Способ получения полимерных покрытий

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихреспублик р+)-713896(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ ПОКРЫТИЙ Изобретение относится к способам получения полимерных покрытий путем электрохимической полимеризации (полимеризации инициируемой действием электрического тока) оно может быть, использовано в лакокрасочной, электронной и других отраслях промышленности.Известен способ получения полимерных покрытий путем электрохимической полимеризации виниловых мономеров или10 их смесей в присутствии электропроводяшего соединения перекисного типа в среде полярного растворителя ЦПо этому способу необходимо пропускать электрический ток большой силы15 (импульсный толчок тока). За время пропускания тока 0,001 с образуется пленка полимера на катоде толщиной порядка долей микрона. Такая пленка не может быть применена с целью защиты от коррозиии.Полимер формируется в узком диапазоне значений рН раствора (рН.= 3), что приводит к необходимости его регулиро 2вания нри помощи кислот НС 8 н Н 604,СВ СН СООН, Это, помимо усложненияреакционной системы, приводит к нежелательным последствиям:, а) ограничению выбора материала катода (подложки) металлами с высокимводородным перенапряжением, коррозионноусто йчивыми,б) выделению водорода, что ухудшаетусловия формирования полимерного покрытия и его свойства.Бель изобретения - упрощение технологии и улучшение физико-механическихсвойств покрытий,Зта цель достигается тем, что поспособу получения полимерных покрытий,заключающемся в электрохимической полимеризации виниловых мономеров или ихсмесей в присутствии электропроводящего соединения перекисного типа в средеполярного растворителя, процесс проводят в присутствии 60-80 % от объемареакционной смеси воды при плотноститока 0,05-0,6 мА/смСущность изобретещм заключается в следующем,В качестве растворителя используют смешанные водно-спиртовые, водно-диметилсульфоксидиые или водно-диметилформамидные смеси, растворяющие мономер и электропроводящую добавку, явлгпощуюся одновременно соинициатором, но не растворяющие образующийся полимер.го При пропускании электрического тока происходит ионизация материала анода с образованием ионов, служащих катализаторами разложения присутствующего перекисного соединения. Например, в случаег 5 анода из железа имеет место реакцияЭл. тол +Ге в-.ге Гг)- ЕеФионы железа реагируют с перекисью пореакциис образованием ион-радикалов, цницгпгрую гцих реакцию полимеризации присутствующего мономера- 13 О+ЪЛ - -" К ит,д.где М - молекула мономера, .Р - растущий радикал,Поскольку реакции ( 1) и (2) протекают в приэлектродном слое, при адсорбции мономера, как это имеет мес",о вданном случае, происходит полимеризацияс образованием прочно сцепленного с поверхностью металла полимерного покрытия.Содерггсапие водъг в смегнанном растворителе составляет 60-80 об,% в зависимости от концентрации персульфата, атакже природы и концентрации мономера.В качестве электропроводящей соинициирующей добавки ис 1 гользуют персуаьфаты щелочных металлов и аммония приконцентрации 0,05-0,15 мас.%.Водно-спиртовую смесь готовят смешением воды, спирта (метанола, этанола,этиленгликоля) и мономеров, Воду испирт берут как правило в соотношенииот 4;1 до 2;3 (по объему), концентрация мономера составляет 5-7 об.%, Концентрация токопроводящей добавки (онаже согцгициатор)составляет 0,050,13% от водно-спиртовой смеси, Плстггость тока ггри наложснггом ггаиряжегггггга 1,5-3,.0 В не нревынгает 0,6 ма/см причем допустимы переръгвы в пропускании тока.Подложка выполняет роль анода, В качестве катода применяют никель, сталь или другой металл.Согласно предлагаемому способу в качестве мономеров для получения полимерных покрытий использулот виниловые и другие мономеры и их смеси, причем соотно шение исходных моном еров можно варьировать в широких пределах.В качестве мономеров применягот, в частнссти, метилакрилат (МЛ), винилацетат (ВЛ), метилметакрилат,ММЛ, бутигъгетакрилат (БМА) стирол и другие моном ары.Процесс электрополимеризации протекает в течение 2 - 6 мин, гюсле чего подложку с нанесенным полимерным покрытием въгдерживают в электролите без пропускания тока в течение 3 - 10 мин, а затем подвергают сушке (на воздухеО30 мпн, при 80 С - 5 мин).П р и м е р 1, В 700 м.л раствора, содержащего 30 об,%. метилового спирта, 6 об.% метилового эфира акриловой кислоты (МЛ), 0,13 мас.% персульфата калия и остальное количество водьг, вставлпот никелевый цилиндр диаметром 100 и высотой 150 мм, служащий катодом. Внутри цилиндра подвешивают стальнуюлпластинку площадью 196 см, подлежащуго покрытию, являющуккя анодом, Подключают электрический ток силой 75 мА (плотность тока 0,37 мЛ/см ). По истечении 4 мин элсктрический ток отключают, пластинку вынимают и сушат 10 мин при 80 С. Тохггцигга пленки,зб мкмдгеозия пленки 1 балл. После отключения тока полимеризация практически прекращается, Затем в раствор можно внссти другую пластинку, подлежащую покрь:.ию ипроводить формирование ггокръгтня;"казанным способом. Из одного раствора можнопокрыть до 15-18 пластинок, Коэ.г 1 глгг:иентиспользования мономеров при этом достигает 90-95%. Скорость формированияполимера на поверхггости металлическойповерхности 1,5% в минуту,Условия процесса получечия полгнгерных покрытий приведены в табл, 1 (инициатор он же электролит - 1,05 гК5 я Сц напряжепге на электродах1,5 - ЗВ, толщина покрытия 40-60 мкмг,свойства покрытий - в табл. 2,713896 Таблица 2 5 Ровноеглянцевоегладкое покрьггие 7 о 0 5 О ния перекисного типа го растворителя, о т соедин олярщий позволя и с хоро с я тем, что, с цельюгии и улучшения физи хн их своиств покрытии, проии 60-80% оеси воды примА/см,ики информациивнимание приША35548публик. 1971 присутств онной см ,05-0,6 дят в реакц тока ф Исто ятые во Патент 4-72(прототип) пр 1.кл. 20 Составитель В. Поляк Редактор Л, Ушакова Техред Н. Ковалева Корректо Назарова Подпи омитета СССР и открытий аушская наб., филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул, Проектная бразом, предлагаемый способ олучать покрытие технологичноими физико-механическимисвой з а изобретения3 особ получения полимерных покрыутем электрохимической полимеривиниловых мономеров или их смев присутствии злектропроводящего аз 9212/19 Тираж 549 ЦНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, -Москва, Ж, Р