Раствор для обработки поверхности анодированного алюминия Советский патент 1983 года по МПК C25D11/24 C23G1/12 

Изобретение относится к химичес КОЙ обработке поверхности анодированного алюминия и может быть испол зовано в радиотехнической промышленности, автомобилестроении, авиастроении, электронике при нанесении различных лакокрасочных, полимерных покрытий и.клеев на поверхность. Анодирование алюминия и его сплавов является одним из важнейших методов защиты повер;:ности металла от коррозии. Также Всьжна последующая химическая обработка окисной пленки с целью увеличения адгезии к различного рода покрытиям. Известна обработка анодной окисной пленки на алюминии, содержащей калий хромовокислый и соду и в растворе гидрата окиси натрия tl. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является рас вор для обработки поверхности аноди ванного сШюмиНия, содержащий 35 мл/ фосфорной кислоты (d 1,52) и 20 г/л хромового ангидрида, обработ ку в котором проводят при 80-100°С в течение мин С2 3. .Однако этот раствор используется только для препаративных целей и пр назначается для удаления с поверхно сти алюминия окисной пленки, которая растворяется при этих условиях полностью. Целью изобретения является повышение адгезии лакокрасочных, полимерных покрытий и клеев к анодированному алюминию с помсхцью модификации поверхности окисной .пленки. Поставленная цель достигается тем, что раствор, содержащий фосфор|1ую кислоту и хромовый ангидрид, дополнительно содержит моноэтаиолёмин при следующем соотношении компонентов, г/л: Фоофориая кислота (d 1,698) , 10-100 Хромовый ангидрид1-50Моноэтанолакшн 5-100 Для получения npovHoro адгезионного соединения важнейшим условием является нгшичие полного межфазного контакта. В -случае, если подложка представляет собой сильно развитую пористую структуру, то прочность адгезионного соединения может возрасти тать не только за счет увеличения площади межфазного контакта, но и в результате механического закрепления ддгезива в порах. Такимобразом, увё личение адгезио|1ной прочности в этом случав осуществляется за счет так называемого механического фактора. Однако пористая структура окисной пленки алюминия не оказывает.:, существенного влияния на адгезионные свойства ПОДЛОЖ1СИ, поэтому следует изменить поверхность окисной пленки таким образом чфобы проявить воздействие механи сеского фактора, в результате чего можно бы ожидать увеличения адгезионной прочности анодированный а;1юминий - лакокрасочное полимерное йокЕЯлтие, клей. Под действием травильного раствор происходит раст{ авливание пор окисНОЙ пленки с об азованием сильно развитой поверхности. Подтверждением того, что йоверхность действительно претерпевает существенные изменения в процессе травления, служат опыты по найолнению минеральным маслом, а также характер растекания по травленой поверхноети, П р и и е р. Полученные оезультаты проверяют на пластинах сплава алюминия Д-16, анодированного серно кислотным способом. Пластины подвер ют обработке в травильных растворах составы которых приведены в таблице Использование растворов 4-6 приводит к полному удалению анодной пл ки с поверхности алюминия и, следов тельно, к низкой адгезии покрытий на ней. Моноэтаноламин выполняет двойную функцию. Выступает в роли промотора адгез Молекула моноэтаноламина имеет две полярные группы, одна из которых вз имодействует с поверхностью алюмини несущей на себе гидроксильные групп а другая - с полярными группами пол мера. Оставаясь в порах анодной пле ки, образованны { с помощью активног начала травильного раствора, моноэтаноламин взаимодействует с полимером по всему объему модифицирован- ного анодного оксида. Оказывает ингибирующее действие на процесс растравлавания пор, т.е. позволяет травильному раствору заполнить все поры анодной пленки до начала активной стадии процесса трав- . Ленин, в противном случае (без моноэтаноламина) наблюдается быстрое послойное с- равливание анодной пленки. Затем к пластинам припрессовуют полиэтилен при и Ру СУДвльное давление) 10 кГ/см в течение 10 мин после чего образцы подвергают испытаниям на термоудар и в камере тропического климата. Испытания на термоудар (-60) - (+80) С включают в себя пять циклов по одному часу при каждой температуре. Испытания в камере тропического климата проводят в течение 10 сут при относительной влажности 981 2% и fe . Во всех трех случаях образцы с травленой поверхностью выдерживают названные испытания/ тогда как склейки полиэтилена с анодированной, но не травленной поверхностью, расслаиваются сразу после припрессовки. Адгезионные испытания склеек гшюминия (А-99) с полиэтиленом и эпоксидной смолой (ЭД-:20, о тверди тел ь полиэтиленполиамин), проведенные на образцах грибкового типа, показывают существенное увеличение адгезионной прочности на травленой поверхности анодированного алюминия по сравнению с нетравленой., В случае склеек с полиэтиленом в результате травления адгезионная прочность увеличивается с 200 до 260 кГ/см , т.е. достигает когезионной прочности полиэтилена, в случае эпоксидной смолы эта величина возрастает от 290 до 500 кГ/см2. В табл 1 приведены составы известных и предлагаемых растворов, а в табл. 2 - их свойства. Таблица 1

20 1

40 10 100

50 20

15 мл (85%-ная)

25 с

85

i л 5 с

100 1 л 5 мин

50 1 л 1 л

40

20

Известный 6

35 МП

20

260 260 260 70

60 60

Стабильность - потеря адгезионной прочности С%) от начальной за 30 сут выдержки адге.зионного соединения в воде..

Испытания на тер1«)удар - припрессовкаполиэтилена при 160 С и удельном , давлений 10 кг/см в течение 10 мин и термоудар от -60 до 4-80 С по одному часу при каждой температуре. Из данных таблицы видно, что только с помощью предлагаемого способа формируется поверхность, которая с полимерами обеспечивает высокую адгезионную прочность и стабильность при выдержке в воде и испытаниях на термоудар. Предлагаемой способ обработки поверхности анодированного гипомииия позволяет получать стабильные соединения алюминия с традиционно, трудно склеиваекыми полиолефинеил. В частности гфи такой обработке повёрхно.сти подложки может использоваться обычный необлученный полиэтилен, что в значительной мере удешевляет и

Продолжение табл. 1

ДО 1 л

До 1 л

Таблица 2

10 10 10 90

5 щжлоа 5 цыхлов 5 цшслов

1)н

Расслаивание сразу после припрессовки

95 90 То же

облегчгют процесс получения металлполимерюис изделий. Формула изобретения Раствор для обработкиповерхности анодированного гшюминия, преимущественно щерёд нанесением полимерных покрытий, содержащий фосфорную кислоту и хромовый ангидрид, о т л и-, чающийся тем, что, с целью повышения адсезии покрытия, раствор дополнительно содержит моноэтаноламин при следувщш соотношении компонентов , г/л:

7990885 8

Фосфорная кислота1. трейдер А. В. Оксидирование fd 1,698) 10-100алюминия и его сплавов. М., МеталлургХромовый ангид-издат, I960, с. 209 и 211. РИД 1-502. Попилов Л. Я. и Трактирова Моноэтаноламин 5-100Т. В. Химические и электрохимические

Источники информации,талей и изделий в судостроении. Обпринятые во внимание при экспертизезор, ЦНИИ РУМБ, 1974, с. 128.

спбообы травления поверхностей де