SU973181A1 - Способ получени полимерного покрыти на металле - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к получению покрытий на металлах, в частности полимерных покрытий на основе сополимеров этилена с винилацетатом, и может быть использовано в нефт ной и газовой промышленности дл  защиты металлических сооружений от коррозии , а также при склеивании металлов .

Известен способ креплени  полиэтилена к металлу, согласно которому обработку осуществл ют смесью полиэтиленимина с хлорированными алифатическими углеводородами, вз тыми в соотношении 2- мол  на 1 моль полиэтиленимина. Модифицирующий состав нанос т на алюминиевую фольгу толщиной 30 мкспособом купающегос  валика из растворов в низшем спирте (этиловом, изопропиловом. В 0,01-2 раствор полиэтиленполиимина с молекул рной массой ввод т дихлорид из расчета 2-k мол  дихлорида на 1 моль полиэтиленполиимина. После

нанесени  модифицирующего раствора на алюминиевую фольгу растворитель удал ют высушиванием при комнатной или повышенной температуре. Затем на обработанную фольгу экструзионHbiM наслоением нанос т слой полиэтилена толщиной 50 мк lj .

Недостатком данного способа  вл етс  многостадийность процесса.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к предлагаемому  вл етс  способ, по которому на поверхность металла сначала нанос т 2% раствор полиэтиленполиамина в этило5 вом спирте или диметилформамиде с последующим удалением растворител  нагреванием до 80-110°С, нагревают в воздушной среде при 200-350 С и затем нанос т полимер, выбранный из

0 группы: полиамид, -полиэтилентерефталат ,пентапласт. Способ эффективен при нагреве металлической подложки с образованной на ней пленкой 39 полиэтиленполиамина при 200-3SO°C. В указанном температурном интервале происходит окисление как полиэтиленполиамина , так и металла, наход щего с  под ним. При этом вполне возможно возникновение химической св зи между полиэтиленполиамином и окисной пленкой . При температуре нагрева ниже пленка полиэтиленполиамина получаетс  недостаточно прочной. Нагрев при температуре выше 350°С вы зьмэает разложение полиэтиленполиамина , Полимерное покрытие нанос т двум  способами - литьем под давлением и терм ческим адгезированием . Недостатками известного способа получени  покрыти  на металле  вл етс  многостадийность процесса, применение растворителей, высокие энергозатраты при получении покрытий. При нагревании;полиэтиленполиамина до температуры выше происходит термодеструкци  и окисление, что резко снижает возможность образовани химической св зи между окисной пленкой , это приводит к снижению адгезионных свойств. ель изобретени  - получение поли мерного покрыти  на металле, обладаю щего высокой адгезией и водостойкостью . Поставленна  цель достигаетс  тем что согласно способу получени  полимерного покрыти  на металле нанесени ем на его поверхность адгезива,а затем- полимера, в качестве адгезива использ ют толуилендиизоцианат, а в качестве полимера - сополимер этилена с винилацетатом или полиэтилен низкой плотности в виде пленки, которую нанос т прессованием при давлении 0,1- кг/см в течение мин, при 1-tO-l60°C. Пример 1 . МеталличесКие образцы Деталь Ст.З, дюраль Д-1б,медь) размером 70x20x2 мм зачищают наждачной бумагой, обезжиривают бензином и обрабатывают толуилендиизоцианатом После обработки толуилендиизоцианатом образцы склеивают внахлестку пленкой сополимера этилена с винилацетатом ( ВА-групп и Ь% ВА-групп) или полиэтилена высокого давлени  (ПЭВД) промышленной марки 15803 020. ГОСТ 1б377 77, толщина пленки 200 мк а длина нахлестки составл ла 15 мм. Затем образцы выдерживали при 100120°С (в случае полиэтилена 150170°С ) в течение 5-15 мин, при давле14 НИИ 1--4 кГ/см После сн ти  давлени  и охлаедени  до комнатной температуры определ ют предел прочности клеевого шва при сдвиге на разрывной машине ZM-AO при скорости движени  нагружающего зажима 200 мм/мин. В табл.1 показан предел прочности клеевого шва при сдвиге в зависимости от условий его формировани . Пример 2. Металлические образцы (сталь Ст.З, дьэраль Д-16) размером 100x20x2 мм зачищают наждачной бумагой, обезжиривают бензином, обрабатывают толуилендиизоцианатом и покрывают пленкой сополимера этилена с винилацетатом (12% ВА-групп) толщиной 250 мк, после чего подвергают гор чему прессованию при l O-lGo-c, давлении 0,1 кг/см в течение 5-15 мин. После сн ти  давлени  и охлаждени  образцов до комнатной температуры определ ют предел прочности клеевого соединени  при отслаивании под углом 180 на разрывной машине при скорости движени  нагружающего зажима 50 мм/мин.После кип чени  металлических образцов с полимерным покрытием в воде в течение 800 ч адгезионна  прочность практически не /изменилась , в то врем  как дл  необработанных толуилендиизоцианато;-; образцов предел прочности при отслаивании под углом 130 измени11с  на 70%. В табл.2 приведены данные по изменению предела прочности клеевого соединени  при отслаивании на 180 в зависимости от условий его формировани  . В табл. 3 -физико- химические характеристики используемых в качестве адгезивов полимерных материалов. В табл.4 приведены данные по изменению предела прочности клеевого шва при равномерном сдвиге после модификации поверхности металлов известным способом при формировании клеевого соединени  при 130°С под давг.ением 9 2 в течение 10 мин . 0(разцы готов т как в примере 1. Образцы, сформированные как в примере 2, после модификации поверхности известным способом исследуютс  на водостойкость , После кип чени  в течение 100 ч происходит отслаивание полимера от подложки. В качестве полимерного покрыти  был исследован сополимер -этилена с винилацетатом. (121 винилацетата).

