RU2593063C1 - Композиция для катодного электроосаждения наноструктурных никель-полимерных покрытий - Google Patents
Композиция для катодного электроосаждения наноструктурных никель-полимерных покрытий Download PDFInfo
- Publication number
- RU2593063C1 RU2593063C1 RU2015109679/02A RU2015109679A RU2593063C1 RU 2593063 C1 RU2593063 C1 RU 2593063C1 RU 2015109679/02 A RU2015109679/02 A RU 2015109679/02A RU 2015109679 A RU2015109679 A RU 2015109679A RU 2593063 C1 RU2593063 C1 RU 2593063C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nickel
- polymer
- coatings
- composition
- cathodic electrodeposition
- Prior art date
Links
Landscapes
- Paints Or Removers (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области металлополимерных покрытий и может быть использовано для получения методом катодного электроосаждения тонкопленочных покрытий с улучшенным комплексом свойств. Композиция для катодного электроосаждения наноструктурных никель-полимерных покрытий, включающая полимерный компонент - эпоксиаминный аддукт, модифицированный блокированным толуилендиизоцианатом, уксусную кислоту, ацетат никеля и обессоленную воду, при следующем соотношении компонентов, г/л: полимерный компонент 100, 100 % уксусная кислота 0,4, ацетат никеля 9-11, обессоленная вода - до 1 л. Технический результат: повышение коррозионной стойкости, твердости при одновременной прочности на изгиб. 2 табл.
Description
Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано для получения методом катодного электроосаждения тонкопленочных антикоррозионных покрытий с улучшенным комплексом свойств.
Широко известно получение металлических гальванических покрытий на металлах. Их недостатком является большая неравномерность покрытий по толщине на изделиях сложной конфигурации и большие внутренние напряжения, служащие причиной их хрупкости. Для снижения их используют введение в гальваническую ванну малых добавок высокомолекулярных полимеров, стабилизированных катионактивными ПАВами, для обеспечения их совместного с металлом электроосаждения на катоде и получения, таким образом, металлополимерных покрытий. В [1, 2, 3] описаны подобные композиции.
В патенте [4] раскрыт способ одновременного электроосаждения на катоде металла и дисперсного высокомолекулярного полимера. Таким образом, в указанных ссылках идет речь о модификации металлической матрицы покрытия добавками высокомолекулярных полимеров, то есть при этом формируются полимерметаллические покрытия с матрицей на основе металла. Несмотря на хорошие свойства получаемых полимерметаллических покрытий, этот метод не нашел широкого применения из-за недостаточной агрегативной и кинетической устойчивости ионно-стабилизированных дисперсий полимеров, их низкой рассеивающей способности, присущей электрофоретическому осаждению дисперсий.
Известен и широко применяется в промышленности метод получения полимерных лакокрасочных покрытий за счет катодного электроосаждения аминосодержащих олигомерных электролитов, именуемый в технической литературе окраской электроосаждением [5]. Покрытие формируется за счет потери растворимости аминосодержащего олигомерного электролита в сильно щелочном прикатодном слое с последующем осаждением на катод. Покрытие при окраске электроосаждением окончательно формируется при высокотемпературном отверждении, в результате которого осажденный олигомерный электролит за счет реакций поликонденсации превращается в высокомолекулярный полимер, который и является матрицей покрытия. Метод окраски электроосаждение в настоящий момент - единственный способ получения равномерных по толщине покрытий на изделиях любой сложной конфигурации. Дополнительным преимуществом указанного метода является то, что материал для электроосаждения - аминосодержащий олигомерный электролит, представляет собой однофазный, термодинамически стабильный, агрегативно и кинетически устойчивый раствор в воде. Процесс окраски отличается высокой степенью автоматизации, экологической полноценностью и безотходностью. Преимуществом электроосажденных покрытий является их хорошая адгезия к металлическим поверхностям, низкие внутренние напряжения из-за наличия эластичной полимерной матрицы. Недостатком таких покрытий является их относительно низкая твердость.
Наиболее близким аналогом является аминосодержащий олигомерный электролит [6], содержащий различные добавки - пигменты, наполнители и модификаторы. В качестве добавок применяют высокомолекулярные полимеры, стабилизированные ПАВ, однако покрытия, получаемые из указанного электролита, являются недостаточно твердыми.
Задачей изобретения является получение качественных металлполимерных покрытий.
Техническим результатом является повышение коррозионной стойкости изделий, твердости и одновременной прочности на изгиб никель-полимерного покрытия.
