Помощь в учёбе, очень быстро...
Работаем вместе до победы

Химия и технология автоосаждения полимерного покрытия на алюминий и его сплавы

Диссертация: Химия и технология автоосаждения полимерного покрытия на алюминий и его сплавы
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Основные положения, результаты и выводы работы докладывались на II Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы химии и химической технологии» «Химия — 99», Иваново, 1999 г.- Международной студенческой конференции «Развитие, окружающая среда, химическая инженерия», Иваново, 2000 г.- Всероссийской научно-практической конференции «Защитные покрытия в машиностроении… Читать ещё >

Содержание

  • Глава 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
    • 1. 1. Водоразбавляемые карбоксилсодержащие лакокрасочные материалы и предъявляемые к ним требования
    • 1. 2. Структура водных растворов карбоксилсодержащих пленкообразователей
    • 1. 3. Способы нанесения жидких лакокрасочных материалов на поверхность
      • 1. 3. 1. Элекроосаждение лакокрасочных материалов из водных растворов
      • 1. 3. 2. Автоосаждение, как новый метод нанесения лакокрасочных покрытий
      • 1. 3. 3. Механизм автоосажденйя из кислых полимерных составов
      • 1. 3. 4. Технологический процесс автоосаждения
      • 1. 3. 5. Лакокрасочные композиции для автоосаждения
    • 1. 4. Коррозионное поведение алюминия в водных средах
      • 1. 4. 1. Оксидные пленки на поверхности алюминия и их свойства
      • 1. 4. 2. Влияние рН среды на коррозионное поведение алюминия
    • 1. 5. Современные представления о формировании лакокрасочных покрытий на металлах
      • 1. 5. 1. Химические реакции, протекающие при пленкообразовании
      • 1. 5. 2. Сиккативы
    • 1. 6. Задачи исследования
  • Глава 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
    • 2. 1. Объекты исследований
    • 2. 2. Методы исследований
      • 2. 2. 1. Определение адсорбции растворов пленкообразователя
      • 2. 2. 2. Изучение коррозионного поведения алюминия в водных и олигомерных средах
      • 2. 2. 3. Вискозиметрические исследования растворов пленкообразователя КЧ
      • 2. 2. 4. Спектрофотометрические исследования
      • 2. 2. 5. Качественный анализ растворов пленкообразователя и олигомерных осадков
      • 2. 2. 6. Определение кислотного числа пленкообразователя и олигомерных осадков
      • 2. 2. 7. Оценка качества автофорезных покрытий
      • 2. 2. 8. Определение скорости и степени отверждения лакокрасочных покрытий
  • Глава 3. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ АВТООСАЖДЕНИЯ ОЛИГОМЕРА КЧ-0125 НА ПОВЕРХНОСТЬ АЛЮМИНИЯ
    • 3. 1. Адсорбция олигомера КЧ-0125 на поверхность алюминия
    • 3. 2. Коррозионное поведение алюминия в фоновых растворах
    • 3. 3. Коррозионное поведение алюминия в водных растворах карбоксил содержащего пленкообразователя
    • 3. 4. Коррозионное поведение алюминия в водно-спиртовых растворах олигомера КЧ
    • 3. 5. Механизм автоосаждения покрытий из нейтральных карбоксилсодержащих лакокрасочных композиций
  • Глава 4. ТЕХНОЛОГИЯ АВТООСАЖДЕНИЯ ЛАКА КЧ-0125 И ГРУНТОВКИ ВКЧ-0207 НА ПОВЕРХНОСТЬ АЛЮМИНИЯ И ЕГО
  • СПЛАВОВ
    • 4. 1. Автофорезные лакокрасочные композиции на основе лака КЧи грунтовки ВКЧ
      • 4. 1. 1. Влияние состояния поверхности алюминия на процесс автоосаждения
      • 4. 1. 2. Роль модификаторов при автоосаждении пигментированных и непигментированных систем
      • 4. 1. 3. Влияние сиккатива ЖК-1 на процесс автоосаждения и температуру отверждения полимерного покрытия
    • 4. 2. Технологический процесс автоосаждения олигомеров КЧ-0125 и
  • ВКЧ-0207 на поверхность алюминия и его сплавов

Химия и технология автоосаждения полимерного покрытия на алюминий и его сплавы (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Актуальность темы

.

