Состав для холодного фосфатирования металлических поверхностей

(и)5 С 23 С 22/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Изобретение относится к водным кис- Н лым растворам, содержащим Фосфаты и .ется ф применяемым для химической обработки . следу металлических поверхностей, и может М быть использовано для предварительной ци обработки металлических конструкций,эксплуатирующихся в атмосферных условиях, перед нанесением на них лакокрасочных и других покрьггий.Известны растворы для холодного Фосфатирования стали, содержащие фосфорную кислоту и соли цинка, Такиецинк-Фосфатныесоставы при нанесении наметаллические поверхности повышают коррозионную стойкость металла под пленкойлакокрасочного покрытия, характеризуютсяупрощенной технологией приготовления инизкой стоимостью. Однако они требуютдлительного времени обработки, часто приповышенных температурах, но более близким к изобретесфатирующий состав, сощие компоненты, г/л:офосфат нию явля- держащий 60 - 10030-45 Нитрат цинкаФосфорная кислотаАзотнокислоежелезоТаннинСинтанолСополимер димеламиноэтилметакрилдта и малеиновой , кислотыВодаПри введении вс го обезжиривания-12 и - 0,5льноеновремен 0,02 Оста остав для од травления и сфати(21) 4837652/02 щитных фосфатных покрытий, наносимых (22) 08,06.90 из состава для холодного Фосфатирования с (46) 29.02.92. Бюл, М 8 последующим нанесением на них лакокра- (71) ИнститутфизическойхимииАН СССР сочных и других покрытий, и может быть (72) С, В. Дубинская, Л, Г. Коровина, Н. Н. Изо.: использовано в различных отраслях протова,Т,В,Беликова, М.В.Поспелов, Ю.В, Емель- . мышленности. Цель - повышение адгезии янов,В.В.Обносов,В,Н,Мелихов,Я.Л,Ускач, . полимерных покрытий на основе.хлорсуль- Ф. Н. Соколов и В; П. Щипунов Фированного полиэтилена. защитных (53) 620.197.2(088,8) свойств и сокращение времени фосфатиро- (56)Авторскоесвидетельство СССР . вания. Достигается использованием в со- М 1356529;кл. С 23 С 22/07, 1988,ставе, содержащем(г/л) Фосфорную кислотуАвторское свидетельство СССР . (300-350), монофосфат цинка (6 - 10), в каче- Ь 1469906, кл. С 23 С 22/00, 1989.. стве комплексообразователя натриевуюсоль 2-гидрокси-й, М,й,й -тетрафосфоно- (54) СОСТАВ ДЛЯ ХОЛОДНОГО ФОСФАТИ- метилпропандиамина,3 (10-12),в качестве РОВАНИЯ ЧЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОВЕРХНО- ПАВ алкилтриметиламмоний хлорида (0,1- СТЕЙ 1,0) и дополнительно хромат гуанидина (57) Изобретение относится к области защи- . (10 - 12), моноалкилфосфорную кислоту (1-3) ты металлов от коррозии посредством за-. и 2-гидроксипропандиамин,3(1-3).2 табл.10-12 1-3 рования металлических поверхностей таннина и водорастворимого сополимера диметиламиноэтилметакрилата и малеиновойкислоты повышается коррозионная стойкость цинк-фосфатных покрытий, стабильность раствора и увеличивается срок егослужбы.Однако поверхность металла после обработки составом характеризуется низкойадгезией ряда лакокрасочных материалов, вчастности полимерных покрытий на основехлорсульфированного полиэтилена, низкойкоррозионной стойкостью металла с покрытием в агрессивных средах, значительнымвременем фосфатирования, что препятствует его широкому применению в качествефосфатирующих составов для металлических изделий с последующим нанесениемполимерных покрытий на основе хлорсульфированного полиэтилена.