RU1135175C

RU1135175C - Composition for impregnating articles of powder metallurgy and porous casting

Info

Publication number: RU1135175C
Authority: RU
Inventors: Т.А. Кулигина; С.Б. Мейман; А.П. Синеоков; Р.Ф. Шагиахметова; В.А. Довыденков; Р.Г. Нуруллин
Original assignee: Kuligina T A; Mejman S B; Sineokov A P; Shagiakhmetova R F; Dovydenkov V A; Nurullin R G
Priority date: 1983-08-05
Filing date: 1983-08-05
Publication date: 1995-04-10

Description

Изобретение относится к химии полимеров, а именно к составам для пропитки изделий порошковой металлургии и пористого литья, применяемым для пропитки различных изделий порошковой металлургии, пористого литья, сварных швов, околошовной зоны и других пористых изделий методом погружения или нанесения с целью герметизации и защиты от коррозии. The invention relates to the chemistry of polymers, and in particular to compositions for the impregnation of powder metallurgy and porous castings used for the impregnation of various powder metallurgy products, porous casting, welds, a heat-affected zone and other porous products by immersion or application in order to seal and protect against corrosion .

К пропитывающим составам для герметизации и защиты от внутренней коррозии предъявляются следующие требования:
составы должны иметь срок хранения при температуре не более 30^оС 1 год;
сохранять работоспособность в процессе эксплуатации (при многократной вакуумной пропитке в контакте с металлами), т.е. снижение времени до начала гелеобразования после 100 циклов вакуумирования с металлами должно составлять не более 25% снижение момента отвинчивания не более 20%
удаление избытка пропитывающего состава с поверхности спеченных и литьевых изделий должно достигаться водной промывкой;
чистота поверхности после герметизации пропитывающим составом должна обеспечивать качественное электролитическое или химическое покрытие, соответствующее ГОСТ 9.301-78, при необходимости их нанесения;
пропитка герметиком должна гарантировать защиту от внутренней коррозии.The impregnating compositions for sealing and protection against internal corrosion have the following requirements:
formulations should have a shelf life at a temperature not exceeding 30 ^{° C} 1 year;
maintain operability during operation (with multiple vacuum impregnation in contact with metals), i.e. reduction of time before gelation after 100 evacuation cycles with metals should be no more than 25%; reduction of unscrewing moment no more than 20%
removal of excess impregnating composition from the surface of sintered and molded products should be achieved by water washing;
surface cleanliness after sealing with an impregnating composition should provide a high-quality electrolytic or chemical coating in accordance with GOST 9.301-78, if necessary;
impregnation with sealant should guarantee protection against internal corrosion.

Известен состав для пропитки изделий порошковой металлургии и пористого литья, содержащий олигокарбонатметакрилат или его смесь с октилметакрилатом, диметакрилат триэтиленгликоля, перекись дикумила и гидрохинон при следующем соотношении компонентов, мас. ч. Олигокарбонатметак- рилат или его смесь с октилметакрилатом (ОМАК) 100 Диметакрилат триэти- ленгликоля 5-100 Перекись дикумила 0,5-1,0 Гидрохинон 0,03-0,06
Такой пропитывающий состав отверждается при повышенной температуре 120-140^оС в течение 1-2 ч, имеет срок хранения более 1 года.A known composition for the impregnation of powder metallurgy and porous castings containing oligocarbonate methacrylate or its mixture with octyl methacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, dicumyl peroxide and hydroquinone in the following ratio, wt. including Oligocarbonate methacrylate or its mixture with octyl methacrylate (OMAC) 100 Triethylene glycol dimethacrylate 5-100 Dicumyl peroxide 0.5-1.0 Hydroquinone 0.03-0.06
Such impregnating composition is cured at an elevated temperature of 120-140 ^C for 1-2 hours, it has a shelf life greater than 1 year.

Недостатком композиции является снижение жизнеспособности в контакте с металлами (особенно медью) на 30-75%
Кроме того, композиция имеет высокую температуру полимеризации (более 100^оС) и длительное время отверждения (1-2 ч). Поверхность загерметизированных изделий перед нанесением электролитических или химических покрытий требует дополнительной стадии промывки органическими растворителями.The disadvantage of the composition is a decrease in viability in contact with metals (especially copper) by 30-75%
In addition, the composition has a high polymerization temperature (more than 100 ^about C) and a long curing time (1-2 hours). The surface of sealed products before applying electrolytic or chemical coatings requires an additional washing step with organic solvents.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам является состав для пропитки изделий порошковой металлургии и пористого литья, содержащий диметакрилат полиэтиленгликоля или его смесь с октиметакрилатом в соотношении 3-4:1, инициатор полимеризации, поверхностно-активное вещество и ингибитор полимеризации. The closest in technical essence and the achieved results is a composition for the impregnation of powder metallurgy and porous castings containing polyethylene glycol dimethacrylate or its mixture with octimethacrylate in a ratio of 3-4: 1, a polymerization initiator, a surfactant and a polymerization inhibitor.

