SU1715886A1

SU1715886A1 - Состав дл холодного фосфатировани металлических поверхностей

Info

Publication number: SU1715886A1
Application number: SU904837652A
Authority: SU
Inventors: Светлана Викторовна Дубинская; Лидия Григорьевна Коровина; Нина Николаевна Изотова; Татьяна Васильевна Беликова; Михаил Валерьевич Поспелов; Юрий Васильевич Емельянов; Владимир Васильевич Обносов; Валентин Николаевич Мелихов; Яков Леонидович Ускач; Федор Николаевич Соколов; Валерий Павлович Щипунов
Original assignee: Институт Физической Химии Ан Ссср
Priority date: 1990-06-08
Filing date: 1990-06-08
Publication date: 1992-02-28

Abstract

Изобретение относитс к области защиты металлов от коррозии посредством защитных фосфатных покрытий, наносимых из состава дл холодного фосфатировани с последующим нанесением на них лакокрасочных и других покрытий, и может быть использовано в различных отрасл х промышленности . Цель - повышение адгезии полимерных покрытий на основе-хлорсуль- фированного полиэтилена, защитных свойств и сокращение времени фосфатировани . Достигаетс использованием в составе , содержащем (г/л) фосфорную кислоту

Description

Изобретение относитс к водным кислым растворам, содержащим фосфаты и примен емым дл химической обработки металлических поверхностей, и может быть использовано дл предварительной обработки металлических конструкций, эксплуатирующихс в атмосферных услови х , перед нанесением на них лакокрасочных и других покрытий.

Известны растворы дл холодного фос- фатировани стали, содержащие фосфорную кислоту и соли цинка. Такие цинк-фосфатные составы при нанесении на металлические поверхности повышают коррозионную стойкость металла под плёнкой лакокрасочного покрыти , характеризуютс упрощенной технологией приготовлени и низкой стоимостью. Однако они требуют длительного времени обработки, часто при повышенных температурах,

Наиболее близким к изобретению вл - етс фосфатирующий состав, содержащий следующие компоненты, г/л:

Монофосфат

цинка60-100

Нитрат цинка30-90

Фосфорна

кислота30-45

Азотнокислое

железо0,4-0,6

Таннин0,1-1,5

Синтанол5-12

Сополимер диметиламиноэтилметакри ата и.

малеиноеой

. кислоты0,02-0,5

ВодаОстальное

При введении в состав дл одновременного обезжиривани , травлени и фосфатиел

00 00

о

ровани металлических поверхностей тан- нина и водорастворимого сополимера ди- метиламиноэтилметакрилата и малеиновой кислоты повышаетс коррозионна стойкость цинк-фосфатных покрытий, стабильность раствора и увеличиваетс срок его службы.

Однако поверхность металла после обработки составом характеризуетс низкой адгезией р да лакокрасочных материалов, в частности полимерных покрытий на основе хлорсульфированного полиэтилена, низкой коррозионной стойкостью металла с покрытием в агрессивных средах, значительным временем фосфатировани , что преп тствует его широкому применению в качестве фосфатирующих составов дл металлических изделий с последующим нанесением полимерных покрытий на основе хлорсульфированного полиэтилена.

Целью изобретени вл етс повышение адгезии полимерных покрытий на основе хлорсульфированного полиэтилена, защитных свойств и сокращение времени фосфатировани .

Указанна цель достигаетс использованием фосфатирующего состава, содержащего фосфорную кислоту и соль цинка, комплексоббразователь Na-соль 2-гидрокси- N,N,N ,N -тетрафосфонометилпропандиами- на-1,3 формулы (каО)2Р(0)-Ш,Чмсн

{NaOhP{ohCHI/ 2 I

xdH2-(°)P(ONa), H -CHJ v 4CHt-(o)p{oNa)2

поверхностно-активное вещество алкилтриметиламмонийхлоридформулы

НМ{СНз),

где Р-Слб-Сш-алкил,

хромат гуанидина, фосфат марганца, моноалкилфосфорную кислоту формулы

s о-р-он

где Я-С1б-С20-алкйл,ОН

и 2-гидрокеипропандиамин-1,3 при следующем соотношении компонентов, г/л: .

Монофосфат

цинка6-10

Фосфорна

кислота300-350

N а com 2-гидpOKCH-N .N,N ,N -тетрафоефонометилпропандмамин-1 ,310-12

Алкилтриметиламмонийхлорид0 ,1-1,0

Хромат гуанидина10-12

Фосфат марганца3-5

Моноалкилфосфорна

кислота1-3

2-гидроксипро- пандиамин-1,31-3

ВодаОстальное

В качестве соли цинка используетс монофосфат цинка, оптимальное количество 6-10 г/л. При уменьшении концентрации монофосфата цинка увеличиваетс продолжительностью процесса фосфатировани и ухудшаетс адгези полимерных покрытий

0 на основе хлорсульфированного полиэтилена , ухудшаютс защитные свойства. При увеличении концентрации не наблюдаетс значительного улучшени качества пленки. В качестве фосфорной кислоты исполь5 зуетс кислота по ГОСТ 6552-80, оптимальное количество 300-350 г/л.

