Лако-красочные материалы — производство

Очистка и обезжиривание

Цель этих операций — удаление со склеиваемых поверх­ностей различных загрязнений, которые существенно влияют на прочность клеевых соединений. Уровень снижения прочнос­ти зависит от типа вещества, загрязняющего поверхность, его концентрации на поверхности, а также от природы склеивае­мого материала и клея. Было проведено исследование влия­ния концентрации технологических загрязнений на поверхнос­ти каркаса для печатных схем (эпоксидный стеклопластик, одна сторона которого покрыта слоем луженой меди) на ад­гезию к ним эпоксидного и полиуретанового герметиков (табл. 4.1).

Обезжиривать поверхности, подлежащие склеиванию, мож­но органическими растворителями, водными растворами мою-

щих средств и щелочными составами. Выбор метода и средств обезжиривания определяется видом загрязнений, требуемой степенью очистки, воздействием обезжиривающего раствора на обрабатываемый материал, безопасностью при работе.

Для обезжиривания поверхностей используют бензин, ке­росин, уайт-спирит, ацетон и др. Для обезжиривания метал­лических поверхностей обычно применяют бензин и ацетон, для обезжиривания поверхностей полимерных материалов и резин—тетрахлорэтилен, трихлорэтилен, изопропиловый спирт (при условии, что растворитель не вызывает растворения по­лимерных материалов и резин).

Свойства клеевых соединений зависят от природы исполь­зуемого для обезжиривания растворителя. Зависимость крае­вого угла смачивания и прочности клеевых соединений угле­родистой стали марки SAE 1010, выполненных эпоксидным клеем Эпон 828, от типа используемого для обработки поверх­ности растворителя представлена в табл. 4.2.

Органические растворители непригодны для удаления за­грязнений, содержащих мыла, шлифовальную пасту, пыль и т. п., так как они растворяют жир и не удаляют полностью с поверхности металла неорганические соединения, входящие в состав загрязнений. Органические растворители непригодны также для обезжиривания влажных поверхностей, так как они не смешиваются с водой и на влажных участках не проника-

ют к поверхности металла {251]. При обезжиривании пласт масс необходимо помнить, что большинство из них адсорбир) ет растворители, поэтому если после обезжиривания не дат достаточной открытой выдержки (до полного удаления раст ворителя) или не провести ускоренной сушки, то возможн образование пористого клеевого шва.

Для снижения пожароопасности органических растворите лей в них вводят антистатические присадки, в частности Сиг бол (ТУ 38-101741—78). Ее вводят в растворитель в количеств 0,002% (масс.).

Обезжиривание предпочтительнее проводить в парах рас творителей (за исключением титановых сплавов). Для этог металлические детали подвешивают в камере, в которой испа ряют хлорсодержащий растворитель, например трихлорэти лен, тетрахлорэтилен. Из-за разности температур горячеп пара и холодного металла пары растворителя конденсируют ся на металлических деталях, растворяя жиры, масла, воско подобные вещества и другие загрязнения. Кроме того, мнопг установки для обезжиривания в парах снабжают приспособ лением для обрызгивания деталей чистым растворителе! )[219, с. 99]. В парах трихлорэтилена обезжиривают сталь вольфрамовые, магниевые и молибденовые сплавы, в пара; тетрахлорэтилена — алюминий, алюминиевые, вольфрамовые магниевые и молибденовые сплавы. Продолжительность обра ботки 0,5—5 мин.

Для обезжиривания поверхностей можно использоваті водные моющие средства. Весьма эффективными являютс? моющий раствор ТМС-31 (ТУ 38-40740—71), моющий препа рат «Аполир», а также моющие средства «Термос-1» и «Тер мос-2»; лучшим из них является состав ТМС-31. Они представ­ляют собой водные растворы смеси поверхностно-активны! веществ, моноэтаноламидов, олеиновой кислоты, спирта г триэтаноламина {141, с. 86]. В табл. 4.3 показано, как влияют обезжиривающие водные растворы и органические раствори­тели на прочность клеевых соединений стали 45, выполненных эпоксидным клеем (смола ЭД20+отвердитель № 254).

В качестве моющего средства можно использовать также остав, содержащий тринатрийфосфат (16 г/л) и эмульгатор щнтамид-5 (2 г/л), который можно утилизировать путем био — огического разложения [[141, с. 86]. При этом исключается за — рязнение окружающей среды.

Обезжиривание водными моющими средствами включает [ромывку (окунанием) в водных растворах моющих средств [ри 70—80 °С в течение 3—15 мин и последовательную про — 1ывку в горячей (60—70 °С) и холодной проточной (15— !0 °С) воде. Для предотвращения коррозии металла после про — лывки в воде изделия обрабатывают холодным водным раст — юром хромпика (0,5%-ным) и сушат при ПО—120°С. Такая )бработка рекомендуется для стали, медных, титановых, алю — линиевых и магниевых сплавов.

Водные моющие растворы и трихлорэтилен удаляют с по­верхности минеральное масло, но не удаляют графит. Сочета — вие обработки водными моющими растворами и ультразвуком тозволяет повысить качество обезжиривания, а также уда- тять остатки графита. Для этих целей можно использовать ультразвуковую установку типа УЗУ-0,25 с выходной акусти­ческой мощностью 230 Вт и частотой 18 кГц. Оптимальными тараметрами режима обезжиривания являются: температура ванны 90—95 °С, продолжительность обезжиривания 0,5—1 мин, расстояние между ультразвуковыми преобразователями л обезжириваемой поверхностью деталей 50—60 мм [89, с. 154].

Для очистки деталей в трихлорэтилене с применением уль­тразвука можно использовать установку типа ОД, производи­тельностью 30—48 м2/ч. Интенсивность ультразвуковых коле­баний 1-Ю-4—3-Ю-4 Вт/м2.

Как указывалось выше, для обезжиривания поверхностей можно использовать щелочные составы. Такие составы обыч­но состоят из соли щелочного металла, щелочного мыла, мо­ющего и поверхностно-активного веществ. Для повышения эффективности очистки составы обычно подогревают. После обезжиривания поверхности промывают проточной водой (температурой от 15 до 60 °С) до нейтральной реакции про­мывной воды. Для промывки следует использовать деминерали­зованную воду. Большинство металлов после такой обработки дополнительно обрабатывают ингибитором коррозии (водный 0,5%-ный раствор хромпика с температурой 20—25°С) в течение 0,5 мин [221]. После этого детали сушат при 15—30 °С, обдувая их чистым сжатым воздухом, или в сушильных шкафах.

Весьма эффективным способом удаления загрязнений со склеиваемых поверхностей является газоплазменная обработ­ка с использованием установки мощностью 20 Вт при скорос­ти струи 50 см3/мин в течение 20—60 мин [249]. Газоплазмен­ная обработка повышает адгезию клеев к склеиваемым по­верхностям, при этом объемные свойства субстрата не ухуд­шаются, поскольку такая обработка воздействует лишь на по­
верхностный слой глубиной не более 10 мкм. После газоплаг менной обработки загрязненной поверхности в течение 60 ми адгезия полиуретанового и эпоксидного герметиков к ней тг кая же, как к незагрязненной поверхности. Кроме того, така обработка улучшает смачиваемость поверхности герметикоь снижая контактный угол смачивания водой до нуля.