Указанный технический результат достигается при нанесении покрытия с использованием композиции для катодного электроосаждения наноструктурных никель-полимерных покрытий, включающей полимерный компонент - эпоксиаминный аддукт, модифицированный блокированным толуилендиизоцианатом, уксусную кислоту, ацетат никеля и обессоленную воду, при следующем соотношении компонентов, г/л:
полимерный компонент | 100 |
100 % уксусная кислота | 0,4 |
ацетат никеля | 9-11 |
обессоленная вода | до 1 л |
В настоящем изобретении металлополимерные покрытия получают сочетанием в одном технологическом процессе электроосаждения на катоде аминосодержащего олигомерного электролита с электролитическим осаждением никеля из их общего водного раствора. При электролитическом восстановлении на катоде ионов никеля образующиеся частицы металла оказываются включенными in situ непосредственно в полимерную матрицу с образованием металлополимерного покрытия. При этом образуемое металлополимерное покрытие обладает как достоинствами полимерного покрытия, полученного методом окраски электроосаждения, а именно равномерностью и эластичностью, так и гальванического металлического покрытия, а именно твердостью и коррозионной стойкостью.
Композиция по существу включает аминосодержащий олигомерный электролит и водорастворимую соль никеля. В качестве аминосодержащего олигомерного электролита выбран эпоксиаминный аддукт, модифицированный блокированным толуилендиизоцианатом с молекулярной массой 1700-2500 и сухим остатком 36-38 мас. %, являющийся пленкообразователем лакокрасочных материалов для катодного электроосаждения, использующихся в промышленности [7]. Для перевода пленкообразователя в водорастворимое состояние используется уксусная кислота с концентрацией 0,1 г/л. В качестве водорастворимой соли никеля используется ацетата никеля в виде водного раствора с концентрацией 0,1 моль/л.
Композицию готовят следующим образом: к расчетному количеству обессоленной воды добавляется расчетное количество уксусной кислоты и при работающей мешалке со скоростью 300-500 оборотов в минуту вводится аминосодержащий олигомерный электролит. Перемешивание продолжается 2 часа. Полученный раствор для электроосаждения имеет следующие параметры: концентрация аминосодержащего олигомерного электролита от 9 до 15 мас. %, рН 5,3-5,5, электропроводность от 1200 до 3500 мкСим/см. К полученному раствору добавляется такое расчетное количество раствора ацетата никеля с концентрацией 0,1 моль/литр, при котором соотношение по сухому остатку ацетат никеля/ аминосодержащий олигомерный электролит составляет от 7/100 до 15/100 мас. части.
Покрытия получают на стальных пластинках из стали 08 КП размером 30×60 мм, которые предварительно подготавливались к окраске в соответствии со схемой №1 Таблицы №3 ГОСТ 9.402-2004. Электроосаждение проводили в лабораторной ванне объемом 1 л следующих условиях проведения процесса электроосаждения: U=const=140-200 V, время - 120 секунд; рН=5,3-5,5 температура 27-30°С. Окрашенные пластинки промывали водой, термоотверждали при 180°С в течение 30 минут.
В таблице 1 представлены примеры составов композиции, а в таблице 2 - свойства полученных покрытий.
Из таблицы 2 следует, что композиция № 3, содержащая от 9 до 11 г/л ацетата никеля по отношению к аминосодержащему олигомерному электролиту, является оптимальной с точки зрения свойств покрытий и превосходящей по свойствам прототип, а именно отличается повышенной твердостью при высокой прочности на изгиб и сильно увеличенной антикоррозионной стойкостью. Элементный анализ показал, что в покрытии содержится 6-7 мас. % никеля. Атомной микроскопией установлено, что никель в покрытии образует неопределенной формы кластеры наночастиц первичного размера от 80 до 200 нм.
Таким образом, из композиции аминосодержащего олигомерного электролита с водным раствором ацетата никеля получены наноструктурные никель-полимерные покрытия с комплексом ценных свойств, востребованных в промышленности.
Источники информации
1. Дейнега Ю.Ф., Ульберг З.Р. Электрофоретические покрытия. - М.: Химия. 1989, с. 138-150.
2. Патент РФ №2155246.
3. Патент РФ №2489531.
4. Патент GB 2221224.
5. Krylova I.A. Painting by electrodeposition the eve of the 21-st century // Progress in Organic Coating. 2001. Vol. 42. P. 119-131.
6. Квасников М.Ю., Крылова И.А. // Лакокрасочные материалы и их применение. 2001. № 4, с. 10, 24, 26.
7. Патент JP 2001073192 А.