При уменьшении концентрации кислоты увеличиваетс необходимое врем фосфатировани , а увеличение концентрации

0 фосфорной кислоты свыше 35% увеличивает опасность состава дл работающих.

В качестве комплексообразовател используетс N8 соль 2-гидрокси-1,3-пропан- диамина N, N. N1, N1 тетраметилфосфоновой

5 кислоты, оптимальное количество 10-12 г/л. При уменьшении концентрации ухудшаютс адгези и защитные свойства, а при увеличении концентрации комплексообразовател существенно повышаетс себесто0 имость состава.

Дл улучшени технологичности приготовлени фосфатирующего состава вводитс в качестве поверхностно-активного вещества алкилтриметиламмонийхлорид,

5 оптимальное количество 0.1-1 г/л. При уменьшении концентрации алкилтримети- ламмонийхлорида ухудшаютс защитные свойства металлических поверхностей под пленкой, а при увеличении концентрации

0 наблюдаетс ухудшение адгезии.

Дл улучшени защитных свойств и адгезии полимерных покрытий на основе хлорсульфированного полиэтилена в фос- фатирующий состав ввод т 10-12 г/л хрома5 та гуанидина и 3-5 г/л фосфата марганца. При уменьшении или отсутствии этих компонентов ухудшатюс адгези и защитные свойства полимерных покрытий, а при повышенном содержании состав дает осадки

0 при выдерживании.

Дл повышени защитных свойств в агрессивных средах (3%-ный раствор NaGI) в фосфатирующую смесь вводитс моноал- килфосфорна кислота, оптимальное коли5 чество 1-3 г/л. При меньших количествах этой добавки или при ее отсутствии ухудшаютс защитные свойства цинк-фосфатной пленки, а при увеличении концентрации состав становитс неоднородным, происходит расслоение. Также дл повышени защитных свойств вводитс 2-гидроксипропанди- амин-1,3, оптимальное количество 1-3 г/л. При меньших количествах этой добавки или при ее отсутствии ухудшаютс защитные свойства пленки, а при увеличении концен- трации ухудшаетс растворимость амина в фосфатирующей смеси.

Приготовление фосфатирующего состава осуществл ют следующим образом.

К водному раствору натриевой соли 2- гидрокси-М.М.М ,М -тетрафосфонометил- пропандиамин -1,3 добавл ют хромат гуани- дина, фосфат марганца, моноалкилфосфор- ную кислоту, 2-гмдроксипропандиамин-1,3. К образовавшейс однородной густой массе добавл ют фосфорную кислоту и воду. Образуетс прозрачна жидкость зеленого цвета. Фосфатирование провод т погружением металлических пластин в фосфатирующий со- став при комнатной температуре, продолжительность процесса фосфатирр- вани 35-45 мин, с последующей сушкой, поверхности металла (см. табл. 1).

Испытание металлических пластин, обработанных фосфатирующим составом с по- следующим нанесением полимерных покрытий, провод т в 3%-ном растворе NaCI и термовлагокамере, адгези определ етс методом решетчатых надрезов (см./ табл; 2).

Как показывают приведенные а табл. 2 данные, предлагаемый фосфатирующий состав по сравнению с фосфатирующим составом , прин тым за прототип, обеспечивает высокую адгезию полимерных покрытий на основе ЭСПХ, высокую коррозионную стойкость и малую продолжительность процесса фосфатировани . Из табл, 2 следует, что все компоненты фосфатирующего состава вл ютс необходимыми дл достижени цели изобретени и должны быть использованы в указанных концентраци х.

Технико-экономический эффект при использовании предложенного состава заключаетс в увеличении срока службы металлических конструкций и оборудовани и снижении затрат на капитальный ремонт .

Фор.мула изобретени

Состав дл холодного фосфатировани металлических поверхностей, содержащий

фосфорную кислоту, соли цинка, комплексо- образователь и поверхностно-активное вещество , отличающийс тем, что, с целью повышени адгезии полимерных покрытий на основе хлорсульфированного полиэтилена , защитных свойств и сокращени времени фосфатировани , он содержит в качестве комплексообразовател натриевую соль 2-rMflpo«CH-N,N,N ,N -тетрафосфонометалпаопандиамина-1 ,3 формулы: .(HflObp(o)-CHj.. . .../NCH2-CH (mo},p(Q}-CK а i

CHM/CH2-№(oNa)2 / 1 NCHt-(o)p(oNa)2 ,

в качестве поверхностно-активного вещества - алкилтриметиламмоний хлорид общей формулы

RN(CH3).

где В-Счб-Сие-алкил.

