TR2023001699A2 - Yüksek anti̇-korozi̇f etki̇nli̇ğe sahi̇p bi̇r kaplama ve bu kaplamanin substratlara kaplanmasi i̇çi̇n bi̇r yöntem - Google Patents

Abstract

Buluş, bununla sınırlı olmamakla birlikte otomotiv sektöründe kullanılan bağlantı elemanlarının kaplanması için ağır korozif ortamlarda yüksek anti-korozif etkinliğe ve ince kaplama kalınlığına sahip bir kaplama ve bu kaplamanın substrat malzemeye kaplanması için bir yöntem ile ilgilidir.

Description

TARIFNAME YÜKSEK ANTI-KOROZIF ETKINLIGE SAHIP BIR KAPLAMA VE BU KAPLAMANIN SUBSTRATLARA KAPLAN MASI içiN BIR YÖNTEM TEKNIK ALAN Bulus, bununla sinirli olmamakla birlikte otomotiv sektöründe baglanti elemanlarinin, agir korozif ortamlarda dahi yüksek anti-korozif etkinlige ve ince kaplama kalinligina sahip bir kaplama ve bu kaplamanin substrat ürüne kaplanmasi için bir yöntem ile ilgilidir. ÖNCEKI TEKNIK Korozyon, metal ve alasimlarinin ortam ile kimyasal ve elektrokimyasal reaksiyonu sonucu meydana gelen bozunma ve asinmadir. Korozyonun olusumu, disaridan herhangi bir enerjiye gerek duymadan kendiliginden belli bir hizla gerçeklesmektedir. Ilgili teknik alanlarda üretilen metalik malzemelerin, her yil yaklasik 1/3'ü korozyon nedeni ile kullanilmaz hale gelmektedir. Bu nedenle, metal ve alasimlarin üretildigi ve kullanildigi sektörlerde bu teknik olumsuz durum sermaye, emek ve enerji kaybina neden olmaktadir. Bu kayiplar küresel gayri safi ulusal hasilanin yaklasik Ilgili teknik alanda, metal ve alasimlarini korozyona karsi korumak için bazi anti- korozif yöntemler bulunmaktadir. Korozyona karsi mücadelede en etkin yöntemlerden biri kaplama uygulamasidir. Otomotiv sektöründe, bilhassa baglanti elemanlarinin korozyon ömürlerinin arttirilmasi için en yaygin kullanilan yöntem akimli ve akimsiz elektrolitik kaplamadir. Bu yöntem ile özellikle çinko ve çinko-nikel kaplama en yaygin kaplama türlerini olusturmaktadir. Kaplama malzemeleri, ametal olabilecegi gibi metal de (galvanizleme, çinko, çinko-nikel, kursun ve krom kaplama, kalaylama) olabilmektedir. Kimi durumlarda, yüzeysel koruma saglayan bir film, kaplama, anodik koruma yöntemleri ve fosfatlama gibi islemlerle uygulanmaktadir. Önceki teknikte metal ve alasimlarinin; amonyum nitrat, üre, potasyum, diamonyum fosfat, tarim kireci, amonyum tiyosülfat, sodyum klorat, nitrat, amonyak, azot <28%, atrazin bulunduran agir korozif ortam kosullarinda geleneksel metotlarin uygulanmasi ile korozyona karsi etkin bir sekilde korunamadigi ve korozyona ugradiklari tespit edilmistir. Anti-korozif özelliklerini arttirmak amaciyla metal ve alasimlarinin, yüzeyindeki anti- korozif kaplama kalinliklari arttirilarak agresif kimyasallara ve korozif ortamlara karsi bilinen kaplamalara göre daha yüksek korozyon dayan imlari elde edilmektedir ancak özellikle otomotiv sektöründe, kaplama kalinliginin fazla olmasi, kapladigi baglanti elemaninin hacmini arttiracagindan baglanti elemaninin düzgün bir sekilde montajini olumsuz etkileyebilmesi nedeniyle kaplama kalinliklarinin çok fazla olmasi tercih edilen bir durum degildir. Bu nedenle, teknik sartnamelerinde kaplama kalinligi olarak genelde oldukça küçük mikron araliginda bir kaplama kalinligi tercih edilmektedir. Sonuç olarak, ilgili teknik alan ihtiyaçlarina çözüm ve avantajlar sunmak üzere, agir korozif ortam kosullarinda dahi yüksek anti-korozif etkinlige ve ince kaplama kalinliklarina sahip kaplamalarin gelistirilmesi bir ihtiyaç haline gelmistir. BULUSUN KISA AÇIKLAMASI