Композиция для полимерных покрытий

Ъ ОП ИСАЙКЕ изовеитиния К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ п)876198 Союз СоветскихСоцмапистичеснихРеспублик(23) Приоритет 3 Ъоударотаенлык комитет СССР в делам вэобретенкй и открыткХ.3(088,8) Дата опубликования описания 01.1.81(54) КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОЛИИЕРНЯХПОКРЫТИЙИзобретение относится к нанесениюполимерных покрытий на металлы, в частности к композиции для .нанесения полимерньм покрытий на катод путем электролиза водных растворов, содержащих виниловые мономеры, и может быеь использовано прн производстве изоляционных, защитных и специальных покры.тий.Известна композиция для полимерныхо покрытий металла, включающая виниловый мономер, фоновую соль, органичес-. кий растворитель и добавки спиртов, хинонов, меркаптана, тиофенола, уменьшающие образование полимера в растворе Я.Однако эти добавки в отдельных случаях тормозят скорость образования покрытия на поверхности изделия ухудшают качество пленок вследствие снижения молекулярного веса полимера. Кроме того, способ требует .применения огнеопасных органических растворителей, высокотоксичных веществ (меркап 2тан, тиофенол) и дегазации раствора, что усложняет его практическое исполь" зование.. Известна также композиция для способа электролитического нанесения полимерных покрытий на металлы из растворов акрнловых мономеров, где в качестве растворителя используют воду 1,2.Однако эта композиция применяет дорогостоящие сложные производные акриламида, требует дополнительного обескнслорожнвания раствора дегезацией, введения электропроводящих добавок.Известна композиция для полимерных покрытий на металле, включающая акриловую кислоту 80 г/л, акрнламид 4 г/л, формальдегид 200 мл/г (407-ный раствор), персульфат аммония 0,4 г/л (электролит 1), Процесс оптимален при плотности тока 10 А/см . В результате после 120-,180 мнн индукционного нернода на поверхности металла осажда87619ется равномерная прозрачная пленка полимера со скоростью 0,0084 мг/смм Минн. Использование асимметричного переменного тока позволяет снизить индукционный период до 90-130 мин, а добавление в раствор солевого фона - до 60-90 мин и увеличить скорость об" разования полимерного покрытия д( 0,0168 мг/смф мин и 0,0336 мг/сммин соответственно, т.е. в 2 и 4 раза 32 10Недостатком известной композиции является длительное время электролиза за счет большого индукционного периода полимеризации. Кроме того, необходима обязательная предварительная очистка мономеров от ингибиторов, вводимых для стабилизации прн хранении, в том числе от гидрохинона.Цель изобретения - ускорение образования полимерного покрытия и упрощения ее технологии.Поставленная цель достигается тем, что композиция для полимерных покрытий, включающая акриловую кислоту, акриламид, Формальдегид, персульфат аммония или щелочного металла и воду, дополнительно содержит гидрохинон при следующем соотношении компонентов, г/л:Акриловая кислота 10-600Акриламид 2-200Персульфат О, 1-10Гидрохинон 0,001-50Формальдегид (40 Х-йводный раствор) 20-200Вода Остальное35Вопреки общеизвестному Факту, что добавка гищюхинона ингибирует радикальную полимеризацию, обнаружено, что использование его в сочетании с40 персульфатом в указанных выше соотношениях позволяет резко ускорить процесс осаждения полимерной пленки на поверхности катода при электрохимическом иницировании полнмеризации акри 45 ловых мономеров в водных растворах. Если мономерный раствор содержит только гидрохинон без персулъфата, то .осаждения полимерной пленки не происходитП р и м е р 1. В двухкамерную стеклянную ячейку, разделенную фильтром Шотта, заливают в каждую камеру по 25 мл электролита 1 (акриловой кислоты 80 г/л, акриламида 4 г/л, фор-,. мальдегида 200 мл/л - 407-й раствор, 55 персульфата аммония 0,4 г/л) и добавляют в катодную камеру 0,8 г/л гидрохинона. В качестве катода используют 8 4пластину из нержавеющей стали площадью 9,45 см , анодом служит платина.Пропускают ток плотностью 10 А/см".Процесс ведут при комнатной температуре,Через 10 мин (вреья индукции) наповерхности. катода начинается осаждение полимерной пленки. После этогопокрытие наносят в течение 40 мин.Ток отключают. Катод вынимают из ячейки, промывают водой, сушат при комнатной температуре, взвешивают. Весполимерного покрытия 16,9 мг. Скорость осаждения 0,0447 мг/см мин. По2сравнению с известным индукционныйпериод сокращается в 18 раз, а скорость нарастания покрытия воэрастаетв 5,3 раза.Покрытие однородное, прозрачное,равномерное по толщине на всей поверхности катода, Электросопротивление пленки 10 Ом/см, твердость пооБринеллю 70 кгс/мм , плотность1,б г/см . Покрытие обладает высокойадгезией. Процесс протекает аналогично, если в целях экономии мономерованодную камеру ячейки заполнять раствором минеральной кислоты (серной,соляной, азотной),П р и м е р 2. Осаждение полимерного покрытия на катод проводят ана-логично примеру 1, добавив в катоднуюкамеру 0,04 г/л гидрохинона. Аноднуюкамеру заполняют О,1 н, Н 50. Вес покрытия после 40 мин осаждения 87,8 мг.Скорость нанесения пленки 0,233 мг//см мин. Посравнению с известнымскорость возрастает в 27,7 раэ. Ка.