Раствор для обработки поверхности анодированного алюминия

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Р990885 Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(61 Дополнительное к аат, саид-ву(22) Заявлено 1 БХ)2 В 1 (21) 3245980/22-02с присоединением заявки Йо(23) ПриоритетОпубликовано 2 З,О 1 ВЗ. Бюллетеиь МУЗДата опубликования описания 2 З 018 З И) М.иа.з С 25 0 11/24С 23 С 1/12 Государственный номнтет СССР но делам нзобретеннй н отнрытнйВ, В, Арсланов, .В. А. Огарев и В Ю Чочиа фУффДйдвыааи:Ордена Трудового Красного Знамени институтфизической химии АН СССР(54) РАСТВОР ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТИ АНОДИРОВАННОГОАЛЮМИНИЯ Изобретение относится к химичес кой обработке поверхности анодированного алюминия и может быть использовано 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 поверности металла от коррозии. Также важна последующая химическая обработка окисной пленки с целью увеличения адгезии к различного рода покрытиям. 15Известна обработка анодной окисной пленки на алюминии, содержащей калий хромовокислый и соду и в растворе гидрата окиси натрия 1 ).Наиболее близким по технической сущности к изобретению является раствор дЛя обработки поверхности анодированного алюминия, содержащий 35 мл/л фосфорной кислоты (й = 1,52) и 20 г/л хромового ангидрида, обработ ку в котором проводят при 80-100 оС в течение 15 мин 2,.Однако этот раствор используется только для препаративных целей и предназначается для удаления с поверхно сти алюминия окисной пленки, которая растворяется при этих условиях полностьюЦелью изобретения является повышение адгеэии лакокрасочных, полимерных покрытий и клеев к анодированному алюминию с помощью модификации поверхности окисной пленки.Поставленная цель достигается тем, что раствор, содержащий фосфорную кислоту и хромовый ангидрид, дополнительно содержит моноэтаноламин при следующем соотношении компонентов, г/лгФоофорная кислота(д = 1,698) ; 10-100Хромовый ангидрид 1-50Моноэтаноламин 5-100Для получения прочного адгезионного соединения важнейшим условием является наличие полного межфазного контакта. В .случае, если подложка представляет собой сильно развитую пористую структуру, то прочность адгеэионного соединения может воэрасе тать не только за счет увеличения площади межфазного контакта, но и а результате механического закрепления . адгеэива в порах. Таким образом, уве990885 мером по всему объему модифицирован- фного анодного оксида,Оказывает ингибирующее действиена процесс растравливания пор, т.е.позволяет травильному раствору заполнить все поры анодной пленки до начала активной стадии процесса трав- .ления, в противном случае (без моноэтаноламина) наблюдается быстроепослойное с равливание анодной пленки.Затем к пластинам припрессовуютполиэтилен при 169 С и Р (удельноедавление) = 10 кГ/смв течение 10 минпосле чего. образцы подвергают испытаниям на термоудар и в камере тропического климата. Испытания на термоудар (-60) - (+80) С включают в себяпять циклов по одному часу при каждойтемпературе, Испытания в камере тропического климата проводят в течение10 сут при относительной влажности981 2 и 3 = 40+5 С, Во всех трехслучаях образцы с травленой поверхностью выдерживают названные испытания, тогда как склейки полиэтиле-,на с анодированной, но не травленной поверхностью, расслаиваются сразу после припрессовки.Адгезионные испытания склеек алюминия (А) с полиэтиленом и эпоксидной смолой (ЭД, отвердительполиэтиленполиамин), проведенныена образцах грибкового типа, показывают существенное увеличение адгезионной прочности на травленой поверхности анодированного алюминия посравнению с нетравленой;, В случаесклеек с полиэтиленом в результатетравления адгезионная прочность увеличивается с 200 до 260 кГ/см , т.е.достигает когезионной прочности полиэтилена, в случае эпоксидной смолыэта величина возрастает от 290 до500 кГ/смВ табл 1 приведены составы известных и предлагаемых растворов, а втабл. 