Способ получения покрытия на металле

Оп ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДВПеЛЬС 7 ВУ(51) М. Кл. В 05 Э 1/02 Гаеудератееииый иенитет Совете е 1 иииатрее СССР ее делан изабретеиий м открытий(45) Дата опубликования описания 18,07.78(72) Авторы изобретения Иснтитут механики металлополимерных систем АН Белорусской ССР(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОКРЫТИЯ НА МЕТАЛЛЕИзобретение относится к технологии получения изделий из термопластичных материалов н может быть применено на предприятиях; занимающихся переработкой пластмасс. 5Известны разнообразные способы полу-, чения покрытий из термопластов на металлах, направленные на увеличение адгезии полимера к металлу. Многие иэ них основаны на модификации поверхности по р лимера перед соединениемс металлом. Известен способ получения металлополимерных покрытий путем нагрева металлической поверхности в среде водяного пара при 570-575 С с последующим наонесением полимера 1. Этот способ может быть использован при адгеэированни на металле различных полимеров. Однако способ недостаточно эффективен для изго- ра товления иэделий, получаемых оплавлением термоппаста на металлической арматуре, нагреваемой выше температуры плавления полимера. При нагреве арматуры происхэ дит снижение адгезии покрытия к металлу. 25 Известен также способ получения металлополимерных покрытий, согласно котэ- рому на поверхность металла сначала наносят мономалекулярный слой жирной киолоты 121.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения металлополимерных покрытий, заключающий ся в том, что на поверхность металла предварительно наносят фосфатную пленку с последующим нанесением различных полимеров, 131. Однако при нагреве изделий происходит отслаивание фосфатной пленки от металла и снижение адгезии покрытия к металлу.Цель изобретения - получение металлополимерных покрытий с высокой адгеэией полимера к металлу.Поставленная цель достигается тем, что на поверхность металла сначала наносят полиэтиленполиамин, нагревают в вою душной среде при 200 - 350 С и затем наносят полимер, выбранный иэгруппьп полиамид, полиэтилентерефталат, пентапластСпособ эффективен при нагреве металлической подложки с образованной на нейпленкой полиэтиленполиаминв при 200о350 С. В указанном температурном интервале происходит окисление как полиэтиленполиамина, так и металла, находящегосяпод ним. При этом вполне возможно возникновение химической связи между полиэтиленполиамином и окисной пленкой.При температуре нагрева ниже 200 Спленка полиэтиленполиамина получается 1 Онедостаточно прочной.. Нагрев при температуре выше 350 Свызывает разложение полиэтиленполиамина,П р и м е р 1. На торцы металлических стержней диаметром 12 и длиной 5060 мм, проточенные на токарном станке,наносит полиэтиленполиамин из 27 о-ного(по весу) раствора в воде. Воду удаляютнагреванием стержней при 80 - 90 С. 0После испарении воды на металле остается пленка полиэтиленполиамина толщиной1,5 - 2 мкм, Затем стержни помещаютв термокамеру и нагревают при 200350 С 20 мин. По истечении времени 25онагрева стержни извлекают из термошквфаи производят склеивание их друг с другом встык рвсплввом термопласта. Склеивание производят двумя способамилитьем под давлениеми термическим адгезированием,В первом случае используют гранулированный поликапроамид марки Б(ТУ6-06-309-70), во втором - порошкообраз-ный пентапласт (ТУ 6-05-1422-71) иполиэтилентерефталат пленочный (ТУ6-05-1 597-7 2)Образцы изготавливают литьем поддавлением в специальной форме, на термопластавтомате ДБ 3328 при следующих 40технологических параметрах: температуора литья 240 С, температура формы60." давление литья 600 кг/см,2При термическом вдгезировании нанесение термопласта производят соприкосно- . 