МНОГОСЛОЙНЫЙ ЛИСТОВОЙ МАТЕРИАЛ И ЕГО ВАРИАНТ Российский патент 1999 года по МПК B32B15/20 C23C14/06 

Изобретение относится к многослойным листовым материалам на основе алюминия, применяемым для кровли зданий, в том числе куполов и крыш церквей и отделки их наружного и внутреннего интерьеров.

Известен многослойный материал на основе алюминия (гальванические покрытия в машиностроении. Справочник под редакцией М.А. Шлугера -М.: Машиностроение, 1985 г., т.2 с. 9-10), содержащий слой оксида, полученный анодированием, и слой никелевого или медного покрытия, осажденного в порах оксида.

Известный материал имеет недостаточную коррозионную стойкость, вследствие коррозии меди и никеля и кроме того ограниченную цветовую окраску.

Известен многослойный листовой материал на основе алюминия (Аверьянов Е. Е. Справочник по анодированию, М. : Машиностроение. 1988, с. 103- 105), включающий слой оксида, полученный анодированием и пропитанный красителем с последующим нанесенным слоем лака.

Известный многослойный материал имеет недостаточную свето- и износостойкость.

Целью настоящего изобретения является создание многослойного материала на основе алюминия или его сплава, обладающего высокими антикоррозионными, износостойкими, светостойкими и декоративными свойствами.

Поставленная задача решается тем, что многослойный листовой материал, содержащий основу из алюминия или его сплава и слой оксида алюминия, отличающийся тем, что он дополнительно содержит по меньшей мере один декоративный слой, включающий более 50 вес % нитридов, и/или оксидов, и/или карбидов металлов, выбранных из группы титана, циркония, гафния, ванадия, ниобия, тантала, хрома, молибдена, вольфрама, остальные металлы, выбранные из 1-8 групп, и неметаллы, выбранные из 3-6 групп Периодической системы элементов, а под декоративным слоем он дополнительно содержит слой из меди, и/или никеля, и/или железа, и/или кобальта, и/или хрома, и/или титана, и/или циркония, и/или гафния, и/или ванадия, и/или ниобия, и/или тантала, и/или молибдена, и/или вольфрама. Кроме того, поставленная задача может решаться тем, что многослойный листовой или рулонный материал, содержащий основу из алюминия или его сплава и слой оксида алюминия, отличающийся тем, что он дополнительно содержит по меньшей мере один декоративные слой, включающий более 50 вес% нитридов, и/или оксидов, и/или карбидов металлов, выбранных из группы титана, циркония, гафния, ванадия, ниобия, тантала, хрома, молибдена, вольфрама, остальные металлы, выбранные из 1-8 группы, и неметаллы, выбранные из 3-6 групп Периодической системы элементов, под декоративным слоем он дополнительно содержит слой из меди, и/или никеля, и/или железа, и/или кобальта, и/или хрома, и/или титана, и/или циркония, и/или гафния, и/или ванадия, и/или ниобия, и/или тантала, и/или молибдена, и/или вольфрама, а на декоративном слое он содержит слой золота или его сплава, или родия или его сплава, или прозрачное защитное покрытие, выбранное из группы: углерод, полиэтилен, полиэфир, полипропилен, полиакрилат, полиуретан, фторполимеры, полиамид, поликарбонат, оксиды титана, циркония, гафния, нитрид гафния.

Использование в покрытии первого декоративного слоя, обладающего высокими антикоррозийными, износостойкими, светостойкими и декоративными свойствами, позволяет применять полученный многослойный листовой материал на основе алюминия для кровли зданий и отделки их наружного и внутреннего интерьеров.

При использовании многослойного материала в жестких климатических условиях, а также для создания специальной фактуры поверхность алюминия может подвергаться травлению, полированию, анодированию и нанесению дополнительных слоев покрытий перед декоративным слоем.

Использование после декоративного износостойкого слоя тончайшего слоя золота или его сплава, как и родия или его сплава, прозрачных защитных слоев из углерода, или оксидов, или полимерных материалов повышает износостойкость и коррозионную стойкость многослойного материала.

Таким образом, использование в покрытии тех или иных слоев покрытий позволяет получить многослойный листовой материал на основе алюминия или его сплава с требуемыми свойствами.

Примеры получения многослойного материала:
Пример 1.

Алюминиевый лист травится в 10% растворе едкого натра, промывается в воде, пассивируется в 3% растворе азотной кислоты, промывается, сушится. На нем имеется тончайший слой оксида. После этого в вакуумной камере на него наносится магнитронным или дуговым способом сначала защитный слой титана, а затем более тонкий декоративный слой покрытия, например нитрида титана, придающий материалу цвет "под золото", высокие износостойкость и светостойкость, а также повышение коррозионной стойкости.

Пример 2. Алюминиевый лист травится в 10% растворе едкого натра при температуре 50^oC, промывается в воде, полируется на аноде при плотности тока 30 А/дм² и температуре 60^oC в электролите, содержащем 800 г/л ортофосфорной кислоты, 600 г/л серной кислоты, 5 г/л триэтаноламина и 0,7 г/л катапина БПВ, затем промывается в воде и анодируется в 40% растворе ортофосфорной кислоты при плотности тока 1 А/дм² и температуре 20^oC, промывается в воде и на него осаждается электролизом на катоде сплав меди и никеля толщиной 6 мкм, затем промывается в воде, сушится и в вакуумной камере на него наносится магнитронным или дуговым способом декоративный слой покрытия нитрида титана с включением 20% золота, а поверх него тончайший (50 нм) прозрачный слои твердого углерода. Полученный материал обладает еще более высокими коррозионнозащитными свойствами.

