SU1721069A1

SU1721069A1 - Порошкова композици дл необратимых покрытий

Info

Publication number: SU1721069A1
Application number: SU894768249A
Authority: SU
Inventors: Ирина Александровна Безгузикова; Вера Армасовна Столярова; Анатолий Дмитриевич Яковлев
Original assignee: Ленинградский Технологический Институт Им.Ленсовета
Priority date: 1989-12-14
Filing date: 1989-12-14
Publication date: 1992-03-23

Abstract

Изобретение относитс к получению полимерных покрытий из порошковых композиций на основе поливинилбутирал (ПВБ), примен емых дл защитно-декоративной отделки изделий в различных отрасл х народного хоз йства. Удешевление композиции и повышение когезионной прочности покрытий на ее основе достигаетс порошковой композицией, содержащей ПВБ с мол.м. 150000-200000, отвердитель и пигмент. В качестве отверди- тел используют смесь фосфогипса с 4,4-ди- аминодифенилметаном, вз тых в массовом соотношении 1:1, при следующем соотношении компонентов в композиции, мае.ч.: поливинилбутираль 60-75, фосфогипс 10- 15, 4,4 -диаминодифенилметан 10-15, пигмент 5-10. 3 табл. (Л С

Description

Изобретение относитс к получению полимерных покрытий из порошковых композиций на основе поливинилбутирал (ПВБ), примен емых дл защитно-декоративной отделки изделий в различных отрасл х промышленности,

Известные порошковые композиции, примен емые дл необратимых покрытий на основе ПВБ, содержат в своем составе в качестве структурирующих агентов (отвер- дителей) многоосновныё органические и не- органические кислоты, их ангидриды, фенолформальдегидные олигомеры ново- лачного и особенно резольного типа, блокированные изоцианаты, соединени меди, хроматы и дихроматы. Такие покрыти отличаютс недостаточно высокой декоративностью вследствие того, что процессы отверждени и растекани расплава происход т одновременно. Дл получени высокодекоративных необратимых покрытий необходимо , чтобы растекание опережало отверждение. Этому условию отвечает порошкова композици дл необратимых покрытий , содержаща ПВБ с мол.м. 25000-50000 и отвердитель - фосфат аммони , вз тые в соотношении (90-99):(10-1) соответственно (по массе).

Получаемые покрыти характеризуютс достаточно высокими физико-механическими показател ми и защитными свойствами.

Примен емые в качестве отвердителей фосфаты аммони относ тс к классу латентных отвердителей.

Известна также порошкова композици дл необратимых покрытий, включающа ПВБ с мол.м. 150000-200000. а в качестве отвердител - порошковую полиVI

ю о

ON Ч

амидокислоту при соотношении (93-97):(7- -3) соответственно.

Получаемые покрыти характеризуютс физико-механическими показател ми на уровне покрытий, полученных из порошковой композиции из ПВБ с мол.м, 25000- 50000, однако когезионна прочность пленок, характеризуема пределом прочности при разрыве, недостаточна и составл ет 23 МПа, а полиамидокислота вл етс дорогим и малодоступным веществом.

Цель изобретени - повышение когези- онной прочности необратимых покрытий и снижение стоимости композиции.

Цель достигаетс тем, что порошкова композици дл получени покрытий, включающа ПВБ марки ЛА (мол.м. 150000- 2000000), пигмент, в качестве отвердител содержит смесь фосфогипса с 4,4 -диамино- дифенилметаном, вз тых в соотношении 1:1, при следующем соотношении компонентов композиции, мас.ч.:

ПВБ60-75

Фосфогипс10-15

4,4 -Диаминодифенилметан 10-15 Пигмент5-10

В изобретении использован ПВБ марки Л А с мол.м. 150000-200000 с содержанием, %: Ацетатных групп 3, бутиральных групп 42, гидроксильных групп 6.

Фосфогипс вл етс отходом производства концентрированных фосфорных удобрений и представл ет собой порошкообразное вещество с насыпной массой 1000 мг/м3 и плотностью d420 2,5-2,7.

В композиции используют фосфогипс, полученный как побочный продукт при переработке фосфоритов в фосфорную кислоту и фосфатные удобрени . При разложении сырь получают жидкость, обогащенную Р20в, и шлам CaS04 2H20 по схеме

Саз(РОфР + 5H2S04 + 10Н20- - 5 ( H2OJ+ ЗНзР04 + 0,5H2F2.

Фосфогипс состоит из кристаллов CaS04-2H20, загр зненных примес ми фосфатов и фтора, он поступает с технологической линии в виде фильтрационного кека. Его удельна поверхность, определенна методом Товарова на приборе ПСХ-4, составл ет 250,0 м2/кг, насыпна плотность 1000 кг/м , угол естественного относа 46°. На ПО Фосфорит (г. Кингисепп) в соответствии с ТУ выпускаетс фосфогипс дл сель- ского хоз йства, в котором регламентируютс следующие показатели: содержание основного вещества (CaS04 2Н20) дл 1-го сорта не менее 92%, дл 2-го сорта не менее 80%: содержание гигроскопической влаги дл 1-го сорта 6+1%, дл 2-го сорта не более 20%; содержание водорастворимых фтористых соединений не более 0,3% (дл 1-го и 2-го сортов);

содержание частиц размером более 1 мм дл 1-го сорта не более 6%. дл 2-го сорта не определ етс .