В качестве инициатора полимеризации состав содержит гидроперекисный инициатор. Состав на 100 мас.ч. диметакрилата полиэтиленгликоля или его смеси с октилметакрилатом содержит 0,2-3 мас.ч. инициатора, 0,25-10 мас.ч. поверхностно-активного вещества и 0,05 мас.ч. ингибитора. As a polymerization initiator, the composition contains a hydroperoxide initiator. Composition per 100 parts by weight polyethylene glycol dimethacrylate or its mixture with octyl methacrylate contains 0.2-3 wt.h. initiator, 0.25-10 parts by weight surfactant and 0.05 wt.h. inhibitor.

Отверждение таких герметиков в порах пропитанных изделий осуществляют погружением их в горячую воду. Для изделий с пористостью менее 10% неотвержденный на поверхности герметик удаляют промывкой в воде или водных растворах ПАВ, что исключает использование органических растворителей на стадии подготовки изделий для химических и электролитических покрытий. The curing of such sealants in the pores of the impregnated products is carried out by immersion in hot water. For products with a porosity of less than 10%, the surface-uncured sealant is removed by washing in water or aqueous surfactant solutions, which eliminates the use of organic solvents at the stage of preparation of products for chemical and electrolytic coatings.

Недостатком известного состава является снижение работоспособности его при многократной вакуумной пропитке: в пропитывающем составе наблюдается гелеобразование через 76 циклов вакуумирования, что снижает коэффициент использования герметика. Кроме того, при пропитке изделий с высокой исходной пористостью (более 10%) наблюдается вытекание герметика из пор и отверждение его на поверхности с образованием налета. Для удаления налета изделия необходимо подвергать дополнительной стадии механической обработки, особенно перед нанесением электролитических или химических покрытий. В результате вытекания герметика из пор возможно появление внутренней коррозии и нарушение герметичности. A disadvantage of the known composition is a decrease in its performance with repeated vacuum impregnation: in the impregnating composition, gelation is observed after 76 evacuation cycles, which reduces the utilization rate of the sealant. In addition, when impregnating products with a high initial porosity (more than 10%), the sealant leaks out of the pores and cures on the surface to form a coating. To remove plaque, the product must be subjected to an additional stage of mechanical processing, especially before applying electrolytic or chemical coatings. As a result of leakage of the sealant from the pores, internal corrosion and leakage may occur.

Целью изобретения является повышение работоспособности состава при многократной пропитке и возможность использования состава для герметизации высокопористых изделий. The aim of the invention is to increase the health of the composition with repeated impregnation and the possibility of using the composition to seal highly porous products.

Поставленная цель достигается тем, что состав для пропитки изделий порошковой металлургии и пористого литья, содержащий диметакрилат полиэтиленгликоля или смесь его с октилметакрилатом в соотношении 3-4:1, инициатор полимеризации, поверхностно-активное вещество и ингибитор полимеризации, в качестве инициатора полимеризации содержит 4,4'-азо-бис-(4,4'-циан)пентановую кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.ч. Диметакрилат полиэти- ленгликоля или его сме- сь с октилметакрилатом в соотношении 3-4:1 100 4,4'-Азо-бис-(4,4'-циан) пентановая кислота 0,1-0,2 Поверхностно-актив- ное вещество 0,5-2 Ингибитор 0,005-0,03
Отверждение композиций осуществляют при температуре 80-90^оС в течение 15-30 мин.This goal is achieved in that the composition for the impregnation of powder metallurgy and porous castings containing polyethylene glycol dimethacrylate or a mixture of it with octyl methacrylate in a ratio of 3-4: 1, a polymerization initiator, a surfactant and a polymerization inhibitor, contains 4, as a polymerization initiator 4'-azo-bis- (4,4'-cyan) pentanoic acid in the following ratio, wt.h. Polyethylene glycol dimethacrylate or its mixture with octyl methacrylate in a ratio of 3-4: 1 100 4,4'-Azo-bis- (4,4'-cyan) pentanoic acid 0.1-0.2 Surface active substance 0.5-2 Inhibitor 0.005-0.03
The curing of the compositions is carried out at a temperature of 80-90 ^about C for 15-30 minutes

Применение в качестве инициатора полимеризации 4,4'-азо-бис-(4,4'-циан)пентановой кислоты в сочетании с указанными компонентами обеспечивает уплотнение состава после отверждения и повышение его стабильности. The use of 4,4'-azo-bis- (4,4'-cyan) pentanoic acid as a polymerization initiator in combination with these components ensures the compaction of the composition after curing and an increase in its stability.

