Суспензия для электрофоретического осаждения металлополимерных покрытий

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

973674 л

r+ т, " »

Г==-.=: Ф

/ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 16. 01. 81 (21) 3240807/22-02 с присоединением заявки ¹â€” (311 М. Кл.

С 25 D 13/10

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет(53) УДК 537. 363. (088. 8) Опубликовано 15.11.82. Бюллетень № 42

Дата опубликования описания 15. 11. 82

";;Г. 1 !

I0. Ф. Дейнега, М. Э. Натансон и Н. В. @ac@@ "

t, Институт коллоидной химии и химии воды AH УССР (72) Авторы изобретения (71 ) За яв и тель (5 4) СУСПЕНЗИЯ ДЧЯ ЭЛЕКТРОФОРЕТИЧЕСКОГО

ОСАЖДЕНИЯ METAJDIOIIOJIHMEPHblX ПОКРЫТИЙ

20-80

1-3

Изобретение относится к электрофоретическому осаждению металлополимерных покрытий, в частности по крытий, которые могут быть использованы для получения матриц композиционных материалов, работающих в условиях вакуума, высоких температур и используемых в различных отраслях техники.

Известна суспензия для получения металлополимерных покрытий, например на основе железа, содержащая поливиниловый спирт, борную кислоту, комплекс металла с солянокислым триэтаноламином и воду l13. 15

Однако покрытия, полученные из суспензии известного состава, не имеют необходимых физико-механических свойств, что исключает возможность их использования для получения мат-. риц композиционных материалов.

Наиболее близким к изобретению является состав суспензии для электрофоретического получения металлополимерных покрытий на основе дисперсного алюминия. Суспензия состоит из дисперсного алюминия, натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы, поливинилового спирта и воды при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Дисперсный алюминий

Эпоксиэфирная смола

Натриевая соль карбоксиметилцеллюлоэы О, 1-0,5

Поливинилового спирта 1-3 . Вода Остальное

Из приведенного состава можно получать покрытия на основе алюминия толщиной до 2,5 см, которые используются для получения матриц композиционных материалов f23..

Однако замена 1дисперсного алюминия различными марками стали (сталь 3; сталь ХГМТ, ЗОХГВТ, нержавеющая сталь), а также изменение режима осаждения и термообработки не дает воэможности получать покрытия с толщиной, достаточной для формования матрицы, т.е. больше 1 см. Толщина полученных из приведенного состава покрытий на основе стали не превышает 20 мкм. Кроме того, они не характеризуются достаточной корроэионной стойкостью,и адгезия покрытий на основе стали, полученных нз приведенного состава ванны, замеренная прибором IIA-593, дает очень низкие резуль- . таты (95-100 кг/см ).При такой слабой:адгеэии (95-100 кг/см ) и малой

2 толщине покрытия (до 200 мкм) невоэ973674 можно их использование для формования матрицы армированных материалов.

Целью изобретения является ïîâûшение физико-механических и антикоррозионных свойств покрытий.

Указанная цель достигается тем, что суспензия, содержащая порошок металла, эпоксиполиэфирную смолу, натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы, поливиниловый спирт. и воду, дополнительно содержит неионогенное по-)0 верхностно-активное вещество, а в качестве порошка металла » стальной по рошок при следующем софтношении компонентов, вес. %:

Стальной порошок 20-80

Эпоксиполиэфирная смола

1-5

Натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы

0,3-0,6

3-5

Поливиниловый спирт

Неионогенное поверхностно-активное вещество

0,1-0 5

Остальное

Вода

Наличие поверхностно-активного вещества (неионогенного) в ванне при получении покрытия из порошков стали является необходимым, так как удельный вес стали в несколько раз превышает удельный вес алюминия. При использовании известного состава ванны для осаждения дисперсной стали происходит оседание порошка стали на дно ванн}}, т.е..нарушается устойчивость ванны и покрытие образуется из резко уменьшающейся концентрации диспераного порошка (стали). Именно поэтому из-за резкой разницы удельных весов 40 стали и алюминия не удается получать покрытия иэ стали для создания матрицы из известногб состава. Заменив .алюминий дисперсной сталью, можно получать покрытие с максимальной тол-45 щиной только в 200 мкм. Причем даже толщину 200 мкм можно получить, только введя 80% порошка стали от общего состава ванны. В связи с этим введение поверхностно-активного вещества 50 (неионогенного) повышает стабильность ванны и частицы стали, благодаря взаимодействию с поверхностно-активным веществом, находятся в ванне во эвешенном состоянии, т.е. обеспечиается устойчивость суспензии, что позволяет получать стабильные результаты и .соответственно большую толщину покрытий, которая может достигать

2-2,5 см.

