RO126306B1 - Procedeu pentru obţinerea agenţilor de mascare şi protecţie a metalelor supuse uzinajului chimic - Google Patents

Description

Invenția se referă la un procedeu de obținere a agenților de mascare și protecție a metalelor supuse uzinajului chimic, pe bază de soluții de bloc-copolimeri stiren-butadienici SBS și dibloc-copolimeri stiren-butadienici BS, în solvenți clorurați neinflamabili.

Se cunoaște, din brevetul GB 1196204, o metodă de gravare a articolelor de metal, care include etapele de mascare a porțiunilor selectate de metal cu un strat aderent dintr-o compoziție de mascare, constituită dintr-un bloc-copolimer stiren-butadienă în raport de 40:60 până la 20:80 și având cel puțin un bloc de polistiren de lungime suficientă, pentru ca bloc-copolimerul să aibă o temperatură de tranziție vitroasă de până la 50°C și cel puțin un bloc de polibutadienă de lungime suficient de mare, încât bloc-copolimerul să prezinte o temperatură de tranziție vitroasă sub -50°C și cel puțin 2 părți de α-metil stiren, compoziția polimerică fiind dizolvată pentru aplicare într-un solvent organic în proporție de 5 până la 25%. De asemenea, brevetul EP 0517983 A1 descrie o compoziție de mascare pe bază de apă, constituită dintr-o emulsie de cauciuc stiren-butadienic, o emulsie de cauciuc neoprenic și o sare de amoniu a unui polimer acrilic, prin aplicarea căreia se obține un film cu proprietăți foarte bune. Brevetele US 4247361, 7122079, 7282240, 7510978, 7560038 descriu diferite compoziții de mascare pe bază de rășini depuse sub formă de film pe suprafețele metalice.

Produsele destinate mascării metalelor în vederea uzinării chimice sunt, de regulă, soluții de polimeri cu diferite adaosuri de aditivi, pentru reglarea viscozității și de umpluturi organice sau minerale, pentru modelarea aderenței la metale și a elasticității peliculei depuse. Din dozajul diferit al acestor materiale, acompaniat de varierea naturii și concentrației solventului, se ajunge în final la rețeta optimă a produsului de mascare, care trebuie să îndeplinească următoarele cerințe:

- să formeze o peliculă continuă, uniformă, fără incluziuni de aer pe întreaga suprafață depusă pentru mascarea reperului metalic;

- pelicula polimerică trebuie să prezinte o adezivitate controlată între anumite limite, astfel încât nu trebuie să aibă valori foarte mari, pentru ca după imprimarea modelului prin tăiere, partea ce trebuie decupată să poată fi desprinsă fără mari dificultăți. Totuși, se cere o bună aderență, pentru ca pelicula rămasă în urma decupării să protejeze perfect și permanent metalul acoperit, în timpul transportului, manevrării și efectuării uzinajului chimic;

- pelicula depusă trebuie să prezinte o elasticitate controlată, adecvată scopului propus, nu foarte ridicată, pentru a nu conduce la deformări în timpul imprimării modelului prin tăiere, dar cu valori medii capabile să-i asigure o bună stabilitate dimensională, care să preîntimpine deformarea acesteia pe parcursul transportului reperelor și al uzinajului chimic. Soluția de mascare nu trebuie să prezinte fenomenul de variere a concentrației pe verticală, în băile de depunere pe reperele metalice, pentru a nu schimba grosimea și compoziția peliculei depuse, ceea ce ar produce dificultăți la șablonare, cu influente negative asupra calității.

Conform acestor cerințe, se recomandă ca proprietățile soluțiilor de mascare să prezinte o viscozitatea cinematică la 25°C (Zahn, cupa 5): 30...50 s.

Pelicula de mascare depusă din această soluție prezintă următoarele proprietăți:

- rezistența la tracțiune: minimum 5 Mpa;

- alungirea la rupere: minimum 300%;

- rezistența la jupuire: minimum 2,5 daN/25 mm.