П р и м е р 1. Состав готовят растворением при перемешивании в 100 мас. ч. мономера ТГМ-ЗГ, состоящего из смеси диметакрилатов моноэтиленгликоля-5, диэтиленгликоля-15, триэтиленгликоля-50, тетраэтиленгликоля-25, пентаэтиленгликоля-5, следующих компонентов, мас.ч. 4,4'-Азо-бис-(4,4'-циан) пентановая кислота (4а4ц) 0,1 Оксиэтилированные алкилфенолы (ОП-10) 1,0 Гидрохинон 0,01
Срок хранения композиции при температуре не более 30^оС составляет 1 год.PRI me R 1. The composition is prepared by dissolving with stirring in 100 wt. including the monomer TGM-ZG, consisting of a mixture of dimethacrylates of monoethylene glycol-5, diethylene glycol-15, triethylene glycol-50, tetraethylene glycol-25, pentaethylene glycol-5, the following components, wt.h. 4,4'-Azo-bis- (4,4'-cyan) pentanoic acid (4-4c) 0.1 Oxyethylated alkyl phenols (OP-10) 1.0 Hydroquinone 0.01
The shelf life of the composition at a temperature of not more than 30 ^about C is 1 year.

Полученную композицию испытывают на скорость гелеобразования в присутствии металлов по времени до начала гелеобразования и на скорость отверждения в резьбовом зазоре по моменту отвинчивания. The resulting composition is tested for the rate of gelation in the presence of metals in time before gelation and for the rate of cure in the threaded gap at the time of unscrewing.

Время до начала гелеобразования в присутствие металлов определяют в термостатируемой при 80±0,1^оС пробирке, заполненной герметиком на высоту, равную диаметру пробирки 14-16 мм. Момент отвинчивания определяют моментным ключом на резьбовой паре (М 10х1,5) через 1 ч после отверждения при 90±1^оС в течение 15-30 мин состава, нанесенного в зазор (имитация пары).Time before gelation in the presence of metals is determined in a thermostated at 80 ^{° C} ± 0,1 tube filled with sealant to a height equal to the diameter of the tubes 14-16 mm. Unscrewing torque determined torque wrench to the threaded pair (M 10h1,5) 1 hour after curing at 90 ± 1 ^{° C} for 15-30 min composition applied in the gap (imitation pairs).

Способность состава эмульгироваться в воде, обеспечивающую полноту удаления герметика с поверхности пропитанных изделий, определяют на соответствие государственному стандарту (ГОСТ 9.301-78), электролитического или химического покрытия, наносимого на загерметизированные изделия без дополнительной очистки поверхности. Способность проникать в поры изделий различной пористости оценивают с помощью микроскопа при 16-20-кратном увеличении по отсутствию внутренней коррозии на изломе загерметизированных изделий после выдержки их в течение 10 суток при 40±2^оС и влажности 95±3% Пропитке подвергают изделия с исходной пористостью 4±2% и 20±2%
Далее композицию подвергают искусственном старению многократно вакуумируют (не менее 100 циклов) в присутствии металлов, имитируя процесс пропитки погружением, после чего определяют время до начала гелеобразования и момент отвинчивания.The ability of the composition to emulsify in water, ensuring the complete removal of the sealant from the surface of the impregnated products, is determined according to state standard (GOST 9.301-78), electrolytic or chemical coating applied to sealed products without additional surface cleaning. The ability to penetrate into the pores of the articles of different porosity was evaluated using a microscope at 16-20-fold magnification by the absence of internal corrosion products on the fracture sealed after holding them for 10 days at 40 ± 2 ^{° C} and humidity of 95 ± 3% The impregnation product is subjected to the initial porosity 4 ± 2% and 20 ± 2%
Next, the composition is subjected to artificial aging, is repeatedly evacuated (at least 100 cycles) in the presence of metals, imitating the immersion impregnation process, after which the time before gelation and the moment of unscrewing are determined.

Один цикл пропитки погружением включает выдержку состава над смесью порошков металлов в течение 15 мин при 2 мм рт.ст. затем 15 мин при атмосферном давлении. One immersion impregnation cycle involves holding the composition over a mixture of metal powders for 15 minutes at 2 mm Hg. then 15 min at atmospheric pressure.

