Спосіб одержання полімерної композиції для електроосадження

Изобретение относится к области электрохимии дисперсных систем, в частности, к получению полимерных покрытий методом электроосаждения и может быть использовано для защиты металлических изделий от коррозии в агрессивных средах, а также в качестве электроизоляционных покрытий в приборостроении и электронике. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения полимерной композиции для электроосаждения, который заключается в том, что эпоксидную диановую смолу подвергают взаимодействию с аминоформальдегидной смолой при массовом соотношении 1 :(0,18-1,2) при температуре 180-200°С в течение 1,Б—3,0 ч. Продукт взаимодействия ~ эпоксиамино-формальдегидный блоксополимер - раство-ряют в органическом растворителе, смешивающемся с водой, до получения 10-20% раствора и добавляют воду до концентрации дисперсной фазы 0,5-2,0% масс. Недостаток указанного способа получения полимерной композиции для электроосаждения заключается в том, что условия проведения взаимодействия эпоксидной диановой смолы с аминоформальдегидной смолой приводят к образованию блоксополимера, не растворимого в воде, а только в водно-органической среде. Следствием этого является низкая рассеивающая способность композиции, ухудшение экологических параметров производства, а также невысокая электрическая прочность покрытий по кромкам изделий сложной конфигурации, полученных из этой композиции. Задачей данного изобретения является создание, способа получения полимерной композиции для электроосаждения, в котором условия получения эпоксиаминофор-мальдегидного блоксополимера и дополнительное введение в него аминогрупп приводит к получению водоразбавляе-мых катафоретических композиций, имеющих улучшенную рассеивающую способность, на основе которых получают равномерные полимерные покрытия на изделиях сложной конфигурации и, как следствие, наблюдается повышение электрической прочности покрытий по кромкам и в отверстиях изделий. Поставленная задача решается предложенным способом получения полимерной композиции для электроосаждения, включающим взаимодействие эпоксидной диановой смолы с аминоформальдегидной смолой при массовом соотношении смол 1:(0,5—1,0) при нагревании, растворение полученного связующего в органическом растворителе и добавление воды, в котором согласно изобретению, взаимодействие осуществляют в течение 40-60 мин при температуре 125— 135°С и полученный продукт взаимодействия (блоксополимер) дополнительно смешивают со вторичным амином при массовом отношении эпоксидной смолы к амину 1 :(0,1—0,4) и температуре 95-105°С-в течение 30-40 мин, растворяют полученное связующее в органическом растворителе с последующим добавлением воды до концентрации 5-20% масс. Полученные полимерные водоразбавляемые композиции характеризуются высокой рассеивающей способностью (до 16,5 см), повышенным содержанием дисперсной фазы (5-20% масс), что обеспечивает при электроосаждении получение катафоретических покрытий с высокой электрической прочностью (до 100 кВ/мм) по кромкам изделий. Способ реализуется следующим образом: смешивают эпоксидную диановую смолу (например, ЭД-20 или ЭД-16) с аминоформальдегидной смолой (в качестве ее используют бутанолизированные меламино- (К-42102) или мочевиноформальдегидные (К-411-02) смолы в соотношении 1:(0,5—1,0), затем 40-60 мин их подвергают взаимодействию при температуре 125-135°С. После охлаждения смешивают полученный эпоксиаминоформальдегидный блоксополимер со вторичным амином при отношении эпоксидной смолы к амину 1:(0,1 -0,4) и проводят реакцию взаимодействия в течение 30-40 мин и температуре 95 105°С. В качестве вторичных аминов могут быть использованы диалкиламины (например, диэтиламин), диалканол"амины (например, диэтаноламин) и циклические имидазолы (например, 2-метилимидазол). По завершении