RU2034668C1

RU2034668C1 - Method of applying polymeric coating to metal surface

Info

Publication number: RU2034668C1
Application number: RU92012460A
Authority: RU
Inventors: Татьяна Васильевна Чукаловская; Виктор Владимирович Бандуркин; Александр Иванович Щербаков
Original assignee: Татьяна Васильевна Чукаловская; Виктор Владимирович Бандуркин; Александр Иванович Щербаков
Priority date: 1992-12-31
Filing date: 1992-12-31
Publication date: 1995-05-10

Abstract

FIELD: formation of high-molecular coatings. SUBSTANCE: method involves heating surface to be coated to temperature exceeding thermal degradation temperature of high-molecular composition to be applied to surface. EFFECT: improved protection of surfaces is wide range of conditions of usage of these surfaces. 2 tbl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к технологиям создания высокомолекулярных покрытий на поверхности металла и может быть использовано, в частности, для создания защитных антикоррозионных и декоративных покрытий, а также покрытий, работающих в качестве твердой смазки при холодной штамповке металлов. The invention relates to technologies for creating macromolecular coatings on a metal surface and can be used, in particular, to create protective anticorrosive and decorative coatings, as well as coatings working as a solid lubricant in cold stamping of metals.

Известен способ нанесения покрытий из полимерных высокомолекулярных соединений на поверхность металлических изделий, включающий их предварительный нагрев перед обработкой водной дисперсией полимера до температуры не выше 140^оС (ниже температуры деструкции полимера) и последующие операции, связанные с удалением избытка полимерного материала, промывкой от ПАВ и электролита, сушкой и спеканием (отверждением). Однако известный способ имеет ряд недостатков: сложность (многооперационность) технологического процесса, длительность процесса формирования покрытия, высокий расход полимерного материала, а также невысокие физико-химические и антикоррозионные свойства нанесенного покрытия.Known methods for coating of polymeric high molecular weight compounds on the surface of metal products comprising them preheating before the polymer to a temperature treatment with an aqueous dispersion of not higher than 140 ^{° C} (below temperatures polymer degradation) and subsequent operations related to the removal of excess polymeric material by washing by surfactant and electrolyte, drying and sintering (curing). However, the known method has several disadvantages: the complexity (multioperational) of the technological process, the duration of the coating formation process, the high consumption of polymer material, as well as the low physicochemical and anticorrosion properties of the applied coating.

Техническим результатом изобретения является создание на поверхности металлов полимерного покрытия с высокими антикоррозионными и декоративными свойствами, а также создание покрытия, работающего в качестве твердой смазки при холодной штамповке металлов. The technical result of the invention is the creation on the surface of metals of a polymer coating with high anti-corrosion and decorative properties, as well as the creation of a coating that works as a solid lubricant in cold stamping of metals.

Это достигается тем, что в способе нанесения полимерных покрытий на поверхность металла, заключающемся в том, что обрабатываемую поверхность перед нанесением покрытия нагревают, а нанесение покрытия осуществляют водной и/или органической дисперсией на основе высокомолекулярных соединений нагрев поверхности осуществляют на 10-400^оС выше температуры деструкции наносимого высокомолекулярного соединения. При этом используют дисперсию с концентрацией высокомолекулярного соединения в ней 1-200 г/л. В качестве высокомолекулярных соединений (ВМС) могут быть использованы поливинилхлорид, политетрафторэтилен, синтетические латексы, поливинилацетат и его сополимеры, полиакрил, эпоксидные смолы и др.This is achieved in that in the method the application of polymer coatings to the metal surface consists in the fact that the surface to be treated is heated prior to coating, and coating is carried aqueous and / or organic dispersion based on macromolecular compounds of heating surfaces is carried out at 10-400 ° C above ^the the temperature of the destruction of the applied macromolecular compounds. In this case, a dispersion with a concentration of high molecular weight compounds in it of 1-200 g / l is used. As high molecular weight compounds (IUDs), polyvinyl chloride, polytetrafluoroethylene, synthetic latexes, polyvinyl acetate and its copolymers, polyacryl, epoxy resins, etc. can be used.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что при обработке нагретого металлического изделия дисперсией ВМС поверхность металла начинает быстро охлаждаться за счет теплоотвода в раствор. Как только температура поверхности становится ниже температуры деструкции ВМС, начинается поверхностная коагуляция дисперсных частиц ВМС, которые образуют сплошную ровную пленку на поверхности, препятствуя доступу к ней холодного раствора. Процесс поверхностной коагуляции протекает очень быстро (1-3 с), после чего обработку детали дисперсией прекращают. За счет высокой температуры поверхности металла сформированные полимерные пленки получаются сухими (они не содержат воды после извлечения детали из раствора). Поскольку теплопроводность полученной пленки низка, скорость охлаждения детали на воздухе резко снижается и частицы пленки успевают свариться между собой, пока поверхность не остыла. The essence of the invention lies in the fact that when processing a heated metal product by dispersion of the IUD, the metal surface begins to cool rapidly due to heat removal into the solution. As soon as the surface temperature falls below the temperature of the destruction of the IUD, surface coagulation of dispersed particles of the IUD begins, which form a continuous, even film on the surface, preventing the cold solution from accessing it. The process of surface coagulation proceeds very quickly (1-3 s), after which the treatment of the part with dispersion is stopped. Due to the high surface temperature of the metal, the formed polymer films are dry (they do not contain water after removing the part from the solution). Since the thermal conductivity of the obtained film is low, the cooling rate of the part in air decreases sharply and the film particles have time to weld together, until the surface has cooled down.