Свойства состава для пропитки и загерметизированных им изделий с различной исходной общей пористостью приведены в таблице. The properties of the composition for impregnation and sealed products with different initial total porosity are given in the table.

П р и м е р 2. Состав готовят смешением следующих компонентов, мас.ч. Диметакрилат триэти- ленгликоля (ТГМ-3) 100 4а4ц 0,15 2,6-Диизобутил-4-ме- тилфенол (ионол) 0,02 Оксиэтилированные алкилфенолы (ОП-7) 0,5 Срок хранения состава 1 год. Пропитке подвергают изделия с исходной общей пористостью 6±2% и 22±2% Свойства состава и загерметизированных изделий приведены в таблице. PRI me R 2. The composition is prepared by mixing the following components, parts by weight Triethylene glycol dimethacrylate (TGM-3) 100 4-4c 0.15 2,6-Diisobutyl-4-methylphenol (ionol) 0.02 Oxyethylated alkyl phenols (OP-7) 0.5 Shelf life of the composition is 1 year. The articles with the initial total porosity of 6 ± 2% and 22 ± 2% are subjected to impregnation. The properties of the composition and the sealed products are shown in the table.

П р и м е р 3. Состав готовят смешением следующих компонентов, мас.ч. Диметакрилат тет- раэтиленгликоля (ТГМ-4) 100 4а4ц 0,2 Смесь оксиэтили- рованных алкилфе- нолов ОП-7: ОП-10 1:1 22 Бензохинон 0,03 Свойства состава и загерметизированных им изделий с исходной пористостью 10±2% и 22±2% приведены в таблице. PRI me R 3. The composition is prepared by mixing the following components, parts by weight Tetraethylene glycol dimethacrylate (TGM-4) 100 4-4c 0.2 Mixture of hydroxyethylated alkyl phenols OP-7: OP-10 1: 1 22 Benzoquinone 0.03 Properties of the composition and its products with initial porosity of 10 ± 2% and 22 ± 2% are given in the table.

П р и м е р 4. Состав готовят смешением следующих компонентов, мас.ч. Смесь ТГМ-3 с ОМАК в весовом соотношении 3:1 100 4а4ц 0,1 Смесь ОП-7:ОП-10 2: 1 1,5 Гидрохинон 0,005 Пропитке подвергают изделия с пористостью 6±2% и 16±2% Свойства композиций и загерметизированных изделий приведены в таблице. PRI me R 4. The composition is prepared by mixing the following components, parts by weight A mixture of TGM-3 with OMAC in a weight ratio of 3: 1 100 4-4c 0.1 A mixture of OP-7: OP-10 2: 1 1.5 Hydroquinone 0.005 The articles with porosity of 6 ± 2% and 16 ± 2% are impregnated. Properties of the compositions and sealed products are shown in the table.

П р и м е р 5. Состав готовят смешением следующих компонентов, мас.ч. ТГМ-3:ОМАК 4:1 100 4а4ц 0,15 ОП-7 0,5 Ионол 0,03 Пропитке подвергают изделия с исходной пористостью 4±2% и 20±2% Свойства состава и загерметизированных изделий приведены в таблице. PRI me R 5. The composition is prepared by mixing the following components, parts by weight TGM-3: OMAC 4: 1 100 4-4c 0.15 OP-7 0.5 Ionol 0.03 The articles with initial porosity of 4 ± 2% and 20 ± 2% are impregnated. The properties of the composition and sealed products are shown in the table.

Таким образом, изобретение позволяет повысить работоспособность состава при многократной пропитке и обеспечивает возможность герметизации высокопористых изделий. Thus, the invention improves the performance of the composition with repeated impregnation and provides the ability to seal highly porous products.

Claims

COMPOSITION FOR IMPREGNATING POWDER METALLURGY AND POROUS MOLDING PRODUCTS containing polyethylene glycol dimethacrylate or its mixture with octyl methacrylate in a ratio of 3 41, a polymerization initiator, a surfactant and a polymerization inhibitor, characterized in that in order to increase the efficiency of the composition and the composition sealing highly porous products, as a polymerization initiator, the composition contains 4,4'-azo-bis- (4,4'-cyan) -pentanoic acid in the following ratio of components, m ac.h:
Polyethylene glycol dimethacrylate or its mixture with octyl methacrylate 100
4,4'-azo-bis- (4,4'-cyano) pantanoic acid 0.1 0.2
Surfactant 0.5 2
Inhibitor 0.005 0.03