Целью изобретения является повышение адгезии полимерных покрытий на основе хлорсульфированного полиэтилена,защитных свойств и сокращение временифосфатированияУказанная цель достигается использованием фосфатирующего состава, содержащего фосфорную кислоту и соль цинка,компле 1 ксообразоаатель Йа-соль 2-гидроксиЙ,Й,Й,Й -тетра ос онометилпропандиами 1на,3 формулы Мао йР(0)-СНртоо) р(о) -сн, ф,бН,-(О)Р(ОКа),- Сй,т 4СН-(О) Р ОМО)поверхностно-активное вещество алкилтриметиламмонийхлорид формулыГйй(СНз)зС 1,где В-С 16-С 18-алкил,хромат гуанидина, фосфат марганца, моноалкилфосфорную кислоту Формулы,ф ОО Р-ОИгде В-С 16-С 20-алкил, ОНи 2-гидроксипропандиамин,3 при следующем соотношении компонентов, г/л: .Монофосфатцинка 6-10Фосфорнаякислота 300-350й а соль 2-гиррокси-й,й,й,й -тетра 1фосфонометилпропандиамин,3Алкилтриметиламмонийхлорид 0,1-1,0Хромат гуанидина 10-12Фосфат марганца 3-5Моноалкилфосфорнаякислота10 20 2-гидроксипропдндиамин,3 1-3Вода Остальное В качестве соли цинка используется монофосфат цинка, оптимальное количество 6-10 г/л. При уменьшении концентрации монофосфата цинка увеличивается продолжительностью процесса фосфатирования иухудшается адгезия полимерных покрытий на основе хлорсульфированного полиэтилена, ухудшаются защитные свойства. При увеличении концентрации не наблюдаетсязначительного улучшения качастаа пленкиВ качестве фосфорной кислоты используется кислота по ГОСТ 6552-80, оптимальное количество 300-350 г/л.При уменьшении концентрации кислоты увеличивается необходимое время фосфатирования, а увеличение концентрациифосфорной кислоты свыше 35 увеличивает опасность состава для работающих.В качестве комплексообразователя используется ЙЭ соль 2-гидрокси,3-пропандиамина й, й, й, й тетраметилфосфоновой125 кислоты, оптимальное количество 10-12г/л. При уменьшении концентрации ухудшается адгезия и защитные свойства, а при увеличении концентрации комплексообразователя существенно повышается себесто имость состава.Для улучшения технологичности приготоаНения фосфатирующего состава вводится в качестве поверхностно-активного вещества алкилтриметиламмонийхлорид, 35 оптимальное количество 0,1-1 г/л. Приуменьшении концентрации алкилтриметиламмонийхлорида ухудшаются защитные свойства металлических поверхностей под пленкой, а при увеличении концентрации 40 наблюдается ухудшение адгезии.Для улучшения защитных свойств и адгезии полимерных покрытий на основе хлорсульфированного полиэтилена в фосфатирующий состав вводят 10-12 г/л хрома та гуанидина и 3-5 г/л фосфата марганца.При уменьшении или отсутствии этих компонентов ухудшатюся адгезия и защитные свойства полимерных покрытий, а при повышенном содержании состав дает осадки 50 при выдерживании.Для повышения защитных свойств в агрессивных средах (3-ный раствор йаС) в фосфатирующую смесь вводится моноалкилфосфорная кислота, оптимальное коли чество 1-3 г/л. При меньших количествахэтой добавки или при ее отсутствии ухудшаются защитные свойства цинк-фосфатной пленки, а при увеличении концентрации состав становится неоднородным, происходит расслоение. Также для повышения защитных свойств вводится 2-гидроксипропандиамин,3, оптимальное количество 1-3 г/л,При меньших количествах этой добавки илипри ее отсутствии ухудшаются защитныесвойства пленки, а при увеличении концентрации ухудшается растворимость амина вфосфатирующей смеси.Приготовление фосфатирующего состава осуществляют следующим образом.