Благодаря небольшому удельному весу, хорошей электропроводности и другим ценным свойствам расширяются области применения алюминия и его сплавов в самых различных отраслях современной техники. Основными потребителями алюминия являются судостроение, строительство, авиационная и радиотехническая промышленности. Однако алюминиевые изделия нуждаются в высокоэффективной противокоррозионной защите вследствие низкой их коррозионной стойкости, а так же возникают сложности при нанесении равномерного покрытия на сложно профилированные изделия со щелями и отверстиями малых диаметров.

Одним из путей получения высококачественных антикоррозионных покрытий является нанесение водоразбавляемых лакокрасочных материалов на металлическую поверхность методом автофореза Принцип данного метода достаточно прост и заключается в погружении изделия в мицеллярный раствор, при извлечении из которого смывается все, что осело за счет поверхностных сил, и на поверхности металла остается олигомерная пленка Автофорез позволяет экономно расходовать лакокрасочный материал, не требует затрат электроэнергии и высоких давлений, может быть полностью автоматизирован и позволяет получить равномерные покрытия на изделиях самых сложных конфигураций. Однако в мировой практике он практического применения не нашел. Это обусловлено использованием кислых водоразбавляемых мицеллярных растворов. Ввиду ионизации основного металла подложки образуются олигомерные соли, которые выпадают в осадок, тем самым, затрудняя процесс автоосаждения. Качество получаемых покрытий при этом резко ухудшается.

Применение автофореза для алюминиевых поверхностей до настоящего времени не изучено как с точки зрения физико-химических основ самого процесса, так и с точки зрения использования нейтральных лакокрасочных композиций. Поэтому актуальным является создание лакокрасочных композиций и технологий их нанесения, используя новые подходы к объяснению механизма автоосаждения покрытий на поверхность алюминия и его сплавов.

Цель работы.

1. Изучение мкханизма автоосаждения карбоксилсодержащих лакокрасочных материалов на поверхность алюминия.

2. Изучение факторов, влияющих на данный процесс и подбор модифицирующих добавок, позволяющих улучшить качество автофорезных покрытий.

3. Создание лакокрасочных композиций и технологии их нанесения на алюминиевые поверхности сложного профиля.

Научная новизна.

Впервые изучен механизм образования гелеобразной олигомерной пленки из нейтрального водоразбавляемого карбоксилсодержащего полибутадиена на поверхности алюминия за счет электрохимического взаимодействия подложки с раствором. Этот процесс сопровождается генерацией ионов гидроксония за счет окисления поверхности алюминия. При этом адсорбированные олигомерные частицы формируются в гелеобразное покрытие в виде «кислой» формы.

Практическая ценность работы.

I. Разработаны лакокрасочные композиции на основе карбоксилсодержащего полибутадиена и технология их автоосаждения на поверхность алюминия и его сплавов. Полученные полимерные покрытия обладают высокими физико-механическими и защитными свойствами: адгезией, определенной методом решетчатых надрезов, в 11 балл, солестойкостью и тропикостойкостыо более 700 чесов, твердостью «по карандашу» Т-2Т и прочностью на удар 50 кгс-см.

2. Проведены испытания композиций и технологии их нанесения в промышленных условиях. Полученные результаты позволяют говорить о перспективности автофорегического метода нанесения полимерных покрытий для антикоррозионной защиты алюминиевых изделий любой сложности.

Автор защищает:

1. Новый взгляд на механизм автоосаждения пленкообразователя лака КЧ-0125 на алюминиевую поверхность.

2. Составы лакокрасочных композиций на основе лака КЧ-0125 и грунтовки ВКЧ-0207 для антикоррозионной защиты алюминиевых изделий, наносимых методом автоосаждения.