В качестве. поверхностно-активных веществ (Ogd33 йогут использоваться различные неиоиогенные ПАВ, в частности наиболее распространенные ОП-7 и ОП-10 ° 65

Эпоксиполиэфирная смола ВПФДКЭ Мол. вес. 15.000

Натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы

ГОСТ 20867-57

Поливиниловый спирт

Мол. вес. 20.000

ГС}СТ 2764-70

Дистиллят

ОП-7

Вода

Электролит готовят следующим образом.

К 300 мл 1%-ного (по весу) раствора эпоксиполиэфирной смолы добавляют 10 мл 3%-ного (по весу) поливинилового спирта, 1 мл 0,3%-ного (по весу) натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы и 1 мл (по весу)0,1%-ного ОП- 7. Перемешивают и добавляют 200 г высокодисперсного порошка стали и воды до 100% (по весу), Катод — пластины из нержавеющей стали, анод — стальная сетка с величиной ячейки 1,5х2,5 мм из проволоки

Ф 0,1 мм. Осаждение проводят на аноде. Режим осаждения: плотность тока 10 мА/см ; время осаждения

5 мин, напряжение 130 В.

Полученный полуфабрикат матрицы (металлическую сетку .с покрытием) промывают проточной водой и термообрабатывают при 160ОС в течение 2 ч.

Толщина покрытия 1,5 см °

Пример 2. К 300 мл 3%-ного (по весу) раствора эпоксиполиэфирной смолы добавляют 10 мл 4%-ного (по весу) поливинилового спирта, 1 мл

0,6%-ного (по весу) натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы. Перемешивают, добавляют 1 мл 0,5%-ного (по весу) ОП-7, добавляют 500 r высокодисперсного порошка стали. Доливают водой до 100% (по весу), Катод - нержавеющая сталь. Анодстальная сетка как в примере 1 ° РеДля приготовления суспензии к раствору эпоксиполизфирной смолы добавляют раствор поливинилового спирта и раствор натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы и IIAB. Смесь перемешивают, добавляют порошок стали и воду до необходимого объема.

Процесс электроосаждения осущест.вляют на аноде при плотности тока

10-60 МА/с}|, напряжении 130-180 В в течение 30-300 с. Для улучшения свойств покрытий их подвергают термообработке при 160-180 С в течение

20-120 мин. В качестве анода используют стальную сетку — арматуру матрицы с величиной ячеек 1,5х2,5 мм при диаметре проволоки 0,1-0,3 мм.

Пример 1. Для приготовления суспензии используют следующие материалыы

Дисперсная сталь ПА24ГОСТ 6058-51

973674 жим осажцения: плотность тока

30 мА/см, время осаждения 3 мин, напряжение 150 В. Режим термообработки t C = +170 C, время 1 ч. После осаждения покрытие промывают проточной водой и термообрабатывают. Толщина 2,5 см.

Пример 3. К 300 мл 5%-ного -(по весу) раствора зпоксиполиафирной смолы добавляют 10 мп 5Ъ-ного (по весу) поливинилового спирта, 1 мл 0,6@-ного (по весу) натриевой соли карбокснметилцеллюлозы. Переме" шивают, добавляют 1 мл 0,5%-ного (по весу) ОП-7 добавляют 800 г высокодисперсного порошка стали. Доливают водой до 100% (по весу). Катод и анод те же, что в примерах 1 и 2. Режим осаждения: 60 мА/см ; время осаждения 30 с; напряжение

180 В. Полученное покрытие промыва.ют и термообрабатывают. Режим тер-. мообработки: t C 180 С; время

В 20 мин. Толщина покрытия 2 см. У получен ых покрытий определяют твердость,. эластичность, адгезию с основой, коррозионную стойкость в воде и ЗФ NaC1. Дпя сравнения определены свойства покрытий, полученных из известного состава суспензии (пример 4). Полученные результаты приведены в таблице. IO Как видно из приведенных данных предлагаемая суспензия обеспечивает получение металлополимерных покрытий на основе стаЛи большой толщины, отличающихся повнаенной твердостью, .

