CC BY
28
УДК 544.421.42:536.755
А. В. Пожарицкая*, М.А. Шлёнова, В.И. Чурбакова, Т.М. Ракова, М.Ю. Квасников Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия 125190, Москва, Миусская площадь, д. 9 * e-mail: [email protected]
КАТОДНОЕ ЭЛЕКТРООСАЖДЕНИЕ ЭПОКСИАМИННОГО ПОЛИМЕРНОГО ЭЛЕКТРОЛИТА НА РАЗЛИЧНЫХ ПОДЛОЖКАХ
Определены оптимальные параметры катодного электроосаждения аминосодержащего эпоксидного полиэлектролита на стальную, латунную и медную подложки, Изучена зависимость силы тока от времени. Определены свойства покрытий. Установлено, что природа подложки влияет как на процесс катодного электроосаждения, так и на свойства получаемых покрытий.
Ключевые слова: катодное электроосаждение, аминосодержащие эпоксидные полиэлектролиты.
Данная работа является продолжением исследований метода окраски катодным
электроосаждением. Отличием от других в данной работе является использование в качестве подложки стали, меди и латуни. Выбор таких подложек основан на необходимости использования
некоторыми отраслями современной
промышленности указанных металлов в качестве конструкционных . Из сплавов меди производят изделия с повышенной коррозионной устойчивостью, тяжело загруженные детали в моторо- и судостроении, для общего и морского машиностроения, а также трубы конденсаторов паровых турбин, листы, ленты, трубы, проволоку, зубчатые колеса, отливки. Поэтому цель настоящей работы было выяснить возможность получения полимерных покрытий методом катодного электроосаждения на латуни и на меди, а также
0,65
<гч
о
*
Е
О
П
В
изучить свойства этих покрытий. Ранее подобных работ нами не было обнаружено.
В качестве пленкообразователя для катодного электроосаждения был выбран эпоксиаминный аддукт, модифицированный блокированным изоцианатом[1], - связующее лакокрасочного материала для катодного электроосаждения. Покрытия после нанесения отверждались при 1800С в течение 20 минут.
Было определено оптимальное напряжение катодного электроосаждения, которое варьировалось в пределах от 140В до 240В с шагом 10 В, время процесса 120с, температура раствора связующего 30 °С. На рис.1 представлена зависимость удельной массы покрытия на различных подложках -стальной, медной и латунной от задаваемых значений напряжения.
0.60 o,ss
0,50 0.45 0.40 0,35 0,30 0,25
на железной подложке
на медной -//на лагуной -!!-
—i—
160
—I— 1S0
200
—I—
220
240
и, (В)
Рис. 1. Зависимость удельной массы покрытия от напряжения
Видно, что оптимальное напряжение для нанесения эпоксиаминных полимерных
электролитов на все подложки составляет 180-200 В. При выбранном напряжении покрытия получились ровные, гладкие, глянцевые, дефекты отсутствовали. Следует отметить, что удельная масса покрытий несколько больше на медной подложке (минимальная - на железной). Можно предположить, что это связно с большей
электропроводностью меди. С дальнейшим увеличением напряжения наблюдается дефект «переосаждения».
На рис.2. представлена зависимость прироста удельной массы от времени нанесения при выбранном оптимальном напряжении на различных подложках. Процесс проходил при постоянном напряжении, время варьировалось в пределах от 0 с до 190 с, температура раствора связующего 30 °С.
Рис. 2. Зависимость удельной массы покрытия от времени нанесения
Видно, что наибольшая масса покрытий при электроосаждении образуется на медной подложке. Существенного различия в массе покрытий на стальной и латунной подложке не обнаружено.