3. Разработанную технологию процесса автоосаждения лака КЧ-0125 и грунтовки ВКЧ-0207 на поверхность алюминия и его сплавов.

Апробация работы.

Основные положения, результаты и выводы работы докладывались на II Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы химии и химической технологии» «Химия — 99», Иваново, 1999 г.- Международной студенческой конференции «Развитие, окружающая среда, химическая инженерия», Иваново, 2000 г.- Всероссийской научно-практической конференции «Защитные покрытия в машиностроении и приборостроении», Пенза, 2001 г.

ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ.

1. Раскрыт механизм автоосаждения карбоксилсодержащего полибутадиена на алюминиевую поверхность. Процесс автоосажденияпротекает за счет электрохимического взаимодействия подложки с раствором, и сопровождается генерацией ионов гидрокеония в результате окисления поверхности алюминия. При этом адсорбированные олигомерные частицы формируются в гелеобраз-ное покрытие в виде «кислой» формы.

2. Определено положительное влияние дополнительных количеств изопропило-вого спирта Введение органического растворителя увеличивает вязкость лакокрасочного состава Постепенный переход системы от дисперсного состояния к раствору увеличивает толщину получаемых автофорезных пленок.

3. Исследованы различные способы подготовки поверхности алюминия. Автоосаждение покрытий на сырой фосфатный слой, способствует росту скорости генерации ионов гидрокеония, в результате чего увеличивается толщина авто-осажденного гелеобразного покрытия.

4. Установлено положительное влияние модифицирующей добавки (ЖК-1), которая способствует снижению температуры и времени отверждения полученных пленок.

5. Разработаны автофорезные лакокрасочные композиции на основе лака КЧ-0125 и грунтовки ВКЧ-0207 и предложен технологический процесс автофорез-ной защиты сложнопрофшшрованных изделий из алюминия и его сплавов, заключающийся в обезжиривании, травлении, осветлении, фосфатировашш, непосредственном осаждении лаковых и грунтовочных композиций на поверхность металла и тер моотверждении полученных гелеобразных пленок.

6. Разработанные лакокрасочные композиции и технология их нанесения опробованы в лабораторно-производственных условиях и приняты к внедрению для антикоррозионной защиты алюминиевых изделий в НИИ Приборостроения им. Тихомирова В. В. и ОАО «Корпорация — Фазотрон — Научно-исследовательский институт радиостроения», г. Москва.