Пример 3. Алюминиевый лист травится в 10% растворе едкого натра, промывается в воде, полируется на аноде при плотности тока 30 А/дм² и температуре 60^oC в электролите, содержащем 800 г/л ортофосфорной кислоты, 600 г/л серной кислоты, 5 г/л триэтаноламина и 0,7 г/л катапина БПВ, затем промывается в воде и анодируется в 40% растворе ортофосфорной кислоты при температуре 20^oC и плотности тока 1 А/дм², промывается в воде и на него электролизом осаждается на катоде слой никеля толщиной 6 мкм из электролита, содержащего 250 г/л сернокислого никеля, 50 г/л хлорида никеля, 30 г/л борной кислоты при плотности тока 1 А/дм² и температуре 50^oC. После этого материал промывается в воде, сушится и затем в вакууме наносится декоративный слой нитрида титана, поверх которого наносится слой золота или его сплава толщиной 0,1 мкм в вакууме либо химически, либо электрохимически.

В таблице приведены примеры различных сочетаний многослойных покрытий и их характеристики (см. в конце описания).

Использование при нанесении покрытий химических, электрохимических, вакуумных, ионноплазменных, распылительных и других известных методов в различном сочетании металлов и неметаллов в слоях и различного количества слоев позволяет получать покрытия с высокими декоративно-защитными свойствами с широким спектром цветовых оттенков.

Промышленная применимость.

Изобретение может быть использовано:
- Для кровли зданий, церквей и куполов церквей. При этом листовой материал используется непосредственно вместо листового медного или железного материалов, а фольговый путем наклеивания на любой несущий сплошной материал, в том числе на ранее окрашенный.

- Листовой материал может быть использован и для внутренней отделки зданий. Рулонный материал может быть использован взамен применения сусального золота, причем с различными цветовыми характеристиками.

Изобретение может быть использовано для кровли зданий, в том числе куполов и крыш церквей, и отделки их наружного и внутреннего интерьеров. Многослойный листовой материал содержит основу из алюминия или его сплава и слой оксида алюминия и дополнительно содержит по крайней мере один декоративный слой, включающий более 50% нитридов, и/или оксидов, и/или карбидов металлов, выбранных из группы титан, цирконий, гафний, ванадий, ниобий, тантал, хром, молибден, вольфрам, остальное металлы, выбранные из 1-8 групп, и неметаллы, выбранные из 3-6 групп Периодической системы элементов, а под декоративным слоем он дополнительно содержит слой из меди, и/или никеля, и/или железа, и/или кобальта, и/или хрома, и/или титана, и/или циркония, и/или гафния, и/или ванадия, и/или ниобия, и/или тантала, и/или молибдена, и/или вольфрама. По второму варианту материал на декоративном слое содержит слой золота или его сплава, или родия или его сплава, или прозрачное защитное покрытие, выбранное из группы углерод, полиэтилен, полиэфир, полипропилен, полиакрилат, полиуретан, фторполимеры, полиамид, поликарбонат, оксид титана, оксид циркония, оксид гафния, нитрид гафния. Изобретение позволяет создать материал с высокими антикоррозионными, износостойкими, светостойкими и декоративными свойствами. 2 с.п.ф-лы, 1 табл.

1. Многослойный листовой материал, содержащий основу из алюминия или его сплава и слой оксида алюминия, отличающийся тем, что он дополнительно содержит по крайней мере один декоративный слой, включающий более 50% нитридов титана, и/или циркония, и/или гафния, и/или ванадия, и/или ниобия, и/или тантала, и/или хрома, и/или молибдена и/или вольфрама, и/или оксидов титана, и/или циркония, и/или гафния, и/или ванадия, и/или ниобия, и/или тантала, и/или хрома, и/или молибдена и/или вольфрама, и/или карбидов титана, и/или циркония, и/или гафния, и/или ванадия, и/или ниобия, и/или тантала, и/или хрома, и/или молибдена и/или вольфрама, остальное - металлы, выбранные из 1 - 8 групп, и неметаллы, выбранные из 3 - 6 групп Периодической системы элементов, а под декоративным слоем он дополнительно содержит слой из меди, и/или никеля, и/или железа, и/или кобальта, и/или хрома, и/или титана, и/или циркония, и/или гафния, и/или ванадия, и/или ниобия, и/или тантала, и/или молибдена, и/или вольфрама. 2. Многослойный листовой материал, содержащий основу из алюминия или его сплава и слой оксида алюминия, отличающийся тем, что он дополнительно содержит по крайней мере один декоративный слой, включающий более 50% нитридов титана, и/или циркония, и/или гафния, и/или ванадия, и/или ниобия, и/или тантала, и/или хрома, и/или молибдена и/или вольфрама, и/или оксидов титана, и/или циркония, и/или гафния, и/или ванадия, и/или ниобия, и/или тантала, и/или хрома, и/или молибдена и/или вольфрама, и/или карбидов титана, и/или циркония, и/или гафния, и/или ванадия, и/или ниобия, и/или тантала, и/или хрома, и/или молибдена и/или вольфрама, остальное - металлы, выбранные из 1 - 8 групп, и неметаллы, выбранные из 3 - 6 групп Периодической системы элементов, а под декоративным слоем он дополнительно содержит слой из меди, и/или никеля, и/или железа, и/или кобальта, и/или хрома, и/или титана, и/или циркония, и/или гафния, и/или ванадия, и/или ниобия, и/или тантала, и/или молибдена, и/или вольфрама, а на декоративном слое он содержит слой золота или его сплава, или родия или его сплава, или прозрачное защитное покрытие, выбранное из группы углерод, полиэтилен, полиэфир, полипропилен, полиакрилат, полиуретан, фторполимеры, полиамид, поликарбонат, оксид титана, оксид циркония, оксид гафния, нитрид гафния.