К водному аствору натриевой соли 2- 10гидрокси-й,й,й,й -тетрафосфонометилпропандиаминд,3 добавляют хромат гуанидина, фосфат марганца, моноалкилфосфорную кислоту, 2-гидроксипропандиамин,3, Кобразовавшейся однородной густой массе 15добавляюг Фосфорную кислоту и воду. Образуется прозрачная жидкость зеленого цвета.Фосфатирование проводят погружением ме-.таллических пластин в Фосфатирующий со-став при комнатной температуре, 20продолжительность процесса Фо.фатирования 35-45 мин, с последующей сушкой.поверхности металла см. табл, 1),Испытание металлических пластин, обработанных Фосфатирующим составом с последующим нанесением полимерныхпорй, роодт в 30-Лом расорейаС и термовлагокамере, адгезия определяется методом решетчатых надрезов см.,табл; 2). 30Как показывают приведенные в табл. 2данные, предлагаемый Фосфатирующий со-став по сравнению с фосфатируощим составом, принятым за прототип, обеспечиваетвысокую адгезию полимерных покрытий на 35основе ЗСПХ, высокую корроэионную стоикость и малую продолжительность процессафосфатирования. Из табл, 2 следует, что всекомпоненты фосфатируощего состава явля-.ются необходимыми для достижения цели 40изобретения и должны быть использованыв укаэанных концентрациях,Технико-экономический эффект при использовании предложенного состава заключается в увеличении срока службы 45металлических конструкций и оборудования и снижении затрат на капитальный ремонт.Формула изобретенияСостав для холодного Фосфатирования 50металлических поверхностей, содержащийгде Й-С 6-Сэ-алкил,дополнительно содержит хромат гуанидина, Фосфат марганца, моноалкилфосфорнуюкислоту Формулы0 Р - ОНгде Й-Св-Сго-алкил, 0 Ни 2-гидроксипропандиамин,3 при следующем соотношении компонентов, г/л:Фосфорнаякислота 300-350Монофосфатцинка б - 10Натриевзя соль2-гидрокси-й,й,й,й -тетрафосфоно- метилпропандиамина,3 указанной ФормулыАлкилтриметиламмонийхлорид указанной формулы 0,1 - 1,0Хромат гуанидина 10 - 12Фосфат марганца 3-5Ыоноалкилфосфорнаякислота указаннойформулы2-Гидрокоипропандиамин,3 1 - 3ВодаОстальное 10-12 1 - 3 фосфорнуо кислоту, соли цинка, комплексообразователь и поверхностно-активное вещество, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения адгезии полимерных покрытий на основе хлорсульфированного полиэтилена, защитных свойств и сокращениявремени фосфатирования, он содержит в качестве комплексообразователя натриевуюсоль 2-гидрокси-й,й,й ,й -тетрафосфоноыетилпдопандиамина,3 формулы:фао 4 цо)- снгИСН,-Н(БаО) Р(о)-сБон,О ф ИВ аое Оо а 3ооа аоо ше а1 Ръ е 4 тт1 й 1 Ч 1 т 1 Е 1 11 3 1 В 1Ва 1 Хе 1 с, 1 Вс 11 Вй 1х 11 8 11 а с 1х 4 О1715886 Таблица 2 Примеры по изобретению Показатели 6 7 8 9 1 О 21 (необработаннаяст.3) 5 16 17 18 20 19 11 12 13 1 про тотип Время Фос- фатировамия, иин 60 60 50 3-ицйрвстеор(ЬВ ч) 6 4 3 2 1 0 термовлвгокамера (16ц лое а 3 2 2 0 0 Редактор Н,Швыдкая Заказ 582 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул.Гагарина, 101 Адгеэияполииермоч го покры тия иа основе ХСПЭ, метод рееетчвтыхнадрезов бам (ГОСТ15140-78 а Коррозиоииые испытания обработаннойиетвшической поверхности под меккой полииериого покрытия ма основе ХСПЭ, Фпорааения: 60 45 40 ЬО 35 35 40 40 45 45 40 Ь 5 45 45 45 45 45 0 2 2 3 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 1 11 1 2 О О. 1 4 3 3 3 3 4 В 5 5 5 5 О 0 1 3 3 3 .2 2 3 2 Ь Ь Ь 3 3 Составитель А,БордачеваТехред М.Моргентал Корректор Л.Патай