Agentul de mascare se utilizează și pentru realizarea de pelicule protectoare pentru cuvele și sistemul de prindere și susținere al reperelor supuse operațiunilor de galvanizare (nichelare, cadmiere, zincare, argintare etc.).

RO 126306 Β1

De regulă, un agent de mascare are în compoziție trei componente: componenta 1 elastomeră, componenta ranforsantă și solventul.

Drept componentă elastomeră a agentului de mascare, se utilizează cauciucul natural 3 și o serie de cauciucuri sintetice: cauciuc stiren-butadienic (SBR), polibutadienic (BR), nitrilic (NBR), policloroprenic, siliconicetc. Utilizarea acestor cauciucuri în producerea agenților de 5 mascare prezintă dezavantajul că după depunerea peliculei de mascare este necesară vulcanizarea acesteia, faza consumatoare de energie și de materialele componente ale 7 rețetei de vulcanizare cum ar fi peroxizi, sulf și diverși agenți de vulcanizare.

Problema tehnică pe care o rezolvă invenția constă în obținerea unei pelicule de 9 agent de mascare cu o rezistență foarte bună, eliminând etapa de vulcanizare clasică.

Procedeul de obținere a agenților de mascare și protecție a metalelor supuse 11 uzinajului chimic, pe bază de soluții de bloc-copolimeri și dibloc-copolimeri stiren-butadienici, conform invenției, înlătură dezavantajele menționate, prin aceea că se dizolvă sub agitare 13 continuă un amestec de 100 părți bloc-copolimer stiren-butadienic stelat cu un conținut de 30,3% polistiren, având masa moleculară de 180000 g/mol, și 50.. .60 părți, preferabil 55 părți 15 de dibloc-copolimer stiren-butadienic cu un conținut de 70% polistiren, având masa moleculară selectată dintre 80000 și 100000g/mol, în tetracloretilenă, până la o concentrație 17 de 8,5...8,6%.

Componenta elastomerică pentru obținerea agentului de mascare este bloc- 19 copolimerul stiren-butadienic (SBS), care nu necesită vulcanizare, acești elastomeri prezentând o reticulare fizică virtuală, datorită structurii secvențiale a blocurilor componente, 21 incompatibile din punct de vedere termodinamic. Lipsa fazei de vulcanizare, în cazul utilizării bloc-copolimerilor stiren-butadienici, în producerea agentului de mascare, conduce la 23 avantaje economice, agentul de vulcanizare având un preț de cost mai redus, prin eliminarea materialelor componente ale rețetei de vulcanizare. Utilizatorul are avantajul scurtării timpului 25 de mascare cu minimum 3 h, prin eliminarea fazei de vulcanizare.

Utilizarea bloc-copolimerilor stiren-butadienici în locul altor elastomeri pentru 27 obținerea agenților de mascare prezintă și alte avantaje:

- bloc-copolimerii stiren-butadienici prezintă o solubilitate mai mare în solvenți 29 clorurați (peste 35% în perclorelilenă), în comparație cu alți elastomeri;

- bloc-copolimerii stiren-butadienici formează, din soluție, pelicule uniforme și 31 aderențe pe suprafețele metalice a căror elasticitate poate fi în mare măsură reglată, conform necesităților, din compoziția lor, prin varierea raportului dintre componenta 33 polistirenică rigidă și componenta polibutadienică elastică;

- după efectuarea operațiunilor de decupare și uzinaj chimic, peliculele de mascare 35 se recuperează și prin dizolvare în solventul clorurat se reface cu ușurință soluția de mascare, asigurându-se reciclarea sistemului de protecție, practic fără pierderi de deșeuri 37 tehnologice, eliminându-se poluarea mediului. în cazul peliculelor vulcanizate, reciclarea nu este posibilă datorită insolubilității peliculelor. 39