45вением стержней, нагретых до 300 Со(температура соответствующая максимальной вдгезии), со слоем термопласта, равномерно распределенным на поверхностистекла. После оплавления термопластастержни помещают в специальное прясла . собление и склеивают под давлением5 кг/см,Толщина вдгезионного шва термопластасоставляет при литье под давлением 2 мм,при термическом вдгеэировании 0,120,15 мм.Адгеэионную прочность полученных соединений определяют методом нормальногоотрыва стержней на машине ХЗ - 4 прискорости нагружения 50 кг/сек.П р и м е р 2. Литьем под давлениемпо вышеуказанному режиму на стальнойролик наносят облицовку толщиной 2 ммиэ полиамидной смолы П(маркв С,ГОСТ 10589-73). Боковую поверхностьролика, подлежащую соединению с П,подготавливают, как в примере 1. Слойполиэтиленполиамина толщиной 0,82 мкм наносят окунанием ролика в растворы приготовленные с использованиемв качестве растворителей воды, этиловогоспирта и демитилформамида. Спирт удаляют лри комнатной температуре, а водуи диметилформамид - при 80 - 110 С.Перед установкой в форму арматуру наОгревают до 280 С. Затем определяют работоспособность облицовок при воздействии на них циклических знакопеременныхнагрузок, Испытания проводят нв машинах МИМ в паре со стальными ролика-,ми такого же типоразмера (диаметр 40,ширина 12 мм) при скорости 425 об/мини 20%-ном проскальзывании. Контактнуюнагрузку на ролики повышают ступенчатона 10 кг через каждый час роботы, Критерием работоспособности считают разрушающую контактную нагрузку.П р и м е р 3. Металлополимерныйподшипник, представляющий собой металлическую трубу, на внутреннюю поверхность которой нанесен полимер слоемтолщиной 5 мм, получают литьем под давлением по технологии, описанной в примерах 1 и 2. Затем трубу разрезают иакольца высотой 5 мм и выпрессовкой полимерного покрытия определяют адгезиюего к металлу. Выпрессовку производят намашине ЕЭ -4 при скорости нагружения50 кг/с.В табл. 1-3 дано сравнение прочностивдгеэионных соединений, полученныхпо изобретению и известным способом.588693 7,Таблица 2Работоспособность полимерных облицовок, закрепленных на стальнойарматуре, модифицированной предлагаемым и известным способами Предлагаемый 1 ЗОО 130 140 130-140 Тепловое раскатывание облицовки Известный(фосфатирование) Отслаивание облицовкиот фосфатной пленки 90-100 Примечание Материал облицовки - смола П,материал арматуры - сталь 45.Ъ Таблица 3 Адгезия к металлу полимерного покрытия, нанесенного на внутреннююповерхность стальной трубы, модифицированную различными способами Отслаивание покрытии от пленкиПЭПА, чередующееся с когезионным разрушением покрытия 300-400 Предлагаемый Отслаивание фосфатной пленкиот металла, чередующееся сотслаиванием полимера от фосфатной пленки Известный (фосфатиро ванне) 130-200 Пр и м е ч а н и е. Материал покрытия - смола П,,Материал арматуры - сталь 3 ГОСТ 380 - 71.50Результаты свидетельствуют о высо-. щ н й.с я тем, что, с цельюепй эффективности, изобретенияаадгезии полиме к металл,Формула изобретения55Способ получения покрытия на металле нанесением на его поверхность адгезива, а затем полимера; о т л и ч а юВодаЭтан олДиметилформамид повышенияра у в качестве адгезива используют полиетиленполиамин, а в качестве полимера - полимер, выбранный из группы: полиамид, полиэтилентерефталат, пентапласт и поверхность с на несенным адгезивом термообрабатывают при 200 - 350 С.588693 Источники информации, принятые во внимание при акспертизе:1. Журнал Техника в сельском хозяйстве", И 11, 1965. 102,8 с подспою Н.7 Робзеег бссосеСоставитель. Р. ВакарРедактор Т. Колодцева Техред А. Богдан Корректор Н. КовалеваЗаказ 4422/2 Тираж 9 О 5 Подписное ИНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий