RU2620235C1 - Композиция для формирования адгезионного титансодержащего покрытия на стальной или алюминиевой поверхности и способ её нанесения - Google Patents

Композиция для формирования адгезионного титансодержащего покрытия на стальной или алюминиевой поверхности и способ её нанесения Download PDF

Info

Publication number
RU2620235C1
RU2620235C1 RU2015156329A RU2015156329A RU2620235C1 RU 2620235 C1 RU2620235 C1 RU 2620235C1 RU 2015156329 A RU2015156329 A RU 2015156329A RU 2015156329 A RU2015156329 A RU 2015156329A RU 2620235 C1 RU2620235 C1 RU 2620235C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
composition
steel
acid
minutes
forming
Prior art date
Application number
RU2015156329A
Other languages
English (en)
Inventor
Алексей Александрович Абрашов
Неля Сетраковна Григорян
Дарья Юрьевна Жиленко
Тигран Ашотович Ваграмян
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И.Менделеева" (РХТУ им. Д.И.Менделеева)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И.Менделеева" (РХТУ им. Д.И.Менделеева) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И.Менделеева" (РХТУ им. Д.И.Менделеева)
Priority to RU2015156329A priority Critical patent/RU2620235C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2620235C1 publication Critical patent/RU2620235C1/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C22/05—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions
    • C23C22/06—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6
    • C23C22/40—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 containing molybdates, tungstates or vanadates
    • C23C22/44—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 containing molybdates, tungstates or vanadates containing also fluorides or complex fluorides

Landscapes

  • Chemical Treatment Of Metals (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области защиты от коррозии стальных или алюминиевых поверхностей. Предложена композиция для формирования защитного титансодержащего покрытия на стальной или алюминиевой поверхности перед нанесением лакокрасочного покрытия, содержащая следующие компоненты: гексафтортитановая кислота 0,1-0,25%, никель азотнокислый (в пересчете на металл) 0,002-0,016%, парамолибдат аммония 0,01-0,04%, винная кислота 0,02-0,04%, остальное - вода. Также предложен способ формирования защитного титансодержащего покрытия, включающий обработку стальной или алюминиевой поверхности в течение 0,5-5,0 мин упомянутой композицией при рН 4,3-5,0 и температуре 20-40°С композиции, и последующую сушку при температуре 180-200°С в течение 5-15 мин. Изобретения позволяют получить на стальной или алюминиевой поверхности защитные титансодержащие покрытия, обладающие высокой коррозионной стойкостью и улучшающие адгезию с последующим лакокрасочным покрытием, а также обеспечивают предотвращение загрязнения рабочего раствора ионами тяжелых металлов. 2 н.п. ф-лы, 1 табл., 7 пр.