35 эластичностью, корроэионной стойкостью и адгезией к основе, соответствующих требованиям, предьявляеэнм к матрицам композиционных материалов, которые находят применение в авиаци

20 онной технике при производстве сверх проводников н других отраслях промышленности.

973б74

1

I 1

1

1 tri

I " 4

I 3

3 3

1

1

1 Ю

Ю м

3)

I

1

I

I

1

Ю

I Ч) м

I

1

I

1

1 o

1»:3»

1

I

Е i

I Ъ

)

1

I

I

Ю

Ю (с) ам

0 б)

О LA

Х 1 а <

1

I

I

t

1

1

1

I

1

1

I

1

1

1

1

1

I !

1

I

1

I

1 !

I

I

I

I

I

l

1 !

1

1

1

I (I

I а о о

Г -4

Ю (с

lA 3» о

»Ао ! и

CI)

1 Х

), ) (Q (-

}„ о, l а

Н

) х

I 9

1 ")„

1 C)

I, )А}

I:» d

) »»

) u

) О ...Э

1

1""

l д

9 х а (л а х

И

A l

1 (л

o. i

О(I

3б 1

)О с

»E)

) о

I У.

»»»

3 О

I Fw о

1 х

1 }б

I Х

1 »

Г

) 0) »

Р»

} Д, 0

). »»-»

) и

) х

}») г»

) г-» ц .»

)" ,с, ! .)

I 0

I Х

E F» и х

I Г»

))) (I

1 rJ

) х

) Х

) о

) - !

} "

*1

1 }-!

I u о

l Ч ! а

I и

) cl

1

1

t

1

I

1 СЭ

1

- — -1

}б j o

Ц)с)

0 1 х ) ë

1

)

I

I

t

1 О ! О)

I } ) !

)

I

}

1 и) (!

)

1 .)

) 7

j и

1 ж

1 "

1»-}

1

1

1

) o

I с)»

l — 1

1

I

1

)

i

I

I o

1 ))

»))

i. и

1 х

П)

1 Х о а

1 9

1 И о

l Й

")

1

1

1 5) х о A о ам

Etj c

Х с) а д 2

Ц m

& оо

0) O 3:, х о

)» . 9

Х) p,g оо ((х е

Д Ю

I

l

1

1

j

1

I

1 Ю

1

1»3)

9 1

0 1 )б х j

Х(О

}б i t)

I }б

V 1 Х

O I V

1 а

<б I ) ц(о

33) 1 6

1

1 (- м 9

)б х и х

Х ОМ Я }). ) с аo х }б,х 2

О 0) ) о

tt) u4 g о

Ц х м с

Д Ю ф

t Ю

3)0

1 А

I 3

91 )б

О(g

1 М ел 4 х

u1 о

С)1 а

f)j t И ц! о

33 .) Й

)б l х о

Ds х»х е 2

И 3й х х х

ОО 3: хи о

t3) O u

I 1

1

Ю

1D

tA

СЧ

Ю

C)

C)

СЧ

Ю

СО

СЧ

Е

Ц о

Cl о

И х

v х о

3 о

И

О) о

1

I

1

11

I

I ! а

1 Э

3 ! Х ! а

1 t»

Д I A

Х1 О

1-,! О

© ° 1 х

I OI! о

1 Н

Э!о й! I IuI

1 ;л

el1 eO1И 1

И11 ж

1 X 1 I О1 О

14

О!В I С! а;! о 11 и:! а .о

1 а I 10 I ! о

1 М 1 1 — — —

1 I ! о I

1 1- " 1

I а ") !