Показать весь текст

Список литературы

  1. И. А., Коган Н. Д., Ратников В. Н. Окраска электроосаждением.- М.: Химия.-1982, — 284 с.
  2. Ф. Нанесение покрытий способом электрофореза.// Немецкие краски, — 1965, — № 9.- С.361−370
  3. Л.В., Фиргер С. М., Хенвен О. Ю. Электроосаждение водоразбавляе-мых лакокрасочных материалов// Лакокрасочные материалы и их применение.-1969.- № 4, — С. 88−91.
  4. Ю.Я., Горшков В. К Гальванические и лакокрасочные покрытия на алюминии и его сплавах. -Л.: Химия.-1985.- 184 с.
  5. Успехи химии и физики полимеров.: Сб. науч. стат. -М: Химия.-1973, — 321 с.
  6. Schenck H.U., Spoor Н., Marx М. The chtmistry of hingers for electrodeposition// Prod. Org. Coat.-1979/-Y7.-P. 1−77.
  7. B.H., Спасов В. А., Крылова И. А., ГисинП.Г. Окраска промышленных изделий методом электроосаждения.- М.: ГОСИНТИ, — 1971, — 52 с.
  8. P.O., Шмидт Д-С., Одом Н. С. Связующие для лакокрасочных материалов, наносимых способом электроосаждения.// Новые технологии.- 1966.-Т.З.- № 493, — С.91−95.
  9. Nagasawa М. Expansion of a polyion in salt solutions.// J. Amer. Chem. Soc.-1961 .V. 83.-№ 2.-P. 300−305
  10. Kimbal G., GutlerM., SamelsonH. Theory of polyelektrolytes.// J. Phys. Chem.-1967.- V. 56.- № 1P. 57−60.
  11. А.Б., РогачеваВ.Б. Полиэлектролитные комплексы, — М.: Химия, — 1973.-С. 3−30.
  12. И.А., Исакина Р. В., Воронков В. А., Зубов П. И. Исследование процесса пленкообразования при электроосаждении эмали ФЛ-149.// Коллоидный журнал.- 1969, — Т. 31.- № 3, — С.394−400.
  13. Hagawa I. W. Resins for eiektrocoating.// J. Paint Technol.-1967.- V. 38, — № 499.-P. 436−439.
  14. П. Статистическая механика цепных молекул,— М.: Мир, 1973.- 317 с.
  15. Ю.И. Электростатический потенциал цилиндрических макроионов в растворах электролитов.// Коллоидный журнал.- 1965.- Т.25.- № 2.- С. 373−379.
  16. Harris F., Rice S. Elektrostatic contribytions to thermodynamic functions of systems containiti polymeric ions.//J. Phys. Chem.-1961.- V. 25.-№ 10,-P. 955−964.
  17. С.А. Введение в физическую химию полимеров, — Изд. Саратовского государственного университета, 1976.- с. 280−292.
  18. Е.Д., Перцов А. В., Амелина С. А. Коллоидная химия,— М.: Наука, 1980.369 с.
  19. Ю.Ф. Исследование факторов, определяющих стабильность водорастворимых смол и их способность к электроосаждению. Автореферат дисс. канд. хим. наук.- Москва, 1977, — 20 с.
  20. А. Д. Химия и технология лакокрасочных покрытий. -JL: Химия.-1981.-352 с.
  21. Теоретические основы автоосаждения, как принципа получения лакокрасочных покрытий/ Верхоланцев В. В., Веденов Г. Н., Бобихадзе В. В. и др.// Лакокрасочные материалы и их применение. -1980. -№ 3. -с. 29−32.
  22. А.И., Шалыгин Г. Ф., Верхоланцев В. В. Влияние условий синерезиса на структуру и свойства хемоосажденных покрытий.// Лакокрасочные материалы и их применение.-1981.-№ 5.-с. 14−15.
  23. А.И., Таланов В. Л., Верхоланцев В. В. Влияние параметров хемо-осаждения на скорость образования полимерных осадков.// Лакокрасочные материалы и их применение.-1984.-№ 1.-с. 35−38.
  24. С.А., Распопина Л. В. Формирование автофорезных покрытий на деталях приборов. // Лакокрасочные материалы и их применение, — 1986, — № 5.-С. 64−69.
  25. В.П., Борисенко С. И., Паничев Е. М. Линия окрашивания изделии методдом автоосаждения.// Лакокрасочные материалы и их применение.-1989.-№ 1.-С. 82−84.