Description

Изобретение относится к области защиты от коррозии стальных или алюминиевых изделий с помощью композиции, нанесение которой обеспечивает формирование защитного адгезионного титансодержащего слоя на металлической поверхности перед последующим нанесением лакокрасочного покрытия.
Известны способы формирования защитного адгезионного титансодержащего слоя на стальной, оцинкованной, алюминиевой поверхностях с использованием композиций на основе гексафтортитановой кислоты. Однако предлагаемые композиции, помимо гексафтортитановой кислоты, дополнительно содержат гексафторциркониевую кислоту, органические и неорганические кислоты. Например, в патенте CN103668154 A (кл. C23C 22/34, 2014) описан способ формирования защитных адгезионных покрытий с применением композиции, содержащей в процентах по массе гексафтортитановую кислоту (4,5-5%), гексафторциркониевую кислоту (4,5-6,5%), дубильную кислоту (0,1-1%), 65%-ную азотную кислоту (0,1-0,5%), фитиновую кислоту (0,1-0,5%), лимонную кислоту (0,1-0,5%), фтористоводородную кислоту (0,1-1%), никель азотнокислый (2-3%), бикарбонат аммония от (4-6%) и воду.
К недостаткам данных способов относится использование растворов с большим количеством компонентов – не менее 9, кроме того, присутствие азотной и фтористоводородной кислот в композиции приводит к подтравливанию металлической поверхности в процессе эксплуатации растворов и загрязнению ионами тяжелых металлов, что затрудняет очистку стоков.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому техническому решению является композиция, описанная в патенте CN103276384 A (кл.C23C 22/44, 2013) (прототип). Композиция для формирования защитного адгезионного титансодержащего слоя на стальной, алюминиевой или оцинкованной поверхности состоит из двух предварительно приготовленных растворов - главного и вспомогательного, которые затем смешиваются. Главный раствор в процентах по массе содержит гексафтортитановую кислоту (0,05-0,15%), гексафторциркониевую кислоту (1-4,5%), дубильную кислоту (0,05-0,15%), 65%-ную азотную кислоту (0,05-0,3%), фитиновую кислоту (0,1-0,3%), фтористоводородную кислоту (0,05-0,3%), 1,2-бис-(триэтоксисилил)этан (0,05-0,2%), промышленный спирт (1-5%) и воду. Вспомогательный раствор в процентах по массе содержит триэтаноламин (0,1-2,5%), полиэтиленгликоль (0,1-2,5%), бикарбонат аммония (1-10%), молибдат аммония (0,1-1,5%), пеногаситель (1-2%) и воду.
К недостаткам данной композиции относится большое число компонентов – не менее 13, обязательное присутствие регуляторов кислотности, стабилизаторов и выравнивающих добавок, что неблагоприятно сказывается на качестве защитных покрытий и ухудшает адгезию последующего лакокрасочного покрытия. Присутствие азотной и фтористоводородной кислот в композиции приводит к подтравливанию металлической поверхности в процессе эксплуатации растворов и к загрязнению ионами тяжелых металлов, затрудняя очистку промышленных стоков. Кроме того, раствор требует частых корректировок по компонентам.
Поэтому предлагаемые растворы для формирования титансодержащих защитных покрытий на стали или алюминии не удовлетворяют требованиям по коррозионной стойкости, а многокомпонентность усложняет практическое применение данной композиции в качестве альтернативы композициям фосфатиривания и хроматирования.
Технической задачей изобретения является предотвращение загрязнения рабочего раствора ионами тяжелых металлов, улучшение коррозионной стойкости титансодержащих слоев при сохранении адгезии лакокрасочного покрытия.
Поставленная задача достигается разработкой композиции для формирования защитного адгезионного титансодержащего покрытия на стальной и алюминиевой поверхности, включающей гексафтортитановую кислоту, никель азотнокислый, парамолибдат аммония и винную кислоту при следующем соотношении компонентов, %:
гексафтортитановая кислота – 0,1-0,25;
никель азотнокислый (в пересчете на металл) – 0,002-0,016;
парамолибдат аммония – 0,01-0,04;
винная кислота – 0,02-0,04;
вода – остальное.
Разработанной композицией обрабатывают стальную или алюминиевую поверхность при температуре раствора 20-40°С и рН от 4,3 до 5,0 в течение 0,5-5 минут с последующей сушкой при температуре 180-200°С в течение 5-15 минут.
Сформированные на стальной или алюминиевой поверхности защитные адгезионные титансодержащие покрытия обладают высокой коррозионной стойкостью и улучшают адгезию последующего лакокрасочного покрытия, так как в процессе осаждения титансодержащего покрытия на стальную основу гексафтортитановая кислота гидролизуется с образованием оксида титана (TiO2), осадки которого адсорбируются поначалу на поверхности контактно выделившегося никеля, затем разрастаются, образуя на стальной основе сплошную пленку.
На поверхности алюминия происходит образование оксифторидов алюминия и титана, которые, поначалу адсорбируются на поверхности контактно выделившегося никеля, затем разрастаются, образуя сплошную плёнку.
Образующаяся пленка на поверхности стали и алюминия препятствует проникновению воды и хлорид ионов.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1
Добавляют 1,5 г гексафтортитановой кислоты H2TiF6 в воду, затем при перемешивании добавляют 0,12 г никеля азотнокислого Ni(NO3)2x6H2O (в пересчете на металл), 0,3 г парамолибдата аммония (NH4)6Mo7O24x4Н2О и 0,3 г/л винной кислоты C4H6O6. Затем приготовленную композицию разбавляют водой до получения одного литра раствора. Обрабатывают данной композицией предварительно подготовленные (обезжиренные, протравленные, активированные) стальные или алюминиевые изделия в течение 2 мин при температуре раствора 20°С, затем сушат при температуре 150°С 5 мин. После этого на металлические изделия наносят полиэфирное порошковое покрытие.
