PL181885B1 - Sposób obróbki powierzchni metalu PL PL - Google Patents
Sposób obróbki powierzchni metalu PL PLInfo
- Publication number
- PL181885B1 PL181885B1 PL96320695A PL32069596A PL181885B1 PL 181885 B1 PL181885 B1 PL 181885B1 PL 96320695 A PL96320695 A PL 96320695A PL 32069596 A PL32069596 A PL 32069596A PL 181885 B1 PL181885 B1 PL 181885B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- metal
- solution
- metal surface
- laser
- solvent
- Prior art date
Links
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 title description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 41
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 36
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 36
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims description 7
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-Butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 6
- BPSIOYPQMFLKFR-UHFFFAOYSA-N trimethoxy-[3-(oxiran-2-ylmethoxy)propyl]silane Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCOCC1CO1 BPSIOYPQMFLKFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 4
- MWKFXSUHUHTGQN-UHFFFAOYSA-N decan-1-ol Chemical compound CCCCCCCCCCO MWKFXSUHUHTGQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- ZSIAUFGUXNUGDI-UHFFFAOYSA-N hexan-1-ol Chemical compound CCCCCCO ZSIAUFGUXNUGDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 3
- UOCLXMDMGBRAIB-UHFFFAOYSA-N 1,1,1-trichloroethane Chemical compound CC(Cl)(Cl)Cl UOCLXMDMGBRAIB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- WSLDOOZREJYCGB-UHFFFAOYSA-N 1,2-Dichloroethane Chemical compound ClCCCl WSLDOOZREJYCGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- POAOYUHQDCAZBD-UHFFFAOYSA-N 2-butoxyethanol Chemical compound CCCCOCCO POAOYUHQDCAZBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N Butyl acetate Natural products CCCCOC(C)=O DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- RJUFJBKOKNCXHH-UHFFFAOYSA-N Methyl propionate Chemical compound CCC(=O)OC RJUFJBKOKNCXHH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M Propionate Chemical compound CCC([O-])=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N acetic acid trimethyl ester Natural products COC(C)=O KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000001680 brushing effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000005237 degreasing agent Methods 0.000 claims description 2
- FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N hexanoic acid Chemical compound CCCCCC(O)=O FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229940017219 methyl propionate Drugs 0.000 claims description 2
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 150000001282 organosilanes Chemical class 0.000 abstract description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 12
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 6
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 5
- 238000010005 wet pre-treatment Methods 0.000 description 5
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 4
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 4
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 4
- 238000005488 sandblasting Methods 0.000 description 4
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 3
- 238000013532 laser treatment Methods 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 125000000956 methoxy group Chemical group [H]C([H])([H])O* 0.000 description 3
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 3
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000002252 acyl group Chemical group 0.000 description 2
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 2
- 125000004183 alkoxy alkyl group Chemical group 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- NTXGQCSETZTARF-UHFFFAOYSA-N buta-1,3-diene;prop-2-enenitrile Chemical compound C=CC=C.C=CC#N NTXGQCSETZTARF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000001723 curing Methods 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- NKSJNEHGWDZZQF-UHFFFAOYSA-N ethenyl(trimethoxy)silane Chemical compound CO[Si](OC)(OC)C=C NKSJNEHGWDZZQF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229920002587 poly(1,3-butadiene) polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- OXYZDRAJMHGSMW-UHFFFAOYSA-N 3-chloropropyl(trimethoxy)silane Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCCl OXYZDRAJMHGSMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960000583 acetic acid Drugs 0.000 description 1
- 125000003668 acetyloxy group Chemical group [H]C([H])([H])C(=O)O[*] 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical group 0.000 description 1
- 238000007743 anodising Methods 0.000 description 1
- ISQINHMJILFLAQ-UHFFFAOYSA-N argon hydrofluoride Chemical compound F.[Ar] ISQINHMJILFLAQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004841 bisphenol A epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 239000004842 bisphenol F epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 1
