Способ получения термопластичных покрытий

 

СПОСОБ ТЕРМО1ШАСТ№1НЫХ ПОКРЫТИЙ,включающий нанесение на металлическую подложку сшивающего агента, затем слоя термопластичной композиции и последующую термообработку, о т л и -, чающийся тем, что, с целью повышения адгезии покрытия к металлической подложке, на слой термопластичной композиции наносят сшивающий агент.

СОЮЗ СОННСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1(Ю B 05 D1 36

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВ /

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21} 3566456/23-05 .(22) 23.03.83 (46) 23.04;85. Бюл. № l5 (72) В.В. Евменов, Д.Г. Лин и А.Х. Ковальчук (71) Гомельский государственный университет (53) 878.026(088.8) (56) 1. Белый В.А., Довгялд В.А., Юркевич О ° Р. Полимерные покрытия.

Минск, "Наука и техника", l9?6, с. 123-124.

2, Патент Японии ¹ 10556, кл. 25/9/АО, 1972 (прототип). (54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕРМОПЛАСТИЧНЫХ ПОКРЫТИЙ, включающий нанесение на металлическую подложку сшивающего агента, затем слоя термопластичной композиции и посЛедующую термообработку, о т л и— чающий ся тем, что, сцелью повышения адгезии покрытия к металлической подложке, на слой термопластичной композиции наносят сшивающий агент.

1151326

Изобретение относится к техноло- гии получения покрытий, в частности. к технологии формирования покрытий из термопластов. Известна технология формирования покрытий из термопластов,путем нанесения на подложку слоя полимера с последующей его термообработкой (1).

Эта технология позволяет получать широкий ассортимент полимер- 1О ных покрытий: антикоррозионные, декоративные, электроизоляционные, антифрикционные и др., но основным недостатком их является низкая прочность сцепления нокрытия с подлож- 15 кой (адгезия). В результате при эксплуатации покрытия отслаиваются от подложки и преждевременно выходят из строя.

Наиболее близким к изобретению 20 по технической сущности и достигаемому результату является способ получения термопластичных покрытий путем нанесения на металлическую подложку сшивающего агента, затем 25 слоя термопластичной композиции и последующей термообработки (2) .

Введение в зону адгезионного контакта сшивающего агента позволяет в 2-3 раза увеличить прочность сцепления покрутия с подложкой, но это увеличение для таких покрытий как антикоррозионные, антифрикционные является недостаточйым, Во многих случаях покрытия продолжают

35 преждевременно выходить из строя по причине недостаточной адгезии.

Цель изобретения — повышение адгезии покрытия к металлической под-ложке.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу подучения термопластичных покрытий, включающему наНесение на металлическую подложку сшивающего агента, затем слоя термопластичной композиции и последующую термообработку, на слой термопластичной композиции наносят сшивающий агент.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

После очистки поверхности металла в зону агезионного контакта вводят сшивающий агент. Он может быть нанесен либо на поверхность металла (из раствора, распылением), либо на пленку покрытия, со стороны, прилегающей к подложке. После нанесения полимера на подложку на наружную поверхность покрытия наносят слой сшивающего агента, после чего производят термообработку покрытия в термошкафах при температуре, превышающей температуру плавления полимера. По окончании термообработки покрытие охлаждают и используют по назначению.

Примеры осуществления способа включают реализацию его на полиэтилене, поликапроамиде и пентапласте, относящихся к различным классам термопластов, В качестве сшивающих агентов используют различные вещества: эпоксидный олигомер, гексаметилендиамин и

2,5-диметил-2,5-ди-трет-бутилперексигексин-3. Подложками для покрытий служат металлы: медь, алюминий и сталь.