реакции полученное ката-форетическое связующее растворяют в органическом растворителе, смешивающимся с водой (ацетон, этанол) с образованием 65-75% растворов полимерного связующего, способного к водоразбавлению. Для получения полимерной композиции связующее разбавляют водой до содержания дисперсной фазы 5-20% масс. Рассеивающая способность полученной композиции до 16,5 см, содержание органического растворителя - до 10%. Из композиции наносят катафоретические покрытия: время нанесения - 1-3 мин при постоянном напряжении на электродах - 90-120 В. Покрытия подвергают термообработке при температуре 180 ±5°С в течение 45-60 мин. Покрытия обладают следующими свойствами при толщине 30 ± 5 мкм:адгезия - 1 балл; прочность при изгибе - 1 мм; прочность при ударе - 5 нм; коррозионная стойкость в дистиллированной воде - до 180 суток: в 3 % растворе хлорида натрия - до 50 суток; электрическая прочность по точке поверхности - до 155 кВ/мм, по кромкам и внутри полости (отверстий) - до 100 кВ/мм. Примеры конкретного выполнения. Пример 1. 10 г эпоксидной диановой смолы ЭД-20 подвергают взаимодействию с 10 г бутано-лизированной меламиноформальдегидной смолы К-421-02 (соотношение компонентов 1:1) в течение 40 мин при температуре 130°С. После охлаждения полученный блоксополимер смешивают с 2 г диэтаноламина (соотношение эпоксида к амину 1:0,2), затем нагревают и проводят реакцию взаимодействия в течение 30 мин при температуре 100°С. 21 г полученного связующего растворяют в 10 мл ацетона (получают ~70% раствор) и смешивают с 70 мл дистиллированной воды. Получают композицию, содержащую 20% масс, дисперсной фазы. Рассеивающая способность этой композиции 14,5 см, содержание органического растворителя в ней - 10% масс. Катафоретические покрытия, полученные на основе этой композиции, при пропускании в течение 2 мин электрического тока с напряжением 100 В, после термообработки в течение 50 мин при температуре 180°С обладают следующими характеристиками: при толщине 30 мкм коррозионная стойкость в воде - 160 суток, в 3% растворе хлорида натрия - 42 суток: электрическая прочность по точке поверхности- 140 кВ/мм, а покромкам и внутри полости - 75 кВ/мм. Физико-механические свойства покрытий: адгезия - 1 балл; прочность при изгибе - 1 мм; прочность при ударе - 5 нм. Пример 2. 10 г эпоксидной диановой смолы ЭД-16 подвергают взаимодействию с 5 г бутноли-зированной мочевиноформальдегидной смолы К-411-02 (соотношение компонентов 1:0,5) в течение 60 мин при температуре 125°С. После охлаждения полученный блок-сополимер смешивают с 4 г 2-метилимида-зола (соотношение эпоксида к амину 1:0,4), затем нагревают и проводят реакцию взаимодействия в течение 35 мин при температуре 105°С. 19,5 г полученного связующего растворяют в 10 мл этанола (получают ~65% раствор) и смешивают с 165 мл дистиллированной воды. Получают композицию, содержащую 10% масс, дисперсной фазы, содержание органического растворителя в ней-5% масс, рассеивающая способность композиции - 16,5 см. Катафоретические покрытия, полученные в режиме, описанном в примере 2, имеют следующие характеристики: при толщине 25 мкм коррозионная стойкость в дистиллированной воде - 170 суток, в 3% растворе хлорида натрия - 42 суток; электрическая прочность по точке поверхности -150 кВ/мм, по кромкам и внутри полости -95 кВ/мм. Физико-механические свойства покрытий - адгезия -1 балл; прочность при изгибе - 1 мм; прочность при ударе - 5 нм. Выбор заявляемых параметров получения полимерной композиции для электроосаждения по предложенному способу объясняется следующим образом: как видно из данных, приведенных в табл.1, при использовании концентрации аминоформальдегид-ной смолы меньшей, чем нижний предел интервала (пример 6) получить водоразбавля-емую композицию не удается, т.