- QGBSISYHAICWAH-UHFFFAOYSA-N dicyandiamide Chemical compound NC(N)=NC#N QGBSISYHAICWAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N diethanolamine Chemical compound OCCNCCO ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000012362 glacial acetic acid Substances 0.000 description 1
- 238000013007 heat curing Methods 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- -1 methoxyethyl Chemical group 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000000962 organic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 239000002798 polar solvent Substances 0.000 description 1
- 239000004848 polyfunctional curative Substances 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 230000037452 priming Effects 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 150000004756 silanes Chemical class 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000002525 ultrasonication Methods 0.000 description 1
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000000080 wetting agent Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
- C09J5/00—Adhesive processes in general; Adhesive processes not provided for elsewhere, e.g. relating to primers
- C09J5/02—Adhesive processes in general; Adhesive processes not provided for elsewhere, e.g. relating to primers involving pretreatment of the surfaces to be joined
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
- C09J2400/00—Presence of inorganic and organic materials
- C09J2400/10—Presence of inorganic materials
- C09J2400/16—Metal
- C09J2400/166—Metal in the pretreated surface to be joined
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
- Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
- Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)
- Chemical Treatment Of Metals (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
Abstract
1. Sposób obróbki powierzchni metalu, takiego jak aluminium lub stop aluminium, po- prawiajacy jej wlasciwosci adhezyjne, przy czym powierzchnia jest odtluszczona za pomoca organicznego rozpuszczalnika, zwlaszcza przez wycieranie powierzchni rozpuszczalnikiem, takim jak aceton, przez dzialanie parami rozpuszczalnika, przez zanurzenie w rozpuszczalni- ku i ewentualnie dzialanie ultradzwiekami, lub powierzchnia jest oczyszczona za pomoca al- kalicznych srodków odtluszczajacych, znamienny tym, ze na powierzchnie metalu naklada sie roztwór ?-glicydoksypropylotrimetoksysilanu w wodzie i/lub organicznym rozpuszczal- niku, wybranym z grupy obejmujacej metanol, etanol, propanol, heksanol, dekanol, octan me- tylu, octan etylu, octan butylu, propionian metylu, eter dietylowy, butoksyetanol, tetrahydrofuran, dichlorometan, 1,2-dichloroetan, trichloroetan, aceton i metoloetyloketon, przy czym roztwór naklada sie za pomoca przecierania powierzchni metalu roztworem, szczotkowania powierzchni, lub rozpylania roztworu na powierzchni metalu, a nastepnie pod- wyzsza sie temperature powierzchni metalu poprzez dzialanie na nia laserem. PL PL
Description
Przedmiotem wynalazku jest sposób obróbki powierzchni metalu, takiego jak aluminium lub stop aluminium, w celu poprawienia właściwości adhezyjnych powierzchni metalu.
Znanych jest wiele sposobów obróbki powierzchni aluminium, prowadzonych przed procesem łączenia wyrobów aluminiowych, które umożliwiają właściwe adhezyjne połączenie powierzchni wyrobów. Przykładowo, są znane sposoby, stosowane zwłaszcza w przemyśle lotniczym, polegające na wytrawianiu lub anodyzowaniu fosforowym. Te znane sposoby obróbki powierzchni obejmują zazwyczaj wstępny proces odtłuszczania powierzchni metalu, przeprowadzany za pomocą alkalicznych cieczy odtłuszczających, opartych na rozpuszczalnikach lub na wodzie. Po procesie odtłuszczania prowadzi się zwykle przemywanie powierzchni metalu, najczęściej wodą, oraz ewentualnie suszenie. Następnie są prowadzone, za pomocą ciekłych kwasów, procesy trawienia powierzchni lub andyzacji, po których mogąbyć prowadzone kolejne etapy przemywania i suszenia, a nawet, w pewnych przypadkach, operacje gruntowania powierzchni. Ponieważ wymienione powyżej operacje wymagają stosowania dużych ilości cieczy, są one określane jako „mokre procesy obróbki wstępnej”, wykonywanej przed łączeniem adhezyjnym powierzchni.
„Mokre procesy obróbki wstępnej” mająpewne ogromne wady. Przede wszystkim, powodująone zanieczyszczenie środowiska, z uwagi na rodzaj stosowanych środków, jak również na konieczność stosowania odpowiedniego środka w znacznej ilości. Ponadto, istotnym problemem jest długi czas trwania obróbki powierzchni metalu w kąpielach kwasowych lub myjących, zwłaszcza w przypadku obróbki dużych elementów. Zatem, w procesie zautomatyzowanym, w którym czas przeznaczony na obróbkę wstępnąjest dość krótki, niezbędne byłoby instalowanie skrajnie dużych wanien z kwasami, co z kolei ma wpływ na wzrost nakładów inwestycyjnych i na koszty produkcji. Inna niedogodność „mokrych procesów obróbki wstępnej” polega na tym, że w przypadku elementów skomplikowanych pod względem geometrycznym nie jest możliwa selektywna obróbka ich powierzchni, bowiem zanurzenie elementu w kąpieli powoduje obróbkę całej powierzchni. W związku z powyższym, te „mokre procesy obróbki wstępnej” nie mogąbyć uznane za rozwiązania korzystne ekologicznie i ekonomicznie.
