Полімерна композиція для захисного покриття

Полімерна композиція для захисного покриття, що містить поліетилентерефталат, яка відрізняється тим, що вона виготовлена та придатна для нанесення на захисні матеріали при температурах 130-150 °С і додатково містить епоксидну C2 2 (19) 1 3 77581 4 5>1), епоксидної сполуки на основі галогенованого дить у в'язкотекучий (клеєподібний) стан і може бісфенолу (5-30) [2]. Відома композиція плавиться бути використаний в якості захисного покриття або при температурі 245-255°С. клею-розплаву для нанесення на поверхню метаНайбільш близькою за призначенням є лу, бетону, дерева або пластмаси. При цьому полімерна композиція для покриття, що виготовтемпература застосування клейового розчину сталена методом механічного подрібнення гранульоновить 130-150°С, що в 2 рази менше від темпераваного вторинного ПЕТФ при глибокому тури плавлення поліетилентерефталату (270охолодженні. Вихід часток діаметром до 400 мкм 320°С). досягає 70-75%. Покриття наносять псевдорідким Порівняльний аналіз з прототипом дозволяє способом або методом електроосадження при зробити висновок, що запропонована полімерна 270-320°С. Покриття має адгезійну міцність до композиція відрізняється від відомої введенням поверхні алюмінію 5 Н/см. Від поверхні сталі понових компонентів, таких як епоксидна смола, анкриття відшаровується [3]. тиоксидант, бензоат натрію, наповнювач, Недоліком відомої композиції та покриття на її комбінований пластифікатор, які при сукупності основі є велика неоднорідність фракційного складу всіх інгредієнтів композиції значно підвищують порошку ПЕТФ, виготовленого методом адгезійні властивості поліетилентерефталатної механічного подрібнення полімеру при глибокому композиції до металів, тобто підвищують охолодженні. Покриття наноситься при високій властивості захисного покриття. Крім того, в якості температурі (270-320°С) і супроводжується поліетилентерефталату може бути використаний деструкцією полімеру. Виготовлене покриття має не тільки порошок або гранульований товарний низьку адгезію до металевої поверхні. поліетилентерефталат, а й подрібнені відходи В основу винаходу поставлено задачу ствоПЕТФ. рення полімерної композиції з підвищеною Для виготовлення полімерної композиції заадгезійною міцністю покриття до алюмінію та стосовують поліетилентерефталат марки Papet J сталі, зниження температури плавлення 4901 (Корея), або марки Kodapak PET-7352 з хакомпозиції та температури нанесення композиції рактеристичною в'язкістю 0,74 дл/г, або відходи на основі поліетилентерефталату на поверхню високомолекулярного ПЕТФ з характеристичною металу, та поставлена задача пом’якшення умов в'язкістю 0,6-1,3 дл/г, або суха стружка із пластипереробки поліетилентерефталату з метою попекових пляшок на основі ПЕТФ розміром 15х15х1 редження його деструкції, збереження його вламм. стивостей та розробці економічно доцільного споВ якості епоксидної смоли застосовують епоксобу використання вторинного ПЕТФ. сидно-діанову смолу ЕД-20 за ДСТУ 2093-92 Поставлена задача вирішується тим, що (ГОСТ 10587-93). Ця смола виконує роль полімерна композиція для захисного покриття, що термостабілізатору та пластифікатору. Крім того, містить поліетилентерефталат, виготовляється та епоксидна смола сприяє підвищенню механічної наноситься на захисні матеріали при менших темміцності покриття в результаті зшивки амінним пературах (130-150°С), і містить нові компоненти: компонентом застосованої ґрунтовки в структурі епоксидну смолу, комбінований пластифікатор захисного покриття. [суміш фталатного пластифікатору В якості антиоксиданту використовують (діметилфталат та/або діетилфталат, або їх суміш стабілізатор Агідол 2 [2,2'-Метиленбіс(6-трету всіх співвідношеннях) та фосфатного бутил-1-метилфенол)] за ТУ 38 101017-76, з Тпл. пластифікатору (трифенілфосфат або 133°С. триксиленілфосфат) у співвідношенні від 10:5 до В якості пластифікатору використовують суміш 10:0,5], антиоксидант, бензоат натрію, фталатного та фосфатного пластифікаторів у мінеральний наповнювач (слюда порошкоподібна співвідношенні від 10:5 до 10:0,5. В якості фталатабо волластоніт), при наступному співвідношенні ного пластифікатору використовують компонентів (% мас.): діметилфталат та/або діетилфталат, або їх суміш Поліетилентерефталат 50-90 у всіх співвідношеннях. Епоксидна смола 0,5-15,0 В якості фосфатного пластифікатору викориПластифікатор 5-45 стовують трифенілфосфат з Тпл. 49-50°С, Ткип. Антиоксидант 0,1-2,0 220°С при 5 мм.