Bulus, yukarida sayilan dezavantajlarin üstesinden gelen, agir korozif ortamlara maruz kalan bilhassa metal veya metal alasimlarinin anti-korozif etkinliklerinin artirilmasini saglayan bir kaplama ile ilgilidir. Bulus bir diger yönüyle, metal veya metal alasimlarinin korozyon dayanimini arttirmak amaciyla ince kaplama kalinliklarina sahip bir kaplama ortaya koymaktadir. Bulus bir diger yönüyle, yüksek anti-korozif etkinlige sahip bir kaplamanin, substratlara kaplanmasi için bir yöntem ile ilgilidir. BU LUSUN DETAYLI AÇIKLAMASI Bu detayli açiklamada bulus konusu, metallerden veya metal alasimlarindan elde edilen substratlar için gelistirilen ve agir korozif ortamlara karsi dahi anti-korozif etki saglayan ve ince kaplama kalinlarina sahip bir kaplama ile ilgili olup, sadece konunun daha iyi anlasilmasina yönelik hiçbir sinirlayici etki olusturmayacak örneklerle açiklanmaktadir. Bulusta "korozyon" ifadesi ile metal, metal alasimlari ve benzeri substratlarin ortam sartlarinda belli mekanizmalar ile bozunmasi kastedilmektedir. Ayrica bulusta "korozyon" ifadesi, çok daha agir korozif ortamlari da ifade edebilmektedir. Bulus kapsaminda agir korozif ortamlar derken, amonyum nitrat, üre, potasyum, diamonyum fosfat, tarim kireci, amonyum tiyosülfat, sodyum klorat, nitrat, amonyak, azot <28%, atrazin içeren ortamlar kastedilebilmektedir. Teknikte, korozif ortamlar için anti-korozif kaplamalar mevcuttur fakat burada sözü edilen agir korozif ortamlarda bilhassa baglanti elemanlari için mevcut teknik çözümlerin yeterli olmadigi tespit edilmistir. Mevcut bulus sahipleri, bilhassa baglanti elemanlari için agir korozif ortamlarda yüksek anti-korozif etki saglanmasina yönelik ilgili teknik alana teknik çözümler ve avantajlar sunmaktadir. Burada bulusun daha anlasilabilir olmasi açisindan gerçeklestirilen teknik çözüm ve avantajlarin, otomotiv sektöründe kullanilan baglanti elemanlari için oldugundan bahsedilse de bulusun koruma kapsami bunlarla sinirli kalmamaktadir. Bulusta bahsedilen teknik çözüm ve avantajlar, baglanti elemanlarin disinda da ürünler, aparatlar veya elemanlarda kullanilabilmektedir. Bulusta "substrat malzeme" ifadesi ile korozif ortamlardan korunmak istenen, kullanildigi teknik alan için mekanik dayanim ve diger montaj özelliklerine sahip olmasi beklenen ürünler kastedilmektedir. Bulusta substrat malzemesi, metal ve metal alasimlari, ametal ve ametal alasimlari, polimer veya kompozit malzemelerini kapsayan gruptan seçilmektedir. Tercih edilen bir uygulamada substrat malzemesi, nikel, çinko, krom, alüminyum, vanadyum, manganez, titanyum, magnezyum, kalay, bakir, demir, silisyum, molibden ya da bunlarin bir alasimini kapsayan gruptan seçilen bir metal ya da metal alasimi bir malzemedir. En tercih edilen bir uygulamada substrat malzeme, tercihen metal ya da metal alasimdan imal edilen bir baglanti elemani ya da sac levha olabilmektedir. Bulusun koruma kapsami, substratin ne oldugu ile sinirlandirilmamaktadir. Bulus, ilgili teknik alanda teknik dezavantajlari gidermek ve yeni teknik çözümler saglamak üzere anti-korozif etkiye sahip bir kaplama ile ilgilidir. Bulusa konu kaplama esas olarak bir hibrit kaplamadir. Bulusun tercih edilen bir uygulamasinda bulusa konu kaplama, bünyesinde birden fazla katman içermekte ve bu katmanlar bir arada bulunduklarinda sinerjik etki göstermektedir. Bulus kapsaminda, "hibrit kaplama" ifadesi, birbirinden farkli teknik etkilere sahip ayri katmanlarin bir arada kullanilmasi