Таким образом, предлагаемый способ химической модификации поверхности металлов по сравнению с известным позвол ет расширить ассортимент полимерных покрытий дл  материалов в области полимеров с низкой температу973181

рой плавлени ; увеличить адгезионную прочность соединени  металл-полимер в 2-3 раза; значительно увеличить водостойкость клеевых соединений и полимерных покрытий на металлах .

о о

-т

сэ г

-

СП

-Jг

чО

LTl

со

со со

г

г

UA

CD

CD -rr 4D

LTi

CD

CDCD

ro ,- ПЛ

(U X

П)

Щг

с;о

s1нго

оь

(D

о.а0 )(О

Zс; ,SS с

CO

LTi

en

о p

4D

-3л

CXI

r

CDил

(„/Л.

fo Csl

CD

CD

CD rr

ro

0)

J3

CC 0)

сэ -3сэ

о Г

tr

Ч|

-т

сэ vD

LTi

LTl

о о

CD

rf rra

.- N

CVJ

чО I

0)

с; пз а

ID О)

Iта

(О ш

U Г

OS та г Ц-ev

00

о

оо

tn

-аI-- .

LTv

un

vO

vd

vO чО

гл

гг

CD О

оо

LTv

-3CD UTi

-а-3-сC3LA

LTV

CD

LA CNl

-

о го

о го

сэ

о го

го

го гч

Cvi

гм -

О чО

LA

-аt

rv

О CO

СЭ ГО

см

I- и

0) Э6

га н .о

CN

со I о

0) ОО

ц LA

пs

Sii:

СМ

ОО

vD 1Л

ил

ОЛ

c-l no

-3CM

CO

00 CO - -

a

CV4

no

СЭоLAоо

lA LA-

г- LA--о со

о о

о со

СЭ

о ro

CD

СЭ

со CM CO CO

ГО

CS

а

ct

0)

оо

- - -

о оо

v и о

ил

Р-

vJD

O

га

о о о ,

сэ

о го

(л

ПЛ

см

чО CI

с; и та 36

О.

го

0)о

с;см

Sо

НI

1А-

LAf

чО

1-

ил

о го

CNl

s

i

I о

i

n 0) u

So

с;

s о о с: о

а Q

0) S

со н I3 ii 3 о. (Q 1 0 О. 5

(О та О О- X с:

чО

С1-1

к

fV

го

О чО

СЗ

О чО

vO

г-CSI

-т сэ

О сэ

го

LJ

с;

та

ь та

о кщ ,3-

ID 0) (О со

с; з: а

н

X I fM

OJ -

П

гго

1/Л

сг

-аго

ч

Jго

(S1 го

-3LA

сэ

о чО

СЗ

о чО

LA

-лvO

чО чО

чО

см

см

см

CN

-т сэ

.- см

ем

см

сэ

CD

сэ

о о

сг

сэ

то а

19

973181

Плотность при 20 С,

20 Таблица 3