Пример 1. В эксперименте используют порошкообразный поликапроамид {ТУ-6-06-309-70), из которого методом термического прессования (температура 498 К, продолжительность прессования 0,3 кс) получают пленки толщиной 600 мкм. Подложками служат фольги толщиной 100 мкм из алюминия (А99), меди (И1), железа (сталь

08-КП). Эпоксидный олигомер (ЭД-20, ГОСТ 10587-76) применяют в виде

30Х-ного раствора в ацетоне.

Покрытия получают четырьмя методами. По первому методу (известный способ) на очищенную поверхность металла наносят раствор сшивающего агента..После высушивания растворителя при 340-350 К на подложке образуется слой эпоксидного олигомера толщиной 10-15 мкм. Затем к подложке при 500 К подпрессовывают поликапроамидную пленку (длительность прессования 50-60 с). Полученное покрытие помещают в термошкаф и термообрабатывают на воздухе при 503 К различное время. После охлаждения покрытий до комнатной температуры оценивают прочность сцепления (адгезию) его с подложкой. Адгезию характеризуют усиливанием отслаивания {кН/м) металлической подложки от полимерной пленки. Отслаивание производят нод углом 180 при скорости отслаивания 8 мм/с.

Второй метод получения покрытий предлагаемый способ} включает в себя одну дополнительную операциюнанесение на наружную поверхность

1151

3 подпрессов- иной пленки (толщина

600 мкм) сшивающего агента (величина нанесенного слоя 10-15 мкм). После, как и в первом случае, покрытие термообрабатывают в термошкафах, а затем оценивают адгезию.

В третьем методе получения покрытий на поверхности подложки не формируют слой сшивающего агента, к ней сразу подпрессовывают полимерную пленку. Затем на ее наружную

\ поверхность наносят слой сшивающего агента и покрытие термообрабатывают в термошкафах, после чего оценивают адгезию, 15

В четвертом методе получения покрытий (базовый объект) не использовался сшивающий агент. Пленку . поликапроамида наносят непосредственно на поверхность подложки, после 2О чего осуществляют термообработку покрытий, Результаты испытаний приведены в табл.

Из табл. 1 видно, что в сравнении с известным предлагаемый способ 25 позволяет более чем в 3 раза увеличить адгезию покрытий, причем увеличение адгезии не является результатом аддитивного действия сшивающего агента, находящегося в поверх- 3п ностном слое и в зоне адгезионного контакта. Так, значения адгезии покрытий, полученных по предлагаемому способу, во всех случаях больше суммы значений адгезии покРыти1 ф у .З которых сшивающий агент находился либо в поверхностном сцое (3 метод получения Покрытий), либо в зоне адгезионного контакта (1 метод получения покрытий).

Пример 2. В эксперименте. используют порошкообразный пента-пласт (ТУ-6-05-1423-71), из которого методом термического прессования (температура 473 К, продолжитель ность прессования 60 с) получают пленки толщиной 600 мкм. В качестве сшивающего агента применяют гекса326 4 мстилендиамин (ХЧ) . Сшивающий агент н..шосят на металл из 20Х-ного раствора в этиловом спирте.

В соответствии с примером 1 покрытия формируют четырьмя методами. Результаты испытаний приведены в табл. 2.

Как видно из табл. 2 предлагаемый способ позволяет увеличить адгезию покрытий в 2-9 раз, причем, как и в предыдущем случае, увеличение адге- эии не является результатом аддитивного действия .сшивающего агента, введенного либо в зону адгезионного контакта, либо нанесенного на поверхность покрытия.

Пример 3. Б эксперименте используют порошкообразный полиэтилен (F0CT 16338-70, марки 21006-075), из которого методом термического прессования (температура 423 К, продолжительность прессования 60 с) получают пленки толщиной 600 мкм.

В качестве сшивающего агента применяют 2 5-диметил-2,5-ди-трет-бутилперексигексин-3. Сшивающий агент наносят на металл из 20Х-ного раствора в ацетоне.

Как и в примере 1, покрытия получают четырьмя методами. Результаты испытаний приведены в табл. 3.