ile anti-korozif etkinligin sergilenmesine yönelik sinerjik bir etkinin elde edildigi kaplama anlaminda kullanilmistir. Bulusa uygun kaplama tercihen en az iki katmandan meydana gelen hibrit bir kaplamad ir. Bulusun bir uygulamasinda, bulusa uygun kaplama substrat malzemeye direk olarak kaplanabilir. Bulusun bir uygulamasinda, yukarida tarif edilen substrat malzeme; herhangi bir metal ya da metal alasim malzemeden bir kaplama, örnegin çinko, çinko-nikel ya da çinko-fosfat gibi çinko içeren bir kaplama ile kapli olabilir ve bulusa konu kaplama da söz konusu metal kaplamalar ile kapli olan substrat malzeme üzerine uygulanabilir. Bulusa uygun kaplama ile kaplanmadan önce substrat malzemeye uygulanan çinko, çinko-nikel ya da çinko-fosfat gibi çinko içeren bir kaplama, substrat malzemeye tercihen elektrolitik kaplama yöntemi ile uygulanabilir. Bulus kapsaminda, "elektrolitik kaplama" ile elektroliz metoduyla substrat malzeme yüzeyine ince bir film tabakasi olusturulmasi ile gerçeklestirilen kaplama ifade edilmektedir. Bulus kapsaminda, "elektroliz" ile bir tuz çözeltisine veya erimis bir tuza batirilmis iki metal elektrot arasindan bir akim kaynagi yardimiyla elektrik akimi geçirilerek, elektrolitik iletkenlik yardimiyla, elektrotlarin siviya batan kisimlarinda meydana gelen kimyasal degisimler ifade edilmektedir. Bulusa konu kaplama, bünyesinde tercihen en az iki katman içermektedir. Bu katmanlarin her biri, nihai ürüne teknik çözüm sunmaktadir. Bulus konusu kaplama, tercihen bünyesinde alt, orta ve üst katman olmak üzere üç katman içermektedir. Bulusun tercih edilen uygulamasinda kaplama bünyesinde, krom veya krom esasli bilesik içeren en az bir alt katman, fosfor veya fosfor esasli bilesik içeren en az bir orta katman ve polimerik malzeme içeren en az bir üst katman içermektedir. Bulusun tercih edilen bir uygulamasinda kaplamayi olusturan alt ve orta katman substratlara elektrolitik kaplama yöntemi ile kaplanmaktadir. Bu bulusta, elektrolitik kaplama islemlerinin gerçeklestirilmesine yönelik alt ve orta katmanlari için kimyasal banyolar hazirlanmaktadir. Substrat malzemeleri, söz konusu hazirlanan kimyasal banyolara yerlestirilmekte ve kaplama islemlerine tabi tutulmaktadir. Bulusa konu kaplama bünyesinde, substrat malzeme yüzeyleri ile temas halinde ve substrat malzemelerin alt ve/veya yanal yüzeylerinin en az bir kismini kaplayan en az bir alt katman içermektedir. Bulusa konu kaplamada alt katmaninin substrat yüzeyine kaplanmasi için hazirlanan kimyasal banyo bünyesinde en az bir krom veya krom esasli bilesik ve en az bir korozyon içermektedir. Alt katmanin, substrata kaplanmasi için kimyasal banyonun hazirlanmasinda söz konusu kimyasal malzemelerin yaninda tercihen su da kullanilmaktadir. Sözü edilen alt katman, bünyesinde ana bilesen olarak en az bir krom veya krom esasli bilesik içermektedir. Bulusa konu kaplama bünyesinde yer alan alt katman, substratin paslanmasini geciktirmek ve böylece kullanim ömrünü arttirmak amaciyla krom veya krom esasli bilesigi içermektedir. Bulusa konu kaplamanin alt katmani bünyesinde kromik asit, krom sülfat [Cr2(SO4)2], krom sap [KCr(SO4)2], krom klorür [CrCl3], krom bromür [CrBr3], krom florür [CrF3], krom (lll) nitrat [CrNOs] bilesiklerini veya bunlarin belli oranlarda herhangi bir karisimini kapsayan gruptan seçilen en az bir krom esasli bilesik içermektedir. En tercih edilen uygulamada, alt katman bünyesinde krom esasli bilesik olarak; krom (lll) nitrat [CrNOs] ve/veya krom sülfat [Cr2(SO4)2] bilesiklerinden en az birini içermektedir. Alt katman, tercih edilmesi durumunda bünyesinde en az bir korozyon inhibitörü içermektedir. Bulusta alt katman korozyon inhibitörü olarak; nitrat, sülfat ve/veya halojen tuzlarini kapsayan bir gruptan seçilen en az bir bilesik içermektedir. Bulusun tercih edilen bir uygulamasinda alt katman korozyon inhibitörü olarak; kobalt esasli bir nitrat, sülfat ve/veya halojen tuzlarini kapsayan bir gruptan seçilen en az bir bilesik içermektedir. Bulusun tercih edilen bir uygulamasinda alt katman korozyon inhibitörü olarak; kobalt sülfat ve/veya kobalt nitrat bilesiklerinden en az birini içermektedir. Bulusa konu kaplama bünyesinde en az bir orta katman içermektedir. Tercih edilen bir uygulamada orta katman, kaplama bünyesinde alt katmanin üst komsulugunda ve temas halinde yer almaktadir. Bulusa uygun kaplamanin orta katmaninin substrat yüzeyine kaplanmasi için hazirlanan kimyasal banyo, kimyasal malzeme olarak en az bir fosfor veya fosfor esasli bilesik, en az bir korozyon inhibitörü içermektedir. Orta katmanin substrata kaplanmasi için kimyasal banyonun hazirlanmasinda söz konusu kimyasal malzemelerin yaninda tercihen su da kullanilir. Bulusa konu kaplama bünyesinde yer alan orta katman en az bir fosfor veya fosfor esasli bilesik içermektedir. Burada tercihen fosfor veya fosfor esasli bilesik, uygun bir çözücüde, örnegin suda, çözündügünde orta katman için fosfor iyonu saglamaktadir. Orta katman fosfor esasli bilesik olarak; dihidrojen fosfat [H2PO4]', amonyum dihidrojen fosfat [(NH4)(H2PO4)], monokalsiyum fosfat (Ca(H2PO4)2) bilesiklerinden en az birini veya bunlarin belli oranlarda herhangi bir karisimini içermektedir. Orta katman, bünyesinde içerdigi fosfatin güçlü bag olusturma özelligi sayesinde alt ve üst katmanlar ile siki bir baglanma gerçeklestirmektedir. Orta katman, bahsedilen güçlü etkilesim sayesinde korozyona sebebiyet veren maddelerin geçisini engellemekte ve kaplamanin anti-korozif etkisinin artmasina katkida bulunmaktadir. Bulusa konu kaplamaya ait orta katmaninin içerdigi fosfat, tercihen ince taneli olup daha kompakt bir yapi olusturularak substratin atmosferle olan etkilesimini kesmekte ve oksijenden kaynakli pas olusumunun minimize edilmesine katkida bulunmaktadir. Orta katman, bünyesinde tercihen en az bir korozyon inhibitörü içermektedir. Orta katman bünyesinde korozyon inhibitörü olarak; nitrat, sülfat ve/veya halojen tuzlarini kapsayan bir gruptan en az birini veya bunlarin belli oranlarda herhangi bir karisimlarini içermektedir. Bulusun tercih edilen bir uygulamasinda orta katman korozyon inhibitörü olarak; kalsiyum esasli bir nitrat, sülfat ve/veya halojen tuzlarindan en az birini veya bunlarin belli oranlarda herhangi bir karisimini içermektedir. Bulusun tercih edilen diger bir uygulamasinda, orta katman korozyon inhibitörü olarak kalsiyum sülfat, kalsiyum nitrat ve/veya kobalt nitrat bilesiklerinden en az birini içermektedir. Bulusa konu kaplama, bünyesinde en az bir üst katman içermektedir. Bulusun tercih edilen bir uygulamasinda üst katman, bulus konusu kaplamanin içerdigi orta katmanin üst komsulugunda ve temas halinde yer almaktadir. Bulusa uygun kaplamanin üst katmaninin substrat yüzeyine kaplanmasi için polimerik malzeme içeren bir kimyasal karisim hazirlanmaktadir. Söz konusu kimyasal karisim, en az bir polimerik malzeme ve/veya en az bir anti-korozif katki maddesi içermektedir. Substrat