к. первоначальный блоксополимер обеднен аминоформальдегидным компонентом. К аналогичному результату приводит использование при синтезе блоксополимера меньших нижнего предела интервала температуры реакции (пример 12) и времени сополиконденсации (пример 11). Использование при получении катафоретического связующего концентрации вторичного амина меньшей, чем нижний предел интервала (пример 8), а также соответственно меньших времени синтеза (пример 16) и температуры реакции (пример 17) приводит к тому, что полученное связующее по своим характеристикам больше напоминает блоксополимер. Это свидетельствует о том, что дополнительные аминогруппы не могут быть введены в этих условиях в блоксополимер, который не приобретает способности к водоразбавлению. Использование при получении блоксополимера концентрации аминоформальдегид-ной смолы большей, чем верхний предел интервала (пример 7) приводит к получению сшитой структуры, непригодной к дальнейшему использованию. К аналогичным результатам приводит использование концентрации вторичного амина большей, чем верхний предел интервала (пример 9), времени и температуры синтеза блоксополимера, а также катафоретического связующего выше верхнего предела интервала (соответственно примеры 10, 13 и 14, 15). Как видно из табл.2 рассеивающая (проникающая) способность композиции - одна из наиболее важных характеристик электроосаждения, показывающая как глубоко осаждающаяся дисперсия проникает внутрь полости двойных структур, для композиций, полученных по предлагаемому способу, достаточно высока (10,516,5 см). При содержании дисперсной фазы в композиции выше верхнего предела интервала (пример 13) получить покрытие не удается, так как под действием электрического тока происходит коагуляция системы. При содержании дисперсной фазы меньшей, чем нижний предел интервала (примеры 12, 14) рассеивающая способность композиции не позволяет получить высокую электрическую прочность по кромкам и внутри полостей изделий сложной конфигурации, Как видно из табл. 1 и 2 получать водоразбавляемые катафоретические композиции с высокой рассеивающей способностью и высокой электрической прочностью покрытий, полученных на основе этих композиций, можно при использовании эпоксиаминоформальдегидных блоксополимеров на основе как бутанолизированных меламино-(примеры 1-5, 21-23 табл.1 и примеры 1-5, 9-11 табл.2), так и мочевиноформальдегидных смол (примеры 18-20 табл.1 и 6-8 табл.2). В качестве вторичных аминов могут быть использованы все три типа: диэтаноламин (примеры 1-5 табл.1 и 2); диэтиламин (примеры 18-20 табл.1, 6-8 табл.2) и 2-метилимида-зол (примеры 21-23 табл.1 и 9-11 табл.2). Преимущества предложенного способа получения полимерной композиции для электроосаждения заключаются в следующем: 1, Предложенный способ позволяет создать водоразбавляемые системы на основе продуктов взаимодействия эпоксидных диановых и аминоформальдегидных смол (эпоксиаминоформальдегидных блоксополимеров). 2. Композиция, получаемая по предложенному способу - иметь высокую (10,5-16,5 см) рассеивающую способность, что в 2-3,5 раза превышает рассеивающую способность композиции по прототипу (5 см); -содержит 5-20% масс, дисперсной фазы, что в 5-10 раз больше, чем в прототипе (1-2%); - содержит органического растворителя 1,5-10% масс, что в 1,8-8,0 раз меньше, чем в прототипе. Это свидетельствует о большей экологической чистоте способа. 3. Катафоретические покрытия на основе композиции, полученной по предложенному способу, имеют - высокие электроизоляционные свойства, характеризуемые величиной электрической прочности равной 70-100 кВ/мм по кромкам изделий сложной конфигурации и внутри полости, что в 2-2,3 раза выше, чем у прототипа (35-45 кВ/мм); - высокие физико-механические свойства (адгезия, прочность при ударе и изгибе, на уровне прототипа, а по защитным свойствам не уступают прототипу при толщине покрытий в 1,6-1,8 раза меньшей.