Дл порошковых полимерных композиций перечисленные показатели также пред0 ставл ют интерес, поскольку могут вли ть на сыпучесть порошков. В этом смысле предпочтение следует отдать 1-му сорту.

Химический состав фосфогипса, %: СаО 31,62; МдО 0.27; 50з 45,35; SI02 0,61; ТЮ2

5 0.14; 0,17; РеаОз 0.30; Р205 1.62; Na20 0,32; К2О 0,08; кристаллическа вода 19.4; рН 2.9.

Содержание P20s в используемом фос- фогипсе должно быть не более 2%, рН вод0 ной выт жки 2,9.

4,4 -Диаминодифенилметан (ДАФМ) - кристаллический порошок от светло-коричневого до темно-коричневого цвета, Раство- рим в этиловом спирте, бензоле,

5 диэтиловом эфире, незначительно растворим в холодной воде. ТПл. 92-93°С, Ткип. - 398-399°С (768 мм рт.ст.). d420 - .1,120.

В данной композиции фосфогипс и 4,4 -Диаминодифенилметан ввод тс в соотно0 шении 1:1. Фосфогипс вводитс в количестве 10-15 мас.%. Введение фосфогипса в большем количестве превышает пределы его совместимости с ПВБ. Введение фосфогипса в количестве меньше 10 мас.%, а так5 же в другом соотношении с дифениламином не обеспечивает достижени ожидаемых физико-механических показателей.

Указанные пределы введени фосфогипса и 4,4 -ДАФМ соответствуют концент0 рационным пределам совместимости с ПВБ. В качестве пигментов в предлагаемой композиции используютс двуокись титана (рутил), окись железа, окись хрома, свинцовый крон.

5 Покрытие характеризуетс повышенной адгезионной и когезиоиной прочностью , а также необратимостью благодар отверждаемому действию кислот, выдел ющихс из фосфогипса в процессе пленкооб0 разовани . Кроме того, фосфорна кислота оказывает фосфатирующее действие на металлическую подложку, что значительно улучшает качество покрыти , а композиционное сочетание фосфогипса с 4,4 -ДАФМ

5 позвол ет получать достаточно прочные и эластичные покрыти с высокой декоративностью .

Пример 1 .Берут 75 мас.ч. ПВ Б с мол.м. 150000, 10 мас.ч. фосфогипса, 10 мас.ч. 4,4 -диаминодифенилметана, 5 мас.ч. двуокиси

титана (рутил) и перемешивают их в шаровой мельнице в течение 50-60 мин. Смесь рас сеивают через сито 0315, полученную композицию нанос т на холодное металлическое изделие методом электронно-ион- ной технологии (с применением высокого напр жени 15-20 кВ).

П р и м е р 2. 70 мас.ч. ПВБ с мол.м. 160000, 12,5 мас.ч. фосфогипса, 12 мас.ч. 4,4-ДАФМ, 5 мас.ч. окиси железа смешива- ют в течение 50-60 мин в шаровой мельнице . Композицию получают и нанос т по аналогии с примером 1.

П р и м е р 3. 60 мас.ч. ПВБ с мол.м. 170000, 15 мас.ч. фосфогипса, 15 мас.ч. 4,4 -ДАФМ, 10 мас.ч. окиси хрома смешивают в течение 50-60 мин в шаровой мельнице. Композицию получают и нанос т по аналогии с примером 1.

П р и м е р 4. 85 мас.ч. ПВБ с мол.м. 150000, 2,5 мас.ч. фосфогипса, 2,5 мас.ч. 4,4 -ДАФМ, 10 мас.ч. двуокиси титана (рутил) смешивают в течение 50-60 мин в шаровой мельнице. Композицию получают и нанос т по аналогии с примером 1.

П р и м е р 5. 55 мас.ч. ПВБ с мол.м. 150000, 20 мас.ч. фосфогипса, 20 мас.ч. 4,4 -ДАФМ, 5 мас.ч. свинцового крона смешивают в течение 50-60 мин в шаровой мельнице . Композицию получают и нанос т по аналогии с примером 1.

В примерах4и5содержитс фосфогипс и 4,4 -ДАФМ в количестве больше и меньше за вленного, в примерах 6-10 и 16-20 содержание пигмента больше и меньше за в- ленного. Дополнительные примеры конкретного выполнени (11-15), контрольные примеры (1-5), а также примеры композиций с другим соотношением между фосфогипсом и 4,4 -ДАФМ представлены в табл. 1, свойства получаемых покрытий в сравнении с известными - в табл. 2 и 3.

Физико-механические показатели определ ют при использовании толщиномера ИТП-1 и микрометра (дл определени тол- щины покрытий и свободных пленок, РМИ-5 дл определени адгезионной прочности покрытий, динамометра ZM-40 дл определени прочности пленок на разрыв и относительного удлинени , ШГ-1 дл определени гибкости покрытий, ПМТ-3 дл

определени микротвердости покрытий, I- 1А дл определени прочности покрытий на

удар.

