Способ подготовки поверхности металлов перед склеиванием Советский патент 1982 года по МПК C09J5/02 B05D3/10 

(54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ПОВЕРХНОСТИ МЕТАЛЛОВ ПЕРЕД СКЛЕИВАНИЕМ

1

Изобретение относится к технологии обработки поверхности металлов перед ( склеиванием и может быть использовано в машиностроении, электротехнической и оптической промышленности для повышения прочности и надежности клеевых соединений как между металлами, так и металлов с другими материалами.

Известны способы подготовки поверхности, увеличивающие плошадь контакта образца с клеевым составом, такие как дробеструйная обработка, химическое травление др., а также включающее предварктельную обработку поверхности растворами полимерных агрегатов 1 и 2 ,

Однако при механической обработке поверхность загрязняется мелкодисперсными примесями, а на эффективность полимерных аппретов существенное влияние оказывают влажность, пыль, режимы последующей обработки поверхности.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому ЯВЛЯ€ ТСЯ способ ПОЛ1Ч ТОВКИ

поверхности металлов перед склеиванием, заключающийся в том, что очищенную поверхность металла подвергают химикотермической обработке попеременно парами воды, хлорида титана и первичного аминсспирта (например, моноэтаноламина) при 100-300 0 и давлении 100 xlO- мм рт.ст. 3 .

Недостатком известного способа является сравнительно малая адгезионная

10 прочность клееных соединений, в част ности на таких металлах, как Си, Ni и сплавах Ковар, нержавеющая сталь, вследствие малой концентрации и активности поверхностных групп Ti -О-(СН2)215-NH, образующихся в результате химикотермической обработки.

Цель изобретения - повышение прочности клеевых соединений.

Эта цель достигается тем, что сог20ласно способу, включающему попеременную обработку в вакууме при 100-300°С поверхности парами хлорида металла и, воды с последующей модификацией орга- / ническим амином, в качестве хлорида .металла используют тетрахлорид кремния, а модификацию проводят аминосо держащим раствором, включаюилим, вес,% Триметилдиалкил аминосилан.0,02-5 N, N, N -гексаметилтриамидофс;сфат (гексаметапол)О,005-О,1 АцетонОстальное с последующей промывкой ацетоном. Способ осуществляют следующим образом. Металлические части изделия покрываюа тонким {до 100 А) слоем оксида кремния путем многократной (до 30 раз попеременной обработки поверхности парами воды (РН,О 1-10 Па) и хлорида кремния (Рд (е Па), Затем изделие обрабатывают в растворе триме тилдиалкилам1шосилана, например триме- тилдиметиламиносилана, в результате че го на поверхности образуются активные группы Si- (СН-5)г. Оптимальная концентрация (С-)) триметилдиалкилоксисилана составляет 0,О2-5 вес.% и обеспечивает полное замещение сё-групп на поверхности. При С, 0,02% аоверхност ная концентрация диметиламиногрупп мала и не дает желаемого эффекта, при , адгезия достигает максимального значения и использование более высоких, концентраций экономически нецеле сообразно. Оптимальная концентрация (Ci) катализатора обмена гексамётапола (Me3MiP O) составляет О,0050,1 вес.%, при этом -обмен полностью заканчивается через 0,5-1 мин. При ч .,005% скорость обмена С2-групп на -Ы-(СНз)} мала, и реакция заканчивается только через 1-1,5 ч, что не технологично при ,1%, скорость , реакции практически не увеличивается и использование более высоких концентраций катализатора нерентабельно. В процессе последующей промывки удаляется избыток аминогрупп, не вступивших в реакцию обмена, и продукты реакции, поверхность металла сушат в токе сухого воздуха, наносят клеющий состав и склеивают по рекомендованной технологии. Пример. Образец из сплава Ков помещают в вакуумную камеру и обрабаты вают в вакууме при 2оО°С попеременно п рами воды и четыреххлористого (P5ice4 lO Па) 5 раз, после чего издели в течение 5 мин при 20° С обрабатывают в растворе, содержащем вес. % Триметилдиметил- аминосилан0,02 Гексаметапол0,1 АцетонОстальное Затем изделия промывают ацетоном, сушат, наносят клеющий состав, склеивая по рекомендованной технологии. Результаты испытаний приведены в таблице. П р и м е р 2. Образец из нержавеющей стали подвергают десятикратной поперемнной обработке в вакууме при парами Н2О и SiCe CPsKP 105 Па), после чего изделие в течение 2 мин обрабатывают при в растворе, содержащем, вес.%: Триметилдиэтил- аминосилано 3 ГексаметаполО 01 АцетонОстальное Обработанную поверхность, промывают ацетоном, сущат и склеивают по рекомендованной технологии. Результаты испытаний на адгезионную прочность представлены в таблице. П р и м е р 3. Изделие из меди обрабатывают попеременно в вакууме при 150°С пеграми воды51С24 (РзтСйл 10 Па) 20 раз, после чего обрабатывают в растворе при .в течение 1 мин, содержащем, вес.%: Триметилд иметиламиносилан5ГексаметаполО,ОО6 АцетонОстальное Затем поверхность промывают ацетоном, сущат, наносят клеющий состав склеивают по любой рекомендованной технологии. Результаты испытаний склеенных обазцов на отрыв (адгезия) представлена в таблице. П р и м е р 4. Никелевую или никелированную поверхность обрабатывают в акууме при парами воды и SiCe (Р5, l , после его модифицируют в растворе в течение мин при 20°С содержащем, вес.%: Триметилдиметиламиносилан1Гексаметапол0,01 АцетонОстальное Затем поверхность промывают ацето ом, сушат и склеивают по рекомендоанной технологии {табл. 1).

5 97S771 6

Результаты испытаний показывают,этого,активация элементокснаного подслоя

что предлагаемый метод позволяет уве-в растворе органического амина позволяет

личить адгезионную прочность для рядаиспользовать такие высокоактивные прапа-

металлов и сплавов в 1,5-2 раза, осо-раты,кактриметилдиалкиламиносилан ска-

бенно для трудно склеиваемых ма-$ гализатором, использование которых ватериалов, как Ковар, медь. Помимокуумной технологией затруднительно.