Предварительная обработка на основе кобальта

Предварительная обработка на основе кобальта была разработана в первую очередь для использования в индустрии самолетостроения в качестве возможной замены для составов на основе хроматов. Существует целый ряд технологических процессов, в которых адгезия краски и коррозийные характеристики образуемых пленок являются, по крайней мере, сопоставимыми с этими же параметрами, получаемыми в результате хроматной предварительной обработки.

Надо заметить, что в некоторых случаях эксплуатационные качества покрытия напрямую зависят от параметров самого технологического процесса. Например, для получения качественных радужных покрытийна алюминии используется обработка с помощью раствора аммонизированного комплекса Co[(NH3)6]X3 (где Х = NO3Cl, Br, CN, SCN, 1/3PO3, 1/2SO4C2H3O2и CO3 ), однако адгезия краски во многом зависит от содержания аммония в растворе для предварительной обработки, который плохо поддается контролю. С помощью предварительной обработки в растворах Me[Co(NO2)6], где Me = Na, Li или K можно получить практически бесцветные пленки, однако в этих случаях их применение ограничено максимальной толщиной пленки (90мг/м2), которую можно получить методом осаждения. Подобные ограничения можно снять путем использования комплексов шестивалентного кобальта (III), [CoR6]3- различных металлов (Na,Li, K, Ca, Zn, Mg, Mn), где R - карбоновая кислота, содержащая от 1 до 6 атомов углерода. Поверхность пленки является высокопористой, что улучшает адгезию краски.

Составы для предварительной обработки готовятся путем растворения солей Co(II) и ацетата металла (например, ацетата Na, Mg или Ca), в результате чего образуется раствор шестиосновного карбоксильного комплекса кобальта (III). В растворах содержание комплекса может варьироваться от 0.01 М до предела насыщения, однако наилучшие результаты получаютсяпри использовании растворов, содержащих от 0.04 до 0.15 молей соли Co(II). Предварительная обработка с помощью ацетата кобальта обеспечивает наилучшее общее качество, однако для получения оптимальных эксплуатационных качеств лакокрасочного покрытия рекомендуется использование нитрата кобальта. Наиболее предпочтительным ацетатом металла является ацетат натрия. Добавление увлажнителей ( щелочных фторидов, фторкарбонов или фторидов металла) убирает необходимость в уплотненной пленки после предварительной обработки. Предварительная обработка может осуществляться методом иммерсии, ручным способом или с помощью напыления.

Наиболее предпочтительные составы и условия проведения предварительной обработки для составов на основе кобальта

Материалы, предварительно обработанные с оптимизированными составами и условиями могут выдерживать до 168 часов воздействия солевого тумана (ASTM-B117), и обеспечивают хорошую сухую и влажную адгезию высококачественных эпоксидных типов хроматированной грунтовки для использования в самолетостроении и нехроматированных эпоксидных эмалированных верхних покрытиях.

Другие вариации процессов на кобальтовой основе, которые считаются применимыми с коммерческой точки зрения в самолетостроении, включают контакт сметаллической поверхности с водным раствором, который готовится с помощью следующей реакции:

·соль кобальта (II)

·соль аммония

·одно или более комплексообразующих соединений, типа растворимого карбоксилата метала, растворимого нитрита или аммония металла.

·водорастворимый амин

·окислитель

Предварительная обработка продолжается до тех пор, пока поверхность не будет полностью окислена, и пока не будет сформировано кобальтовое конверсионное покрытие. Подобные составы так же являются основной для коммерческих типов предварительной обработки, однако не для применения в самолетостроении. В подобных составах не используются соли аммония, характерные для аэрокосмических систем.

Во всех случаях основным компонентом формируемого покрытия является оксид алюминия, однако покрытия так же содержат смесь оксидов кобальта CoO, Co2O3, и Co3O4. Оксид алюминия является основным компонентом взаимодействия между пленкой и металлической подложкой, тогда как Co2O3 и Co3O4 концентрируются на поверхности, а центральные области содержат смесь всех четырех оксидов.