  26. А.И., Верхоланцев В. В. Теоретические основы автоосаждения из кислых полимерных сред.// Лакокрасочные материалы и их применение, — 1985.-№ 4, — С. 32−35.
  27. Prevntion acontrol//Corros.-1975.-V23.-№l.-c. 89−92.
  28. Пат. 3 592 699., МКИ 324/8. Новая лаковая композиция./(США).-12 с.
  29. Автофорез (самоосаждение) новый способ формирования защитного покрытия / Ковалиско Ю. М., Спрыса КВ., Моровская И. Ф., и др.// Лакокрасочные материалы и их применение.-1978.-№ 5.- 80−82 с.
  30. Пат. 3 791 431, МКИ 633/25. A method of controlling the stability of metals coating composition./(US A). -12p.
  31. Пат. 1 349 827, МКИ 273/6. Process for coating metals./(English).-18p.
  32. Пат. 1 221 448, МКИ 411/8. Способ защиты металлов./(Англия).-14 с.
  33. Пат. 3 585 084, МКИ 810/12. Защитное покрытие./(США).- 8 с.
  34. А.И. Автоосаждение новый метод получения полимерных покрытий. -Л.: Знание, 1983.- 28 с.
  35. Лакокрасочные композиции для автоосаждения //Автомобильная промышленность США. -1974. 12.- 24 с.
  36. Разработка автофорезных материалов и технологии нанесения покрытий методом автоосаждения /Котова А.И., Дорошенко В. Г., Козлов В. П. и др.//Лакокрасочные материалы и их применение.-1985.-№ 6.-с. 13−15.
  37. Влияние природы фосфатного слоя на автоосаждение латексных композиций/ Котова А. И., Дорошенко В. Г., Веденеев Г. Н. и др.//Лакокрасочные материалы и их применение.-1981.-№ 5.-с. 21−39.
  38. Изучение факторов, влияющих на автоосансдение лакокрасочных композиций/ Котова А. И., Дорошенко В. Г., Веденеев Г. Н. и др.//Лакокрасочные материалы и их применение.-1983.-№ 1.-с. 23−25.
  39. Влияние условий формирования на свойства покрытий, полученных автоосаждением/ Котова А. И., Дорошенко В. Г., Уваров А. В. и др.//Лакокрасочные материалы и их применение.-1984,-№ 4.-с. 62−64.
  40. .Я. Прогрессивная технология нанесения гальванических и химических покрытий.- М.: Машгиз, 1962.- 176 с.
  41. B.C., Вальков В. Д., Калинин В. Д. Коррозия и защита алюминиевых сплавов,— М.: Металлургия, 1986.- 368 с.
  42. Г. Г., Реви С. У. Коррозия и борьба с ней.: ВВедение в коррозионную науку и технику.: Пер. с англ. A.M. Сухотина и А. И. Хентова / Под ред. A.M. Сухотина, — Л.: Химия, 1989, — 454 с.
  43. Н.Д. Теория коррозии металлов,— М.: Металлургия, 1978, — 200 с.
  44. Ю.А., Алексеев А. П. Развитие теории пассивности металлов.// VII Всесоюзная конференция по эл. химии: Тез. докл.- Череповец, 1988, — С. 202.
  45. Сборник исследований по коррозии металлов./ Сост. Г. В. Акимова, В. В. Романов.- Вып.4.: М.-Л., 1955.- 380 с.
  46. В.В. Теоретичаские основы коррозии металлов,— Л.: Химия, 1973.- 263 с.
  47. ПалеологЕ.Н., ФкимоваГ.В. Исследование по коррозии металлов.//Тр. АФ-ХАН/АНСССР.-1951.- С. 5.
  48. Daltombe Е&bdquo- Pourbaix М. Corrosion.- 1985, — 496 р.
  49. И .Я. Исследования по коррозии и электрохимии металлов.// Тр. Ин-та./ Гос. институт прикладной химии.- I960, — Вып.44, — С. 77.
  50. Коррозия. Спроавочник./Под ред. Л. Л. Шрайера.- М.: Металлургия, 1981.632 с.
  51. Г. Коррозия металлов. Физико-химический принцип и актуальные проблемы./ Пер. с нем.// Под ред. Я. М. Колотыркина, — М.: Металлургия, 1984.-400с.
  52. Ю.Р. Коррозия и окисление металлов. -М.: Металлургия.-1962.- 206 с.
