RU2142970C1

RU2142970C1 - Phosphotizing primer

Info

Publication number: RU2142970C1
Application number: RU97110443/04A
Authority: RU
Inventors: ев А.Л. Бел ев А.Л. Бел; А.Л. Беляев; М.И. Ионов М.И. Ионов; М.И. Ионов; А.В. Корнеев А.В. Корнеев; А.В. Корнеев; М.Г. Штуца М.Г. Штуца; М.Г. Штуца
Original assignee: Открытое акционерное общество "Чепецкий механический завод"
Priority date: 1997-06-18
Filing date: 1997-06-18
Publication date: 1999-12-20

Abstract

FIELD: manufacture of paintwork materials. SUBSTANCE: described is phosphotizing primer which comprises substrate, diluent, primer based on acrylic resin, grade AK-070 or Ak-069, ratios of components being as follows, wt %: acid diluent, 10.1-11; primer based on acrylic resin, 50-90; and the primer substrate balance. EFFECT: lower cost price of primer by 2.5-10% and less consumption of primer and labor expenditure for applying it by 25-46%. 32 ex, 2 tbl

Description

Изобретение относится к области лакокрасочных материалов, а именно к составам фосфатирующих грунтовок. The invention relates to the field of paints and varnishes, and in particular to compositions of phosphating primers.

Известны грунтовки АК-070 и АК-069, представляющие собой суспензию пигментов в растворах акриловых смол и смеси органических растворителей с введением добавок и пластификаторов. ГОСТ 25718-83. Грунтовки АК-069 и АК-070. Технические условия с. 1. Primers AK-070 and AK-069 are known, which are a suspension of pigments in solutions of acrylic resins and a mixture of organic solvents with the addition of additives and plasticizers. GOST 25718-83. Primers AK-069 and AK-070. Specifications p. 1.

Данные грунтовки предназначены для грунтования металлических поверхностей и совместимы со многими покрывными эмалями, такими как: перхлорвиниловые, меламинные, полиакриловые, алкидно-акриловые, масляно-стирольные, эпоксидные, мочевинные и другие. These primers are designed for priming metal surfaces and are compatible with many coating enamels, such as: perchlorovinyl, melamine, polyacrylic, alkyd-acrylic, oil-styrene, epoxy, urea and others.

Однако недостатком данных грунтовок является их недостаточно высокая адгезионная прочность к поверхностям различных металлов. However, the disadvantage of these primers is their insufficiently high adhesive strength to the surfaces of various metals.

Наиболее близким техническим решением, выбранным авторами за прототип, является грунтовка фосфатирующая, состоящая из смеси компонентов: основы грунтовки и кислотного разбавителя при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Основа грунтовки - 80,0 - 88,9
Кислотный разбавитель - 20,0 - 11,1
ГОСТ 12707-77. Грунтовки фосфатирующие. Технические условия. с. 1-3.The closest technical solution chosen by the authors for the prototype is a phosphating primer, consisting of a mixture of components: primer base and acid diluent in the following ratio of components, wt.%:
Primer base - 80.0 - 88.9
Acidic diluent - 20.0 - 11.1
GOST 12707-77. Primers are phosphating. Technical conditions with. 1-3.

Основа фосфатирующей грунтовки представляет собой суспензию пигментов и наполнителя в растворе поливинилбутираля и идитольной смолы или без нее в смеси летучих органических растворителей. The basis of the phosphating primer is a suspension of pigments and filler in a solution of polyvinyl butyral and idol, in or without a mixture of volatile organic solvents.

Кислотный разбавитель представляет собой спиртовой раствор ортофосфорной кислоты. An acid diluent is an alcoholic solution of phosphoric acid.

Данная грунтовка предназначена для грунтования перед нанесением лакокрасочных материалов и отличается высокой адгезионной прочностью к металлическим поверхностям из многих металлов: алюминия, меди, магния, титана и их сплавов, углеродистых и нержавеющих сталей. This primer is intended for priming before applying paints and varnishes and is characterized by high adhesive strength to metal surfaces of many metals: aluminum, copper, magnesium, titanium and their alloys, carbon and stainless steels.