рт.ст. та/або триксиленілфосфат Бензоат натрію 0,1-5,0 (трикрезілфосфат) з Ткип. 250-270°С. ЗастосуванНаповнювач 0,5-15,0. ня фталатного пластифікатору дозволяє знизити Головною відмінністю запропонованого температуру плавлення ПЕТФ. Застосування рішення є те, що при розчиненні ПЕТФ в запропофосфатного пластифікатору дозволяє знизити нованому пластифікаторі при концентрації ПЕТФ швидкість міграції пластифікатору з об'єму ПЕТФ. від 10% до 40% та при охолодженні розчину, Бензоат натрію застосовують в якості центра ПЕТФ випадає в осад у вигляді дрібнодисперсного кристалізації. порошку з діаметром частинок 50-100 мкм, який В якості мінерального наповнювача застосопісля центрифугування і промивки незначною вують слюду порошкоподібну, яка виготовляється кількістю етилацетату або іншим полярним розза ТУ 21-25-241-80 (Російська Федерація), або чинником і просушування може бути використаний волластоніт - природний силікат кальцію з для нанесення на поверхню металу напилом або хімічною формулою CaSiO3, марки FW-325. Розмір іншим одним із відомих способів. частинок не більше 75 мкм, середній діаметр часПри концентрації ПЕТФ від 50% до 90% розтинок - не більше 13 мкм. чин набуває нових властивостей, а саме - перехо 5 77581 6 Таким чином, можна зробити висновок, що затовлення композиції для покриття складає 1,5-2,0 пропонована полімерна композиція на основі години при температурі 130-150°С. поліетилентерефталату відрізняється від відомої Приклад 4 введенням нових компонентів, таких як епоксидна В обладнаний мішалкою та підігрівом реактор смола, антиоксидант, бензоат натрію, наповнювач, завантажують 15 г пластифікатору (12 г комбінований пластифікатор. Крім того, в якості діметилфталату і 3 г триксиленілфосфату), 0,5 г поліетилентерефталату може бути використаний антиоксиданту, 3,5 г епоксидної слюди, 0,5 г бенне тільки порошок або гранульований товарний зоату натрію та 80 г ПЕТФ, і при перемішуванні в поліетилентерефталат, а й подрібнені відходи атмосфері азоту, доводять температуру суміші до ПЕТФ. 135-150°С. Після розчинення всього ПЕТФ Суть запропонованого винаходу пояснюється клеєподібний розчин наносять на заґрунтовану наступними конкретними прикладами виконання. металеву поверхню. Через 5-10 сек. виготовлене Приклад 1 таким способом покриття переходить у твердий В термостатований реактор з мішалкою та хостан. Концентрація ПЕТФ в складі покриття лодильником завантажують 87 г діметилфталату, складає 80%. 2г триксиленілфосфату, 15 г подрібненого вторинПриклад 5 ного ПЕТФ, 2 г смоли ЕД-20, 0,5 г антиоксиданту В термостатований реактор з мішалкою та хота 0,5 г бензоату натрію і перемішують в лодильником завантажують 7 г пластифікатору атмосфері азоту при 140-150°С протягом однієї (6,5 г діметилфталату та 5 г трифенілфосфату), години, до одержання гомогенного розчину з 0,2 г актиоксиданту, 0,7 г ЕД-20, 0,1 г бензоату концентрацією ПЕТФ близько 10%. Після охолоднатрію, і в атмосфері азоту доводять температуру ження одержують 100 г дрібнодисперсного порошсуміші до 130-135°С. Завантажують 40 г сухої ку. Температура плавлення порошку складає стружки із пластикових пляшок на основі ПЕТФ 130°С. 50 г одержаного порошку промивають 100 г розміром 15х15х1 мм і перемішують масу в етанолу і просушують його в вакуумі при 80-100°С. атмосфері азоту при температурі 135-155°С. По Одержують 4,8 г порошку ПЕТФ з концентрацією мірі розчинення стружки