дополнительно содержит хромат гуанидина , фосфат марганца, моноалкилфосфорную

кислоту формулы л UR

OW

где Я-Сче-С20-алкил, и-

и 2-гидро1ссипропандиамин-1,3 при следующем соотношении компонентов, г /л: Фосфорна

кислота300-350

Монофосфат

цинка6-10

Натриева соль

2-гидрокси-М,М,М , N -тетрафосфоно- метилпропан- диамина-1,3 указанной формулы10-12 Алкилтриметилам- монийхлорид указанной формулы 0,1-1,0 Хроматгуанидина 10-12 Фосфат марганца 3-5 Моноалкилфосфорна кислота указанной формул ы 1-3 2-гидрокомпро- пандиамин-1,3 1-3 Вода Остальное

Таблица 2

Врем фос- фатирова- Ни , мин 60

Адгезии полимерного покрыти на основе ХСПЭ, метод Р«- мтиатых надрезов, балл (ГОСТ 15ЙО-78)

Коррозионные испытани обработанной металлической поверхности под пленкой полимерного покрыти на осно«в ХСПЭ, поражени :

раствор .(W ч) 6

терио- влагока- мера (16 цикле)

60 50 60 5 «.О W 35 « « 5 0 5 И 5 S 5 5 О

i 3 1 1 122 2 2

2 2 2 « 1 « 2

I, j 2 1 О О 01 J 3 3 3

4 5 5 5 5 6

, i г 0 0 001 3 3 32 2 3

2 2 2 « 1 « 2

4 5 5 5 5 6

Claims

Формула изобретения Состав для холодного фосфатирования 50 металлических поверхностей, содержащий фосфорную кислоту, соли цинка, комплексообразователь и поверхностно-активное вещество, отличающийся тем, что, с целью повышения адгезии полимерных покрытий на основе хлорсульфированного полиэтилена, защитных свойств и сокращения времени фосфатирования, он содержит в качестве комплексообразователя натриевую соль

1 прототип 2 3 4 5 6 ¹ 8 9 10 11 ΰ 13 14 15 t6 17 18 19 20 Время фосфатирования» мин 60 60 50 60 *5. 40 НО 35 35 40 40 45 45 Но 45 45 45 45 45 45

О

21(необработанная ст.З)

Адгезия полимерного покрытия на основе ХСПЭ, метод решетчатых надрезов, балл (ГОСТ 15140-78) 4 Коррозионные испытания обработанной метзлпической поверхности под пленкой полимерного покрытия на основе ХСПЭ» t поражения:

2-гидрокси-1М,1\1,Г\1 ’,Ν '-тетрафосфонометилппопандиамина-1,3 формулы: (Ка0)_гР(0)~СЫ₂.

. ... ^ксн.-сн(Ναθ),Ρ (о)-СН/ ² I ^{2 х}Сн₂-(о)р(ома)₂ в качестве поверхностно-активного веществе! - алкилтриметиламмоний хлорид общей формулы [RN(CH₃)3]CI.

где К-С1б-С18-алкил.

дополнительно содержит хромат гуанидина, фосфат марганца, моноалкилфосфорную кислоту формулы где ??-С1б-С20-алкил, и 2-гидроксипропандиамин-1,3 при следующем соотношении компонентов, г/л:

Фосфорная кислота 300-350 Монофосфат цинка 6-10 Натриевая соль 2-гидрокси-М,Н,И *, N ’-тетрафосфоно- метилпропан- диамина-1,3 указанной формулы 10-12 Алкилтриметиламмонийхлорид указанной формулы 0,1-1,0 Хромат гуанидина 10-12 Фосфат марганца 3-5 Моноалкилфосфорная кислота указанной формул ы 1-3 2-гидрокс-ипропандиамин-1,3 1-3 Вода 'Остальное

Состав*· растворов для фосфатирования

О

е а- t 1 1 Г-ч I 1 χ- 1 о о «а со сч т- см W4 1Л О ГА X чэ 1 1 i i I » 1 — 1 !—¹ о сч <a о ΙΑ о о гч СА « ! ^4/4 t о О сч _Л (Ч ь- • ί 1 'ГА ** ό ГА г» 1 1 1 1 о ΙΑ о о 1Л 1 Г- 1 1—! ГА о о 1Л ГА СЧ 1 1 О Τ- ГА о Ο со ГА <4 СА ί 1 > ^ы I О 1Л <зч сэ 1Л сч t ·- I t i «А *- ю СЧ ГА t“——1 ! г ; О сч 1Л О I ~ i l. 1 i--------1 ГА 00 о о *Л ГА

Таннин, в остальных примерах используется натриевая соль 2-гидроксн-Н,Н,в'

Т · б л и ц_а__2

Примеры по изобретение

Показатели

3»-ный раствор (48 ч) 6 териовлагоканера (16 цикло·) 4