Как видно из табл. 3, адгезия покрытий, полученных по предлагаемому способу в 3-4 раза превышает адгезню покрытий, полученных по технологии известного способа. Как и в предыдущих случаях, достигаемый эффект не является результатом аддитнвного действия сшивающего агента, помещенного отдельно либо в зону адгезионного контакта, либо нанесенного на наружную поверхность нокрытия.

Предлагаемый способ прост в осуществлении и легко может быть вписан в существующую технологию нанесения покрытия.

3 1151326

Таблица

Изменение адгезии (кН/м) поликапроамидных покрытий в зависимости от метода их получения, продолжительности термообработки (кс} при 503 К и природы продложки.

Время термообработки, кс

Метод получения покрытия

Подложка

4,8 7,2 9,0 метод (известный способ) (сшивающий агент вводится только в зону адгезионного контакта) 1,3

1,25

1,2

Медь

Алюминий

Сталь

1,4

1,4

3,7

4ь2

3,8

3,9

4,2

Медь

Алюминий

Сталь

4,3

4,6

4,5

4,6

3 метод (сшивающий агенч наносится только на наружную поверхность покрытия) 1э5

Медь

Алюминий

Сталь

1,6

1,6

1,5

1,8 l,8

0,2

4 мето:i <базовый объект) (сшивающий агент не используется) 0,5

Медь

0,3

0,6

Алюминий

Сталь

0,6

0,5

0,2

0,2

0,1

Таблица 2

Изменение адгезии (кН/и) пентанластовых покрытий в зависимости от методов их получения, продолжительности термообработки (кс) при 483 К и природы подложки

Время термообработки, кс

Подложка

Метод получения покрытия (10,8

1,2

0,8 0,5

0,3

1,0

2,3

0,7

2,5

0,5

2,5

2,7

3,0

3 3

3 метод (сшивающий агент на носится только на наружную поверхность покрытия) 0,5

0,6

0,6

Медь

Алюминий

Сталь

0,7

0,8

0,8

1,0

Q 2 е

О,Э

1,0

0,3

Оэ3

4 метод (базовый объект) (сшивающий агент не используется) Медь

Алюминий

Сталь

0,4

0 5

0,2

0,4

0,2

2 Метод (предлагаемый способ) (сшивающий агейт вводится в зону адгезионного контакт» наносится на наружную панер " ность покрытия) 1 метод (известный способ) (сшивающий агент вводится только в зону адгезионного контакта)

2 метод (предлагаемый способ) (сшивающий агент вводится. в зону адгезионного контакта и наносится на наружную поверхность покрытия) Медь

Алюминий

Сталь

Медь

Алюминий

Сталь

II5)326

Т а б л и ц а

Изменение адгезии (кН/м) полиэтиленовых покрытий в зависимости от метода их получения, продолжительности термообработки (кс) при 423 К и природы подложки

Время термообработки, кс

Подложка,Метод получения покрытия

7,2 9,0

4,8

1 метод (известный способ) (сшивающий агент вводится только в зону адгезнонного контакта) 1,0

1,7

Медь

Алюминий

1 ° 2

1,3

1,3

Сталь

4,6

5,1

5,4

4,6

4,5

Медь .

Алюминий

Сталь

5,0

5,2

3 метод (сшивающий агент наносится только на наружную поверхность покрытия) 0,6

0,5

0,9

0t7

0,8

0,4

0,4

1,0

0,9

4 метод (базовый объект) (сшивающий агент не используется) 0,2

0,3

0 5

0,9

0,8

0,9

1,0

1,0

Составитель В. Полосухин

Редактор Н. Тупица Техред З.Палий Корректор Н. Король

Заказ 2211/6 Тираж 689 . Подписное.

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

2 метод (предлагаемый способ) (сшивающий агент вводится в зону адгезионного контакта и наносится на наружную поверхность покрытия) Медь

Алюминий

Сталь . Медь

Алюминий

Сталь