SU940405A1 - Способ получени полимерного покрыти на металле - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИМЕРНОГО ПОКРЫТИЯ НА МЕТАЛЛЕ Обработкой поверхности метаипла поверхностно-активным веществом, нанесением полимерной пленки и прессованием при нагревании и давлении, о т л и ч а root и и с   тем, что, с целью увеличени  адгезионной прочности и водостойкости покрыти , обработку провод т водным раствором низкомолекул рных поверхностно-активных веществ концентрацией 1,1-10 г/л в течение 5-10 мин с последующей сушкой при 80100°С , а прессование пленки под давлением 0,05-0,2 кгс/см при 135170°С в течение 20-30 мин. д 15

Description

со «

4 О СП Изобретение относитс  к области получе{1и  полимерных покрытий на ме таллах, конкретно покрытий на основе сополимера этилена с винилаце .татом , и может быть использовано в. нефт ной и газовой промышленности дл  защиты нефте- и газотрубопро .водов и других металлических сооружений от коррозии. Известен способ получени  полимерного покрыти  на металле путем предварительной обработки последнего водным раствором полиэтиленамина с последующим нагревом при 200-350с, после чего нанос т полимер , например полиамид, полиэтилентерефталат , пентапласт литьм под давлением или термическим адгезированием lJ. Такой способ включает использование высокоплавкик полимерных покрытий, т.е. он эффективен при нагреве металлической подложки с образованной на ней пленкой полиэтиленполиамина только при 200- : . При температуре нагрева ниже пленка полиэтиленполиамина получаетс  недостаточно прочной . Известен также способ, согласно которому полиэтиленовое покрытие на сталь нанос т после предваритель ной обработки последней грунтовочным составом, соержащим 45-99,8 мае пленкообразующего полимера, 0,245 мас.% окисленного полиэтилена в смеси растворителей (l моль р-кре зола, 1,2 моль формальдегида и , О , 2 моль аммиакаi). После этого металлическую подложку нагревают до .дл  удалени  растворителей, после чего методом гор чего прес- совани  нанос т слой полиолефина, например полиэтилен D2 J. Способ получени  .полимерного .покрыти  многостадиён , состав грунтовочной композиции сложен, Токсичен из-за наличи  органических растворителей и пригоден иолько дл  конкретной системы сталь-полиэтилен. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому  вл етс  способ пол чени  полимерного покрыти  на метал ле, включающий обработку поверхности металла поверхностно-активным ве ществом и последующее крепление пол мерной пленки с использованием нагр ва и давлени  Сз. По этому способ поверхность металла предварительно выдерживают при 200с в течение . 20 мин, а затем обрабатывают 1%-ным раствором жирной кислоты, jjanpHMep олеиновой в бензине, или пастой, со держащей жирную КИСЛОТУ, при 60с. Дл  удалени  адсорбированных молеку жирной кислоты металлические образцы обрабатывают в течение 1 ч в бен золе при 10°С до образовани  на металле мономолекул рного сло  хемосор-: бированных молекул жирной кислоты. После этого к модифицированной поверхности металла приклеивают полиэтиленовую пленку при 155°С в течение 1 ч поддавлением 2,3 кг/см. Однако така  обработка поверхности металла не улучшает адгезионные свойства покрытий из полимеров, имеющих пол рную структуру. В этом случае мономолекул рный слой жирной кислоты закрывает на поверхности металла активные пол рные центры, которые участвуют в св зывании полимера с металлом. Недостатками известного способа  вл ютс  также мнргостадийность, трудоемкость и использование токсичных растворителей, загр зн к цих окружающую среду. Целью изобретени   вл етс  увеличение адгезионной прочности и водостойкости покрыти . Цель достигаетс  тем, что при реализации способа получени  полимер ного покрыти  на металле, включающего обработку поверхности металла поверхностно-активным веществом, нанесение полимерной пленки и прессование при нагревании TJ давлении, обработку провод т водным раствором низкомолекул рных поверхностно-активных веществ концентрацией 1,1-10 г/л в течение 5-10 мин с последующей сушкой при eo-lOO C, а прессование пленки под давлением 0,05-0,2 кгс/см при 125-170 с в течение 20-30 мин. В качестве непол рных полимеров дл  покрытий испсэльзуют полиэтилен высокого давлений (ПЭВД) прокышленной марки 158.03-020, ГОСТ-16337-77, толщина пленки 100 мк. Из пол рных полимеров используют сополимер этилена с винилацетатом (12% винилацетата ), полученный методом экструзии в виде рукава на установке ЛРП 45-600, толщина пленки 250 мк„ Пример. Дл  получени  поли- . мерного покЕ лти  на металле образцы стали СТ-З размером 100-; 20-2 мм зачищают наждачной бумагой, обезжиривают бо тзином и помещают на 5-10 мин (врем  формировани  адсорбционного сло  молекул ПАВ на металлической поверхности) при комнатной температуре , в водный раствор ПАВ при концентрации , равной ККМ - критическа  концентраци  мицеллообразовани . Затем дл  полного удалени  остаточной влаги с поверхности образцов металлические пластины сушат при 80-100 С После этого на них.нанос т пленку из пол рного или непол рного полимера методом гор чего прессовани  при давлении О,-05-0,2 кг/см и тем- . пературе 135-170°С в течение 20 мин (это врем , необходимое дл  завершени  формировани  адгезионного сло , включающа  равномерный прогрев металла и полимера и полное смачивание металлической поверхности адгеэивом}. Температура прессовани  определ етс  показателем текучести и термической устойчивостью выбранного полимера. Дл  сополимера этилена с винилацетатом (СЭВА), содержащего 12% винилацетата , т, прес. 130-140 С. Дл  ПЭВД т.прес. ISO-IGO C.