181 885
Z europejskich opisów patentowych nr 0326097, nr 0444701, z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych nr 5024711 i z niemieckiego opisu patentowego nr 294472 są znane sposoby alternatywne dla „mokrych procesów obróbki wstępnej”.
Jedna ze znanych metoda wykorzystuje płomień i ma stosunkowo małą szybkość obróbki. Dla uzyskania dobrej charakterystyki wiązania powierzchni metalu, jest wymagane, aby działaniu płomienia była poddawana świeża powierzchnia metalu. Takąświeżąpowierzchnię metalu można uzyskać, przykładowo, przez piaskowanie. Po wstępnej obróbce płomieniowej należy zastosować standardowy podkład silanowy.
Inna metoda, zwana metodą SACO, obejmuje piaskowanie specjalnie powleczonymi cząstkami, a następnie naniesienie powłoki za pomocą roztworu opartego na silanie. Zdolność wiązania powierzchni metalu, oczyszczonych przy użyciu tej metody, przy jednoczesnym zastosowaniu, przykładowo, dwuskładnikowego spoiwa epoksydowego lub dwuskładnikowego spoiwa PUR, jest znakomita.
Obróbka SACO omija najważniejsze wady „mokrych procesów obróbki”, lecz również wykazuje pewne słabe punkty. Głównymi słabymi punktami obróbki SACO są stosunkowo wysokie koszty produkcji (zużycie powlekanego piasku), zanieczyszczenie w otoczeniu miejsca pracy (pył piasku), w związku z czym jest konieczne stosowanie wyciągu, istnieje również niebezpieczeństwo zdeformowania wrażliwych (cienkich) elementów w wyniku piaskowania.
Celem wynalazku było opracowanie sposobu omijającego wady znanych procesów, a jednocześnie zapewniającego znakomite właściwości wiążące powierzchni metalu i trwałość uzyskanych połączeń.
Według wynalazku sposób obróbki powierzchni metalu, takiego jak aluminium lub stop aluminium, poprawiający jej właściwości adhezyjne, przy czym powierzchnia jest odtłuszczona za pomocą organicznego rozpuszczalnika, zwłaszcza przez wycieranie powierzchni rozpuszczalnikiem, takim jak aceton, przez działanie parami rozpuszczalnika, przez zanurzenie w rozpuszczalniku i ewentualnie działanie ultradźwiękami, lub powierzchnia jest oczyszczona za pomocą alkalicznych środków odtłuszczających, charakteryzuje się tym, że na powierzchnię metalu nakłada się roztwórY-glicydoksypropylotrimetoksysilanu w wodzie i/lub organicznym rozpuszczalniku, wybranym z grupy obejmującej metanol, etanol, propanol, heksanol, dekanol, octan metylu, octan etylu, octan butylu, propionian metylu, eter dietylowy, butoksyetanol, tetrahydrofuran, dichlorometan, 1,2-dichloroetan, trichloroetan, aceton i metoloetyloketon, przy czym roztwór nakłada się za pomocą przecierania powierzchni metalu roztworem, szczotkowania powierzchni, lub rozpylania roztworu na powierzchni metalu, a następnie podwyższa się temperaturę powierzchni metalu poprzez działanie na nią laserem.
Korzystnie, stosuje się roztwór zawierający 1 do 10% wagowych γ-glicydoksypropylotrimetoksysilanu, oraz stosuje się laser nieogniskujący.
