Способ получения полимерных покрытий
(7!) Заявятель
Институт коллоидной химии и химии воды
АН Украинской ССР (54) СПОСОБ. ПОЛУТЕНИ . ПОЛИИЕРНЫХ ПО РЫтИй
Изобретение относится к электро" ,форетическому нанесению покрытий, в частности к нанесению полимерных покрытий, которые находят применение в различных отраслях техники.
Известен способ получения полимерных покрытий в импульсном электрическом поле 0 ).
Наиболее близким к предлагаемому является способ нанесения полимерных покрытий в постоянном электрическом поле, осуществляемый при ступенчатом повышении напряженности поля (2 3.
Однако покрытия, полученные из" вестными способами, обладают пониженными электроизоляционными свойствами, недостаточной пластичностью и адгезионной прочностью, а также не- " удовлетворительной коррозионной стойкостью.
Цель изобретения - получение покрытий, преимущественно на цветных металлах (медь, алюминий), обладающих
2 повышенйыми электроизоляционными и физико механическими свойствами.
Поставленная цель достигается тем, что с постоянным электрическим полем процесс осуществляют при дополнительном воздействии униполярного высокочастотного импульсного поля с часто-. ой следования импульсов v)30 а Гц
-5 и напруенностью поля в импульсе
Е2 ° 10 -à + В/см, где а - размер частицдисперсии
Выбор частоты и напряженности эле ктрического импульсного поля обуславливается дисперсностью частиц; при15 . меняемой полимерной системы и определяется, исходя из условий и "= За4
8 хт.
Е *300 а О а где D --,,коэффициент диффузии ионов в водном растворе, см /с.
Е - напряженность электрического импульсного поля, 8/см ;
3 93181 К вЂ” постоянная Больцмана,эрг/град».
Т температура, К; о- диэлектрическая проницаемость воды; а - размер частиц применяемых з дисперсий, см.
Положительное влияние импульсного электрического поля на улучшение свойств покрытий обусловлено повышением энергии взаимодействия частиц в осадке. В электрическом поле коллоидная частица с, окружающим ее двойным электрическим слоем поляризуется, превращаясь в электрический диполь.
Поляризационное притяжение таких на- И ,веденных диполей между собой и электродом способствует эффективной электрокоагуляции дисперсий и приводит к уплотнению покрытий, а также к улучшению сцепления покрытий с эле- 20 ктродом.
Технологический процесс получения покрытий состоит в следующем.
Медную или алюминиевую пластину погружают в электрофоретическую ван- И ну и накладывают высокочастотное униполярное импульсное поле, напряженностью и частотой определяемыми размером частиц применяемых дисперсий, и постоянное поле напряжением 1- 10 В. 30
Осаждение осуществляют в течение 60186 с..Затем пластину промывают и подвергают термообработке в течение
20-60 мин при 180-200О. Для получения покрытий с декоративными свойствами полученное изделие опускают в раствор красителя с концентрацией
2-3 5 г/л g выдерживают при 60-80 С в течение 60-90 с.
Осаждение покрытий в таком режиме производят иэ. дисперсий полимеров, гидлученных любым способом и пригодных для электрофоретического осаждения, а также промышленных водоразбавлявмых материалов, например эпоксид4$ ной смолы Э"41, дисперсии полиуретанового олигомера, резидрола и др.
В качестве красителей используют
"Желтый 63",:"Желтый 3","Желтый 2 К".
Раствор красителя для пропитки полимерной пленки готовят путем смешения
1-2 г/л анионоактивного ПАВ, например порошка "Новость", с выбранным красителем и растворением полученной смеси в горячей воде.
Пример 1. Для приготовления
100 мл дисперсии 10 мл 103-ного ацетонового раствора эпоксидной смолы смешивают с 75 мл воды, к образующейся суспензии с содержанием полимера
23 добавляют 30 мл дисперсии полиуретанового олигомера с концентрацией дисперсной фазы 54.
Среднестатистический размер частиц дисперсии 1 мкм. Полученную дисперсию заливают в ванну, оборудованную электродами.Медную пластину 20х20 см помещают между электродами и про, пускают постоянный ток напряжением; в 1,5 В и дополнительно воздействуют униполярным высокочастотным импульсным полем с частотой следования импульсов 750 Гц и напряженности импульсного поля 0,02 кВ/см. Время осаж-. дения 120 с. После этого покрытие термообрабатывают в течение 40 мин при 180ОС.
Пример 2. 100 мл дисперсии эпоксидной смолы готовят по методу, 1описанному в примере 1. Осаждение производят при одновременном наложе-нии импульсного и постоянного электрических полей при частоте следования импульсов 300 Гц, напряженности импульсного поля 0,015 KB/ñì, напряжении постоянного электрического поля 3 В,времени осаждения 180 с. 3атем покрытие термообрабатывают в те- . чение 15 мин при 120 С и погружают в раствор красителя ".Желтый 63". Для приготовления 100 мл красителя 0,35 г его смешивают с 0,2 r порошка "Новость", к образующейся смеси добавляют 99,45 r воды, нагревают полученный раствор до 90о Покрытие выдерживают в растворе в. течение 60 с, затем промывают его и подвергают термообработке при 180 С в течение 40 мин.
