Раствор для обработки поверхности анодированного алюминия

Патент 990885

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

« (uj990885

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к аат. саид-ву(22) Заявлено 1БХ)2В1 (21) 3245980/22-02 с присоединением заявки HP(23) Приоритет

Опубликовано 2301ВЗ. Бюллетеиь МЗ

Дата опубликования описания 230183

Р М К з

С 25 D 11/24

С 23 С 1/12

Государственный номнтет

СССР но делам нзобретеннй н отнрытнй тЗЗт УМК 621 ° 794 °.44(088. 8) 1

В. В. Арсланов, .В. A. Огарев и В. Ю. Чочиа 4 Я -" "- - "" - ;, > ."Уе

Ордена Трудового Красного Знамени институт физической химии AH СССР (72),Авторы изобретения (71) Заявитель (54) РАСТВОР ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТИ АНОДИРОВАННОГО

АЛЮМИНИЯ

Изобретение относится к химичес кой обработке поверхности анодированного алюминия и может быть использовано в радиотехнической промышленности, автомобилестроении, авиастроении, электронике при нанесении различных лакокрасочных, полимерных покрытий и.клеев на поверхность. Анодирование алюминия и его сплавов является одним из важнейших методов защиты повер::ности металла от коррозии. Также важна последующая химическая обработка окисной пленки с целью увеличения адгезии к различного рода покрытиям. 15

Известна обработка анодной окисной пленки на алюминии, содержащей калий хромовокислый и соду и в растворе гидрата окиси натрия t1 )

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является раствор дпя обработки поверхности анодированного алюминия, содержащий 35 мл/л фосфорной кислоты (d = 1,52) и

20 г/л хромового ангидрида, обработ- 25 ку в котором проводят при 80-100оС в течение 15 мин 2 .

Однако этот раствор используется только для препаративных целей и предназначается для удаления с поверхно- 30 сти алюминия окисной пленки, которая растворяется при этих условиях полностью

Целью изобретения является повышение адгеэии лакокрасочных, полимерных покрытий и клеев к анодированному алюминию с помощью модификации поверхности окисной,пленки.

Поставленная цель достигается тем, что раствор, содержащий фосфорную кислоту и хромовый ангидрид, дополнительно содержит моноэтаноламин при следующем соотношении компонентов, г/л г

Фоофорная кислота (й = 1, 698); 10-100

Хромовый ангидрид 1-50

Моноэтаноламин 5-100

Для получения прочного адгезионного соединения важнейшим условием является наличие полного межфазного контакта. В .случае, если подложка представляет собой сильно развитую пористую структуру, то прочность адгеэионного соединения может воэрас = тать не только за счет увеличения площади межфазного контакта, но и и результате механического закрепления . адгеэива в порах. Таким образом, yse

990885 мером по всему объему модифицирован- " ного анодного оксида.

Оказывает ингибирующее действие на процесс растравливания пор, т.е. позволяет травильному раствору заполнить все поры анодной пленки до начала активной стадии процесса травления, в противном случае (без моноэтаноламина) наблюдается быстрое послойное с равливание анодной пленки.

Затем к пластинам припрессовуют полиэтилен при 16 С и Р„„ (удельное давление) = 10 кГ/см в течение 10 мин после чего. образцы подвергают испытаниям на термоудар и в камере тропического климата. Испытания на термоудар (-60) вЂ” (+80) С включают в себя пять циклов по одному часу при каждой температуре. Испытания в камере тропического климата проводят в течение

10 сут при относительной влажности

98 t 2% и з = 40+5 С. Во всех трех случаях образцы с травленой поверхностью выдерживают названные испытания, тогда как склейки полиэтиле-, на с анодированной, но не травленной поверхностью, расслаиваются сразу после припрессовки.

Адгезионные испытания склеек алюминия (A-99) с полиэтиленом и эпоксидной смолой (ЭД-20, отвердитель полиэтиленполиамин), проведенные на образцах грибкового типа, показывают существенное увеличение адгезионной прочности на травленой поверхности анодированного алюминия по сравнению с нетравленой., В случае склеек с полиэтиленом в результате травления адгезионная прочность увеличивается с 200 до 260 кГ/см, т.е. достигает когезионной прочности полиэтилена, в случае эпоксидной смолы эта величина возрастает от 290 до

500 кГ/см .

В табл 1 приведены составы известных и предлагаемых растворов, а в табл. 2 вЂ” их свойства.