Poza γ-glicydoksypropylotrimetoksysilanem o wzorze
O / \
CH2-CHCH20(CH2)3Si(0CH3)3 jest możliwe oczyszczanie powierzchni metalu również za pomocą innych organosilanów, tj. organosilanów o wzorze ogólnym RnSi(OR’)m, w którym R jest reaktywną lub niereaktywną grupą organiczną, taką jak alkil, fenyl, winyl, akryloanoalkil lub glicydyloksyalkil, przy czym grupy „alkilowe” w powyższych grupach mają 1 do 4 atomów węgla, R1 jest alkilem (zwłaszcza alkilem o 1do 4 atomach węgla, takim jak metyl lub etyl), alkoksyalkilem (zwłaszcza alkoksyalkilem mającym w każdej reszcie alkilowej 1 do 4 atomów węgla, takim jak metoksyetyl) lub acylem (zwłaszcza acylem o 2 do 4 atomów węgla, takim jak grupa acetoksy), n jest 1 lub 2
181 885 (zwłaszcza 1), m jest 2 lub 3 (zwłaszcza 3), zaś suma n+m oznacza 4. Przykładami takich silanów, za pomocą których jest również możliwe oczyszczanie metalu, są:
CH2=C(CH3)COO(CH2)3Si(OCH3)3
CH3Si(OCH3)3
C6H5Si(OCH3)3
CH3(CH2)2Si(OCH3)3
HS(CH2)3Si(OCH3)3
CH2=CHSi(OOCCH3)3
CH2=CHSi(OCH3)3
CH2=CHSi(OCH3)3
Cl(CH2)3Si(OCH3)3 oraz
CH2=CHSi(OCH2CH2OCH3)3
Powierzchnia metalu może być poddana działaniu organosilanu i lasera zasadniczo w dowolnej kolejności. Jednak zwykle laserem działa się na powierzchnię metalu pokrytą organosilanem.
Jeśli jako rozpuszczalnik jest użyta woda i silan jest trudno rozpuścić, do wody (przed dodaniem silanu) dodaje małą ilość niejonowego środka zwilżającego. Alternatywnie, jest możliwe stosowanie silanu w postaci emulsji.
W razie potrzeby mogą być użyte mieszaniny rozpuszczalników organicznych. Najkorzystniejszymi rozpuszczalnikami są rozpuszczalniki polarne, zwłaszcza aceton. Do odpowiednich rozpuszczalników organicznych można również dodać wodę i/lub kwas karboksylowy-·.
Powierzchnia metalu może być pokryta roztworem silanu o dowolnym stężeniu, jednakże zwykle stosuje się roztwór od 1 do 10% wagowych (w odniesieniu do całkowitej wagi roztworu).
Odtłuszczanie powierzchni metalu, j ak również nakładanie roztworu silanu, przeprowadza się zwykle za pomocą urządzeń automatycznych, takich jak roboty.
W procesie według wynalazku jest zasadniczo stosowany dowolny laser, który powoduje podwyższenie temperatury powierzchni metalu, przykładowo, przy 400 mJ/impuls. Odpowiednie lasery obejmują lasery gazowe, lasery ekscimerowe, lasery CO2, lasery Nd:YAG i lasery Nd:YAG z modyfikacją dobroci. Możliwe jest również stosowanie innych, znanych specjalistom, laserów.
W przypadku obróbki powierzchni metalu z dużąprędkością, aby nie uszkodzić tej powierzchni przez nie do przyjęcia wysokie koncentracje energii, najlepsze rezultaty osiąga się jeżeli stosuje się laser nieogniskujący.
Rzeczywisty poziom mocy niezbędny dla uniknięcia uszkodzenia powierzchni metalu zależy od aktualnie obrabianej powierzchni i od zastosowanego określonego lasera. Można go łatwo określić przez prosty eksperyment.
Po obróbce laserem powierzchnia metalu jest zdolna do wiązania (tj. do połączenia z inną powierzchnią), przy czym ta zdolność utrzymuje się zwykle przez co najmniej 3 dni. Wiązanie do innej powierzchni może być wykonane za pośrednictwem spoiwa lub przez nałożenie powłoki na powierzchnię. Przy wiązaniu do innej powierzchni, ta inna powierzchnia może być metalowa lub niemetalowa. Jeśli jest ona metalowa, w razie potrzeby również ona może być obrabiana w taki sam sposób jak opisano powyżej.
Gdy obrabiana powierzchnia metalowa jest łączona z inną powierzchnią, można to osiągnąć stosując różne środki wiążące, takie jak jednoskładnikowe lub dwuskładnikowe epoksydowe środki wiążące i dwuskładnikowe poliuretanowe środki wiążące. Korzystnie, stosuje się taki środek wiążący, który reaguje z organosilanem stosowanym do oczyszczania powierzchni.