Однако недостатком данной фосфатирующей грунтовки является ее низкая совместимость со многими покрывными эмалями. Поэтому при ее использовании на практике на данную фосфатирующую грунтовку наносят дополнительный слой грунтовки, совместимый с покрывными эмалями, например, грунтовку марки АК-070. Данная система грунтовочного покрытия (фосфатирующая грунтовка + грунтовка марки АК-070) отличается высокой адгезионной прочностью к металлическим поверхностям и совместимостью ко многим покрывным эмалям. Однако недостатком этой грунтовочной системы являются повышенные расход грунтовки и трудозатраты на ее нанесение, вызванные необходимостью нанесения дополнительного промежуточного слоя грунтовки марки АК-070, ее сушки и т.д. However, the disadvantage of this phosphating primer is its low compatibility with many topcoats. Therefore, when it is used in practice, an additional primer layer is applied to this phosphating primer, compatible with topcoats, for example, AK-070 primer. This primer coating system (phosphating primer + AK-070 grade primer) is characterized by high adhesive strength to metal surfaces and compatibility with many coating enamels. However, the disadvantage of this primer system is the increased consumption of the primer and the labor required to apply it, caused by the need to apply an additional intermediate layer of the AK-070 primer, dry it, etc.

Заявляемое техническое решение направлено на снижение себестоимости и расхода фосфатирующей грунтовки, трудозатрат на ее нанесение при сохранении высокой адгезионной прочности покрытия к металлическим поверхностям из разных металлов и совместимости ко многим покрывным эмалям. The claimed technical solution is aimed at reducing the cost and consumption of the phosphating primer, the labor required to apply it while maintaining high adhesive strength of the coating to metal surfaces of different metals and compatibility with many coating enamels.

Указанная задача решается следующим образом. В отличие от известной грунтовки фосфатирующей, состоящей из смеси компонентов: основы и кислотного разбавителя, по заявляемому техническому решению она дополнительно содержит в своем составе добавку грунтовки на акриловой основе марки АК-070 или АК-090 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Кислотный разбавитель - 10,0 - 1,11
Добавка грунтовки на акриловой основе марки АК-070 или АК-069 - 50 -90
Основа грунтовки - Остальное
Сравнительный анализ заявляемого технического решения с прототипом показывает, что заявляемое изобретение отличается от известного тем, что оно дополнительно содержит в своем составе добавку грунтовки на акриловой основе марки АК-070 или АК-069 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Кислотный разбавитель - 10,0 - 1,11
Добавка грунтовки на акриловой основе марки АК-070 или АК-069 - 50 - 90
Основа грунтовки - Остальное
При анализе патентных и научно-технических источников не выявлено технических решений, обладающих всей совокупностью существенных признаков заявляемого технического решения.The specified problem is solved as follows. In contrast to the well-known phosphating primer, consisting of a mixture of components: a base and an acid diluent, according to the claimed technical solution, it additionally contains an acrylic-based primer AK-070 or AK-090 in the following ratio of components, wt.%:
Acidic diluent - 10.0 - 1.11
Acrylic-based primer additive AK-070 or AK-069 - 50 -90
Primer Base - Else
A comparative analysis of the proposed technical solution with the prototype shows that the claimed invention differs from the known one in that it additionally contains an additive on an acrylic base, grade AK-070 or AK-069, in the following ratio, wt.%:
Acidic diluent - 10.0 - 1.11
Acrylic-based primer additive AK-070 or AK-069 - 50 - 90
Primer Base - Else
When analyzing patent and scientific and technical sources, no technical solutions have been identified that have the entire set of essential features of the claimed technical solution.

Сравнение заявляемого технического решения с другими техническими решениями в данной области техники показывает, что фосфатирующая грунтовка, содержащая в своем составе добавку грунтовки на акриловой основе марки АК-070 или АК-069, неизвестна. Comparison of the claimed technical solution with other technical solutions in the given field of technology shows that the phosphating primer containing the additive of the AK-070 or AK-069 acrylic based primer is unknown.

Заявляемое техническое решение явным образом не следует из уровня развития техники, т. к. грунтовка фосфатирующая на основе поливинилбутираля и идитольной смолы и без нее и грунтовки на основе акриловой смолы марки АК-070 или АК-069 представляют собой многокомпонентные лакокрасочные системы, смешение которых между собой не позволяет однозначно прогнозировать получаемый результат их смешения. Кроме того, для достижения положительного результата требуется проведение большого числа экспериментов, необходимых для нахождения оптимального состава заявляемой грунтовки. The claimed technical solution does not explicitly follow from the level of technological development, since a phosphating primer based on polyvinyl butyral and iditol resin and a primer based on acrylic resin AK-070 or AK-069 are multi-component paint systems, the mixture of which is between by itself does not allow to unambiguously predict the result of their mixing. In addition, to achieve a positive result, a large number of experiments are required to find the optimal composition of the claimed primer.

