КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ КАТОДНОГО ЭЛЕКТРООСАЖДЕНИЯ С ВЫСОКОЙ РАССЕИВАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТЬЮ, ПРЕДНАЗНАЧЕННАЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПОКРЫТИЙ С ПОВЫШЕННОЙ ТВЕРДОСТЬЮ И ИЗНОСОСТОЙКОСТЬЮ
HIGH DIFFUSION POWER CATHODIC ELECTRODEPOSITION COMPOSITION FOR OBTAINING HIGH HARDNESS AND WEAR RESISTANT COATINGS

Композиция для катодного электроосаждения с высокой рассеивающей способностью, предназначенная для получения покрытий с повышенной твердостью и износостойкостью.
Изобретение относится к новому продукту: композиции для катодного электроосаждения с высокой рассеивающей способностью, предназначенной для получения покрытий с повышенной твердостью и износостойкостью.
Известны водные лакокрасочные композиции для получения равномерных по толщине покрытий на изделиях сложной конфигурации методом катодного электроосаждения на основе эпоксиаминных аддуктов различной модификации, которые для придания покрытиям гидрофобности содержат водную дисперсию фторопласта, стабилизированную оксиэтилированным нонилфенолом. [Патент России 2222562]. Однако такие покрытия не обладают достаточной износостойкостью и твердостью.
Предлагаемая композиция лишена этих недостатков и по этим показателям превосходит как исходный лакокрасочный материал, так и композицию по Патенту 2222562. Это достигается тем, что в ее состав вводится порошкообразный полифениленсульфид, содержащий добавки графита и карбида кремния (ТУ 224031465221402-2009) (ПФС).
Композиция основана на использовании в определенном соотношении компонентов лакокрасочной системы, в состав которой входят: связующее - эпоксиаминный аддукт, модифицированный частично блокированным толуилендиизоцианатом, нейтрализованный уксусной кислотой в виде водной эмульсии концентрации 35-36% по сух. ост., содержащий добавки феноксипропанола и бутилгликоля; пигментная паста (пигменты могут быть любыми), стабилизированная указанным аддуктом, в виде водной дисперсии концентрации 53-56% по сух. ост., а также порошкообразного полифениленсульфида, содержащего добавки графита и карбида кремния (ПФС), в виде предварительно созданной его водной дисперсии, уксусной кислоты и воды.
Для создания водной дисперсии ПФС использовали неионогенное поверхностно-активное вещество (ПАВ) - ОП-10 (ГОСТ 843381). Порошкообразный ПФС обрабатывали 1%-м раствором ОП-10 из расчета адсорбции его на поверхности частиц ПФС в количестве 0,72 мг/г путем перемешивания в течение не менее 3-х часов в бисерной мельнице. Порошок, обработанный указанным способом, отфильтровывали, высушивали в вакуум-шкафу, вводили непосредственно в пигментную пасту лакокрасочного материала и диспергировали не менее 3-х часов в бисерной мельнице. Получалась дисперсия, содержащая от 13 до 16 % масс.
ПФС, которую использовали для приготовления рабочего раствора ванны катодного электроосаждения.
Рабочий раствор ванны катодного электроосаждения готовят следующим образом:
К рассчитанному количеству деминерализованной воды при перемешивании вводят водную эмульсию олигомерного связующего и продолжают перемешивать не менее 2-х часов. Далее при перемешивании добавляют пигментную пасту, содержащую ПФС, и продолжают перемешивать не менее часа. Получается рабочий раствор со следующими параметрами:
Содержание сухого вещества %(масс.),
14-16
рН
5,3-5,5
Электропроводность, мкС м/см<sup>-1</sup>
1650-1750
Покрытия получают в ванне электроосаждения, в которой окрашиваемые образцы служат катодом. Противоположным электродом является пластина из нержавеющей стали. Подлежащие окраске стальные образцы предварительно обезжиривают уайт-спиритом. Электроосаждение проводят в следующем режиме:
Напряжение, V
160-250
Продолжительность, сек
120
Температура, °С
28-32
После окраски пластины промывают обессоленной водой и термоотверждают при 180°С в течение 30 минут.
Прототипом нового продукта служит исходный лакокрасочный материал без добавки ПФС. Аналогом является композиция, содержащая политетрафторэтилен вместо ПФС, защищенная патентом России №2222562 (2004).
В таблице №1 представлены примеры составов композиции, а в таблице №2 - свойства покрытий в сравнении с прототипом и аналогом.
Таблица №1.
Состав композиции (г/л)
Наименование компонентов
По изобретению
Контрольный образец №1
Контрольный образец №1
Прототип
№ образца
1
2
3
4
Олигомерное связующее
100
100
100
100
Пигментная паста олигомерного связующего
28-32
28-32
28-32
28-32
Полифенилен-сульфид
4,2-5,12
3,64-4,1
5,2-5,76
-
Уксусная кислота
0,4
0,4
0,4
0,4
Бутилгликоль
3,5-4,1
3,5-4,1
3,5-4,1
3,5-4,1
Феноксипропанол
4,5-5,1
4,5-5,1
4,5-5,1
4,5-5,1
ОП-10
0,003-0,004
0,003-0,004
0,003-0,004
-
Деминерализованная вода
остальное до 1 л
Таблица №2.
Свойства покрытий
№ образца
Толщина, мкм ГОСТ Р51694
Адгезия, балл ГОСТ15140-78
Сопротивл. удару, см ГОСТ 4765-83
Твердость, KOH-I-NOOR ISO 15184
Износ, мг/мм<sup>2 </sup>ГОСТ 20811-85
1
24-25
1
50
3H
106
2
23-25
1
50
2H
271
3
24-26
1
50
3H
170
4
24-25
1
50
H
380
Аналог по патенту 2222562 (2004).
12-15
1
50
2H
280
Рассеивающая способность всех композиций, определенная по ТТМ.1.94.1103 - 2205, п.5.5, составляет не менее 23 см, что позволяет получить равномерное по толщине покрытие на изделиях сложной конфигурации.