Sposób według wynalazku zapewnia uzyskanie doskonałej jakości połączenia pomiędzy powierzchniami oraz umożliwia stosowanie różnorodnych środków wiążących. Dzięki stosowaniu sposobu według wynalazku jest również możliwa miejscowa obróbka powierzchni elementu, która ma być następnie łączona z inną powierzchnią. Ponadto, jest możliwe obniżenie kosztów procesu oczyszczania powierzchni metalu i przeprowadzenie w krótkim czasie procesu czystego pod względem ekologicznym, w porównaniu ze znanymi procesami „mokrymi” oraz procesami polegającymi na piaskowaniu.
181 885
Wynalazek ilustrują następujące przykłady.
Przykład 1
Stop aluminium (Al 6063) poddaje się różnym operacjom obróbki, będących jedną lub większą liczbą operacji wybranych spośród:
(a) odtłuszczania przez przecieranie powierzchni acetonem, (b) nakładania roztworu organosilanu, zawierającego 81,5 części wagowych etanolu, 2,8 części wagowych lodowatego kwasu octowego, 9,4 części wagowych wody dejonizowanej i 6,3 części wagowych gamma-glicydoksypropylotrimetoksysilanu, (c) działania laserem przy 240 mJ/impuls, (d) działania laserem przy 400 mJ/impuls.
Po obróbce powierzchni metalu, dwa kawałki obrobionego stopu aluminium są łączone za pomocą dwuskładnikowej żywicy epoksydowej utwardzanej na zimno. Składnikiem żywicznym jest wzbogacona pasta oparta na żywicy epoksydowej bisfenolu A. Składnikiem utwardzającym jest wypełniona pasta oparta na mieszaninie utwardzaczy z amin alifatycznych plus polimer butadienowo akrylonitrylowy z terminalną aminą.
Wytrzymałość zakładki na ścinanie mierzy się bezpośrednio po utwardzeniu środka wiążącego i po 14 dniach starzenia związanego połączenia w okładzie. Otrzymane wyniki są następujące.
| Obróbka | Ścięcie zakładki w 23°C w MPa | ||
| Początkowe | 14 dniow | y okład | |
| a | 13,1 A/C | 10,7 | A |
| a + b | 16,6 C | 13,7 | A |
| a + c | 18 C | 14,3 | A |
| a + b + c | 17,5 C | 16,5 | A |
| a + b + d | 19,8 C | 19,6 | C |
W porównaniu z samym odtłuszczaniem, początkowa wytrzymałość zakładki na ścinanie wzrasta o około 50% przy stosowaniu procesu według wynalazku. Większa różnica jest widoczna po 14 dniach okładu, gdy osiąga się niemal o 100% większą wytrzymałość połączenia i sposób zniszczenia zmienia się od zniszczenia spoiwa przez rozwarstwienie (A) do pożądanego zniszczenia przez rozerwanie (C).
Przykład 2
Powtórzono przykład 1 z użyciem innego spoiwa:
W tym przypadku próbki wiąże się stosując jednoskładnikową żywicę epoksydową. Jest nią wypełniona pasta oparta na żywicy epoksydowej disfenolu A i zawierająca produkt reakcji żywicy epoksydowej bisfenolu F i polimeru butadienowo-akrylonitrylowego, z terminalną grupą karboksylową. Środek utwardzający zawiera dicyjandiamid i zawiesinę przyspieszacza.
Otrzymane wyniki są następujące.
| Obróbka | Ścięcie zakładki w 23°C w MPa | |
| Początkowe | 14 dniowy okład | |
| a | 24,7 C | 16,7 A/C |
| a + b + d | 25,8 C | 21,7 C |
Dobre wyniki zostały osiągnięte przy zastosowaniu procesu według wynalazku w połączeniu z jednoskładnikowym, utwardzanym na ciepło spoiwem epoksydowym.
181 885
Przykład 3
Stop aluminium (Al 5251) poddaje się operacjom obróbki, jak opisano w przykładzie 1, i wiąże się za pomocą spoiwa opisanego w Przykładzie 2. Związane połączenia poddaje się próbom naprężeniowo-wilgotnościowym przez naprężenie przy 5 N/mm2 i wystawienie przy 42°C na działanie 100% wilgotności względnej. Otrzymane wyniki są następujące.
| Obróbka | Dni przetrwania | Sposób zniszczenia |
| a | 90 | A/C |
| a + b + c | >550 | jeszcze nie zniszczone |
| a + b + d | >550 | jeszcze nie zniszczone |
Wyniki te wyraźnie wskazująna korzystny wpływ procesu według wynalazku na adhezję.
