RU2532245C2 - Method of applying polyphenylene sulphide-based coating on metal substrate - Google Patents
Method of applying polyphenylene sulphide-based coating on metal substrate Download PDFInfo
- Publication number
- RU2532245C2 RU2532245C2 RU2012127198/02A RU2012127198A RU2532245C2 RU 2532245 C2 RU2532245 C2 RU 2532245C2 RU 2012127198/02 A RU2012127198/02 A RU 2012127198/02A RU 2012127198 A RU2012127198 A RU 2012127198A RU 2532245 C2 RU2532245 C2 RU 2532245C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coating
- metal substrate
- polyphenylene sulphide
- applying
- based coating
- Prior art date
Links
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 30
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 26
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 20
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- -1 polyphenylene Polymers 0.000 title abstract description 5
- 229920000265 Polyparaphenylene Polymers 0.000 title abstract 4
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 6
- PHQOGHDTIVQXHL-UHFFFAOYSA-N n'-(3-trimethoxysilylpropyl)ethane-1,2-diamine Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCNCCN PHQOGHDTIVQXHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 229910001209 Low-carbon steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 claims description 11
- 229920000069 polyphenylene sulfide Polymers 0.000 claims description 11
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 claims description 4
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 abstract description 7
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 238000007590 electrostatic spraying Methods 0.000 abstract description 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 abstract 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 5
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 150000003961 organosilicon compounds Chemical class 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 150000004756 silanes Chemical class 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 2
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018557 Si O Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 1
- 239000008199 coating composition Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 150000002222 fluorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Chemical class 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 125000000956 methoxy group Chemical group [H]C([H])([H])O* 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Chemical class 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Inorganic materials [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000002966 varnish Substances 0.000 description 1
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 1
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
Abstract
Description
Данное изобретение относится к области технологии получения полимерных покрытий - повышения эксплуатационных свойств полимерных покрытий, за счет увеличения адгезии основного покрытия к металлической подложке.This invention relates to the field of polymer coating technology - improving the operational properties of polymer coatings by increasing the adhesion of the main coating to a metal substrate.
Адгезия покрытия к подложке является главным фактором, определяющим качество покрытия. Связь «покрытие-подложка» характеризует поведение защитного слоя, поэтому всегда при разработке покрытий уделяется особое внимание качеству поверхности деталей и совместимости разнородных материалов.The adhesion of the coating to the substrate is the main factor determining the quality of the coating. The “coating-substrate” bond characterizes the behavior of the protective layer, therefore, when developing coatings, special attention is always paid to the surface quality of parts and the compatibility of dissimilar materials.
При нанесении любого вида покрытия особое внимание уделяется чистоте поверхности подложки, которая в свою очередь определяет уровень адгезии будущего покрытия. Этим объясняется многообразие различных видов очистки поверхности перед нанесением покрытия и практически полным отсутствием технологий модификации поверхности под конкретные виды покрытий. Исследования здесь, как правило, заканчиваются разработкой специальных составов покрытий под конкретные подложки.When applying any type of coating, special attention is paid to the cleanliness of the surface of the substrate, which in turn determines the level of adhesion of the future coating. This explains the variety of different types of surface cleaning before coating and the almost complete absence of surface modification technologies for specific types of coatings. Research here, as a rule, ends with the development of special coating compositions for specific substrates.
Основной задачей исследовательской работы, проводимой в рамках обсуждаемой темы, является создание универсального праймерного агента для подложек из углеродистых сталей при нанесении на них покрытий на основе полифениленсульфида.The main objective of the research work carried out within the framework of the topic under discussion is the creation of a universal primer agent for substrates of carbon steels when applying coatings based on polyphenylene sulfide.
Использование силанов - большой группы кремнийорганических соединений, распространено во многих отраслях, в том числе и полимерной индустрии. Однако исследования здесь в первую очередь направлены на создание полимерных композитов, т.е. с помощью силанов производят модификацию поверхности различного рода наполнителей полимерных материалов с целью увеличения их адгезии к матрице.The use of silanes, a large group of organosilicon compounds, is common in many industries, including the polymer industry. However, research here is primarily aimed at creating polymer composites, i.e. Using silanes, surface modification of various kinds of fillers of polymeric materials is performed to increase their adhesion to the matrix.
