СПОСОБ ПОДГОТОВКИ УГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЕЙ К НАНЕСЕНИЮ ПОЛИЭТИЛЕНОВОГО ПОКРЫТИЯ Российский патент 2002 года по МПК C23C2/02 C23C22/73 

Изобретение относится к способам подготовки углеродистых сталей к нанесению полиэтиленового покрытия и может быть использовано в машиностроении, химическкой и других отраслях промышленности для повышения коррозионной стойкости металлов.

Известен способ подготовки углеродистых сталей к нанесению защитного эпоксидного покрытия, заключающийся в предварительной анодной обработке металла с образованием толстой пористой анодной пленки, которая в дальнейшем используется в качестве грунта (см. Свердлов А. И., Фомин М. Н. "Об анодном формировании адгезионно-прочных грунтовочных слоев на углеродистых сталях", "Защита металлов", -1992 г., т.28, 6, с.909-915).

Недостатком этого способа является его непригодность для формирования на поверхности металла полиэтиленового покрытия высокой адгезионной активности.

Наиболее близким к заявляемому является способ подготовки углеродистых сталей к нанесению полиэтиленового покрытия.

Он заключается в предварительном анодировании металла с последующим нанесением полиэтиленового покрытия. Углеродистую сталь анодируют в электролите состава, г/л: Н₃РО₄ 4...12, НNО₃ 8...16, HCl 1...2, лимонная кислота 3. . . 7, при анодной плотности тока 4...5 А/дм², в течение 30...40 мин, при температуре 80...85^oС. Анодированный металл помещается в нагретый до 120... 140^oС, до жидкого состояния, низкомолекулярный полиэтилен - 2 (НМПЭ 2) ТУ 605-1837-82, на 2. ..3 мин, а затем помещают в печь при 210...230^oС на два часа. Обработанный таким способом образец повторно нагревают до 160...180^oС и на нагретую поверхность напыляют полиэтилен (См. Патент на изобретение РФ 2142345, МПК С 23 С 21, опубл. 10.12.99. Бюл. 34).

Недостатком этого способа является большой расход электроэнергии при анодировании металла и сложность технологического оборудования при обработке крупногабаритных изделий.

Изобретение направлено на снижение расхода электроэнергии и упрощение технологического процесса при подготовке углеродистых сталей к нанесению полиэтиленового покрытия путем замены анодной обработки на химическую пассивацию поверхности металла.

Результат достигается тем, что в способе подготовки углеродистой стали к нанесению полиэтиленового покрытия, заключающемся в обработке обезжиренной поверхности металла водным раствором, содержащим фосфорную, азотную, лимонную кислоты и хлорсодержащий компонент, водный раствор содержит в качестве хлорсодержащего компонента хлорид натрия и дополнительно сульфосалициловую кислоту и сульфит натрия при следующем соотношении компонентов, г/л:
Фосфорная кислота - 4-12
Азотная кислота - 8-16
Лимонная кислота - 3-7
Сульфосалициловая кислота - 4-10
Хлорид натрия - 8-12
Сульфит натрия - 40-60
Для осуществления способа используются следующие компоненты: фосфорная кислота ГОСТ 10678-63; азотная кислота ГОСТ 4461-52; лимонная кислота ГОСТ 3652-51; сульфосалициловая кислота ГОСТ 4478-51; хлорид натрия ГОСТ 3118-51; натрий сернисто-кислый (сульфит натрия) ГОСТ 195-66.

Способ осуществлялся следующим образом.

Образцы из углеродистой стали (например сталь 10) обезжиривали ацетоном и обрабатывали в водном растворе состава H₃PО₄, НNО₃, NaCl, лимонная кислота, сульфосалициловая кислота, Na₂SO₃ в заданном соотношении при 80^oС в течение 30 мин.

После промывки в воде и просушивания образцы опускали в НМПЭ-2, нагретый до 120...140^oС на 3 мин. Затем образцы извлекали из НМПЭ-2 и выдерживали при 210. . . 230^oС в течение двух ч. Затем образцы нагревали до 160...190^oС и на нагретую поверхность напыляли порошкообразный полиэтилен. Образцы с налипшими зернами полиэтилена повторно нагревали до оплавления зерен и формировали полиэтиленовое покрытие толщиной 1...2 мм.

Сцепление покрытия с основой осуществлялось по ГОСТ 9.311-87. Ha поверхность покрытия наносили сетку царапин глубиной до металла на расстоянии 1 мм и перпендикулярных друг другу. Если покрытие в месте пересечения царапин не отслаивалось и не задиралось, оно считалось удовлетворительным.

Пример 1. Образцы из стали 10 обезжиривали ацетоном и обрабатывали в водном электролите состава Н₃РО₄...8, HNО₃...12, лимонная кислота...5, NaCl... 10, Na₂SO₃. . .50, сульфосалициловая кислота...7. Затем на образцы наносили полиэтилен методом, описанным выше.

Пример 2-5. На металлическую поверхность различных марок углеродистых сталей наносили полиэтилен способом, описанным выше.

Результаты сцепления полиэтиленового покрытия с металлической основой приведены в таблице.

За счет введения в состав водного раствора сульфита натрия и сульфосалициловой кислоты значительно повышается сцепление полиэтиленового покрытия с углеродистыми сталями без использования поляризующего тока, что снижает расход электроэнергии и упрощает технологический процесс.

Изобретение относится к способам подготовки углеродистых сталей к нанесению полиэтиленового покрытия и может быть использовано в машиностроении, химической и других отраслях промышленности для повышения коррозионной стойкости металлов. Углеродистую сталь обрабатывают в водном растворе, содержащем, г/л: кислоты фосфорную - 4-12, азотную - 8-16, лимонную 3-7, сульфосалициловую - 4-10, хлорид натрия - 8-12, сульфит натрия - 40-60. Технический результат - снижение расхода электроэнергии, упрощение процесса, повышение сцепления полиэтиленового покрытия с основной. 1 табл.

Способ подготовки углеродистых сталей к нанесению полиэтиленового покрытия, заключающийся в обработке обезжиренной поверхности металла водным раствором, включающим фосфорную, азотную, лимонную кислоты и хлорсодержащий компонент, отличающийся тем, что водный раствор содержит в качестве хлорсодержащего компонента хлорид натрия и дополнительно сульфит натрия и сульфосалициловую кислоту при следующем соотношении компонентов, г/л:
Фосфорная кислота - 4-12
Азотная кислота - 8-16
Лимонная кислота - 3-7
Сульфосалициловая кислота - 4-10
Хлорид натрия - 8-12
Сульфит натрия - 40-60