Przykład 4
Powtarza się proces według przykładu 2, przy czym użyto innego rodzaju laser, a mianowicie, laser ekscimerowy napełniony fluorkiem argonu dla uzyskania długości fali 193 nm. Na niektóre próbki aluminium najpierw nakładano roztwór organosilanu, a następnie napromieniowywano je przy użyciu w/w lasera, zaś niektóre z próbek najpierw napromieniowywano przy użyciu lasera, a następnie nakładano na nie roztwór organosilanu. Otrzymane wyniki są następujące.
| Zastosowana energia (J/mm2) | Średnia wytrzymałość (MPa) | Sposób zniszczenia | |
| Podkład, następnie laser | 0,005 | 31,3 | C |
| łł | 0,01 | 32,0 | C |
| 0,015 | 30,8 | C | |
| Laser, następnie podkład | 0,01 | 26,7 | A |
| 0,013 | 27,6 | A | |
| 0,015 | 29,0 | A | |
| Kontrola | - | 19,9 | A |
Można zauważyć, że podczas gdy obróbka przy użyciu podkładu z roztworu organosilanu i laserajest skuteczna w każdej kolejności, najlepsze rezultaty otrzymuje się stosując najpierw podkład, a następnie laser.
Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz.
Cena 2,00 zł.
Claims (3)
- Zastrzeżenia patentowe1. Sposób obróbki powierzchni metalu, takiego jak aluminium lub stop aluminium, poprawiający jej właściwości adhezyjne, przy czym powierzchniajest odtłuszczona za pomocą organicznego rozpuszczalnika, zwłaszcza przez wycieranie powierzchni rozpuszczalnikiem, takim jak aceton, przez działanie parami rozpuszczalnika, przez zanurzenie w rozpuszczalniku i ewentualnie działanie ultradźwiękami, lub powierzchnia jest oczyszczona za pomocą alkalicznych środków odtłuszczających, znamienny tym, że na powierzchnię metalu nakłada się roztwór γ-glicydoksypropylotrimetoksysilanu w wodzie i/lub organicznym rozpuszczalniku, wybranym z grupy obejmującej metanol, etanol, propanol, heksanol, dekanol, octan metylu, octan etylu, octan butylu, propionian metylu, eter dietylowy, butoksyetanol, tetrahydrofuran, dichlorometan, 1,2-dichloroetan, trichloroetan, aceton i metoloetyloketon, przy czym roztwór nakłada się za pomocą przecierania powierzchni metalu roztworem, szczotkowania powierzchni, lub rozpylania roztworu na powierzchni metalu, a następnie podwyższa się temperaturę powierzchni metalu poprzez działanie na nią laserem.
- 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się roztwór zawierający 1 do 10% wagowych γ -glicydoksypropylotrimetoksysilanu.
- 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się laser nieogniskujący.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GBGB9501287.8A GB9501287D0 (en) | 1995-01-24 | 1995-01-24 | Surface treatment |
| PCT/GB1996/000093 WO1996023037A1 (en) | 1995-01-24 | 1996-01-18 | Surface treatment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL320695A1 PL320695A1 (en) | 1997-10-27 |
| PL181885B1 true PL181885B1 (pl) | 2001-09-28 |
Family
ID=10768425
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL96320695A PL181885B1 (pl) | 1995-01-24 | 1996-01-18 | Sposób obróbki powierzchni metalu PL PL |
Country Status (18)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6350343B1 (pl) |
| EP (1) | EP0805839B1 (pl) |
| JP (1) | JPH10512907A (pl) |
| CN (1) | CN1079416C (pl) |
| AT (1) | ATE187755T1 (pl) |
| AU (1) | AU694303B2 (pl) |
| BR (1) | BR9606983A (pl) |
| CZ (1) | CZ234197A3 (pl) |
| DE (1) | DE69605652T2 (pl) |
| DK (1) | DK0805839T3 (pl) |
| ES (1) | ES2141466T3 (pl) |
| GB (1) | GB9501287D0 (pl) |
| GR (1) | GR3032528T3 (pl) |
| PL (1) | PL181885B1 (pl) |
| PT (1) | PT805839E (pl) |
| RU (1) | RU2158286C2 (pl) |
| SK (1) | SK282143B6 (pl) |