Claims (1)
- Композиция для катодного электроосаждения наноструктурных никель-полимерных покрытий, включающая полимерный компонент - эпоксиаминный аддукт, модифицированный блокированным толуилендиизоцианатом, уксусную кислоту, ацетат никеля и обессоленную воду, при следующем соотношении компонентов, г/л:
полимерный компонент 100 100 % уксусная кислота 0,4 ацетат никеля 9 - 11 обессоленная вода до 1 л
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015109679/02A RU2593063C1 (ru) | 2015-03-20 | 2015-03-20 | Композиция для катодного электроосаждения наноструктурных никель-полимерных покрытий |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015109679/02A RU2593063C1 (ru) | 2015-03-20 | 2015-03-20 | Композиция для катодного электроосаждения наноструктурных никель-полимерных покрытий |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2593063C1 true RU2593063C1 (ru) | 2016-07-27 |
Family
ID=56557207
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015109679/02A RU2593063C1 (ru) | 2015-03-20 | 2015-03-20 | Композиция для катодного электроосаждения наноструктурных никель-полимерных покрытий |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2593063C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2674529C1 (ru) * | 2018-09-17 | 2018-12-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" | Композиция для получения методом катодного электроосаждения металлополимерных кадмий-содержащих лакокрасочных покрытий с повышенной коррозионной стойкостью |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2221224A (en) * | 1988-07-06 | 1990-01-31 | Ici Plc | Simultaneous electrodeposition of metal and film-forming polymer from a single bath |
JP2001073192A (ja) * | 1999-07-07 | 2001-03-21 | Kansai Paint Co Ltd | 複層塗膜形成法 |
RU2486220C2 (ru) * | 2011-09-07 | 2013-06-27 | Закрытое акционерное общество "ОНТК-94" | Композиция для катодного электроосаждения с высокой рассеивающей способностью, предназначенная для получения покрытий с повышенной твердостью и износостойкостью |
-
2015
- 2015-03-20 RU RU2015109679/02A patent/RU2593063C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2221224A (en) * | 1988-07-06 | 1990-01-31 | Ici Plc | Simultaneous electrodeposition of metal and film-forming polymer from a single bath |
JP2001073192A (ja) * | 1999-07-07 | 2001-03-21 | Kansai Paint Co Ltd | 複層塗膜形成法 |
RU2486220C2 (ru) * | 2011-09-07 | 2013-06-27 | Закрытое акционерное общество "ОНТК-94" | Композиция для катодного электроосаждения с высокой рассеивающей способностью, предназначенная для получения покрытий с повышенной твердостью и износостойкостью |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2674529C1 (ru) * | 2018-09-17 | 2018-12-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" | Композиция для получения методом катодного электроосаждения металлополимерных кадмий-содержащих лакокрасочных покрытий с повышенной коррозионной стойкостью |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Mafi et al. | Studying the effects of the addition of TiN nanoparticles to Ni–P electroless coatings | |
JP4532539B2 (ja) | 鉄−リン電気めっき浴および方法 | |
US10240244B2 (en) | Portable, liquid free, electroless, electrochemical deposition of metal on conductive and nonconductive surfaces | |
JP6211712B2 (ja) | 無シアン系前処理用電気銅メッキ液及びその製造方法 | |
TW201610241A (zh) | 銅-鎳合金電鍍浴 | |
JP5452458B2 (ja) | ニッケルめっき液及びニッケルめっき方法 | |
CN104040033A (zh) | 电解液及其用于沉积黑钌镀层的用途及以此方式获得的镀层 | |
Saranya et al. | Electrodeposition of Ni–Cu alloys from a protic ionic liquid medium-voltammetric and surface morphologic studies | |
RU2593063C1 (ru) | Композиция для катодного электроосаждения наноструктурных никель-полимерных покрытий | |
LU102072B1 (en) | Method for performing plating to prevent pipe from sulfur corrosion | |
CN111344439A (zh) | 具备黑色氧化覆膜的镁或铝金属部件及其制备方法 | |
KR101998605B1 (ko) | 아연니켈합금 전기도금액 및 이를 이용한 전기도금법 | |
JP2009149978A (ja) | 銅−亜鉛合金電気めっき浴およびこれを用いためっき方法 | |
RU2613798C1 (ru) | Композиция и способ получения теплопроводных металлополимерных покрытий с повышенной твердостью методом катодного электроосаждения | |
TWI568885B (zh) | 金屬表面處理液、金屬基材之表面處理方法及由該方法所製得之金屬基材 | |
RU2437967C1 (ru) | Способ осаждения композиционных покрытий никель-ванадий-фосфор-нитрид бора | |
RU2638373C1 (ru) | Композиция для катодного электроосаждения, предназначенная для получения лакокрасочных цинк-полимерных покрытий с повышенной твёрдостью и водостойкостью | |
RU2489527C2 (ru) | Состав электролита антифрикционного электролитического сплава "цинк-железо" для осаждения в условиях гидромеханического активирования | |
RU2441107C1 (ru) | Электролит для электроосаждения сплава цинк-никель | |
WO2010101212A1 (ja) | 銅-亜鉛合金電気めっき浴およびこれを用いためっき方法 | |
JP6403198B2 (ja) | マグネシウム又はマグネシウム合金からなる製品の製造方法 | |
RU2674529C1 (ru) | Композиция для получения методом катодного электроосаждения металлополимерных кадмий-содержащих лакокрасочных покрытий с повышенной коррозионной стойкостью | |
RU2817646C1 (ru) | Способ получения покрытия из порошка на основе оксида графена и/или полианилина методом электроосаждения | |
TWI465612B (zh) | 電鍍鋅鋼板的製造方法 | |
RU2713771C1 (ru) | Электролит для осаждения сплава Cr-V |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190321 |