malzemelere, bulusa konu kaplamanin üst katmani, bulusun tercih edilen bir uygulamasinda, en az bir katman tercihen iki katman olarak, dip-spin ya da spreyleme yöntemi kullanilarak uygulanmaktadir. Buna göre substrat malzemeler, üst katmanin içerdigi polimerik malzeme bazli kimyasal karisimin oldugu tanklara daldirilmakta ve tanklardan çikarildiktan sonra santrifüj uygulanarak üst katmanin substrat malzeme yüzeyinde homojen dagilimi saglanmaktadir. Bulusa konu kaplama bünyesinde yer alan üst katman, bünyesinde en az bir polimerik malzeme içermektedir. Üst katman bünyesinde yer alan polimerik malzeme, substrat ve tercihen onun üzerinde yer alan kaplama bilesenleri için anti- korozif bariyer olusturmanin yani sira çarpma ve asinmalara karsi mekanik dayanim olusturmaktadir. Üst katman polimerik malzeme olarak; polidroksietilmetakrilat, 2-metoksil-1-metiletil asetat, 1-metoksi 2-asetoksi propan, 1-metoksi 2-propil asetat, 1-metoksi-2-propanol asetat, 1-metoksi-2-propil asetat, 2-asetoksi-1-metoksipropan, 2-propanol, 1-metoksi asetat, Dowanol PMA glikol eter asetat, metoksi propil asetat, propilen glikol metil eter asetat, propilen glikol monometil eter asetat monomerlerinden elde edilen polimerleri ve/veya PGMEA, PGMA polimerlerini veya bunlarin belli oranlarda herhangi bir karisimini kapsayan bir gruptan seçilen en az bir polimerik malzemeyi içermektedir. Bulusun tercih edilen bir ifadesinde, söz konusu üst katman polimerik malzeme olarak, 2-metoksil- 1-metiletil asetat monomerinden elde edilen polimerik malzemeyi içermektedir. Bulusa uygun kaplamanin üst katmaninin içerdigi polimerik malzeme, tercih edilmesi durumunda anti-korozif katki maddesi ile birlikte bir kompozit malzeme olusturmaktadir. Bu bulusta üst katman anti-korozif katki maddesi olarak; trizinc bis(ortofosfat), çinko ortofostat, trizinc fosfat, çinko fosfat ve trizinc difosfat, veya bunlarin belli oranlarda herhangi bir karisimini içermektedir. Bulusa uygun kaplamanin üst katmaninda, polimerik malzeme ve anti-korozif katki maddesini içeren söz konusu polimer bazli kompozit malzeme, hidrojen ve oksijenin yaninda nem ve diger gazlara karsi da üstün bir koruyucu bariyer islevi göstermektedir. Ayni zamanda, söz konusu polimer bazli kompozit malzeme üst katmana yalitkanlik özelligi de kazandirarak, iki farkli metal ya da metal alasimi malzeme arasindaki elektron transferi sonucu olusan paslanmanin neden oldugu galvanik korozyonun, elektron alisverisinin engellenmesi sayesinde önlenmesine katkida bulunmaktadir. Bulus bir diger yönüyle, karakterize edilen kaplamanin substrat malzemelere kaplanmasi için bir yöntem ile ilgilidir. Her bir katman, ayri teknik islemler uygulanarak substrat malzemelere kaplanmaktadir. Her bir kaplamanin substrat yüzeyine kaplanmasi için uygulanan islemler asagida detayli olarak bahsedilmistir. - Alt katmanin, substrat malzemelere kaplanmasi Substrat malzemelere alt katman, bulusun tercih edilen bir uygulamasinda elektrolit kaplama ya da alternatif olarak akimsiz kaplama yöntemi ile kaplanmaktadir. Söz konusu alt katmanin substratlara uygulanmasi için asagida belirtilen kimyasal malzeme karisimi ve seyreltici içeren kimyasal banyo hazirlanmaktadir. Bulus konusu kaplamanin alt katmaninin substrat yüzeyine kaplanmasinda kullanilan akimsiz kaplama yöntemi, elektrik akimi kullanmadan otokatalitik kimyasal indirgeme yöntemi ile elde edilen iyonlarin metal, seramik veya polimerden yapilan substrat yüzeylere kaplama teknigidir. Tercih