Испытание адгезионной прочности соединени  производ т методом отелаивани  под углом 180 .на разрывной машине при скорости отслаивани  .50 мм/мин. Затем металлические образцы с полимерным покрытием кип т т в воде в течение 200 ч,после чего определ ют адгезионную прочность соединени .

Данные об изменении адгезионной прочности в результате модификации поверхности металла различными ПАВ и после 200-часового кип чени  в воде по известному и предлагаемому способам приведены в табл. 1. Причем услови  прессовани  (температура дл  СЭВА т.прес. и дл  ПЭВД т.прес , давление 0,1 кг/см врем  выдержки 20 мин) выбраны с таким расчетом , чтобы адгезионна  прочность соединени  была максимальной. В табл. 2 приведены результаты определени  адгезионной прочности при различных услови х прессовани  (нижние и верхние пределы режима прессовани ) .

о in

(О

ГО f4

, 1Л

о о о t тн rn

о VOго ю

Ш Ul

I I

гЧ тН

о о

о оо N

N fM

ft М

VO

п

ъ .

го

п

ло

VO N

in in m

|

ю.

л

ns

I :s I и n o

и н

о Ш 00 S у Q. I «

a « s 10 ГМ о

040

s t; 5

(-,

0)

КЯГООЧО

ROHf-iun

OCOJOOO

cosxco к л

(Я и

X ifl Id

x о

5

sоg s

0,

Ш&X

ЙоIt in

I)0,

с n

s

iS IP)

V Ш

R A

m о

s

о

Значительное увеличение адгезион- 30 ных свойств сиЬтемы при модификации I металлической поверхности раствора- ; ми ПАВ достигаетс  за счет улучшени  смачивани  металлов полимерами. При адсорбции молекул ПАВ на метал- з5 лической поверхности образуетс  гидрофобный слой, благодар  чему заметно повышаетс  и водостойкость соединени .

Таким образом; предлагаемый способ.модификации поверхности металлов по

Таблица 2.

сравнению с известным позвол ет использовать как пол рные, так и непол рные полимеры в качестве защитных покрытий дл  метгьплов; улучшить адгезионную прочность соединени  полимер-металл (сталь) в 2-4 раза; повысить водостойкость соединени  при обычных и повышенных температурах в 2-3 раза устранить загр знение окружающей среды и улучшить услови  работы благодар  замене токсичных растворителей водой.

Claims (1)

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИМЕРНОГО ПОКРЫТИЯ НА МЕТАЛЛЕ обработкой поверхности металла поверхностно-активным веществом, нанесением полимерной пленки и прессованием при нагревании и давлении, отличающийся тем, что, с целью увеличения адгезионной прочности и водостойкости покрытия, обработку проводят водным раствором низкомолекулярных поверхностно-активных веществ концентрацией 1,1-10 г/л в течение 5-10 мин с последующей сушкой при 80100°С, а прессование пленки под давлением 0,05-0,2 кгс/см² при 135170°С в течение 20-30 мин. _о <о