Введение в фосфатирующую грунтовку перед нанесением покрытия добавки грунтовки на акриловой основе марки АК-070 или АК-069 в заявляемом количестве позволяет значительно повысить ее совместимость с покрывными эмалями при сохранении высокой адгезионной прочности к металлической поверхности из разных металлов. В результате этого исключается необходимость в нанесении промежуточного грунтовочного слоя, совместимого с покрывной эмалью, что приводит к значительному снижению расхода лакокрасочного материала и трудозатрат. Кроме того, понижается себестоимость заявляемой фосфатирующей грунтовки за счет замены части ее (50 - 90%) на менее дорогостоящую добавку грунтовки марок АК-070 или АК-069. Introduction to the phosphating primer before coating the additive of an acrylic-based primer AK-070 or AK-069 in the claimed amount can significantly increase its compatibility with coating enamels while maintaining high adhesive strength to a metal surface of different metals. As a result of this, the need for an intermediate primer layer compatible with topcoat is eliminated, which leads to a significant reduction in the consumption of paint and varnish material and labor costs. In addition, the cost of the claimed phosphating primer is reduced by replacing part of it (50 - 90%) with a less expensive additive primer AK-070 or AK-069.

Основу фосфатирующей грунтовки и кислотный разбавитель выпускают по ГОСТ 12707-77. The basis of the phosphating primer and acid diluent are produced according to GOST 12707-77.

Отечественная промышленность выпускает основы фосфатирующих грунтовок двух видов: на основе поливинлбутираля (грунтовка ВЛ-02) и на основе поливинилбутираля и идитольной смолы (грунтовка ВЛ-023). Кислотный разбавитель фосфатирующей грунтовки представляет собой спиртовый раствор ортофосфорой кислоты. The domestic industry produces the basics of phosphating primers of two types: based on polyvinyl butyral (primer VL-02) and based on polyvinyl butyral and iditol resin (primer VL-023). The acid diluent of the phosphating primer is an alcohol solution of phosphoric acid.

Отечественная промышленность выпускает кислотный разбавитель на основе этилового, или бутилового, или изопропилового спиртов. По результатам анализа состав грунтовки ВЛ-02 следующий, мас.%:
Основа грунтовки
поливинилбутираль - 7,2; основной хромат цинка - 6,9; тальк - 1,1 изоприловый спирт - 48,7; бутиловый спирт - 16,1. Итого 80.The domestic industry produces an acid diluent based on ethyl, butyl, or isopropyl alcohols. According to the results of the analysis, the composition of the primer VL-02 is as follows, wt.%:
Primer base
polyvinyl butyral - 7.2; basic zinc chromate - 6.9; talc - 1.1 isopril alcohol - 48.7; butyl alcohol - 16.1. Total 80.

Кислотный разбавитель
ортофосфорная кислота - 3,6; вода - 3,2; изопропиловый спирт - 13,2. Итого 20. Всего 100.Acid Thinner
phosphoric acid - 3.6; water - 3.2; isopropyl alcohol - 13.2. Total 20. Total 100.

Грунтовки марок АК-070 и АК-069 выпускаются по ГОСТ 25718-83. Данные грунтовки представляют собой суспензию пигментов в растворах акриловых смол и смеси органических растворителей с введением добавок и пластификаторов. Основа этих грунтовок акриловая смола. Primers AK-070 and AK-069 are produced in accordance with GOST 25718-83. These primers are a suspension of pigments in solutions of acrylic resins and a mixture of organic solvents with the addition of additives and plasticizers. The base of these primers is acrylic resin.

По результатам анализа состав грунтовки АК-070 следующий, мас.%:
смола БМК - 7,7; смола К-421 - 1,93; стронций хромовокислый - 3,85; бутилацетат - 42; бутиловый спирт - 16; ксилол - 28,52. Итого: 100.According to the results of the analysis, the composition of the primer AK-070 is as follows, wt.%:
BMK resin - 7.7; resin K-421 - 1.93; strontium chromate - 3.85; butyl acetate - 42; butyl alcohol - 16; xylene - 28.52. Total: 100.

По результатам анализа состав грунтовки АК-069 следующий, мас.%:
смола БМК-5 - 12,63; смола АС - 3,17; стронций хромовокислый - 4,7; основной хромат цинка - 1,6; бутилацетат - 36,1; толуол - 14,45; спирт этиловый - 6,45; бутанол - 14,45; этилацетат - 6,45. Итого: 100.According to the results of the analysis, the composition of the primer AK-069 is as follows, wt.%:
resin BMK-5 - 12.63; resin AC - 3.17; strontium chromate - 4.7; basic zinc chromate - 1.6; butyl acetate 36.1; toluene - 14.45; ethyl alcohol - 6.45; butanol - 14.45; ethyl acetate 6.45. Total: 100.