чество покрытия аналогично примеру 1.П р и м е р 3. Нанесение полимерного покрытия осуществляют на стальной катод аналогично примеру 1 при-4плотности тока 10 А/см . Осаждение полимерной пленки начинается через5 мин после включения тока. Индукционный период сокращается в 36 разАдгезия и качество покрытия аналогично примеру 1.П р и м е р 4. Осажденне покрытия осуществляют на катоде РЬ при плотности тока 10 А/см из электролита 1 с добавкой 0,4 г/л гидрохинона и без него. Индукционный период был соответственно 35 мин и 75 мин, Добавление. гидрохинона сокращает время начала образования покрытия более, чем в 2 раза. Качество покрытия аналогично примеру 1.П р и м е р 5. По примеру 4 полимерное покрытие наносят на катод А 1.Индукционный период продолжается вприсутствии гидрохинона 15 мин, и безнего 180 мин. Добавка гидрохинона5сокращает время индукции в 12 раз.Качество покрытия аналогично примеРУ 1П р и м е р 6. Полимерное покрытие.наносят на стальной катод приплотности тока 10 А/см из электро"лита 1, в котором вместо персульфа-та аммония содержится персульфат калия 0,48 г/л в присутствии 0,4 г/лгидрохинона и без него. Индукционный 15период составляет соответственно35 мин и 180 мин. В присутствии гид .рохинона время начала образованияпленки сокращается в 5 раз.П р и м е р 7. Осаждение покрытия 20 осуществляют по примеру 6 при плотнос"ти тока 1 О А/см . В присутствии гидрохинона индукционный период равен10 мин, а без него - 60 мин (сокращается в 6 раз), 25П р и м е р 8,Нанесение полимерного покрытия осуществляют на стальной катод из электролита, содержащего акриловой кислоты 600 г/л, акриламида 200 г/л, формальдегида 200 мп/л 140 Х- зо ный раствор), персульфата аммония10 г/л. Электролиз проводят в двухкамерном электролизере, Анодную камеру заполняют раствором О,1 н, НЗО,. В качестве анода используют платинУ. Плотность тока 10 4 А/см . Площадь ка тода 9,45 см 2; Процесс ведут при комнатной температуреИндукционньй период начала образования полимерного покрытия равен 2 ч 50 мин. Скорость 4 О осаждения пленки на катоде 0,1185 мг/ /см мин. Полимерное покрытие бесцветное, прозрачное с высокой адгезией и твердостью.П р и м е р 9. Полимерную пленку наносят на стальной катод по примеру 8, добавив в катодную камеру 0,1 г/л гидрохинона. Индукционный период начала образования полимерной пленки равен 1 ч 10 мин, что в 2.,4 ра 50 зя меньше, чем в примере 8. Скорость нанесения покрытия 0,978 мг/см мин,й что соответственно, в 8,3 раза выше, чем в примере 8.П р и м е р 10. Нанесение поли 55 мерного покрытия на стальной катод осуществляют в условиях примера 8, добавив в катодную камеру 50 г/л гидрохфнона. Скорость осаждения пленки 0,15 мг/см мин, длительность индукционного периода 2 ч, качество покрьгтия, как в примере 8.П р и м е р 11. Электролиз мономерного раствора, содержащего акриловй кислоты 10 г/л, акриламида 2 г/л,формальдегида 20 мл/л (407-ный раст"вор), ерсульфата аммония 0,1 г/лпроводят в двухкамерном стеклянномэлектролизере уа стальном катоде площадью 9,45 см при плотности тока10 А/см 2. Анодную камеру заполняют0,1 и. Н 504 . В качестве анода ис.пользуют платину. Процесс ведут прикомнатной температуре. Осаждение полимерной пленки на поверхности катодане происходит в течение 30 ч.П р и м е р 12Нанесение полимерного покрытия на стальной катодосуществляют в условиях примера 11,добавив в катодную камеру 0,001 г/лгидрохинона. Индукционный период равен 10 ч. Скорость нанесения покрытия0,00029 мг/см мин. Добавка гидрохинона в католит вызывает образование полимерной пленки на поверхности катодав отличие от примера 11,П р и м е р 13, Электролиз мономерного раствора осуществляют в условияхпримера 11, добавив в катодную камеру 0,5 г/л гидрохинона.Индукционный период начала осаждения полимера на катоде равен 15 ч,скорость нанесения покрытия 0,0002 мг//см мин. Качество покрытия как в примере 12.Из примеров 7-13 следует, что введение в электролизный мономерный раствор гидрохинона в приведенных количествах интенсифицируетпроцесс осаждения полимерного покрытия на поверхности металлического катода. При отсутствии гидрохинона процесс либо совсем не идет (пример 1 Ц, либо гротекает с меньшей скоростью и большим индукционным периодом 1 пример 8) .Формула изобретенияКомпозиция для полимерных покрытий на металле, включающая акриловую кислоту, акриламид, формалъдегид, персульфат аммония или щелочного металла и воду, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что,. с целью ускорения образования полимерного покрытия и упрощения ее технологии, композиция доло)кительно содержит гидрохинон при следующем со7 876193отношении исходных компонентов, г 7 л:Акриловая кислота 10-600Акриламид 2-200Персульфат " 0,1-10йюдрохинон 0,001-50Формальдегид (40 -ный водный раствор) . 20-200Вода ОстальноеИсточники информации,принятые во внимание при экспертизеа 8Составитель Р. Вакар Реаактоа Н К я ТеЗаеа С И унова ; КОИектов Н. Швцдкая Заказ 9434/7 Тираж 765 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035 Москва ЖРаушская наб. д. 4/5 з .аФилиал ППП ффПатент", г, ужгород, ул. Проектная, 4