добавляють ще 52 г ПЕТФ 95-98% і Тпл. 205°С. Фільтрат упарюють для ПЕТФ і перемішують при температурі 155-160°С. регенерації етанолу, а маслянистий залишок Протягом 3-х годин ПЕТФ не розчиняється, а маса пластифікатору може бути використаний повторно стає дуже густою і неоднорідною. При підвищенні для розчинення поліетилентерефталату. температури суміші до 175-185°С починається Приклад 2 деструкція полімеру. Концентрація ПЕТФ в В термостатований реактор з мішалкою та хокомпозиції складає 92%. лодильником завантажують 70 г пластифікатору Приклади композицій 6-18 виготовлені (65 г діетилфталату та 5 г трифенілфосфату), 26 г аналогічно наведеним прикладам 1-5, подрібненого вторинного або гранульованого відрізняються тільки кількості компонентів. Склад поліетилентерефталату, 2 г смоли ЕД-20, 0,5 г одержаних композицій наведені в табл. 1. антиоксиданту та 0,5 г бензоату натрію і Композицію можна виготовити на промислоперемішують в атмосфері азоту при 145-155°С вому устаткуванні. Загальний час виготовлення протягом однієї години, до одержання гомогенного складає 2,5-3,5 годин при температурі 130-150°С. розчину з концентрацією ПЕТФ близько 25%. Виготовлений клейовий розчин ПЕТФ наносять на Після охолодження одержують 100 г металеву поверхню трубопроводу, що дрібнодисперсного порошку. Температура плавзаґрунтована спеціальною ґрунтовкою (наприклад, лення порошу складає 135°С. 50 г одержаного ґрунтовка термореактивна ПТ-02 або ґрунтовка порошку промивають 100 г етилацетату і просуКМТ-5 за чинною нормативною документацією). шують в вакуумі при 80-100°С. Одержують 12,5 г Ґрунтовку наносять на очищену, суху металеву порошку ПЕТФ з концентрацією ПЕТФ 95-98% і поверхню (підготовлену згідно з нормативною Тпл. 210°С. документацією), тонким шаром (0,1-0,2 мм) за доФільтрат упарюють для регенерації етилацепомогою щітки, розпиленням або поливом при тату, а маслянистий залишок пластифікатору мотемпературі тіла труби від плюс 10°С до плюс же бути використаний повторно для розчинення 50°С. поліетилентерефталату. Після нанесення ґрунтовки необхідно дати Приклад 3 витримку заґрунтованої поверхні для просушуванВ термостатований реактор з мішалкою та хоня до "відлипу". Час сушки ґрунтовки залежить від лодильником завантажують 50 г порошкоподібного температури навколишнього середовища, при або гранульованого ПЕТФ марки Papet, 25 г звичайних умовах (20±5°С) він складає приблизно пластифікатору, 1,0 г антиоксиданту, 3,5 г ЕД-20, 10 хв від моменту нанесення. Розплав полімерної 1,0 г бензоату натрію і перемішують в атмосфері композиції наносять на ґрунтовку, як правило, азоту при 135-150°С до одержання гомогенної механізованим способом і у повній відповідності з клейової маси. Після розчинення всього ПЕТФ в технологічною документацією. Властивості пореактор добавляють 15 г слюди і перемішують ще криття оцінюють через 3 доби після його нанесен10-15 хв. Клей наносять на попередньо очищену і ня. заґрунтовану поверхню металу. Через 5-10 сек. Одержані склади клею-розплаву на основі виготовлене таким способом покриття переходить полімерної композиції та покриття на їх основі в в твердий стан. Концентрація ПЕТФ в складі покомплекті з ґрунтовкою ПТ-02 за ТУ У 24.6криття складає близько 52%. Загальний час виго03563790-106-2003 були випробувані на адгезійну міцність згідно з ДСТУ4219-2003 та ГОСТ Р 51164 7 77581 8 98 методом відшарування від сталевої підкладки - адгезія покриття до алюмінію зростає в 30-35 під кутом 180° при 20°С і швидкості відшарування раз; 50 мм/хв. Випробування проводились на метале- адгезія покриття до поверхні сталі зростає вих зразках (Сталь 3) та на зразках алюмінію від 0 до 30 Н/мм. розміром 100х20х2 мм при (20±5)°С. Результати Таким чином, як видно із наведених експеривипробування наведені в табл. 2. ментальних даних, запропоноване покриття Таким чином, як видно з наведених даних відрізняється нижчою температурою виготовлення табл. 1, при вмісті в полімерній