Режимы пленкообразовани снимают на установке дл определени параметров пленкообразовани , декоративность оценивают визуально. Покрыти получают в ионизированном кип щем слое с последующим оплавлением при температуре пленкообразовани .

В табл. 2 приведены основные технологические и физико-механические свойства предлагаемой порошковой композиции дл необратимых покрытии в сопоставлении с известной.

Из табл. 2 следует, что покрыти на основе предлагаемой порошковой композиции (примеры 1-3 и 11-15) характеризуютс более высокой адгезионной и когезионной прочностью, гибкостью, устойчивостью к удару, а также повышенным содержанием гельфракции. Кроме того, предлагаема порошкова композици позвол ет формировать покрыти при более низкой температуре. Покрыти характеризуютс достаточно высокой декоративностью.

Стоимость порошковой композиции складываетс в основном из цены ПВБ и отвердителей. В известной композиции в качестве последнего используют полиами- докислоту. В изобретении используют более дешевые фосфогипс и 4.4 -диаминодифенилметан.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и Порошкова композици дл необратимых покрытий, включающа поливинилбу- тираль с мол.м. 150000-200000. отвердитель и пигмент, отличающа с тем, что, с целью повышени когезионной прочности покрыти и удешевлени композиции, она содержит в качестве отвердител смесь фосфогипса с 4,4 -диаминодифенилметаном, вз тых в массовом соотношении 1:1. при следующем соотношении компонентов в композиции, мас.ч.:

Поливинилбутираль с мол.м. 150000-20000060-75

Фосфогипс10-15

4,4 -Диаминодифенилметан 10-15 Пигмент5-10

Температура ,°С 200- 200-200- 200- 200- 200- 200- 200- 200- 200- 200- 200- 200- 200- 200- - 220- 220- 220-220- 220- 210- 220- 200- 220- 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 240 240 240 240 240 220 230 210 230

Врем , мин 4-7 4-7 4-7 4-7 4-7 4-7 4-7 4-7 4-7 4-7 4-7 4-7 4-7 4-7 4-7 4-7 4-7 4-7 4-7 4-7 4-7 4-7 4-7 4-7 .Лдгезйонна

прочность .. .

к алюминию, «j

Н/м 1200 1200 1300 900 1000 1100 1100 1150 1100 1100 1200 1300 1250 1250 ГЗОО 100 1050 1100 Ю50 1050 1000 950 1000 500 КЗ

« Прочность3

О} на разрыв, со

МПа (коге- 50 50 55 35 20 45 43 46 46 45 50 S3 52 50 52 35 35 40 38 38 44 42 40 23 зи ).

Относительное

удлине- .

ние, 20 20 20 12 4 20 20 20 20 20 -20 20 20 20 20 13 12 13 10 10 12 8 20 3 1 0льфракци ,

мае.80 в 85 40 80 80. 80 80 80 80 80. 82 80 80 82 80 80 82 80 80 70 65 60 О

Гибкость,.1

«мill 4 20 I 1 1 11 1 11 13 3 3 33 3 3 1 - 20

Прочность на Удар,

Нн4-4,5 4- 4- Z- 1- 4- 4- 4- 4- 4- ч- 4- 4- 4- 2,5- -2,5- 2,5- 2,5- 2,5- 2,5- 2,5-° 2 0- 4- 44 ,s 4,5 Z,5 1,5 4,,5 4,5 . ч,5 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 3 3 3 333 3 2,5 4,5 1,5

Микроотверди-

гель,МПа 195 195 195 180- 180 180 180 180 180 1ЙО 195 195 195 195 195 195 195 195 190 190 190 180 190 170

Claims

Формула изобретения

Порошковая композиция для необратимых покрытий, включающая поливинилбутираль с мол.м. 150000-200000. отвердитель и пигмент, отличающаяся тем, что, с целью повышения когезионной прочности покрытия и удешевления композиции, она содержит в качестве отвердителя смесь фосфогипса с 4,4* -диаминодифенилметаном, взятых в массовом соотношении 1:1, при следующем соотношении компонентов в композиции, мас.ч.:

Поливинилбутираль с мол.м.

150000-20000060-75

Фосфогипс10-15

4,4'-Диаминодифенилметан10-15

Пигмент5-10

I I t I

1Л

I CM in

N .

I I

I t

I СЧ lA

CM ) t

I

I I

I υ л©

Ut V <D С X x x «

I I

1_а_б_о_и_У-§—3-

Показатели Значения показателей при использовании композиций по авторским свидетельствам Г 225435 j Ν’ 810745 Режим пленкообразования Температура,°C 230-250 230-250 Время, мин 4-7. 3-5 Адгезионная прочность к алюминию, Н/м 800-850 1000-1300 Прочность на разрыв, МПа 23 23-24 Относительное удлинение, % 8 ιθ Гельфракция, мас.% 50 80-98 Гибкость, мм 1-3 1-3 Прочность на удар, Н-м 1,5-2,0 4-5 Микротвердость, МПа 170 175-195