edilen uygulamada alt katman için hazirlanan kimyasal banyonun sicakligi, 00 ila 35 00 arasinda bir degerdir. Alt katmanin substrat malzemelere kaplanmasi için substrat malzemesi, hazirlanan kimyasal banyoda en az 30 saniye bekletilmektedir. Bulusa konu kaplamaya ait alt katmaninin, substrat yüzeyine kaplanmasi için hazirlanan kimyasal banyo, kimyasal malzeme olarak en az bir krom veya krom esasli bilesik, en az bir korozyon inhibitörü ve en az bir elektrolit anotlama malzemesi içermektedir. Alt katmanin substratlara kaplanmasi için kimyasal banyonun hazirlanmasinda söz konusu kimyasal malzemelerin yaninda seyreltici olarak tercihen su da kullanilir. Bulusa konu kaplama bünyesinde, substrat malzeme yüzeyleri ile temas halinde ve substrat malzemenin alt ve/veya yanal yüzeylerinin en az bir kismini kaplayan en az bir alt katman içermektedir. Sözü edilen alt katman bünyesinde ana bilesen olarak krom veya krom esasli bir bilesik içermektedir. Bulusa konu kaplama bünyesinde yer alan alt katman, substratin paslanmasini geciktirmek ve böylece kullanim ömrünü arttirmak amaciyla anti-paslanmaz islevini saglamak üzere krom veya krom esasli bilesigini içermektedir. Bulusa konu kaplamanin alt katmani için hazirlanan kimyasal banyo tercihen en az bir krom veya krom esasli bilesik içermektedir. Bulusta alt katman için hazirlanan kimyasal banyo krom esasli bilesik olarak; kromik asit, krom sülfat [Cr2(SO4)2], krom sap [KCr(SO4)2], krom klorür [CrCl3], krom bromür [CrBr3], krom florür [CrF3], krom (lll) nitrat [CrNOs] bilesiklerini veya bunlarin belli oranda herhangi bir karisimini içermektedir. En tercih edilen uygulamada, alt katmani için hazirlanan kimyasal banyo bünyesinde krom esasli bilesik olarak krom (lll) nitrat [CrNOs] ve/veya krom sülfat [Cr2(SO4)2] bilesiklerinden en az birini içermektedir. Bulusa konu kaplamanin alt katmaninin substrat yüzeyine kaplanmasi için hazirlanan kimyasal banyo, içerdigi kimyasal malzemenin toplam agirliginin %5 ila %40'i, tercihen %7 ila %35'i, daha tercihen %10 ila %30'u araliginda en az bir krom veya krom esasli bilesik içermektedir. Alt katmani için hazirlanan kimyasal banyo, tercih edilmesi durumunda en az bir korozyon inhibitörü içermektedir. Bulusta alt katman için hazirlanan kimyasal banyo bünyesinde korozyon inhibitörü olarak; nitrat, sülfat ve/veya halojen tuzlarini kapsayan bir gruptan seçilen en az bir bilesik içermektedir. Bulusun tercih edilen bir uygulamasinda alt katmani için hazirlanan kimyasal banyo bünyesinde korozyon inhibitörü olarak; kobalt esasli bir nitrat, sülfat ve/veya halojen tuzlarini kapsayan bir gruptan seçilen en az bir bilesik içermektedir. Bulusun tercih edilen bir uygulamasinda alt katmani için hazirlanan kimyasal banyo bünyesinde korozyon inhibitörü olarak; kobalt sülfat ve/veya kobalt nitrat bilesiklerinden en az birini içermektedir. Bulusa uygun kaplamanin alt katmaninin substrat yüzeyine kaplanmasi için hazirlanan kimyasal banyo, içerdigi kimyasal malzemenin toplam araliginda en az bir korozyon inhibitörü içermektedir. Bulusa uygun kaplamanin alt katmani için hazirlanan kimyasal banyo en az bir elektrolit anotlama malzemesi içermektedir. Bulusun tercih edilen bir uygulamasinda alt katman için hazirlanan kimyasal banyo elektrolit anotlama malzemesi olarak; metanoik asit [HCOOH], etanoik asit [CH3COOH], propanoik asit karisimlarini içermektedir. Bulusa uygun kaplamanin alt katmaninin substrat yüzeyine kaplanmasi için hazirlanan kimyasal