Способ получения покрытия на металле

 

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВУОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 12.11.75(21) 2191740/23-05 с присоединением заявки № (23) Приоритет (11) 588693 (51) М. Кл.

И 05. Э 1/02

Гаеудератееииый иенитет

Совете Миииатрее СССР аа делан изабретеиий м еткрнтий (43) Опубликовано 25.08.78Ьюллетеиь № 31 (4б) Дата опубликования описания 18.07.78 (53) УДК 678.026 (088.8) В. Е. Старжинский, С. В. Щербаков, С. С. Песецкий, О. H. Курганова, Б. И. Димент и П. А. Стецко

I (72) Автори изобретения

Иснтитут механики металлополимерных систем AH Белорусской CCP (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОКРЫТИЯ

НА МЕТАЛЛЕ

Изобретение относится к технологии получения изделий из термопластичных материалов н может быть применено на предприятиях, занимающихся переработкой пластмасс. 5

Известны разнообразные способы полу-, чения покрытий из термопластов на металлах, направленные на увеличение адгезии полимера к металлу. Многие иэ них основаны на модификации поверхности по« а лимера перед соединением с металлом.

Известен способ получения металлоцолимерных покрытий путем нагрева металлической поверхности в среде водяного пара при 570-575 С с последующим на о несением полимера (1). Этот сцособ может быть использован при адгеэированни на металле различных полимеров. Однако способ недостаточно эффективен для изго- ра товления иэделий, получаемых оплавлением термоппаста на металлической арматуре, нагреваемой выше температуры плавления полимера. При нагреве арматуры происхэ дит снижение адгезии покрытия к металлу. г5

Известен также способ получения металлополимерных покрытий, согласно которому на поверхность металла сначала наносят мономалекулярный слой жирной кислоты { 2).

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения металлополимерных покрытий, заключающий ся в том, что на поверхность металла предварительно наносят фосфатную пленку с последующим нанесением различных полимеров, (3). Однако при нагреве изделий происходит отслаивание фосфатной пленки от металла и снижение адгезии покрытия к металлу.

Цель изобретения - получение металлополимерных покрытий с высокой адгеэией полимера к металлу.

Поставленная цель достигается тем, что на поверхность металла сначала наносят полиэтиленполиамин, нагревают в вою. душной среде при 200 - 350 С и затем наносят полимер, выбранный иэ группьп полиамид, полиэтилентерефталат, пентапласт

588693

Способ эффективен при нагреве металлической подложки с образованной на ней пленкой полиэтиленполиаминв при 200»

О

350 С. В указанном температурном интервале происходит окисление как полиэтиленполиамина, так и металла, находящегося под ним. При этом вполне возможно возникновение химической связи между по лиэтиленполиамином и окисной пленкой.

При температуре нагрева ниже 200 С пленка полиэтиленполиамина получается 10 недостаточно прочной. . Нагрев при температуре выше 350 С вызывает разложение полиэтиленполиамина, Пример 1. На торцы металличес- 15 ких стержней диаметром 12 и длиной 5060 мм, проточенные на токарном станке, наносит полиэтиленполиамин из 27-ного (по весу) раствора в воде. Воду удаляют нагреванием стержней при 80 - 90 С.

После испарении воды на металле остается пленка полиэтиленполиамина толщиной

1,5 — 2 мкм. Затем стержни помещают в термокамеру и нагревают при 200350 С 20 мин. По истечении времени о нагрева стержни извлекают из термошквфа и производят склеивание их друг с другом встык рвсплввом термопласта. Склеивание производят двумя способамилитьем под давлением и термическим ад- 30 гезированием, В первом случае используют гранулированный поликапроамид марки Б(ТУ

6-06-309-70), во втором - порошкообраз-» ный пентапласт (ТУ 6-05-1422-71) и полиэтилентерефталат пленочный (ТУ

6-05-1 597-7 2) .

Образцы изготавливают литьем под давлением в специальной форме, на термопластавтомате ДБ 3328 при следующих 40 технологических параметрах: температуо ра литья 240 С,.температура формы

60 :;, давление литья 600 кг/см, 2

При термическом адгезировании нанесение термопласта производят соприкосновением стержней, нагретых до 300 С о (температура, соответствующая максимальной вдгезии), со слоем термопласта, равномерно распределенным нв поверхности стекла. После оплавления термопласта стержни помещают в специальное прясла . собление и склеивают под давлением

5 кг/см

Толщина адгезионного шва термопласта составляет при литье под давлением 2 мм, при термическом адгеэировании 0,120,15 мм.

