Спосіб отримання електрофорезної грунт-емалі

Розробка відноситься до лакобарвникової промисловості, зокрема до одержання композицій, що наносяться методом електрофорезу й застосовуються у машинобудуванні, автомобілебудуванні й приладобудуванні призначені для захисту у багатошаровому покритті обладнання, металевих конструкцій, експлуатованих в атмосферних умовах, від тривалого впливу агресивних серед, бензину та води при температурі не вище плюс 60°С. Відомий спосіб отримання емалі [RU 2001107462, МПК С09В63/00, дата публикации 2004.10.10], що включає одночасне завантаження у кульковий млин лаку ПФ 52, ксилолу, наповнювача, технічного вуглецю, у якості якого застосовують попередньо оброблені відходи, отриманні в процесі фосфатування , у вигляді цинко-фосфатного шламу при наступному складу компонентів, % лак ПФ 52 ксилол 20 наповнювач 24 вуглець технічний 4 й наступне перемішування, подрібнення та перетир усіх компонентів протягом 8-10 годин при звичайної температурі навколишньої середи. Недоліком такого способу є, низькі фізико-механічні властивості покриття, які отримують з використанням застосованого в способі лаку, а саме міцність плівки до удару, та відповідно, водостійкість, та стійкість плівки до дії бензину та мінерального масла. Відомий спосіб одержання електрофорезної композиції [RU 2089583, МПК C09D109/08 C09D5/02, дата публікації 1997.09.10] шляхом змішування бутадиенстирольного латексу, водорозчинного комплексообразуючого аміну й води, в якому до суміші комплексообразуючого аміну, адукту діетилентриаміна з бутилметакрилатом і води додають бутадиенстирольний латекс, надсірчанокислий амоній і латекс, обраний із групи, що включає акриловий співполімер, полівінілацетатний співполімер, бутадиеннитрильний співполімер і співполімер вінілхлориду з винілиденхлоридом, з наступним перемішуванням суміші (протягом 10-20хв.), при наступному співвідношенні компонентів, мас. част.: бутадієнстирольний латекс 100 комплексообразуючий амін 0,5-5,0 адукт діетилентріаміна з бутилметакрилатом 0,5-8,0 надсірнокислий амоній 0,1-3,0 вказаний латекс 10-100 вода 0,10-300,0е. Недоліком такого способу є низькі фізико - механічні властивості покрить, які отримують з використанням таких компонентів, а саме адгезія плівки, міцність плівки до удару, та відповідно вологостійкість, водостійкість, та стійкість плівки до дії бензину та мінерального масла. Відомий спосіб одержання пентафталевих емалей [RU 2142484, МПК C09D7/14 C09D167/08, дата публікації 1999.12.10], що включає змішування плівкоутворювального-пентафталевого лаку ПФ-060, пігменту-добавки, що стабілізує, і розчинника, при цьому змішування ведуть у високошвидкісному змішувачі, причому спочатку в змішувач завантажують 70% лаку від рецептурного складу й при повільному обертанні поступово вводять пігмент або суміш пігментів, а потім перемішують при окружній швидкості на периферії диска змішувача 15-18м/с до ступеню перетиру 86-100мкм, при цьому масове співвідношення пігменту и лаку складає 0,35:0,65, додають решту лаку и знов перемішують, потім суміш подають на помел в бісерний млин при коефіцієнті її заповнення 0,50,55 й після досягнення ступеня диспергування помелу 20-25мкм суміш направляють у змішувач із турбінною мішалкою й водяною сорочкою для охолодження, уводять розчинник, флотаційну добавку й перемішують до гомогенізації й в'язкості 60-120с, потім уводять стабілізуючу добавку-сикатив, знову перемішують і після фільтрування подають на фасовку. При цьому плівкоутворювально-пентафталевий лак, пігмент, розчинник, флотаційну добавку, стабілізуючу добавку - сикатив використовують при наступному змісті компонентів, мас.