banyonun içerdigi kimyasal malzemenin toplam agirliginin %1 ila %20'si, tercihen %2 ila %15'i, daha tercihen En tercih edilen bir uygulamada alt katmanin substrat yüzeyine kaplanmasi için hazirlanan kimyasal banyo bünyesinde, içerdigi kimyasal malzemenin toplam agirliginin %10 ila %30'u araliginda bir degerde krom veya krom esasli bilesik, %5 ila %10'u araliginda bir degerde elektrolit anotlama malzemesi, %2,5 ila %10'u araliginda bir degerde korozyon inhibitörü içermesidir. - Orta katmanin, alt katmanin üst komsulugunda konumlandirilacak sekilde substrat malzemelere kaplanmasi Substrat malzemelere orta katman, bulusun tercih edilen bir uygulamasinda elektrolit kaplama ya da alternatif olarak akimsiz kaplama yöntemi ile kaplanmaktadir. Söz konusu kaplama yöntemini uygulamak için asagida orta katman için belirtilen kimyasal malzeme karisimini ve seyreltici içeren kimyasal banyo hazirlanir ve banyo sicakligi 55 00 ila 80 °C arasinda bir sicaklik degerinde ila 15 dakika arasinda bir süre ile orta katmanin kaplama islemi gerçeklestirilmektedir. Bulus konusu kaplamanin alt katmaninda oldugu gibi orta katmanin da substrat yüzeyine kaplanmasinda kullanilan akimsiz kaplama yöntemi, elektrik akimi kullanmadan otokatalitik kimyasal indirgeme yöntemi ile elde edilen iyonlarin metal, seramik veya polimerden yapilan substrat yüzeylere kaplama teknigidir. Bulusa uygun kaplamanin orta katmaninin substrat yüzeyine kaplanmasi için hazirlanan kimyasal banyo, kimyasal malzeme olarak en az bir fosfor veya fosfor saglayici bilesik, en az bir korozyon inhibitörü, en az bir elektrolit tuz, en az bir iletken ajani içermektedir. Orta katmanin substrata kaplanmasi için kimyasal banyonun hazirlanmasinda söz konusu kimyasal malzemelerin yaninda seyreltici olarak tercihen su da kullanilir. Bulusa uygun kaplama bünyesinde yer alan orta katman için hazirlanan kimyasal banyo bünyesinde en az bir fosfor veya fosfor esasli bilesik içermektedir. Burada tercihen fosfor saglayici bilesik, uygun bir çözücüde, örnegin suda, çözündügünde orta katman için fosfor iyonu saglamaktadir. Bulusun tercih edilen bir uygulamasinda orta katman için hazirlanan kimyasal banyo fosfor esasli bilesik olarak; dihidrojen fosfat [H2PO4]', amonyum dihidrojen fosfat [(NH4)(H2PO4)], monokalsiyum fosfat (Ca(H2PO4)2) bilesiklerinden en az birini veya bunlarin belli oranlarda herhangi bir karisimini içermektedir. Bulusa uygun kaplamanin orta katmaninin substrat yüzeyine kaplanmasi için hazirlanan kimyasal banyo, içerdigi kimyasal malzemenin toplam agirliginin %5 ila %75'i, tercihen %8 ila %60'i, daha tercihen %10 ila %50'si araliginda en az bir fosfat saglayici bilesik içermektedir. Orta katman için hazirlanan kimyasal banyo, bünyesinde tercihen en az bir korozyon inhibitörü içermektedir. Orta katman için hazirlanan kimyasal banyo korozyon inhibitörü olarak; nitrat, sülfat ve/veya halojen tuzlarini kapsayan bir gruptan seçilen en az bir bilesik içermektedir. Bulusun tercih edilen bir uygulamasinda orta katman için hazirlanan kimyasal banyo korozyon inhibitörü olarak; kalsiyum esasli bir nitrat, sülfat ve/veya halojen tuzlarindan en az birini veya bunlarin belli oranlarda herhangi bir karisimini içermektedir. Bulusun tercih edilen diger bir uygulamasinda orta katman için hazirlanan kimyasal banyo korozyon inhibitörü olarak; kalsiyum sülfat, kalsiyum nitrat ve/veya kobalt nitrat bilesiklerinden en az birini içermektedir. Bulusa uygun kaplamanin orta katmaninin