Для экспериментальной проверки заявляемого технического решения была проведена следующая работа. For experimental verification of the claimed technical solution, the following work was carried out.

По прототипу изготавливали фосфатирующую грунтовку на основе поливинилбутираля (марки ВЛ-02 ГОСТ 12707-77) путем смешивания основы грунтовки и кислотного разбавителя на основе этилового спирта в соотношении, мас.%:
основ грунтовки - 88,9; кислотный разбавитель - 11,1.According to the prototype, a phosphating primer was made on the basis of polyvinyl butyral (VL-02 grade GOST 12707-77) by mixing the base of the primer and an acid diluent based on ethyl alcohol in the ratio, wt.%:
primer base - 88.9; acid diluent - 11.1.

По заявляемому техническому решению изготавливали фосфатирующую грунтовку на основе поливинилбутираля (марки ВЛ-02 ГОСТ 12707-77), кислотного разбавителя на основе этилового спирта и грунтовки на акриловой основе (марки АК-070 ГОСТ 25718-83) при разных соотношениях компонентов. According to the claimed technical solution, a phosphating primer was made on the basis of polyvinyl butyral (VL-02 grade GOST 12707-77), an acid diluent based on ethyl alcohol and an acrylic based primer (grade AK-070 GOST 25718-83) with different ratios of components.

Составы испытанных заявляемых грунтовок даны в табл. 1. The compositions of the tested inventive primers are given in table. 1.

Полученные по прототипу и заявляемому техническому решению фосфатирующие грунтовки использовали для нанесения грунтовочного слоя покрытия методом пневмораспыления на образцы размером 100х50х1,5 мм из разных металлов: алюминия, меди, магния, титана, стали 08 КП, стали 12Х18Н10Т. На слой грунтовочного покрытия наносили двухслойное эмалевое покрытие из разных эмалей: на перхлорвиниловой основе (марки ХВ-785), на меламиновой основе (марки МЛ-12), на полиакриловой основе (марки АК-192), на основе акриловых сополимеров (марки АС-182), на масляно-стирольной основе (марки МС-17), на эпоксидной основе (марки ЭП-140) и на мочевинной основе (марки МЧ-13). Для сравнения на металлическую поверхность образцов наносили слой грунтовки на акриловой основе марки АК-070 с последующим нанесением двух слоев эмали на перхлорвиниловой основе марки ХВ-785. Obtained by the prototype and the claimed technical solution, phosphating primers were used to apply a primer coating layer by pneumatic spraying onto samples of 100x50x1.5 mm in size from various metals: aluminum, copper, magnesium, titanium, 08 KP steel, 12Kh18N10T steel. A two-layer enamel coating was applied on the primer coat from different enamels: on perchlorovinyl base (grade ХВ-785), on melamine base (grade ML-12), on a polyacrylic base (grade AK-192), on the basis of acrylic copolymers (grade АС- 182), on an oil-styrene base (grade MS-17), on an epoxy base (grade EP-140) and on a urea base (grade MCH-13). For comparison, an AK-070 grade acrylic primer layer was applied to the metal surface of the samples, followed by two layers of enamel on a perchlorovinyl base grade ХВ-785.

По другому варианту на слой фосфатирущей грунтовки на основе поливинилбутираля марки ВЛ-02 без добавки грунтовки наносили слой грунтовки на акриловой основе марки АК-070 и два слоя эмали на перхлорвиниловой основе марки ХВ-785. По каждому варианту изготавливали по 3 образца. According to another option, a VL-02 grade polyvinyl butyral based primer based on a phosphating primer without an added primer was applied with an AK-070 grade acrylic base coat and two XB-785 perchlorovinyl enamel coatings. For each option, 3 samples were prepared.

В процессе выполнения данной работы определяли адгезионную прочность лакокрасочного покрытия, расход лакокрасочных материалов, трудозатраты нанесения покрытия, себестоимость заявляемой фосфатирующей грунтовки, совместимость ее с различными эмалями по стандартным методикам. In the process of this work, the adhesive strength of the paint coating, the consumption of paint materials, the labor of coating, the cost of the inventive phosphating primer, its compatibility with various enamels by standard methods were determined.