%: Лак ПФ 060 63,0-65,5 Пігмент або суміш пігментів 9,0-27,2 Сикатив ЖК-12 або 64П 1,47-4,3 Флотаційна добавка (кремнійорганічна рідина АФ-2К або емульсол) 0,01-0,3 розчинник (уайт-спірит) решта. Недоліком такого способу є низькі фізико- механічні властивості покрить, які отримують з використанням застосованого в способі лаку, а саме міцність плівки до удару, та відповідно вологостійкість, водостійкість та стійкість плівки до дії бензину та мінерального масла. В основу розробки покладено завдання удосконалення способу отримання електрофорезної ґрунт-емалі, в якому шляхом зміни порядку процесів приготування емалі та їх режимів, складу та співвідношення інгредієнтів забезпечується підвищення товщини покриття, міцності плівки покриття при ударі, та стійкості до статичного впливу рідини, зокрема води та бензину, і за рахунок цього підвищуються споживчі властивості, а саме, життєздатність композиції, підвищуються антикорозійні властивості покриття. Поставлене завдання вирішується тим, що отримання електрофорезної ґрунт-емалі включає двостадійне змішування лака, суміші пігментів и розчинника в змішувачі та наступний помел у бісерному млині. Новим у способі є те, що в якості лаку застосовують Лак «Катафор 020», перед змішуванням лаку з пігментами, один з пігментів технічний вуглець замочують в 70-80% частині рецептурного складу розчинника на протязі 20-24 годин, потім в змішувач завантажають 40-50% лаку от рецептурного складу і решту розчинника і перемішують протягом 100-120 хвилин, потім в розчинений лак додають замочений технічний вуглець и інші пігменти, при перемішуванні, перемішують протягом 60-75 хвилин, додають решту лаку, а наступний помел в бісерному млині ведуть до досягнення ступеню диспергування помела 10-15мкм. Лак «Катафор 020» являє собою розчин адукта низькомолекулярних олігоамінних смол із пентаетрітовим ефіром малеїнового адукту каніфолі й рослинних олій в суміші розчинників і випускається за ТУ У 21462526.00498 НПФ «Форез» м.Київ. Застосована у способі низка операцій та режимів їх виконання забезпечує отримання електрофорезної грунт емалі з покращеними фізико-механічними властивостями покрить, які отримують з використанням застосованого в способі лаку, а саме міцність плівки до удару, та відповідно вологостійкість, водостійкість та стійкість плівки до дії бензину. В конкретних варіантах реалізації способу лак, пігменти, розчинник, застосовують при наступному складі компонентів, мас.%: лак Катафор 020 80,0-85,5 каолин 9,0-10,2 технічний вуглець 2,0-2,4 фосмет 2,0-2,4 розчинник (бутанол і/або толуол) решта Застосований у способі зазначений вище оптимальний склад компонентів додатково покращує фізико механічни властивості покрить, які отримують з використанням створеної за способом композиції, а саме міцність плівки до удару, та відповідно вологостійкість, водостійкість, та стійкість плівки до дії бензину. В конкретних варіантах реалізації способу розмір мелючих тіл в бисерному млині складає 1,5-2,5мм, а термін помела складає 15-45 хвилин. Застосування у способі зазначені вище умови обробки у бисерному млині додатково покращує фізикомеханічні властивості покрить, які отримують з використанням створеної за способом композиції. Викладений спосіб ілюструється прикладами його застосування. Компоненти, використовувані при виготовленні композиції за способом, що заявляється, випускаються промисловим шляхом зазначеними виробниками за такими нормативно-технічними документами: Компонент Лак «Катафор 020» Толуол Бутанол Технічний вуглець Каолін Фосмет Виробник, нормативний документ НПФ «Форез» г. Київ за ТУ У 21462526.004-98 ЗАО СП «ФОБОС» за ГОСТ 14710-78 АОА «Салаватнефтеоргсинтез» за ОКП 24215 0133 Волгоградський завод технічного вуглецю за ТУ 51690-75 ЗАО «Глуховецький горнозбагачувальний каоліновий комбінат за