Так группа (СН3-Si-) имеет стабильную и прочную связь, она неполярная и отвечает за снижение поверхностной энергии и гидрофобные эффекты; группа (-Si-H), наоборот, очень активна, взаимодействует с водой и углеродом, образуя новые соединения; метокси-группа также очень активна и, вступая в реакцию с углеродом и кремнием, образует легко гидролизуемую группу; также активно взаимодействуют аминопропил и винил-группы; группа (-Si-O) отвечает за связь с металлами и минеральными соединениями.So the group (CH 3 -Si-) has a stable and strong bond, it is non-polar and is responsible for the reduction of surface energy and hydrophobic effects; the group (-Si-H), on the contrary, is very active, interacts with water and carbon, forming new compounds; the methoxy group is also very active and, reacting with carbon and silicon, forms an easily hydrolyzable group; aminopropyl and vinyl groups also actively interact; the group (-Si-O) is responsible for the bond with metals and mineral compounds.
В качестве наиболее близкого по технической сущности к заявляемому изобретению известен способ нанесения покрытия на металлические поверхности из водной композиции (патент РФ №2402648 С2, 27.10.2010), содержащей в том числе и силаны. Приведенный выше способ направлен на увеличение коррозионной стойкости и уровня адгезии между металлической поверхностью и лаком.As the closest in technical essence to the claimed invention, there is a known method of coating metal surfaces from an aqueous composition (RF patent No. 2402648 C2, 10.27.2010), including including silanes. The above method is aimed at increasing the corrosion resistance and the level of adhesion between the metal surface and the varnish.
Еще одна авторская работа (US 20040237890 А1, МПК С23С 16/00, 02.12.2004) посвящена разработке покрытия на основе полифениленсульфида для нефтегазовых трубопроводов с применением промежуточного праймерного слоя на основе различных фосфатов.Another author's work (US20040237890 A1, IPC С23С 16/00, 02/02/2004) is devoted to the development of polyphenylene sulfide-based coatings for oil and gas pipelines using an intermediate primer layer based on various phosphates.
К недостаткам приведенных выше методов можно отнести сложность составления гибридных водных растворов, содержащих фториды и фосфаты. А универсальность методов не позволяет получать достоверно воспроизводимые результаты для конкретных типов подложек (сталь, алюминий, медь и т.д.) и покрытий.The disadvantages of the above methods include the difficulty of compiling hybrid aqueous solutions containing fluorides and phosphates. And the universality of the methods does not allow to obtain reliably reproducible results for specific types of substrates (steel, aluminum, copper, etc.) and coatings.
Техническим результатом изобретения является разработка универсального способа нанесения покрытия на основе полифениленсульфида на металлическую подложку и борьбы с подпленочной коррозией при нарушении целостности покрытия, что будет способствовать увеличению коррозионной и химической стойкости покрытия.The technical result of the invention is the development of a universal method of applying a coating based on polyphenylene sulfide on a metal substrate and combating sub-film corrosion in case of violation of the integrity of the coating, which will increase the corrosion and chemical resistance of the coating.
Технический результат в предложенном изобретении достигается следующим образом.The technical result in the proposed invention is achieved as follows.
Способ нанесения покрытия на основе полифениленсульфида на металлическую подложку, характеризующийся нанесением на поверхность металлической подложки 3 об.% водного раствора N-(2-аминоэтил)-3-аминопропилтриметоксисилана методом окунания, сушкой при температуре 120°С в течение 60 минут и электростатическим напылением порошкового покрытия на основе полифениленсульфида.The method of coating a polyphenylene sulfide-based coating on a metal substrate, characterized by applying to the surface of a metal substrate a 3 vol.% Aqueous solution of N- (2-aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane by dipping, drying at a temperature of 120 ° C for 60 minutes and electrostatic powder spraying polyphenylene sulfide based coatings.
В качестве металлической подложки используют подложку из низкоуглеродистой стали, углеродистой стали или чугуна.As the metal substrate, a substrate of low carbon steel, carbon steel or cast iron is used.
Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.