Таблица 1

Содержание г

Условия об аботки

Состав

Фосфорная Хромовый Моноэта-.: кислота ангидрид ноламнн Вода

Предлагаемый

До1л

25 с

100

5 с

До1л

100 До 1 л 50

5 мин

100

До 1 л

15 мл 20 (85%-ная) личение адгезионной прочности в этом случае осуществляется за счет так называемого механического фактора.

Однако пористая структура окисной пленки алюминия не оказывает;: существенного влияния на адгезионные свойства подложки, поэтому следует изменить поверхность окисной пленки таким образом чтобы проявить воздействие механического фактора, в результате чего можно бы ожидать 10 увеличения адгеэионной прочностианодированный алюминий - лакокрасочное полимерное покрытие, клей.

Под действием травильного раствора происходит растравливание пор окиснОй пленки с образованием сильно развитой поверхности. Подтверждением того, что поверхность действительно претерпевает существенные изменения в процессе травления, служат опыты по наполнению минеральным маслом, а также характер растекания по травленой поверхноетк .

П р и Й е р. Полученные результаты проверяют на пластинах сплава алюминия Д-16, анодированного серно- 25 .кислотным способом. Пластины подвергаЮт обработке в травильных растворах, составы которых приведены в таблице.

Использование растворов 4-6 при- 30 водит к полному удалению анодной пленки с поверхности алюминия и, следова» тельно, к низкой адгезии покрытий на ней.

Моноэтаноламин выполняет двойную 359 функцию.

Выступает в роля промотора адгезии.

Молекула моноэтаноламина имеет две полярные группы, одна из которых взаимодействует с поверхностью алюминия, 4р несущей на себе гидроксильные группы, а другая вЂ” с полярными группами полимера. Оставаясь в порах анодной пленки, образованных с помощью активного начала травильнего раствора, мОноэтаноламнн взаимодействует с полиЫ емпература Время травС ления

--990885

Продолжение табл. 1

Содержание, г условия обработки

Состав

ФосФорная Хромовый Ионоэта- Вода кислота ангидрид ноламин

Температура Время травС ления..В до l.ë (.

Известный

35 мп 20

До1л

Таблица 2

Прочность адгезионных соединений косм с полиэтиленом с эпоксидной. смолой

Стабильность с полиэтилен

Испытания на термоудара

Состав

260

500

5 цыклов

5 цнклов

260

500

1О

500

260

Расслаиванке сразу после припрессовки

To Ke

120

140

1ОО

Стабильность - потеря адгезионной прочности (Ъ) от начальной за 30 сут выдержки адгезионного соединения в воде.

"" Испытания на термоудар вЂ” прикрессовка полиэтилена при 160 С и удельном . в давлении 10 кг/см в течение 10 мин н термоудар от -60 до +80 С по одному о часу при каждой температуре. облегчает процесс получения металл" полимерных изделий °

Из данных таблицы видно, что только с помощью предлагаемого способа формируется поверхность, которая с полнмерамн обеспечивает высокую адгезионную прочность и стабильность при выдержке в воде и испытаниях на термоудар.

Предлагаемый способ обработки поверхности анодированного алюминия позволяет получать стабильные соединения алюминия с традиционно:трудно склеиваемюми полиолефинаьы. В частности при такой обработке поверхности подложки может использоваться обычный необлученный полиэтилен, что в значительной мере удешевляет к

55 формула изобретения

Раствор для обработки поверхности анодированного алюминия, преимущественно рейд нанесением полимерных: покрытий, содержащий Фосфорную кис О лоту к хромовый ангидрид, о т л и-. ч а ю шийся тем, что, с целью повышения адаезии покрытия, раствор дополнительно содержит моноэтаноламин .при следующем соотношении компонен65 тов, г/л:

990885

Фосфорная кислота

Я = 1,698) 10-100

Хромовый ангидрид

1-50

5-100 а

Составитель В. Олейниченко

Техред М.Коштура

Редактор H. Рогулич

Корректор М. Шароши

Заказ 66/40 Тираж 641

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4

Моноэтаноламин

Источники информации, принятые во внимание нри экспертизе !

1. Шрейдер A. В. Оксидирование алюминия и его сплавов. М., Металлургиздат, 1960, с. 209 и 211.

2. Попилов Л. Я. и Трактирова

T. В. Химические и электрохимические споообы травления поверхностей деталей и изделий в судостроении. Обзор ЦНИИ "РУМБ", 1974, с. 128.