Адгеэионную прочность полученных соединений определяют методом нормального отрыва стержней на машине ХЗ - 4 при скорости нагружения 50 кг/сек.

Пример 2. Литьем под давлением по вышеуказанному режиму на стальной ролик наносят облицовку толщиной 2 мм иэ полиамидной смолы П-610 (маркв С, ГОСТ 10589-73). Боковую поверхность ролика, подлежащую соединению с П-610, подготавливают, как в примере 1. Слой полиэтиленполиамина толщиной 0,82 мкм наносят окунанием ролика в растворы, приготовленные с использованием в качестве растворителей воды, этилового спирта и демитилформамида. Спирт удаляют лри комнатной температуре, а воду и диметилформамид — при 80 - 110 С.

Перед установкой в форму арматуру наО гревают до 280 С. Затем определяют работоспособность облицовок при воздейст вии на них циклических знакопеременных нагрузок. Испытания проводят нв машинах МИ-1М в паре со стальными ролика-, ми такого же типоразмера (диаметр 40, ширина 12 мм) при скорости 425 об/мин и 20%-ном проскальзывании. Контактную нагрузку на ролики повышают ступенчато на 10 кг через каждый час роботы. Критерием работоспособности считают разрушающую контактную нагрузку.

Пример 3. Металлополимерный подшипник, представляющий собой металлическую трубу, на внутреннюю поверхность которой нанесен полимер слоем толщиной 5 мм, получают литьем под давлением по технологии, описанной s примерах 1 и 2. Затем трубу разрезают иа кольца высотой 5 мм и выпрессовкой полимерного покрытия определяют адгезию его к металлу. Выпрессовку производят на машине ZD -4 при скорости нагружения

50 кг/с.

В табл. 1-3 дано сравнение прочности вдгеэионных соединений, полученных по изобретению и известным способом.

588693

ci

8 - л и

2 (О .0

Я

Зо иО эО ( а I

Ф ", CD

Ь

Я е

Щ

Л

М 0 ! .9. д I . )

a)

И и

3, Ц (Ц «« (»

«, 4, 588693

7, Таблица 2

Работоспособность полимерных облицовок, закрепленных на стальной арматуре, модифицированной предлагаемым и известным способами

Предлагаемый

130-140

1 ЗОХ 40

1 30-140

Тепловое раскатывание облицовки

Известный (фосфатирование) Отслаивание облидовки от фосфатной пленки

90-1 ОО

Примечание Материал облицовки - смола П-610, материал арматуры - сталь 45.

Таблица 3

Адгезия к металлу полимерного покрытия, нанесенного на внутреннюю поверхность стальной трубы, модифицированную различными способами

Отслаивание покрытия от пленки

ПЭПА, чередующееся с когезионным разрушением покрытия

300-400

Предлагаемый

Известный (фосфатиро ванне) 1 30-200

П р и м е ч а н и е. Материал покрытия - смола П-610,,Материал арматуры — сталь 3 ГОСТ 380 — 71.

50 Результаты свидетельствуют о высо-. щ н й.с я тем, что, с целью кой эффективности, изобретения адгезии полиме к металл, повышения ра у в качестве адгезива используют полиетиленполиамин, а в качестве полимера - полимер, выбранный из группы: полиамид, полиэтилентерефталат, пентапласт и поверхность с на несенным адгезивом термообрабатывают р 200 - 350 С.

Ф- о р м у л а и з о,б p е т е н и я

SS

Способ получения нокрытия на металле нанесением на его поверхность адгезива, а затем полимера .- о т л и ч а юВода

Этан ол

Диметилформамид

Отслаивание фосфатной пленки от металла, чередующееся с отслаиванием полимера от фосфатной пленки

588693

Источники информации, принятые во внимание при акспертизе:

1. Журнал Техника в сельском хозяйстве", 14 11, 1965.

2.8с понспо п Н.Z. Ðîá úåã с сисе"

А 1, 1963, р. 2343, 3623.

3. Мулин Ю. А., Ярцев И, К. «Пента. пласт", Л., "Химия, 1975, с. 83-85.

Составитель. Р. Вакар

Редактор Т. Калодцева Техред А. Богдан Корректор Н. Ковалева

Заказ 4422/2 Тираж 905 Подписное

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

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