На поверхность металлических подложек наносят 3 об.% водного раствора N-(2-аминоэтил)-3-аминопропилтриметоксисилана. Раствор кремнийорганического соединения наносится на защищаемую деталь методом окунания. После этого деталь помещают в сушильную камеру и осуществляют сушку при 120°С в течение 60 минут. За это время вода успевает испариться с поверхности подложки, и на ней образуется наноразмерный слой кремнийорганического соединения. После получения промежуточного праймерного слоя на деталь наносится основное покрытие на базе полифениленсульфида. При формировании покрытия в печи между полифениленсульфидом и металлической подложкой образовывается устойчивая химическая связь. Схема образования связи представлена на Фигуре 1.A 3 vol.% Aqueous solution of N- (2-aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane is applied to the surface of the metal substrates. A solution of organosilicon compounds is applied to the protected part by dipping. After that, the part is placed in a drying chamber and drying is carried out at 120 ° C for 60 minutes. During this time, water has time to evaporate from the surface of the substrate, and a nanosized layer of organosilicon compound is formed on it. After the intermediate primer layer is obtained, a polyphenylene sulfide base coating is applied to the part. When a coating is formed in the furnace, a stable chemical bond is formed between the polyphenylene sulfide and the metal substrate. The formation of communication is presented in Figure 1.
Возможность промышленной применимости предлагаемого способа и полученных с его использованием полимерных покрытий на основе полифениленсульфида подтверждается следующим примером реализации.The possibility of industrial applicability of the proposed method and obtained with its use of polymer coatings based on polyphenylene sulfide is confirmed by the following implementation example.
Пример.Example.
В качестве исходных материалов использовались 3 об.% водный раствор N-(2-аминоэтил)-3-аминопропилтриметоксисилана, порошковое покрытие на основе полифениленсульфида и стальные пластины (Ст08, сталь 40).As starting materials, we used a 3 vol.% Aqueous solution of N- (2-aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane, a polyphenylene sulfide-based powder coating, and steel plates (St08, steel 40).
Раствор наносился на металлическую подложку методом окунания, после чего пластина помещалась в сушильный шкаф (120°С) на 60 мин. Сразу после сушки на пластину методом электростатического напыления наносилось порошковое покрытие. После формирования покрытия в печи пластина подвергалась испытаниям на определение уровня адгезии. Для сравнительного анализа испытания проходили пластины, не прошедшие поверхностную модификацию. Адгезия покрытий определялась двумя способами.The solution was applied to the metal substrate by dipping, after which the plate was placed in an oven (120 ° C) for 60 minutes. Immediately after drying, a powder coating was applied to the plate by electrostatic spraying. After forming the coating in the furnace, the plate was subjected to tests to determine the level of adhesion. For a comparative analysis of the test, plates that did not pass the surface modification were tested. Coating adhesion was determined in two ways.
Первый - методом отрыва по стандарту ISO 4624, ASTM D 4541. Было установлено, что уровень адгезии покрытия на пластинах с промежуточным кремнийорганическим слоем на 10-15% выше по сравнению с покрытием, нанесенным на необработанную металлическую подложку.The first is by peeling off according to ISO 4624, ASTM D 4541. It was found that the adhesion level of the coatings on wafers with an intermediate silicon layer is 10-15% higher compared to the coating applied on an untreated metal substrate.
Второй - методом решетчатого надреза по ГОСТ 15140-78. На пластинах с покрытиями делались перпендикулярные надрезы, после чего они погружались на 72 часа в кипящий 7 масс.% раствор NaCl. Осмотр пластин после испытания показал, что на модифицированной пластине отсутствуют следы коррозии и разрушения основного покрытия, а на немодифицированной пластине наблюдается подпленочная коррозия и разрушение основного покрытия (Фигура 2).The second - by the method of trellised notch according to GOST 15140-78. Perpendicular cuts were made on the coated plates, after which they were immersed for 72 hours in a boiling 7 wt.% NaCl solution. Inspection of the plates after the test showed that on the modified plate there are no traces of corrosion and destruction of the main coating, and on an unmodified plate there is film-like corrosion and destruction of the main coating (Figure 2).