композиції ПЕТФ при атмосферному тиску та нижчою температурою від 10% до 45% та при охолодженні розчину нанесення покриття на поверхню металу, вищою утворюється дрібнодисперсний осад з високим адгезійною міцністю до поверхні сталі та алюмінію. вмістом пластифікаторів. Така композиція не може Крім того, застосування запропонованої бути використана в якості конструкційного покритполімерної композиції дозволить не тільки одертя. Після промивання осаду 3-5-ти кратною жати позитивний результат від її застосування за кількістю етанолу або етилацетату до 90% призначенням, але й покращити екологічну пластифікатору переходить в розчинник і може ситуацію за рахунок кваліфікованого використання бути регенерований, промитий осад ПЕТФ після вторинного поліетилентерефталату, який є джепросушування може бути використаний в якості релом забруднення навколишнього середовища. захисного покриття, нанесеного любим відомим Перелік посилань: способом. 1. Патент 269390 ГДР, МКИ: С08 J 3/00. СпоПри вмісті поліетилентерефталату в складі соб получения порошков из модифицированного композиції в кількості вище 90% отримують високе ПЭТФ. значення в’язкості композиції, що викликає великі 2. Патент 7008944 Япония, В4, С08 L67/02. трудності при її нанесенні. Полиэфирная композиция для герметизации элекДані табл. 2 вказують на те, що застосування в тронных и электротехнических изделий. - Опубл. запропонованому рішенні цільових домішок таких, 01.02.95. як комбінований пластифікатор, антиоксидант, 3. Порошковые композиционные материалы и епоксидна смола, бензоат натрію, мінеральний покрытия на основе ПЭТФ / М.И. Минкевич, В.А. наповнювач, приводить до значного покращення Пашинская, О.Р. Юркевич, Н.А. Якубская // Лаковластивостей захисного покриття у порівнянні з красочные материалы и их применение. - 1991. прототипом, а саме: № 3. - с. 31. - температура нанесення покриття знижується з 2 рази; Таблиця 1 Склад композицій Назва інгредієнту Поліетилентерефталат Епоксидна смола Антиоксидант Бензоат натрію Пластифікатор Наповнювач 1 10,0 0,5 1,0 0,5 88,0 0 Масова частка інгредієнту в композиції, % 2 3 4 5 6 25,0 52,0 80,0 92,0 5,0 0,5 7,5 2,5 0,7 1,0 0,5 1,5 8,5 0,2 0,5 0,5 3,5 0,5 0,1 0,5 73,0 32,5 12,5 7,0 93,0 0,5 5,0 5,0 0 0 7 15,0 0,5 1,0 1,0 77,5 0 Продовження таблиці 1 Назва інгредієнту Поліетилентерефталат Епоксидна смола Антиоксидант Бензоат натрію Пластифікатор Наповнювач 8 20,0 0,5 0,5 1,0 76,0 2,0 Масова частка інгредієнту в композиції, % 9 10 11 12 13 30,0 35,0 40,0 45,0 55,0 0,5 5,0 5,0 5,0 7,5 0,5 0,1 0,1 1,0 2,0 0,5 0,4 0,4 0,1 1,0 57,5 54,5 49,5 38,5 19,5 10,0 5,0 5,0 7,4 15,0 14 60,0 12,5 0,5 2,0 22,5 2,5 Закінчення таблиці 1 Назва інгредієнту Поліетилентерефталат Епоксидна смола Антиоксидант Бензоат натрію Масова частка інгредієнту в композиції, % 15 16 17 18 65,0 75,0 85,0 90,0 15,0 5,0 2,5 1,5 1,0 0,5 0,5 0,5 1,0 0,5 0,2 0,3 9 77581 17,5 2,5 Пластифікатор Наповнювач 10 16,0 3,0 8,8 3,0 7,5 0,2 Таблиця 2 Фізико-механічні показники покриття Назва показника 1 130 Температура виготовлення, °С Міцність при розриві, МПа Адгезія до алюмінію, Н/мм Адгезія до сталі, Н/мм Значення для композицій за прикладами 2 3 4 5 6 130 132 132 133 134 0,5 3,5 0,1 2,5 0,3 5,0 7 135 5,5 5,0 9,0 Продовження таблиці 2 Назва показника Температура виготовлення, °С Міцність при розриві, Мпа Адгезія до алюмінію, Н/мм Адгезія до сталі, Н/мм 8 135 8,5 9,5 12,5 Значення для композицій за прикладами 9 10 11 12 13 137 138 140 142 144 12,5 16,0 18,5 21,0 23,5 12,0 14,5 15,5 16,0 16,5 15,5 20,0 24,7 29,5 30,0 14 147 23,7 16,9 30,0 Закінчення таблиці 2 Назва показника Температура виготовлення, °С Міцність при розриві Мпа: Адгезія до алюмінію, Н/мм: Адгезія до сталі, Н/мм Комп’ютерна верстка М. Клюкін 15 149 28,8 17,0 32,0 Значення для композицій за прикладами 16 17 18 Прототип 150 150 150 270-320 30,5 32,5 32,3 30-32 17,0 17,0 17,5 5 28,0 30,0 30,0 0 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601