Пример 3. Для приготовления
100 мл суспензии к 70 мл нейтрализованного резидрола с концентрацией
6,2 г/л при рН 7,5 добавляют 30 мл дисперсии эпоксидного олигомера.Осаждение на алюминиевой подложке размером 20х20 мм производят при напряжении постоянного тока 4 В, при частоте следования импульсов переменного поля 300 Гц и напряженности импульсного поля 0,02 кВ/см. Время осаждения 120 с. После этого покрытие термообрабатывают в течение 40 мин при
2000 С.
П р и-м е р 4 (сравнительный). В качестве подложки используют алюминий.
Электроизоляционную прочность покрытий определяют путем замера фактической величины пробоя. Пробой замеряют
931817
S при помощи источника высокого напряжения. Пластину с покрытием погружают в дробь, которая служит одним электродом, а второй электрод присоеди" няют к пластине. Толщину электроизо" ляционного покрытия замеряют путем микроскопического замера поперечного сре3а Адгезию определяют на адгезиометре.
Свойства покрытия приведены в таблице, где примеры 1-3 предлагаемые а а 4 - известный, 6
Таким образом, использование высокочастотного униполярного импульсного поля в сочетании с постоянным электрическим полем позволяет получать покрытия с высокими электроизоляционными и физико-механическими свойствами.
Предлагаемый способ может найти применение для получения покрытий на изделиях, используемых в радиотехнике, электротехнике, приборостроении и других отраслях промышленности.
93>817
1
1
1
I
I
t
I
1
I
I ,3
11
1
I
1- X
v o о z
М 1
>Х ж
О 3"1
1»
o a
1
1
I
1
I
1
>З I
I»
2la 1 х о
t5
Iv !
Х о
Ю О
CD
LA
CD .=г
1 о
3М
00
CD
LA гХ
O 335
К
С>3
CD
ОО
1 О
Ю а О
LCL а
1 О
1
I
1
1 !
1 !
Ю
3 Ф >
3и о
1
>З о
I» (3
CD
3М б3\
LA
Ю
I
1 х
Э с
33Ъ
1 о
Э и
X а
CD
CA
Ю
)X3
CD О
CD
М\
CD
CD
3М
t о о о
3/\ а
Ю
ОО
I
1
L,L
Ю а
CD
3Ч
Ю а
I
v о
CD
CV
Ю
» о
z
Э
М
X
fQ
t о с
5 с
CD
lA
3ас а и I
33 о
CD
3)О
I
I
1
l !
3 (М
Э
Э
t5 !
3
v о о
Ф о
z с
1v
Э о
z о л
3 и о
LCL
CL
Ф
S
1» о
1:
0 и
З
tt3
0 с
X а
Y сС
-4Г
Ю а
Ю а
3Ч а 15
33 1и
I
1
l I
I
1
1
1
1
1
1
1
t а
Э
X о
I»
X ос
Х
3 й:(CL
)Ц
Ф
X о
L с о а
Э
X о
X с о
>З
З
z сХ
X о
М о
Э
Z о
X о
Z о
3Э
=т
°
X и
333 о с о т >
tX о
l!
1 а
3 ЯС
I э v
iZ I 3О
Z 1 1
Э 1 IZ Э
I а и !
5 C5 Э
v о.
1 l
1 IZ
X I Q, % I С
Э I 15
33» I ЛЕ
3 I о
I I»
1 V!
М
X IО vcct!X аО У3Х с z о р о tz p
z o о х
3» tZ V о с хо -а
VCR Y
>Х о
1й х о
X 1» с э
О . =3
LA
Ю а о
С3 О а ы, Э X
X Y о ct
X a!
О 35
>Х
З З
z x
X Q
v м о о х с о г з:
1 ! !
3
I
1
1
I
1
I
1
1
I
1
1
1
I
1 !
l
1
1
1
1
1
I
1
1
1
I
I
3
1
1
1
I
1
I
I !
1!
3
1
1
1
1
1
1
3Л I
3 !
I
LA
1 !
1
1 !
I
1
Ю ф Ф >
1
1
CD О
1
I
1
1
1
I ! !
1 !
1
I
1
I
1
Э о
J3 1 с
35 1
И I ttt
О 1щ
3
1 )z !
1и
1 1
1О с
1О ! ()3
1 (33
1 о ! z ! Э
1 3 ! (33
1 а. х 0
)5
cf 1
О 11 ! ) 1 1!
1 а
1 о
1
I+ ю
3»
Ю
Ю
Ю Ю
СЧ
З
Х
Х
9 z б 0
z Ф
0 =г с
931817 10 лярного высокочастотного импульсного поля с.частотой следования импульсов щ» 10 . а Гц и напряженностью поля в импульсе Е 2 ° 10 -а %/см, где а - размер частиц дисперсии.
Формула изобретения
Составитель В.Игнатьев
Редактор Н.Ковалева . ехред И. Надь Корректор H.Êîñòà г
Заказ 3673/35 тираж 687 Подписное
6НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5.
Ф
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Способ получения полимерных покрытий, преимущественно на поверхности цветных металлов, путем электрофоретического осаждения полимера в постоянном электрическом поле, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью .получения покрытий с высокими электроизоляционными и физико-механически- 1в ми свойствами, процесс осуществляют при дополнительном воздействии унипоИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Патент СССР и 276836, кл. С 25 0 13/00, 1970.
2. Авторское свидетельство СССР
N 596663 кл. С 25 D 13/10, 1975.