Пример 2
Добавляют 0,5 г гексафтортитановой кислоты H2TiF6 в воду, затем при перемешивании добавляют 0,01 г никеля азотнокислого Ni(NO3)2x6H2O (в пересчете на металл), 0,05 г парамолибдата аммония (NH4)6Mo7O24x4Н2О и 0,3 г/л винной кислоты C4H6O6. Затем приготовленную композицию разбавляют водой до получения одного литра раствора. Обрабатывают данной композицией предварительно подготовленные (обезжиренные, протравленные, активированные) стальные или алюминиевые изделия в течение 1 мин при температуре раствора 20°С, затем сушат при температуре 150°С 5 мин. После этого на металлические изделия наносят полиэфирное порошковое покрытие.
Пример 3
Добавляют 3 г гексафтортитановой кислоты H2TiF6 в воду, затем при перемешивании добавляют 0,3 г никеля азотнокислого Ni(NO3)2x6H2O (в пересчете на металл), 0,5 г парамолибдата аммония (NH4)6Mo7O24x4Н2О и 0,5 г/л винной кислоты C4H6O6. Затем приготовленную композицию разбавляют водой до получения одного литра раствора. Обрабатывают данной композицией предварительно подготовленные (обезжиренные, протравленные, активированные) стальные или алюминиевые изделия в течение 1 мин при температуре раствора 20°С, затем сушат при температуре 150°С 5 мин. После этого на металлические изделия наносят полиэфирное порошковое покрытие.
Пример 4
Добавляют 2 г гексафтортитановой кислоты H2TiF6 в воду, затем при перемешивании добавляют 0,16 г никеля азотнокислого Ni(NO3)2x6H2O (в пересчете на металл), 0,4 г парамолибдата аммония (NH4)6Mo7O24x4Н2О и 0,4 г/л винной кислоты C4H6O6. Затем приготовленную композицию разбавляют водой до получения одного литра раствора. Обрабатывают данной композицией предварительно подготовленные (обезжиренные, протравленные, активированные) стальные или алюминиевые изделия в течение 3 мин при температуре раствора 20°С, затем сушат при температуре 200°С 5 мин. После этого на металлические изделия наносят полиэфирное порошковое покрытие.
Пример 5
Добавляют 1 г гексафтортитановой кислоты H2TiF6 в воду, затем при перемешивании добавляют 0,02 г никеля азотнокислого Ni(NO3)2x6H2O (в пересчете на металл), 0,1 г парамолибдата аммония (NH4)6Mo7O24x4Н2О и 0,2 г/л винной кислоты C4H6O6. Затем приготовленную композицию разбавляют водой до получения одного литра раствора. Обрабатывают данной композицией предварительно подготовленные (обезжиренные, протравленные, активированные) стальные или алюминиевые изделия в течение 10 мин при температуре раствора 60°С, затем сушат при температуре 200°С 5 мин. После этого на металлические изделия наносят полиэфирное порошковое покрытие.
Пример 6
Добавляют 2 г гексафтортитановой кислоты H2TiF6 в воду, затем при перемешивании добавляют 0,16 г никеля азотнокислого Ni(NO3)2x6H2O (в пересчете на металл), 0,4 г парамолибдата аммония (NH4)6Mo7O24x4Н2О и 0,4 г/л винной кислоты C4H6O6. Затем приготовленную композицию разбавляют водой до получения одного литра раствора. Обрабатывают данной композицией предварительно подготовленные (обезжиренные, протравленные, активированные) стальные или алюминиевые изделия в течение 3 мин при температуре раствора 40°С, затем сушат при температуре 180°С 5 мин. После этого на металлические изделия наносят полиэфирное порошковое покрытие.
Пример 7
Добавляют 1 г гексафтортитановой кислоты H2TiF6 в воду, затем при перемешивании добавляют 0,02 г никеля азотнокислого Ni(NO3)2x6H2O (в пересчете на металл), 0,1 г парамолибдата аммония (NH4)6Mo7O24x4Н2О и 0,2 г/л винной кислоты C4H6O6. Затем приготовленную композицию разбавляют водой до получения одного литра раствора. Обрабатывают данной композицией предварительно подготовленные (обезжиренные, протравленные, активированные) стальные или алюминиевые изделия в течение 0,5 мин при температуре раствора 40°С, затем сушат при температуре 180°С 5 мин. После этого на металлические изделия наносят полиэфирное порошковое покрытие.
Композиция для формирования титансодержащих покрытий и свойства покрытий приведены в таблице 1.
Коррозионные испытания получаемых титансодержащих покрытий в сочетании с лакокрасочным покрытием проводят в соответствии с ГОСТ 9.403-80 ЕСЗКС «Покрытия лакокрасочные. Методы испытаний на стойкость к статическому воздействию жидкостей», испытания на адгезию – в соответствии с ГОСТ 15140-78 «Материалы лакокрасочные. Методы определения адгезии».
Figure 00000001
Как видно из примеров, предлагаемая композиция для формирования защитного адгезионного титансодержащего покрытия на стальных или алюминиевых изделиях по сравнению с прототипом содержат не более 4-х компонентов. В композиции отсутствуют азотная и фтористоводородная кислоты, сложные органические вещества, а также пеногасители и ингибиторы травления металла, поэтому в процессе эксплуатации не требуется частые корректировки по компонентам и по рН раствора, отсутствуют загрязнения ионами тяжелых металлов рабочего раствора и промышленных стоков. Кроме того, достигается улучшенная коррозионная стойкость титансодержащих слоев при сохранении адгезии лакокрасочного покрытия: ширина распространения коррозии от надреза 0,1 – 0,2 мм, адгезия – 0 баллов. Предлагаемая композиция может быть использована в качестве альтернативы композициям фосфатиривания и хроматирования.