При обработке поверхности по прототипу растворитель, находящийся в глубине нанесенного слоя, испаряясь при сушке, создает дефекты в пленке, которые закрепляются последующим спеканием. В предлагаемом способе частицы ВМС коагулируют в местах наиболее высоких температур, что создает практически бездефектную пленку. When processing the surface of the prototype, a solvent located in the depth of the deposited layer, evaporating during drying, creates defects in the film, which are fixed by subsequent sintering. In the proposed method, the IUD particles coagulate at places of the highest temperatures, which creates a practically defect-free film.

П р и м е р 1. Образцы, изготовленные из стали Ст3, нагревали до температур 430, 500 700, 820^оС, что выше температуры деструкции ПТФЭ (420^оС), соответственно, на 10, 180, 280 и 400^о и погружали в водный раствор суспензии ПТФЭ-4ДВ с размером частиц 0,06-0,4 мкм. Характеристики полученных пленок приведены в табл.1.EXAMPLES EXAMPLE 1. Samples made from steel St3, heated to temperatures of 430 500 700 820 ^C, which is above the decomposition temperature of PTFE (420 ° ^C), respectively, 10, 180, 280 and 400 ^on and immersed in an aqueous solution of a suspension of PTFE-4DV with a particle size of 0.06-0.4 microns. The characteristics of the obtained films are given in table 1.

П р и м е р 2; Образцы, изготовленные из стали Ст3, нагревали до температуры 230,350,450,550^оС, что выше температуры деструкции (180^оС) бутадиенстирольного каучука (латекс БСК) соответственно на 50,170,270 и 370^оС. Затем погружали в водную дисперсию латекса БСК. На образцах формировалась очень плотная и блестящая пленка, цвет которой зависит от температуры образца при нагревании. Характеристики полученных пленок приведены в табл.2.PRI me R 2; Samples made from steel St3, heated to a temperature 230,350,450,550 ^C., higher decomposition temperature (180 ° ^C) styrene-butadiene rubber (SBR latex) respectively at 50,170,270 and 370 ° ^C was immersed in the aqueous dispersion of SBR latex. A very dense and shiny film was formed on the samples, the color of which depends on the temperature of the sample upon heating. The characteristics of the obtained films are given in table.2.

П р и м е р 3. Образцы, изготовленные из стали Ст.3, нагревали до температуры 300,350,450^оС, что выше температуры деструкции (270^оС) эпоксидной смолы ЭД-5 соответственно на 30,80 и 180^оС, затем погружали в водно-ацетоновую дисперсию эпоксидной смолы ЭД-5. Характеристики полученных пленок приведены в табл.3.EXAMPLE EXAMPLE 3 Samples made from steel St.3, heated to a temperature of ^about 300,350,450 C., which is above the decomposition temperature (270 ° ^C) Epoxy Resin EH-5, respectively 30,80 and 180 ^C, then immersed in the water-acetone dispersion of epoxy resin ED-5. The characteristics of the obtained films are given in table.3.

П р и м е р 4. Образцы, изготовленные из стали Ст.3, нагревали до температуры 300,350,450^оС, что выше температуры деструкции поливинилхлорида (230^оС) соответственно на 70, 120 и 220^оС, затем погружали в дисперсию поливинилхлорида в циклогексаноне. Характеристики полученных пленок приведены в табл.4.EXAMPLE EXAMPLE 4 Samples made from steel St.3, heated to a temperature of ^about 300,350,450 C., which is above the PVC degradation temperature (230 ° ^C), respectively 70, 120 and 220 ^C, then immersed in a polyvinyl chloride dispersion cyclohexanone. The characteristics of the obtained films are given in table 4.

П р и м е р 5. Образцы, изготовленные из меди, алюминия, титана, покрывали в режимах, описанных в примерах 1-4, и подвергали коррозионным испытаниям по методикам различных для каждого металла. Результаты приведены в табл. 5. PRI me R 5. Samples made of copper, aluminum, titanium, were coated in the modes described in examples 1-4, and subjected to corrosion tests by methods different for each metal. The results are shown in table. 5.

П р и м е р 6. Детали, предназначенные для холодной штамповки, нагревали до температур 430, 600, 700^оС, что выше температуры деструкции ПТФЭ (420^оС), соответственно, на 10, 180, 280^оС, и погружали в водный раствор суспензии ПТФЭ Ф-4ДВ с размером частиц 0,06-0,4 мкм. Характеристики полученных пленок приведены в табл.6.EXAMPLE Example 6 Items intended for cold forming, is heated to temperatures of 430, 600, 700 ^{° C,} which is higher than the degradation temperature of PTFE (420 ° ^C), respectively, 10, 180, 280 ^{° C,} and immersed in an aqueous solution of a suspension of PTFE F-4DV with a particle size of 0.06-0.4 microns. The characteristics of the obtained films are given in table.6.

Claims

1. METHOD FOR APPLYING POLYMER COATINGS ON THE SURFACE OF METAL, which consists in the fact that the surface to be treated is heated before coating, and the coating is carried out with aqueous and / or organic dispersion based on macromolecular compounds, characterized in that the surface is heated 10,400 ^° C higher the temperature of the destruction of the applied macromolecular compounds.

2. The method according to claim 1, characterized in that they use a dispersion with a concentration of high molecular weight compounds in it from 1 to 200 g / L.