МОДИФИЦИРУЮЩАЯ ДОБАВКА ДЛЯ ВОДОРАЗБАВЛЯЕМОГО ПОЛИМЕРА ПОЛИОРГАНСИЛОКСАНА И СОПОЛИМЕРА БУТАДИЕНА СО СТИРОЛОМ
MODIFYING ADDITIVE FOR WATER-BASED POLYORGANOSILOXANE POLYMER AND COPOLYMER OF BUTADIENE WITH STYRENE

Изобретение относится к области производства модифицирующей добавки, используемой для изготовления защитных полимерных покрытий, преимущественно на основе водоразбавляемого полимера полиоргансилоксана и сополимера бутадиена со стиролом. Данные защитные покрытия наносятся на гильзы патронов стрелкового, охотничьего оружия различного назначения, а также на гильзы строительно-монтажных патронов.
Известен способ нанесения защитного полимерного покрытия на патронную гильзу (патент РФ №2313058, МПК F42B 5/295; С23С 22/12; С23С 28/00; B21D 51/54, опубл. 20.12.2007 г.). По данному изобретению водоразбавляемый защитный полимерный слой наносят путем обработки гильзы в водном растворе основного полимера на основе полимера полиорганосилоксана и сополимера бутадиена со стиролом (промышленное название данного водорастворимого состава: ФПСМ-51, (ТУ 2149-054-10964029-2005) и водоразбавляемого модификатора этого состава на основе феноло-формальдегидных, эпоксидных, полиэфирных или алкидных смол. Использование указанных модификаторов в составе ФПСМ-51, позволяет устранить «липкость» покрытия и повысить его коррозионную стойкость.
Известна композиция на основе водоразбавляемой смолы ВЭК-М (ТУ 6-10-11-519-7-85), представляющей собой 60-70% -ный раствор в смеси этилгликольацетата и бутанола, частично нейтрализованного муравьиной кислотой, эпоксиаминокаучукового аддукта, модифицированного меламиноформальдегидной смолой. Однако покрытие на основе данной композиции требует применение сложной технологии его нанесения.
Известна «Водорастворимая лаковая композиция для нанесения покрытий методом электроосаждения» по патенту РФ №1764307, МПК C09D 119/00, C09D 5/44, опубл. 20.06.1996 г. Данная лаковая композиция содержит 60…70%-ный раствор в смеси этилгликольацетата и бутанола, частично нейтрализованного муравьиной кислотой эпоксиамино-каучукового аддукта, модифицированного меламиноформальдегидной смолой (К-421-02), уксусную кислоту, а также карбонофторид, диацетоновый спирт или этилцеллозольв и воду. К недостаткам данной композиции относится ее недостаточная стабильность в процессе хранения: 30…60 дней с момента изготовления. Кроме того, технология нанесения данного покрытия, а именно метод электроосаждения, весьма сложна и поэтому малоприменима для массового производства патронов стрелкового оружия.
Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является водорастворимая модифицирующая добавка Э-МД-5а (ТУ225 1-01-34875572-2006) для модификации водорастворимого состава на основе полимера полиоргансилоксана и сополимера бутадиена со стиролом в соотношении 35:65. Данная модифицирующая добавка представляет собой водный раствор 60-70% раствора в смеси этилгликольацетата и бутанола эпоксиаминокаучукового аддукта, модифицированного меламиноформальдегидной смолой К-421-02.
К недостаткам водорастворимой модифицирующей добавки Э-МД-5а относится ее недостаточная стабильность в процессе хранения (3 месяца с момента изготовления).
Задачей настоящего изобретения явилось создание модифицирующей добавки с высокой стабильностью, не менее 6 месяцев с момента ее изготовления.
Это достигается тем, что при изготовлении модифицирующей добавки для водоразбавляемого полимера полиоргансилоксана и сополимера бутадиена со стиролом, включающей 60-70%-ный раствор в смеси этилгликольацетата и бутанола эпоксиаминокаучукового аддукта, модифицированного меламиноформальдегидной смолой, и воду, дополнительно вводят уксусную или фосфорную кислоту, а также 80% раствор в смеси ксилола и этилцеллозольва, взятых в соотношении 5:1, диановой эпоксидной смолы, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
60-70% раствор в смеси этилгликольацетата и бутанола
эпоксиаминокаучукового аддукта, модифицированного
меламиноформальдегидной смолой
11,0…14,0
уксусная или фосфорная кислота
0,1…1,5
80% раствор в смеси ксилола и этилцеллозольва, взятых в
соотношении 5:1, диановой эпоксидной смолы
1,0…12,5
дистиллированная вода
Остальное
до 100%
В результате введения в состав модифицирующей добавки диановой эпоксидной смолы в виде 80% раствора в смеси ксилола и этилцеллозольва, взятых в соотношении 5:1, была получена модифицирующая добавка повышенной стабильности, использование которой для модификации состава ФПСМ-51 приводит к устранению «эффекта налипания» и повышению коррозионной стойкости получаемых полимерных покрытий.
Для экспериментальной проверки была приготовлена серия модифицирующих добавок, результаты восьми из них приведены в таблице №1. Как видно из таблицы №1, стабильность модифицирующей добавки заявленного состава при хранении, по сравнению с прототипом, повышается в 2 раза.
В экспериментальной работе были использованы:
- водоразбавляемая смола ВЭК-М, представляющая собой 60-70% раствор в смеси этилгликольацетата и бутанола эпоксиаминокаучукового аддукта, модифицированного меламиноформальдегидной смолой К-421-02,
- уксусная кислота (ледяная) или фосфорная кислота;
- 80% раствор в смеси ксилола и этилцеллозольва, взятых в соотношении 5:1 диановой эпоксидной смолы (ЭД-20 или ЭД-16);
- дистиллированная вода.
- состав ФПСМ-51, представляющий собой водорастворимый полимер полиорганссилоксана и сополимера бутадиена со стиролом.
Модифицирующие добавки с различной концентрацией исходных компонентов готовили следующим образом: в водоразбавляемую смолу ВЭК-М при перемешивании добавляли уксусную кислоту или фосфорную кислоту, 80% раствор диановой эпоксидной смолы (ЭД-20 или ЭД-16) в смеси ксилола и этилцеллозольва, взятых в соотношении 5:1, и дистиллированную воду.
Стабильность модификатора при хранении определяли по наличию необратимого расслоения раствора на «неразмешиваемый» осадок и воду.
Для оценки свойств защитных полимерных покрытий изготавливали рабочие водные растворы на основе водоразбавляемого полимера полиоргансилоксана и сополимера бутадиена со стиролом (ФПСМ-51) с использованием модифицирующих добавок составами, указанными в Таблице №1.
Во всех случаях при приготовлении рабочих растворов (Таблица №2) использовали: 4,0 мас.% полимерного состава ФПСМ-51, к которому добавляли 10,0 мас.% модифицирующие добавки, различных составов, и 86,0 мас.% дистиллированной воды.
Покрытия на изделиях получали из рабочих растворов (таблица №2), путем обработки изделий погружением в рабочий раствор в течение 2-3-х минут с последующей сепарацией избытков раствора и отверждением полученных покрытий при температуре 200-220°C в течение 10-20 мин.
Коррозионную стойкость покрытий оценивали путем постоянного погружения образцов изделий с полимерным покрытием в 3% раствор NaCl до появления первых признаков коррозии.
Сплошность покрытий оценивали путем обертывания испытуемых образцов изделий с полимерным покрытием в фильтровальную бумагу, смоченную в растворе следующей рецептуры: хлористый натрий 20 г, калий железистосинеродистый 7,6 г, вода дистиллированная 1 литр. Время выдержки 10 минут.
Эффект «налипания» определяли путем наличия контакта частиц пороха с образцами изделий, на которые было нанесено защитное полимерное покрытие.
Полученные результаты свойств защитных полимерных покрытий на образцах изделий на основе водоразбавляемого полимера полиоргансилоксана и сополимера бутадиена со стиролом с использование модифицирующих добавок с заявленными диапазонами концентраций исходных компонентов приведены в таблице №2.
Из таблицы №2 следует, что только при заявленной совокупности компонентов и соотношении заявленных концентраций исходных компонентов повышается временная стабильность модифицирующей добавки при сохранении защитных свойств полимерных покрытий и отсутствия эффекта «налипания».
Таким образом, экспериментально показано, что решение поставленной задачи достигается только при заявленной совокупности признаков.