На основании результатов проведенной работы было установлено, что заявляемая фосфатирующая грунтовка отличается от грунтовки по прототипу меньшей себестоимостью - на 2,5-10%, меньшим расходом грунтовки и трудозатратами при ее нанесении на 25-40% при сохранении адгезионной прочности к металлической поверхности разных металлов на уровне грунтовки по прототипу и совместимости к различным эмалям на уровне грунтовки на основе акриловой смолы марки АК-070. Based on the results of the work carried out, it was found that the inventive phosphating primer differs from the primer in the prototype in lower cost price - by 2.5-10%, lower primer consumption and labor costs when applying it by 25-40% while maintaining adhesive strength to the metal surface of different metals at the primer level according to the prototype and compatibility with various enamels at the primer level based on acrylic resin grade AK-070.

Оптимальным составом заявляемой фосфатирующей грунтовки является следующий, мас.%:
Кислотный разбавитель - 10,0 - 1,11
Добавка грунтовки на акриловой основе марки АК-070 или АК-069 - 50 - 90
Основа грунтовки - Остальное
Уменьшение количества добавки грунтовки на акриловой основе марки АК-070 или АК-069 в заявляемую грунтовку менее 50% мас. ухудшает ее совместимость с эмалями.The optimal composition of the inventive phosphating primer is the following, wt.%:
Acidic diluent - 10.0 - 1.11
Acrylic-based primer additive AK-070 or AK-069 - 50 - 90
Primer Base - Else
Reducing the amount of additive primer on an acrylic base grade AK-070 or AK-069 in the inventive primer less than 50% wt. degrades its compatibility with enamels.

Увеличение количества добавки грунтовки на акриловой основе марки АК-070 или АК-069 в заявляемую грунтовку более 90% мас. снижает ее адгезионную прочность к металлической поверхности. The increase in the number of additives for the primer on an acrylic base grade AK-070 or AK-069 in the inventive primer more than 90% wt. reduces its adhesive strength to a metal surface.

Для изучения возможности изготовления заявляемой фосфатирующей грунтовки из различных известных основ грунтовки, кислотного разбавителя и добавки грунтовки на акриловой основе марок АК-070 или АК-069 была проведена следующая работа. Изготавливали заявляемую фосфатирующую грунтовку по разным вариантам путем сочетания различных известных основ грунтовки, кислотного разбавителя и добавок грунтовки на акриловой основе марки АК-070 или АК-069. To study the possibility of manufacturing the inventive phosphating primer from various known primer bases, acid diluent and acrylic-based primer additives AK-070 or AK-069, the following work was carried out. The inventive phosphating primer was made according to various options by combining various known primer bases, an acid diluent, and AK-070 or AK-069 acrylic primer additives.

Полученные фосфатирующие грунтовки использовали для нанесения грунтовочного слоя покрытия методом пневмораспыления на штатных режимах на образцы размером 100х50х1,5 мм из алюминия и стали 08 КП. По каждому варианту изготавливали по 3 образца. После сушки покрытия определяли адгезию методом решетчатых надрезов. Результаты исследований представлены в таблице 2. The obtained phosphating primers were used to apply a primer coating layer by pneumatic spraying in standard conditions on samples of 100x50x1.5 mm in size from aluminum and 08 KP steel. For each option, 3 samples were prepared. After drying, the adhesion was determined by the method of trellised incisions. The research results are presented in table 2.

Из данных, представленных в таблице 2, видно, что заявляемая грунтовка совместима с различными известными основами грунтовки, кислотного разбавителя и добавками грунтовки на акриловой основе и обеспечивает получение грунтовочного покрытия с адгезией в 1 балл. From the data presented in table 2, it is seen that the inventive primer is compatible with various known primer, acid diluent and acrylic based primer additives and provides a primer coating with adhesion of 1 point.

Заявляемая фосфатирующая грунтовка внедрена в производство в октябре 1997 года на ОАО ЧМЗ и используется для нанесения грунтовочного покрытия на серийные металлические контейнеры из стали 08 КП, предназначенные для экспорта химических продуктов в США и Францию. The inventive phosphating primer was introduced into production in October 1997 at ChMZ OJSC and is used to apply a primer coating to serial 08 KP steel metal containers intended for export of chemical products to the USA and France.

Claims

A phosphating primer comprising a base and an acid diluent, characterized in that it further comprises an acrylic resin based primer of grade AK-070 or AK-069 in the following ratio, wt.%:
Acidic diluent - 10.0 - 1.11
Primer based on acrylic resin grade AK-070 or AK-069 - 50 - 90
Primer Base - Else