ГОСТ 21285-75 (марка П-2) ООО «Холдинг-Юг» за ТУ 2322-003-50898710-2002 У табл.1 дані приклади конкретного виконання варіантів здійснення способів одержання композицій для електрофоретичного нанесення захисних покрить з зазначенням застосовуваних речовин, режимів обробки компонентів та режимів приготування композицій, а в табл.2 якісні характеристики покриттів, що досягаються при застосуванні продуктів одержуваних у цих прикладах. У зазначених нижче прикладах замочування здійснювалося у ємкості 60л, перемішування на змішувачі Компанії «СВК» (Росія), (приклади 1-3) та змішувачі МЗД-290 (Росія), (приклади 4-6), наступна обробка здійснювалася на бісерних млинах «NETZSCH» (Німеччина) (приклади 1-3), та «WAB» (Швейцарія) (приклади 4-6) із кульками 1,5-2,5 мм із двоокису цирконію. Показники отриманого покриття визначали такими методами випробування: - колір покриття за ГОСТ 29319; - товщина, мкм, вимірювалась товщиноміром МТ-41-НЦ в середині та по краях пластини; - зовнішній вигляд покриття візуально, при розсіяному світлі по ГОСТ 9.407; - міцність при ударі, Н х см, по ГОСТ 4765; - стійкість до статичної дії води при температурі 20°С, годин, по ГОСТ 9.403; - стійкість до статичного впливу бензину згідно ГОСТ 9.403-80. Спосіб готування грунт-емалі для електрофоретичного нанесення захисних покрить в зазначених в Таблиці 1 прикладах здійснювали таким шляхом. Перед змішуванням лаку з пігментами, один з пігментів технічний вуглець замочують в зазначеній в прикладі частині рецептурного складу застосовуваного розчинника протягом зазначеного в прикладі терміну, потім в змішувач завантажають зазначену у прикладі частину лаку від рецептурного складу і решту розчинника, і перемішують, потім в розчинений лак додають замочений и інші пігменти, при перемішуванні, перемішують протягом встановленого у прикладі часу, додають решту лаку, а наступний помел в бісерному млині ведуть до досягнення ступеню диспергування помела 10-15 мкм. Далі покривають за допомогою установки катодного осадження декілька сталевих пластинок (сталь 0,8 кп ГОСТ 16523, розміром 70 мм на 150 мм і товщиною 0,8 мм, підготовлені по ГОСТ 8832). Покриття осаджують при напрузі 100-180 V протягом 2-2,5 хвилин. Після сушки і отвердження при температурі 100°С протягом 40 хвилин їх випробовували на зовнішній вигляд, товщину, твердість, міцність при ударі, еластичність, адгезію, водо- та бензостійкість, міцність при розтягненні за зазначеними вище нормативними документами. Таблиця 1 Приклади Компоненти мас. %: «Катафор 020» Толуол Бутанол Технічний вуглець Каолін Фосмет 1 80 2,9 2,3 2,2 10,2 2,4 2 3 83 85,5 2,2 1,4 1,0 0 2,0 2,0 9,7 9,0 2,1 2,1 Замочування 4 5 6 84 0 2,5 2,1 9,4 2,0 81 2,3 2,3 2,3 9,9 2,2 82 2,7 1,3 2,2 9,5 2,3 Термін год. % розчинника 20 70 Термін хв. % катафора 020 100 50 Термін хв. Помел розмір мелючих тіл мм термін помела хв. 60 22 24 73 80 Змішування - 1 етап 100 120 45 40 Змішування - 2 етап 68 75 1,5 45 2,5 15 2,0 25 23 74 24 78 21 72 115 42 105 48 110 46 70 63 71 2,0 30 2,5 20 1,5 35 Таблиця 2 Приклади Товщина 1 2 3 4 5 6 Мкм 24-27 35-38 41-46 41-46 43-47 40-45 Міцність плівки при ударі Нхсм 45 47 46 48 49 47 Стійкість до статичного впливу води г. 1150 980 1100 1050 1150 1120 Стійкість до статичного впливу бензину г. 49 63 51 72 71 69 Зазначені вище (Табл.2) показники отриманого в прикладах покриття відповідають вимогам стандартів, та додатково, завдяки новому способу приготування, який включає застосування нового складу інгредієнтів та нові режими приготування, забезпечується підвищення товщини покриття, твердості покриття, міцності на розтяг, стійкості до статичного впливу води та стійкості до статичного впливу бензину і за рахунок цього покращуються споживчі властивості.