2 - их свойства. Таблица 1 Содержание гаа тееааа шее Условия об аботки Состав Фосфорная Хромовый Моноэта-.:кислота ангидрид ноламнн Вода Предлагаемый 1(85-ная) личение адгезионной прочности в этом случае осуществляется за счет так называемого механического фактора. Однако пористая структура окисной пленки алюминия не оказывает;:. существенного влияния на адгезионные свойства подложки, поэтому следует изменить поверхность окисной пленки таким образом чтобы проявить воздействие механического фактора, в результате чего можно бы ожидать 10 увеличения адгеэионной прочности - анодированный алюминий - лакокрасочное полимерное покрытие, клей.Под действием травильного раствора происходит растравливание пор окиснОй пленки с обРазованием сильно развитой поверхности. Подтверждением того, что поверхность действительно претерпевает существенные изменения в процессе травления, служат опыты по наполнению минеральным маслом, а также характер растекания по травленой поверхноетк.П р и Й е р. Полученные результаты проверяют на пластинах сплава алюминия Д, анодированного серно .кислотным способом. Пластины подвергаЮт обработке в травильных растворах, составы которых приведены в таблице. Использование растворов 4-6 при водит к полному удалению анодной пленки с поверхности алюминия и, следова тельно, к низкой адгезии покрытий на ней.Моноэтаноламин выполняет двойную 33 функцию.Выступает в роля промотора адгезии. Молекула моноэтаноламина имеет две полярные группы, одна из которых взаимодействует с поверхностью алюминия, 40 несущей на себе гидроксильные группы, а другая - с полярными группами полимера. Оставаясь в порах анодной пленки, образованных с помощью активного начала травильнего раствора, моноэтаноламнн взаимодействует с поли" Ы емпероатура Время травС ления990885 Продолжение табл, 1 Содержание, г условия обработки Состав Фосфорная Хромовый Ионоэта- Водакислота ангидрид ноламин Температура Время травсСления. до 1.л 140 20 Известный 35 мл 20 До 1 л Таблица 2 Прочность адгезионны соединений косм с полиэтиленом с эпоксиднойСтабнлъность с полиэтилен Испытания на термоударфф Состав 260 500 5 цыклов 5 цыклов 5 цыклов 260 500 10 500 10 260 Расслаиванкесразу послеприпрессовкиТо же 90 70 120 95 140 60 100 90 60 Стабильность - потеря адгезионной прочности 1 Ъ ) от начальной за 30 сутвыдержки адгезионного соединения в воде.а" Испытания на термотудар - прикрессовка полиэтилена при 160 С и удельном,вдавлении 10 кг/см в течение 10 мин н термоудар от -60 до +80 С по одномуочасу при каждой температуре. облегчает Процесс получения металлполимерных изделий. Из данных таблицы видно, что только с помощью предлагаемого способа формируется поверхность, которая с полимеров обеспечивает высокую адгезионную прочность и стабильность при выдержке в воде к испытаниях на термоудар.Предлагаемый способ обработки поверхности анодированного алюминия позволяет получать стабильные соединения алюминия с традиционно:трудно склеиваевнми полиолефинаье. В частности при такой обработке поверхности подложки может использоваться обычный необлученный полиэтилен, что в значительной мере удешевляет к 55Формула изобретенияРаствор для обработки поверхностианодированного алюминия, преимущественно Веранд нанесением полимерных:покрытий, содержащий ФосФорную кис- О лоту к хромовый ангидрид, о т л и-,ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения адаезии покрытия, раствордополнительно содержит моноэтаноламин .при следующем соотношении компонен тов, г/л:990885 фосфорная кислотаЫ = 1,698) 10-100Хромовый ангидрид 1-505-100 фСоставитель В. ОлейниченкоТехред М.кощтура Редактор Н, Рогулич Корректор М. Шарсти Заказ 66/40 Тираж 641ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Подписное филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4 МоноэтаноламинИсточники информации,принятые во внимание нри экспертизе1. Шрейдер А. В. Оксидированиеалюминия и его сплавов. М Металлургиздат, 1960, с. 209 и 211,2. Попилов Л. Я. и ТрактироваТ. В. Химические и электрохнмическиеспоообы травления поверхностей деталей и изделий в судостроении. Обзор, ЦНИИ "РУМБ", 1974, с, 128,