XONE ! glDIA 1

1 6) X 1 1

1 I

I A 1

1ОМ ! о 1

1 Xe

I Р 1

1I X .! oa

1 Э

1ЦО

10) И 1

3

Э 1

1 Х 1

;1 Хй

Il 1й ! о I

1 6 1

I I

1 — -»

sR .I

1 а

1VO! оо I ЦИ 1

)I аX 1,I Э 1

;! mo

1b L !

1 1

dP I!

v !

1 Э 1

1 Ф 1

1 1 ю н

1 Х I

1:, 1! о I! а 1

I Н 1

l x 1

I Э 1

1 Ц I

1 б) I

I 1 о 1! о! u

973674 х с ою

Ю I а е-! и! ъ хю

Э лз о

::1!

973674

Натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы

0,3-0,6

Поливиниловый спирт

3-5

Неионогенное поверхностно-активное вещество

0,1-0,5

Остальное

Вода

1-5

Составитель Л. Казакова

Редактор И. Иитровка Техред X.Kàñòåëåâè÷, Корректор, шаРоши

Заказ 8622/32 Тираж 686: Подписное

ВЦИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Формула изобретения

Суспензия для электрофоретическо

ro осаждения металлонолимерных покрытий, содержащая порошок металла, эпоксиполиэфирную смолу, натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы, поливиниловый спирт и воду, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью повышения физико-механических и антикоррозионных свойств покрытий, она дополнительно содержит неионогенное поверхностно-активное вещество, а

° в качестве порошка металла - стальной порошок при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ:

Стальной порошок 20-80

Эпоксиполиэфирная смола

10 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ф 639971, кл. С 25 D 13/10, 197?.

2. Авторское свидетельство СССР

9 836237, кл. С 25 D 13/10, 1979.

Суспензия для электрофоретического осаждения металлополимерных покрытий Суспензия для электрофоретического осаждения металлополимерных покрытий Суспензия для электрофоретического осаждения металлополимерных покрытий Суспензия для электрофоретического осаждения металлополимерных покрытий Суспензия для электрофоретического осаждения металлополимерных покрытий Суспензия для электрофоретического осаждения металлополимерных покрытий 

 

Похожие патенты:

Вптб // 396435

Изобретение относится к способу нанесения покрытий на проводящие электрический ток субстраты и может найти применение особенно в автомобилестроении

Изобретение относится к смоляной композиции для краски для катионного электроосаждения с высокой внутренней проницаемостью и может применяться в качестве грунтовочного слоя

Изобретение относится к электрохимическому осаждению полимерных покрытий, которые могут быть использованы для защиты металлов в условиях высоких температур и при эксплуатации в среде органических растворителей в химической, фармацевтической промышленности и других областях

Изобретение относится к электрофоретическому осаждению оксидов и может быть использовано при изготовлении первичных преобразователей, а также в электровакуумной и других отраслях промышленности при нанесении изоляционных и защитных покрытий

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано при изготовлении автомобильных, строительных деталей и бытовых электрических приборов. Композиция для электролитического осаждения пленки, содержащей висмут и смолу, на металлическую поверхность содержит от 5 до 30% по весу неионной и/или катионной смолы на водной основе, от 100 до 1000 ч./млн ионов трехвалентного Bi и аминополикарбоновую кислоту в количестве, 0,5-10-кратном молярной концентрации ионов Bi. Способ включает погружение металлического материала с очищенной поверхностью в композицию, проведение стадии (1) электролиза, на которой с использованием металлического материала в качестве катода выполняют электролиз при напряжении от 0 до 15 В в течение от 10 до 120 с, и затем стадии (2) электролиза при напряжении от 50 до 300 В в течение от 30 до 300 с, промывку и отверждение осадка нагреванием. Полученная пленка содержит висмут и смолу, причем металлический Bi и окисленный Bi осаждают, в расчете на Bi, в количестве от 20 до 250 мг/м2. Общая толщина пленки составляет от 5 до 40 мкм, а количество осажденного Bi от центра пленки по толщине к стороне, обращенной к металлическому материалу, составляет ≥55% от общего количества осажденного Bi. Технический результат - формирование пленок, придающих устойчивость к коррозии металлическим материалам, в особенности металлическим конструкциям сложной формы, единичной стадией погружения. 3 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 ил.
Наверх