszaniny, oraz od 0,5 do 5% zywicy po¬ mocniczej, takiej jak zywica poliamidowa, epoksydowa lub fenolowa.
2. 2. Srodek wedlug zastrz. 1, znamienny tym, zejako plastyfikator zawiera ester kwasu alifatycz¬ nego lub aromatycznego, dwu- lub trójkarboksylowego lub fosforan organiczny.
3. 3. Srodek wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako substancje bitumiczne zawiera asfalt natural¬ ny, bitumiczna pozostalosc po destylacji ropy naftowej, bitum utleniony, smole weglowa, smole roslinna lub zwierzeca, lub ich mieszanine.
4. 4. Srodek wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze zawiera 10% polichlorku winylu, 14% ftalanu izobutylu jako plastyfikatora, 6,5% bitumu utlenionego, 0,5% zelu krzemionkowego jako czynnika tiksotropo- wego, 9,0% benzyny lakowej jako rozpuszczalnika i 60% wypelniacza stanowiacego wodorotlenek baru, weglan wapnia i azbest wlóknisty. PL