| WO (1) | WO1996023037A1 (pl) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9501287D0 (en) * | 1995-01-24 | 1995-03-15 | Ciba Geigy Ag | Surface treatment |
| WO1998003600A1 (en) * | 1996-07-23 | 1998-01-29 | Ciba Specialty Chemicals Holding Inc. | Metal surface treatment |
| GB9700586D0 (en) * | 1997-01-14 | 1997-03-05 | Ciba Geigy Ag | Process |
| EP1049814A1 (en) * | 1998-01-22 | 2000-11-08 | Vantico AG | Surface treatment |
| US6632163B2 (en) * | 2001-03-27 | 2003-10-14 | The C.W. Zumbiel Co. | Laser-etching of paperboard carton blanks |
| US6820335B2 (en) * | 2001-10-16 | 2004-11-23 | United Technologies Corporation | Component bonding process |
| US6989359B2 (en) * | 2003-10-08 | 2006-01-24 | Northrop Grumman Corporation | Environmental wipe solvent compositions and processes |
| DE102004033728B4 (de) * | 2004-07-13 | 2009-07-23 | Plasmatreat Gmbh | Verfahren zum Bearbeiten und Verkleben von Werkstücken aus einem Metall oder einer Metalllegierung mit einer hydratisierten Oxid- und/oder Hydroxidschicht |
| TW200617130A (en) * | 2004-10-27 | 2006-06-01 | Nippon Paint Co Ltd | Pretreatment method for adhesive coating and aluminum alloy member |
| RU2287971C2 (ru) * | 2005-02-21 | 2006-11-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Саратовский государственный технический университет (ГОУ ВПО СГТУ) | Способ клеевого соединения деталей швейных изделий |
| DE102009054394B8 (de) | 2009-11-17 | 2013-06-13 | Technische Universität Dresden | Verfahren zur definierten Modifizierung von Oberflächen eines Werkstücks |
| DE102011083791A1 (de) * | 2011-09-29 | 2013-04-04 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur Herstellung einer Lötverbindung |
| JP2014114327A (ja) * | 2012-12-06 | 2014-06-26 | Exedy Corp | 金属部材への接着方法 |
| CN105754501B (zh) * | 2016-05-12 | 2019-04-26 | 厦门精码信息技术有限公司 | 一种硅胶表面处理方法 |
| CN106637261A (zh) * | 2016-12-14 | 2017-05-10 | 刘兴旺 | 一种具有到顶保护作用的千斤顶 |
| CN109825201A (zh) * | 2018-12-26 | 2019-05-31 | 张家港康得新光电材料有限公司 | 一种贴合结构及其制备方法 |
| JP7408010B2 (ja) * | 2021-03-10 | 2024-01-04 | 三菱電機株式会社 | 異種材料接合体の製造方法、および異種材料接合体 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5225458B2 (pl) * | 1973-07-18 | 1977-07-07 | ||
| US4356233A (en) * | 1981-05-20 | 1982-10-26 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Primed inorganic substrates overcoated with curable protective compositions |
| US4861407A (en) * | 1985-06-18 | 1989-08-29 | The Dow Chemical Company | Method for adhesive bonding articles via pretreatment with energy beams |
| US4857699A (en) * | 1987-01-30 | 1989-08-15 | Duley Walter W | Means of enhancing laser processing efficiency of metals |
| US4983419A (en) * | 1988-08-05 | 1991-01-08 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for generating thin layers on a silicone base |
| SU1712384A1 (ru) * | 1989-06-16 | 1992-02-15 | Институт Химической Кинетики И Горения Со Ан Ссср | Способ склеивани деталей из алюмини и алюминиевых сплавов |
| GB9220986D0 (en) * | 1992-10-06 | 1992-11-18 | Ciba Geigy Ag | Chemical composition |
| DE4312926A1 (de) | 1992-10-28 | 1994-05-05 | Klaus Dr Rer Nat Seliger | Verfahren zur Herstellung eines Metall-Kunststoff-Verbundmaterials |
| GB9501287D0 (en) * | 1995-01-24 | 1995-03-15 | Ciba Geigy Ag | Surface treatment |
| WO1998003600A1 (en) * | 1996-07-23 | 1998-01-29 | Ciba Specialty Chemicals Holding Inc. | Metal surface treatment |
-
1995
- 1995-01-24 GB GBGB9501287.8A patent/GB9501287D0/en active Pending
-
1996
- 1996-01-18 PT PT96900375T patent/PT805839E/pt unknown