Claims (5)

1. Способ формирования защитного титансодержащего покрытия перед нанесением лакокрасочного покрытия на стальную или алюминиевую поверхность, включающий обработку поверхности в течение 0,5-5,0 мин композицией для формирования защитного титансодержащего покрытия, содержащей следующие компоненты, %:
гексафтортитановая кислота 0,1-0,25 никель азотнокислый (в пересчете на металл) 0,002-0,016 парамолибдат аммония 0,01-0,04 винная кислота 0,02-0,04 вода остальное,
при рН 4,3-5,0 и температуре 20-40°С композиции, и последующую сушку при температуре 180-200°С в течение 5-15 мин.
2. Композиция для формирования защитного титансодержащего покрытия перед нанесением лакокрасочного покрытия на стальную или алюминиевую поверхность, включающая гексафтортитановую кислоту, никель азотнокислый, парамолибдат аммония и винную кислоту при следующем содержании компонентов, %:
гексафтортитановая кислота 0,1-0,25 никель азотнокислый (в пересчете на металл) 0,002-0,016 парамолибдат аммония 0,01-0,04 винная кислота 0,02-0,04 вода остальное
RU2015156329A 2015-12-28 2015-12-28 Композиция для формирования адгезионного титансодержащего покрытия на стальной или алюминиевой поверхности и способ её нанесения RU2620235C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015156329A RU2620235C1 (ru) 2015-12-28 2015-12-28 Композиция для формирования адгезионного титансодержащего покрытия на стальной или алюминиевой поверхности и способ её нанесения

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015156329A RU2620235C1 (ru) 2015-12-28 2015-12-28 Композиция для формирования адгезионного титансодержащего покрытия на стальной или алюминиевой поверхности и способ её нанесения

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2620235C1 true RU2620235C1 (ru) 2017-05-23

Family

ID=58882593

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015156329A RU2620235C1 (ru) 2015-12-28 2015-12-28 Композиция для формирования адгезионного титансодержащего покрытия на стальной или алюминиевой поверхности и способ её нанесения

