Способ получения полимерного покрытия на металле

ШЮ (11) ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ М :1 гха; Д ния процесса, повыг,генияводостойкости покрытия,поверхностно-активного впользуют соединение общеСН 2)х- (СН- СН1 1 геэиикачестестваформулы 16 Н -1А В-Сой г СОН НС ий овй 0 ид 1 в-соон,9 н ОйНО,Н 6 40 м бзие о-н,соотг,с а-10; еоойи 4,СО 4;хиО м с конмопрессоГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) 1. Авторское свидетельство СССРпо эаявке Р 3217633/23-05,кл. В 29 С 27/30, 1981 (прототип).(54)(57) СПОООБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИМЕРЙОГ 0ПОКРЫТИЯ НА МЕТАЛЛЕ, включающийочистку и обезииривание бензином поверхности металла, обработку воднымраствором поверхностно-активноговещества, сушку при 80-1000 С, накладку полимерной пленки иэ сополимера этилена и винилацетата при содержании последнего 4-12 и термопрессоваиие при давлении 0,05-0,2 кг/смф.в течение 20-30 глин, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью ускореЮ В 05 0 5/10; В 29 С 27/30; 32 В 27/32работку проводят раствонтрацией 0,1-1 г/л, а тние при 140-180 С.где У,А-СОК Н 1,0 Н )СвНрнлВ-СООН,ОН,СОЙИСфНделлСОМНСНбН(Сп Н 1 в+д 2 лсон(с,нам(СНА д )р-Н,СООН,СООНН,СООв 10, в.4х и) -4.9000 Изобретение относится к получениюполимерных покрытий на металлах, конкретно покрытий на основе сополимера этилена с винилацетатом, устойчивых к воздействию влаги, которые могут быть использованы в нефтяной и 5 газовой промышленности для защиты нефте- и газотрубопроводов и других металлических сооружений от коррозии.Иэьестен способ получения полимерного покрытия на металле, включающий .10 очистку и обезжириванне бензином поверхности металла, обработку водным раствором ниэкомолекулярного поверхностно-активного вещества (ПАВ), на. - пример, октадецилсульфонат натрия. л 5 Согласно этому способу поверхность металла предварительно обрабатывают водным раствором концентрацией 1,1- 10,0 г/л 5-10 мин, сушат при 80-100 С, накладывают полимерную пленку, напри. мер, иэ сополимера этилена и винилацетата (содержание последнего 4-2 и прессуют 20-30 мин при 135-170 С и давлении 0,05-0,2 кг/см 11.Недостатком способа является дли,тельность его, связанная с обработ 2 кой металлической поверхности раствором ПАВ высокой концентрации. Это в значительной степени затрудняет осуществление непрерывного. процесса модиФикации поверхности труб большо- З 0 го диаметра перед нанесением покрытия н заводских условиях. Кроме того, полученное покрытие обладает относительно низкой нодостойкостью и адгеэией. 35Цель изобретения - ускорение процесса и повышение вОдостойкости и адгеэии покрытия.Данная цель достигается тем,что согласно способу получения полимер ного покрытия на металле, включающему очистку и обезжиривание бензином поверхности металла, обработку водным раствором поверхностно-активного вещества, сушку при 80-100"С, на кладку полимерной пленки из сополимера этилена и винилацетата(СЭВА) при содержании последнего 4-12 и термопрессование при давлении 0,05- 0,2 кг/см в течение 20-30 мин в каЮ50 честве поверхностно-активного вещест" ва используют соединение общей Формуобработку проводят растнором с концентрацией 0,1-1 г/л, а термопрессо-.нание при 140-180 С.Применение в качестве модификаторов поверхности металлов высокомолекулярных ПАВ различной гидрофобности поэнолявт применять в качестве покрытия полимеры, имеющие полярную группу. Кроме того, благодарявысокой пленкообразующей способностивысокомолекулярных ПАВ, для модификации поверхности металлов эффективны минимальные концентрации (0,12-ные нодные растворы).В качестве полимеров для покрытийиспользуют сополимер этилена с винилацетатом (СЭВА с различным содержанием винилацетатных (ВА) групп (т.е.полимеры различной полярности), полученный методом экструзии н. виде рукава на установке ЛРП-б 00. Толщинапленки составляет 250-300 мк,Характеристики СЭВА приведены втабл.1.