Componenta ranforsantă a agentului de mascare poate fi minerală sau organică:

silicați, argile, talc, diferite rășini sintetice. Un dezavantaj major al utilizării acestor materiale 41 de ranforsare îl constituie incompatibilitatea sau compatibilitatea limitată a acestora cu componenta elastomerică, fapt ce conduce la separarea (depunerea) ranforsanților, 43 fenomenul fiind amplificat de diferența de densitate, de regulă mai mare decât a elastomerilor. Această separare a fazelor componente din soluția de mascare conduce la 45 apariția unui gradient de densitate și de concentrație pe verticală, în băile de mascare. în acest caz, peliculele de mascare depuse pe reperele metalice, în special, pe cele de 47 dimensiuni mai mari, prezintă variații nedorile atât ale grosimii, cât și ale compoziției, fenomen perturbator în realizarea șablonării precise a modelului de uzinat și a desprinderii 49 uniforme a porțiunilor de peliculă care trebuie decupată.

RO 126306 Β1

Invenția de față înlătură acest dezavantaj, prin utilizarea ca material ranforsant a unui dibloc-copolimer stiren-butadienic cu conținut ridicat de polistiren, care prezintă o densitate apropiată de a acestora, și are o bună compatibilitate cu bloc-copolimerii stiren-butadienici.

Se prezintă, în continuare, 3 exemple nelimitative de realizare a invenției.

Exemplul 1. într-un recipient cu capacitatea de 1,51, prevăzut cu agitare, se introduc 1600 g de tetracloretilenă, 100 g de bloc-copolimer stiren-butadienic stelat cu un conținut de 30,3% polistiren, având masa moleculară de 180000 g/mol, 50 g de dibloc-copolimer stirenbutadienic cu un conținut de 70% polistiren, având masa moleculară de 80000 g/mol și 1,5 g de antioxidant 2,6-diterț-butil-4-melilfenol. Amestecul se agită până la dizolvarea completă a componenților, obținându-se soluția de mascare care are următoarele proprietăți:

- Viscozitatea cinematică la 25°C (Zahn, cupa 5): 38...42 s;

- Conținut în solide: 8,5...8,6%.

Pelicula de mascare depusă din această soluție prezintă următoarele proprietăți:

- Rezistența la tracțiune: minimum 7,2 Mpa;

- Alungirea la rupere: minimum 650%;

- Rezistența la jupuire: minimum 4,4 daN/25 mm.

Exemplul 2. într-un recipient cu capacitatea de 1,51, prevăzut cu agitare, se introduc 1655 g de tetracloretilenă, 100 g de bloc-copolimer stiren-butadienic stelat cu un conținut de 30,3% polistiren, având masa moleculară de 180000 g/mol, 55 g de dibloc-copolimer stirenbutadienic cu un conținut de 70% polistiren, având masa moleculară de 80000 g/mol și 1,5 g de 2,6-diterț-butil-4-metilfenol. Amestecul se agită până la dizolvarea completă a componenților, obținându-se soluția de mascare care are următoarele proprietăți:

- Viscozitatea cinematică la 25°C (Zahn, cupa 5): 36...40 s;

- Conținut în solide: 8,5...8,6%.

Pelicula de mascare depusă din această soluție prezintă următoarele proprietăți:

- Rezistența la tracțiune: minimum 7,0 Mpa;

- Alungirea la rupere: minimum 600%;

- Rezistența la jupuire: minimum 4,1 daN/25 mm.

Exemplul 3. într-un recipientcu capacitatea de 1,51, prevăzut cu agitare, se introduc 1710 g de tetracloretilenă, 100 g de bloc-copolimer stiren-butadienic stelat cu un conținut de 30,3% polistiren, având masa moleculară de 180000 g/mol, 60 g de dibloc-copolimer stirenbutadienic cu un conținut de 70% polistiren, având masa moleculară de 80000 g/mol și 1,5 g de 2,6-diterț-butil-4-melilfenol. Amestecul se agită până la dizolvarea completă a componenților, obținându-se soluția de mascare care are următoarele proprietăți:

- Viscozitatea cinematică la 25°C (Zahn, cupa 5): 33...37 s;

- Conținut în solide: 8,5...8,6%.

Pelicula de mascare depusă din această soluție prezintă următoarele proprietăți:

- Rezistența la tracțiune: minimum 6,6 Mpa;

- Alungirea la rupere: minimum 540%;

- Rezistența la jupuire: minimum 3,5 daN/25 mm.