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2620235C1 (ru)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1852523A1 (en) * 2005-02-02 2007-11-07 Nihon Parkerizing Co., Ltd. Aqueous surface treating agent for metal material, surface treating method and surface-treated metal material
RU2454486C2 (ru) * 2006-08-24 2012-06-27 Хенкель Аг Унд Ко. Кгаа Не содержащее хром термически отверждаемое противокоррозионное средство
CN103276384A (zh) * 2013-05-06 2013-09-04 大庆宝丰科技有限公司 通用型金属陶化皮膜处理剂及制备方法
RU2504601C2 (ru) * 2008-10-28 2014-01-20 Хенкель Аг Унд Ко. Кгаа Адгезия красочного слоя с помощью поливиниламинов в кислотных водных антикоррозионных средствах, содержащих полимеры
CN103668154A (zh) * 2013-12-13 2014-03-26 三达奥克化学股份有限公司 铝合金型材、板材工件喷涂涂装前无铬陶化皮膜化成剂

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1852523A1 (en) * 2005-02-02 2007-11-07 Nihon Parkerizing Co., Ltd. Aqueous surface treating agent for metal material, surface treating method and surface-treated metal material
RU2454486C2 (ru) * 2006-08-24 2012-06-27 Хенкель Аг Унд Ко. Кгаа Не содержащее хром термически отверждаемое противокоррозионное средство
RU2504601C2 (ru) * 2008-10-28 2014-01-20 Хенкель Аг Унд Ко. Кгаа Адгезия красочного слоя с помощью поливиниламинов в кислотных водных антикоррозионных средствах, содержащих полимеры
CN103276384A (zh) * 2013-05-06 2013-09-04 大庆宝丰科技有限公司 通用型金属陶化皮膜处理剂及制备方法
CN103668154A (zh) * 2013-12-13 2014-03-26 三达奥克化学股份有限公司 铝合金型材、板材工件喷涂涂装前无铬陶化皮膜化成剂

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2044239B1 (en) Method for making a corrosion resistant coating on metal surfaces using an improved trivalent chromium-containing composition
KR101412872B1 (ko) 보충제 조성물 및 전처리 조성물 보충 방법
CN104962899B (zh) 一种无磷含氧化石墨烯金属表面前处理液及使用方法
JP6281990B2 (ja) アルミニウムおよびアルミニウム合金のための改善された三価クロム含有組成物
JP2018527467A (ja) アルミニウム表面をジルコニウム及びモリブデン含有組成物で前処理する方法
JP2016132785A (ja) 三価クロム化成皮膜処理液及び金属基材の処理方法
US20190145009A1 (en) Conversion coatings for metal surfaces
KR101664637B1 (ko) 보충 조성물 및 전처리 조성물 보충 방법
RU2620235C1 (ru) Композиция для формирования адгезионного титансодержащего покрытия на стальной или алюминиевой поверхности и способ её нанесения
CN104005012B (zh) 用于铝及铝合金的耐腐蚀处理组合物及其使用方法
KR102369545B1 (ko) 아연도금 및/또는 비아연도금 강철을 포함하는 금속 표면의 피클링에서 피클링에 의한 재료의 제거를 감소시키기 위한 조성물
RU2622076C1 (ru) Композиция для формирования адгезионного оксидно-циркониевого покрытия на стальной поверхности и способ её нанесения
EP2956569B1 (de) Verfahren zur beschichtung von metallischen oberflächen zur vermeidung von stippen auf zink-haltigen metallischen oberflächen
JP2017014574A (ja) 表面処理剤、表面処理方法及び表面処理済み金属材料
KR102076905B1 (ko) 금속표면처리용 후처리제의 조성물
JP2022523717A (ja) 金属表面を効果的にリン酸塩処理するための代替の組成物及び代替の方法
US20120145039A1 (en) Replenishing compositions and methods of replenishing pretreatment compositions
TW201602410A (zh) 用於鋁的非鉻酸鹽有色轉化塗層
RU2515408C2 (ru) Состав для обработки стальной или алюминиевой поверхности
TW201615890A (zh) 用於金屬表面預處理的鹼性含水工作組合物、預處理金屬基材的方法及其在腐蝕預處理中的用途
KR101316778B1 (ko) 용융아연도금제품용 일시 방청 조성물
JP2021501263A (ja) 三価クロム化合物を使用して金属表面を処理するためのプロセスおよび組成物

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20191229