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012127198/02A RU2532245C2 (en) | 2012-06-29 | 2012-06-29 | Method of applying polyphenylene sulphide-based coating on metal substrate |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012127198/02A RU2532245C2 (en) | 2012-06-29 | 2012-06-29 | Method of applying polyphenylene sulphide-based coating on metal substrate |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012127198A RU2012127198A (en) | 2014-01-10 |
| RU2532245C2 true RU2532245C2 (en) | 2014-10-27 |
Family
ID=49884109
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012127198/02A RU2532245C2 (en) | 2012-06-29 | 2012-06-29 | Method of applying polyphenylene sulphide-based coating on metal substrate |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2532245C2 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040237890A1 (en) * | 2003-05-29 | 2004-12-02 | Halliburton Energy Services, Inc. | Polyphenylene sulfide protected geothermal steam transportation pipe |
| RU2261290C2 (en) * | 2000-03-04 | 2005-09-27 | Хенкель КГАА | Method of metallic surfaces corrosion protection |
| RU2357003C2 (en) * | 2003-02-25 | 2009-05-27 | Шеметалл Гмбх | Method of plating on metallic surfaces by mixture, containing at least two silane |
-
2012
- 2012-06-29 RU RU2012127198/02A patent/RU2532245C2/en not_active Application Discontinuation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2261290C2 (en) * | 2000-03-04 | 2005-09-27 | Хенкель КГАА | Method of metallic surfaces corrosion protection |
| RU2357003C2 (en) * | 2003-02-25 | 2009-05-27 | Шеметалл Гмбх | Method of plating on metallic surfaces by mixture, containing at least two silane |
| US20040237890A1 (en) * | 2003-05-29 | 2004-12-02 | Halliburton Energy Services, Inc. | Polyphenylene sulfide protected geothermal steam transportation pipe |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2012127198A (en) | 2014-01-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Parhizkar et al. | Corrosion protection and adhesion properties of the epoxy coating applied on the steel substrate pre-treated by a sol-gel based silane coating filled with amino and isocyanate silane functionalized graphene oxide nanosheets | |
| Brusciotti et al. | Hybrid epoxy–silane coatings for improved corrosion protection of Mg alloy | |
| Jiang et al. | Silane-incorporated epoxy coatings on aluminum alloy (AA2024). Part 1: Improved corrosion performance | |
| JP3986092B2 (en) | Metal surface treatment method | |
| Ramezanzadeh et al. | Studying various mixtures of 3-aminopropyltriethoxysilane (APS) and tetraethylorthosilicate (TEOS) silanes on the corrosion resistance of mild steel and adhesion properties of epoxy coating | |
| JP4865632B2 (en) | Method and composition for corrosion protection of metal substrates | |
| RU2442666C2 (en) | Method of coating of the anticorrosion paint on pipes parts which includes application of the water solution of silane and epoxide powder paint | |
| Rouzmeh et al. | Steel surface treatment with three different acid solutions and its effect on the protective properties of the subsequent silane coating | |
| EP2094880A1 (en) | Process for treating metal surfaces | |
| Lakshmi et al. | Effect of surface pre-treatment by silanization on corrosion protection of AA2024-T3 alloy by sol–gel nanocomposite coatings | |
| CN105624659A (en) | Corrosion Inhibiting Sol-Gel Coating Systems and Methods | |
| CN107012455A (en) | Metal pretreatment composition containing zirconium, copper, zinc and nitrate and related coating on metal base | |
| Balaskas et al. | Improving the corrosion protection properties of organically modified silicate–epoxy coatings by incorporation of organic and inorganic inhibitors | |
| CN103614016A (en) | Water-based antirust agent | |
| JP7117292B2 (en) | Improved method for corrosion protective pretreatment of metal surfaces including steel, galvanized steel, aluminum, aluminum alloys, magnesium and/or zinc-magnesium alloys | |
| RU2532245C2 (en) | Method of applying polyphenylene sulphide-based coating on metal substrate | |
| JP6936742B2 (en) | Chrome-free chemical coating | |
| JP2018165404A (en) | Sealing treatment agent | |
| Ismail et al. | Effect of pH and immersion time on the corrosion protection of SDBS: ZnSO4 pretreated mild steel in sodium chloride solution | |
| JP5549871B2 (en) | Aqueous solution for film formation | |
| CN110809641A (en) | Inorganic non-chromium aqueous treatment composition and method for coating metal surfaces | |
| Ahmad et al. | Various Size of Glass Fiber Treated Silane Coupling Agent in Epoxy Primer Coating: Corrosion Behaviour | |
| Ryabova et al. | Environmentally Friendly Corrosion Protection | |
| JPH03785A (en) | Rust-preventive coating composition for galvanized steel member, and galvanized steel member coated therewith | |
| Sukumar | Water Based Silane Coupling Agents for Bonding Polyacrylate Rubber to Aluminum |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FA92 | Acknowledgement of application withdrawn (lack of supplementary materials submitted) |
Effective date: 20140305 |
|
| FZ9A | Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal) |
Effective date: 20140602 |
|
| HE9A | Changing address for correspondence with an applicant |