  53. М.Ф., Кочнов 3. А., Шоде Л. Г. Химия и технология пленкообразующих веществ: Учебник для вузов, — 2-е изд., перераб. и доп.- М.: ХимияД989.-480с.
  54. М.М. Окислительная полимеризация в процессах пленкообразова-ния.- Л.: Химия, 1977, — 176 с.
  55. Д.Г. Химия органических пленкообразователей: пер. с англ. / Под ред. В. Е. Гуля.- М.: Химия, 1971.-319 с.
  56. СТП-6−1-48−95. Стандарт предприятия. Лак КЧ-0125.- Ярославль.: ТОО Ярославский завод «Победа рабочих».- 1995.-10 с.
  57. А. Л. Адсорбционные явления при электроосажденгш карбоксилсо-держащих олигомеров.: Диссертация к.х.н. Иваново.-1987.- 207 с.
  58. В.В. Новые методы исследования коррозии металлов. М.: Наука, 1973. -220 с.
  59. Э., Золкинд А. Методы измерения в электрохимии: В 2-х т. /Т.: Пер. с англ. Маркинда B.C., Пастущенко В. Д./ Под ред. Чизманджаева Ю. А. -М.: Мир, 1977.-587 с.
  60. С.Г., Суханова Н. А. Практикум по технологии лакокрасочных покрытий. -М.: Химия.-1982.- 240 с.
  61. СТ-СЭВ 1444−87. ГОСТ 23 955–80. Материалы лакокрасочные. Методы определения кислотного числа Реферат и аннотация-М.: Изд-во стандартов,! 993.-8с.
  62. В.Н. Курс качественного химического микроанализа, — 5-е изд., перераб. и доп./ Под ред. П. К. Агасяна, — М.: Химия, 1973.- 584 с.
  63. В.Н. Аналитическая химия алюминия.- М.: Наука, 197L- 265 с.
  64. Д., Уэст Д. Основы аналитической химии: В 2-х томах. Т.2. Пер. с англ./ Под ред. Ю. А. Золотова, — М.: Мир, 1979.- 438 с.
  65. В.К. Анодное злектроосаждение лакокрасочных материалов на поверхность алюминия и его сплавов.: Дие. д.т.н.-Л, 1985.- 470 с.
  66. Н. А. Новые методы отверждения лакокрасочных веществ: Учебное пособие М.- Химия.-1978.-25 с.
  67. В.Е., Горшков В. К. Коррозионное поведение алюминиевой основы в водных растворах полибугадиена//Науч.-тех. конф. ИГХТА.: Тез.докл.- Иваново, 1995.-с.115.
  68. ГлинкаН.Л. Общая химия Л.: Химия, 1981.-636 с.
  69. С.С. Курс коллоидной химии. 2-е изд.- перераб. и доп.- М.: Химия.1975.-512 с.
  70. Ван Кревелин Д. В. Свойства и химическое строение полимеров.-М.: Химия, 1976.-416 с.
  71. Г. Макромолекулы в растворе,— М.: Мир, 1967.- 398 с.
  72. М.Ф., Кочнова З. А., Шоде Л. Г. Химия и технология пленкообразующих веществ.- М.: Химия, — 1989.- 480 с.
  73. И.С., Верхоланцев В. В. Химия и технология пленкообразующих веществ: Учебное пособие для вузов.- Л.: Химия, — 1978.-392 с.
  74. И.Л. Атмосферная коррозия металлов, М.: Изд-во академии наук СССР, 1960.-371 с.
  75. .Н. Электрохимия металлов и адсорбция. М.: Наука, 1966, — 222 с.
  76. Краткая химическая энциклопедия. Ред. кол. И. Л. Клунянц и др. ТЗ., Т5. -М: «Советская энциклопедия». -1964. 1112 с. с шш.
  77. В.Б., Горшков В. К., Буланова О. Ю. Основы механизма автоосаждения. // ИГАСА. Ученые записки инженерно-технологического факультета 2000,-вып. 3, с. 176−177.
  78. ЖукН.П. Курс теории коррозии и защиты металлов.- М.: Металлургия, 1976.472 с.
  79. . Равномерность гальванических покрытии. Харьков.: Изд. Харьковского университета, 1961.- 413 с.
  80. В. Е., Горшков В.К Автоосаждение лака КЧ-0125 на алюминиевых поверхностях с различными органическими модификаторами. // Изв.вузов. Химия и хим. технология, — 1996, — Т.39., вып. 1−2.-с. 90−92.
Заполнить форму текущей работой

Пора сдавать?