Exemplul 4. într-un recipientcu capacitatea de 1,51, prevăzut cu agitare, se introduc 1550 g de tetracloretilenă, 100 g de bloc-copolimer stiren-butadienic stelat cu un conținut de 30,3% polistiren, având masa moleculară de 180000 g/mol, 45 g de dibloc-copolimer stirenbutadienic cu un conținut de 70% polistiren, având masa moleculară de 100000 g/mol și

1,5 g de 2,6-diterț-butil-4-metilfenol. Amestecul se agită până la dizolvarea completă a componenților, obținându-se soluția de mascare care are următoarele proprietăți:

- Viscozitatea cinematică la 25°C (Zahn, cupa 5): 38...42 s;

- Conținut în solide: 8,5...8,6%.

RO 126306 Β1

Pelicula de mascare depusă din această soluție prezintă următoarele proprietăți: 1

- Rezistența la tracțiune: minimum 7,4 Mpa;

- Alungirea la rupere: minimum 650%; 3

- Rezistența la jupuire: minimum 4,6 daN/25 mm.

Exemplul 5. într-un recipient cu capacitatea de 1,51, prevăzut cu agitare, se introduc 5 1600 g de tetracloretilenă, 100 g de bloc-copolimer stiren-butadienic stelat cu un conținut de 30,3% polistiren, având masa moleculară de 180000 g/mol, 50 g de dibloc-copolimer stiren- 7 butadienic cu un conținut de 70% polistiren, având masa moleculară de 100000 g/mol și

1,5 g de 2,6-diterț-butil-4-metilfenol. Amestecul se agită până la dizolvarea completă a 9 componenților, obținându-se soluția de mascare care are următoarele proprietăți:

- Viscozitatea cinematică la 25°C (Zahn, cupa 5): 36...40 s;11

- Conținut în solide: 8,5...8,6%.

Pelicula de mascare depusă din această soluție prezintă următoarele proprietăți:13

- Rezistența la tracțiune: minimum 7,0 Mpa;

- Alungirea la rupere: minimum 600%;15

- Rezistența la jupuire: minimum 4,2 daN/25 mm.

Exemplul 6. într-un recipient cu capacitatea de 1,51, prevăzut cu agitare, se introduc 17 1655 g de tetracloretilenă, 100 g de bloc-copolimer stiren-butadienic stelat cu un conținut de 30,3% polistiren, având masa moleculară de 180000 g/mol 55 g de dibloc-copolimer stiren- 19 butadienic cu un conținut de 70% polistiren, având masa moleculară de 100000 g/mol și

1,5 g de 2,6-diterț-butil-4-metilfenol. Amestecul se agită până la dizolvarea completă a 21 componenților, obținându-se soluția de mascare care are următoarele proprietăți:

- Viscozitatea cinematică la 25°C (Zahn, cupa 5): 34...38 s;23

- Conținut în solide: 8,5...8,6%.

Pelicula de mascare depusă din această soluție prezintă următoarele proprietăți:25

- Rezistența la tracțiune: minimum 6,7 Mpa;

- Alungirea la rupere: minimum 550%;27

- Rezistența la jupuire: minimum 3,7 daN/25 mm.

Claims (4)

1 Revendicare

3 Procedeu de obținere a agenților de mascare și protecție a metalelor supuse uzinajului chimic, pe bază de soluții de bloc-copolomeri și dibloc-copolimeri stiren5 butadienici, caracterizat prin aceea că se dizolvă sub agitare continuă un amestec de 100 părți de bloc-copolimer stiren-butadienic stelat cu un conținut de 30,3% polistiren, având

7 masa moleculară de 180000 g/mol, și 45...60 părți, preferabil 50...55 părți de dibloccopolimer stiren-butadienic, cu un conținut de 70% polistiren, având masa moleculară

9 selectată dintre 80000 și 100000 g/mol, în tetracloretilenă, la o concentrație finală de

8,5...8,6%.