- 1996-01-18 DK DK96900375T patent/DK0805839T3/da active
- 1996-01-18 BR BR9606983A patent/BR9606983A/pt not_active IP Right Cessation
- 1996-01-18 WO PCT/GB1996/000093 patent/WO1996023037A1/en not_active Ceased
- 1996-01-18 JP JP8522704A patent/JPH10512907A/ja not_active Ceased
- 1996-01-18 PL PL96320695A patent/PL181885B1/pl not_active IP Right Cessation
- 1996-01-18 US US08/860,762 patent/US6350343B1/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-01-18 AU AU43969/96A patent/AU694303B2/en not_active Ceased
- 1996-01-18 CZ CZ972341A patent/CZ234197A3/cs unknown
- 1996-01-18 ES ES96900375T patent/ES2141466T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1996-01-18 RU RU97114191/04A patent/RU2158286C2/ru active
- 1996-01-18 DE DE69605652T patent/DE69605652T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1996-01-18 AT AT96900375T patent/ATE187755T1/de not_active IP Right Cessation
- 1996-01-18 CN CN96191588A patent/CN1079416C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1996-01-18 EP EP96900375A patent/EP0805839B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-01-18 SK SK1006-97A patent/SK282143B6/sk unknown
-
2000
- 2000-01-31 GR GR20000400224T patent/GR3032528T3/el not_active IP Right Cessation
-
2001
- 2001-12-05 US US10/002,181 patent/US6827810B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU694303B2 (en) | 1998-07-16 |
| WO1996023037A1 (en) | 1996-08-01 |
| US20020062917A1 (en) | 2002-05-30 |
| US6350343B1 (en) | 2002-02-26 |
| PL320695A1 (en) | 1997-10-27 |
| GB9501287D0 (en) | 1995-03-15 |
| GR3032528T3 (en) | 2000-05-31 |
| CN1172495A (zh) | 1998-02-04 |
| EP0805839B1 (en) | 1999-12-15 |
| CZ234197A3 (en) | 1997-11-12 |
| CN1079416C (zh) | 2002-02-20 |
| DE69605652T2 (de) | 2000-07-06 |
| MX9705593A (es) | 1997-11-29 |
| JPH10512907A (ja) | 1998-12-08 |
| ATE187755T1 (de) | 2000-01-15 |
| AU4396996A (en) | 1996-08-14 |
| RU2158286C2 (ru) | 2000-10-27 |
| ES2141466T3 (es) | 2000-03-16 |
| SK100697A3 (en) | 1997-11-05 |
| US6827810B2 (en) | 2004-12-07 |
| PT805839E (pt) | 2000-04-28 |
| BR9606983A (pt) | 1997-11-04 |
| DK0805839T3 (da) | 2000-04-10 |
| DE69605652D1 (de) | 2000-01-20 |
| SK282143B6 (sk) | 2001-11-06 |
| EP0805839A1 (en) | 1997-11-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| PL181885B1 (pl) | Sposób obróbki powierzchni metalu PL PL | |
| US6488805B1 (en) | Metal surface treatment | |
| Abel et al. | Understanding the relationship between silane application conditions, bond durability and locus of failure | |
| CN1164690C (zh) | 使用呈混合物的脲基硅烷和多甲硅烷基官能化硅烷处理金属的方法 | |
| CN113088853B (zh) | 一种高强度紧固件的热镀锌工艺 | |
| US6248403B1 (en) | Environmental wipe solvent processes | |
| US6989359B2 (en) | Environmental wipe solvent compositions and processes | |
| US6872269B2 (en) | Process for bonding contaminated substrates | |
| MXPA97005593A (en) | Surface treatment | |
| JPS6056225B2 (ja) | 亜鉛系基材の表面処理方法 | |
| US6723258B1 (en) | Method and composition for minimizing rust formation and improving paint adhesion of metal surfaces | |
| JP4441297B2 (ja) | ブレード支持部材用無機有機複合処理亜鉛系メッキ鋼板 | |
| CN121222658A (zh) | 一种耐湿热耐振动的钢板表面涂层制备方法 | |
| WO2001046298A2 (en) | Surface treatment of polymer or metal | |
| JPS63196631A (ja) | 複合構造体およびその製造方法 | |
| Lommatzsch | 100 percent increase in ageing resistance: Plasma coating at atmospheric pressure | |
| JPH0261400B2 (pl) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Decisions on the lapse of the protection rights |
Effective date: 20080118 |