П р и м е р, Перед нанесением по"лимерного покрытия на металл образцыстали 3 размером 100 20 2 мм зачищают наждачной бумагои, обезжириваютбензином Би модифицируют поверхность путем смачивания в течение3-5 с водным раствором нысокомолекулярных ПАВ при концентрации 0,11 г/л. На 1 м поверхности металларасходуют 0,05 л раствора ПАВ. Дляполного удаления остаточной влагис поверхллости образцов их в течениемин сушат при 80-100 оС. Затем на их, оверхность наносят полимернуюпленкуиз СЭВА методом горячего прессова- "ния при давлении 0,05-0,2 кг/см итемпературе 140-1800 С в течение20 мин. Это оптимальное время, необходимое для завершения формирова"ния адгезионного слоя и равномерногопрогрева, металла, Температуру прессования определяют, исходя иэ индекса расплава и термической устойчивости наносимого полимера. Для СЭВА,содержащего различное количество ВАгрупп, температура прессования ранна140-180 бС, Испытание адгезионноЯпрочности клеевого соединения. производят методом отслаивания под углом180 ф на разрывной машине при скоростти отслаивания 50 мм/мин. Водостойкостьпокрытия определяют измерением адгезионной прочности соединений по истечению 200 ч кипячения в воде образцов,Данные об изменении адгезионнойпрочности в результате модификацииповерхности мвталла различными построению высокомолекулярными ПАВ ипосле 200 ч кипячения в воде по известному и предлагаемому способамприведены в табл,2.Результаты определения адгезионной прочности при различных условиях прессования приведены в табл.3.1058632 0 Таблица 1 12 0,925 0,925 100-105 98-104 0,63 1,24 0,94298-102 2,7Средне-вязкостная молекулярная масса 36400 29300 26100 увеличение адгеэионных свойств и водостойкости системы при модификации металлической поверхности водными растворами высокомолекулярных ПАВ достигается эа счет образования на поверхности металла пленки полимерно- э -ео ПАВ. Эта пленка благодаря полимерной природе и дифельной структуре прочно связывается с одной стороны полярными группами с обрабатываемой поверхностью и с другой - гидрофоб- ными участками макромолекул с полимерным покрытием,Наряду с этим высокая пленкообразуюшая способность позволяет сократить время модификации поверхности метал ла от 5-10 мин до однократного смачивания образца в течение 3-5 с.Возмоаность регулирования гидрофилвно-олеофильного баланса высбко" .молекулярных ПАВ позволяет в широких ,:пределах изменять гидрофобность модифицируемых поверхностей и таким об фиэико-химические характеристики СЭВА Плотность, г/лТемпература плавления,сСИндекс расплава, г/10 мин разом обеспечить высокую адгеэнонную прочность и водостойкость полимерных покрытий различной химической структуры и полярности.Таким образом, предлагаемый способ модификации поверхности металла по сравнению с известным позволяет расширить диапазон адгезируеьых покрытий, сократить время модификации поверхности металла в 100 раэ, повысить адгеэию и водостойкость клеевого соединения при обычных и повышенных температурах в 1,5-2 раза; Предварительный расчет экономического эфФекта от создания технологического процесса с использованием предлагаемого способа модификации металлической поверхности для производства пленочных изоляционных материалов для магистральных трубопроводов роставляет 83 тыс.руб. на 1000 км покрытия труб диаметроМ 1420 мм. Содержание ВА групп, Ъ.Х Ра Р 1эо оОХо1 о 11 1 11 114 1 о х 4 ю.Й э х а он М й эо эх Х Х Х Н Р ХХНРН Х Э Р:с Ц У й 0 Р Р ь Фйайаэо сР Р 3 Х эо эх хххн ххнющ эоонх РХОДХв х ХРЦЕ ЭЗОВУ Рраэо Д 1 Но ОО о 1 е. х 1 а Ф 1 О оо Ранхэх м В 11 1 1 1 11 а О О О счм м Юл О О с . сс Л а Р М СЭ - Ф,э ЙРР-Щс ю1х1 ф Ф 03, . Ф Х ф а, ."Роокх холх охцыощ 5 ФВ 33О О ЦО О Ч О Э М О ЧФ М(Ч ф Ф Ч О О СО О О м м м м м е э м ч м м 4 1ООО 1 аХ 1 Е1 аоХОо хМЙ 1. ЛЮОХ1 1ХЙ 163 1оы а 1Х 1 О 1В ОХЕ 1 Х 11 вН ф й фь се л о м л Фс Фь с О фФ У фФ Ф О М ъл Ф ОЬ Ф 1 1 -1 л л л л л л л л л л 1 % Ъ ъ с с с с Ь Ъ Ъ гЧ г 1 ч.1 чЧ г 1 е" ас. сЧ ч. гЧ/ 160 5,3 20 0,01 30 5,6 140 0,2ВтВВта театаВтаВатт Ва Приклеиваемая пленкаПрименяемое для модификации ПАВ давлениекг/смфаею юат тевававааа тФтПолиэтилен высокогодавления ВИИИПИ Эаиаэ 9650/6 Тираж 689 Подписное филиал ППП фПатантф, г,ужгород,ул.Прректная,4ч 3,9 4,2 Времяобработки,мин 0,05 0,08