На рис.3 представлена зависимость изменения тока электроосаждения от продолжительности электроосаждения в режиме постоянного
напряжения. Видно, что наибольшая изоляция катода в процессе электроосаждения наблюдается на латунной подложке, затем на меди и наименьшая на стали. Это может быть связано с различием в химическом составе образующегося нерастворимого осадка на катоде. Известно [2], что покрытие на стали содержит значительное количество железа вследствие щелочного окисления в прикатодном слое. Медь не растворяется в сильнощелочной среде прикатодного слоя, в то время как латунь, в состав сплава которой входит цинк, может образовывать нетокопроводящие слои, состоящие из гидроксидов
[3].
Для подтверждения высказанного
предположения мы планируем в продолжение начатой работы определить элементный анализ
полученных катодных осадков на различных подложках с помощью метода
энергодисперсионного рентгеновского анализа. Также необходимо выяснить различие в скорости осаждения, для чего будут определены послойные составы полимерного покрытия, полученные при прерывании через каждые 5 секунд длящегося 120 с процесса электроосаждения, при других одинаковых параметрах.
Были определены свойства полученных полимерных покрытий в соответствии со стандартными методами ГОСТ и ИСО. Исследование свойств покрытий показало, что адгезия по ISO 2409 на всех подложках составляет 0 баллов, на меди и латуни покрытия обладают большей, чем на стали, твёрдостью по ГОСТ Р 54586-2011 (8Н, вместо 3Н) и большим сопротивлением к удару по ГОСТ Р 54586-2011 100 см , вместо 70 см).
Таким образом, установлено, что природа подложки заметно влияет как на параметры катодного электроосаждения полиэлектролита, так и на свойства покрытий.
-1-1-1-1-1-»-1-1-!-»-1
О 10 20 30 40 50
Т . (сек)
Рис. 3. Зависимость силы тока от времени нанесения аминосодержащего эпоксидного полиэлектролита в
режиме оптимальных параметров
Пожарицкая Анастасия Вячеславовна, магистр кафедры ХТПКЛКМиП РХТУ им. Д. И. Менделеева, Россия, Москва.
Шлёнова Мария Александровна, бакалавр кафедры ХТПКЛКМиП РХТУ им. Д. И. Менделеева, Россия, Москва.
Чурбакова Виктория Игоревна, бакалавр кафедры ХТПКЛКМиП РХТУ им. Д. И. Менделеева, Россия, Москва
Ракова Татьяна Михайловна, бакалавр кафедры ХТПКЛКМиП РХТУ им. Д. И. Менделеева, Россия, Москва.
Квасников Михаил Юрьевич, д.т.н., профессор кафедры ХТПКЛКМиП РХТУ им. Д.И. Менделеева, Россия, Москва.
Литература
1. Квасников М.Ю., Точилкина B.C., Рудковская Л.А., Крылова И.А., Павлихин С.Е. Современное состояние и перспективы развития метода окраски электроосаждения водоразбавляемым ЛКМ7/ Промышленная окраска. 2008. №4. С.6-11.
2. Квасников М.Ю., Крылова И.А. Окраска методом электроосаждения на рубеже веков. Часть II // Лакокрасочные материалы и их применение. 2001. №5. С.34-39
3. Квасников М.Ю., Крылова И.А. Окраска методом электроосаждения на рубеже веков. Часть III //Лакокрасочные материалы и их применение. 2001. №6. С.26-31
Pozharitskaia Anastasiia Vyacheslavovna, Shlenova Maria Aleksandrovna, Churbakova Viktoriya Igorevna, Rakova Tatiana Mikhailovna, Kvasnikov Mikhail Yuryevich.
D. Mendeleev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, Russia.
* e-mail: [email protected]
PROCESS OF CATHODIC ELECTRODEPOSITION EPOXY POLYMER ELECTROLYTEON DIFFERENT SUBSTRATES
Abstract
The optimum parameters of cathodicelectrodeposition of amine epoxy polyelectrolyte for steel, brass and copper substrate, the dependence of the current strength of the time. Based on these results, it was concluded that the flow of cathodicelectrodeposition process on substrates used have some differences.
Key words: electrodeposition, cathode phoresis, amine epoxy polyelectrolytes.