substrat yüzeyine kaplanmasi için hazirlanan kimyasal banyo, içerdigi kimyasal malzemenin araliginda en az bir korozyon inhibitörü içermektedir. Bulusta orta katman için hazirlanan kimyasal banyo en az bir elektrolit tuz içermektedir. Orta katman için hazirlanan kimyasal banyo elektrolit tuz olarak tercihen çinko bazli bilesikler kullanilmaktadir. Söz konusu orta katman için hazirlanan kimyasal banyo elektrolit tuz olarak; çinko nitrat, çinko klorat, çinko sülfat, çinko fosfat, çinko molibdat, çinko kromat, çinko risinoleat bilesiklerinden en az birini veya bunlarin belli oranlarda herhangi bir karisimini içermektedir. Bulusa uygun kaplamanin orta katmaninin substrat yüzeyine kaplanmasi için hazirlanan kimyasal banyo, içerdigi kimyasal malzemenin toplam agirliginin %2,5 ila %10'u araliginda en az bir elektrolit tuz içermektedir. Orta katman için hazirlanan kimyasal banyo bünyesinde en az bir iletken ajani içermektedir. Orta katman için hazirlanan kimyasal banyo iletken ajani olarak; 3- (benztiazoil-2-tio)-propilsülfonik asit sodyum tuzu, 3-merkaptopropan-1-sülfonik asit sodyum tuzu, etilenditiodipropilsülfonik asit sodyum tuzu, disülfid disodyum tuzu, bis(w-sülfobütil)-disülfid disodyum tuzu, bis-(w-sülfohidroksipropil)-disülfid disodyum tuzu, bis(w-sülfopropil)-disülfid disodyum tuzu, bis-(w-sülfopropil)-sülfür disodyum tuzu, metil-(w-sülfopropil) sodyum tuzu, metil-(w-sülfopropil)-trisülfid disodyum tuzu, O-etil-ditiyokarbonik asit-S-(w-sülfopropil)-ester, tiyofosforik asit-O- etil-bis((w-sülfopropil)-ester disodyum tuzu, tiyofosforik asit-tri(w-sülfopropil)-ester trisodyum tuzu, N,N-dimetilditiokarbamik asit (3-sülfopropil) ester sodyum tuzu, 3- (2-benztiazoliltio)-1-propansülfonik asit sodyum tuzundan en az birini veya bunlarin belli oranlarda herhangi bir karisimini içermektedir. Bulusa uygun kaplamanin orta katmaninin substrat yüzeyine kaplanmasi için hazirlanan kimyasal banyo, içerdigi kimyasal malzemenin toplam agirliginin %2,5 ila %10'u araliginda en az bir iletken ajan içermektedir. Orta katman için hazirlanan kimyasal banyo tercih edilmesi durumunda ikinci bir elektrolit tuz içermektedir. Orta katman için hazirlanan kimyasal banyo ikinci elektrolit tuz olarak; ortofosforik asit, oligofosforik asitler, polifosforik asitler, siklo- veya metafosforik asitler, dalli polifosfatlar, parafosforik asit, tiyofosforik asit, perfosforik asit, süperfosforik asit, hiperfosforik asitten en az birini veya bunlarin belli oranlarda herhangi bir karisimini içermektedir. Bulusa uygun kaplamanin orta katmanin tercihen ikinci bir elektrolit tuz içermesi durumunda, orta katmanin substrat yüzeyine kaplanmasi için hazirlanan kimyasal banyo, içerdigi kimyasal malzemenin toplam agirliginin %2,5 ila %5'i araliginda ikinci bir elektrolit tuz içermektedir. En tercih edilen bir uygulamada orta katmanin substrat yüzeyine kaplanmasi için hazirlanan kimyasal banyo bünyesinde, içerdigi kimyasal malzemenin toplam agirliginin %10 ila %50'si araliginda bir degerde fosfor veya fosfor esasli bilesik, agirlikça %2,5 ila %10'u araliginda bir degerde elektrolit tuz, agirlikça %2,5 ila %5'i araliginda bir degerde tercihen ikinci bir elektrolit tuz, agirlikça %10 ila %25'i araliginda bir degerde korozyon inhibitörü ve %2,5 ila %10'u arasinda bir degerde iletken ajan içermektedir. - Üst katmanin, orta katmanin üst komsulugunda konumlandirilacak sekilde substrat malzemelere kaplanmasi Substrat malzemelere, bulusa konu kaplamanin üst katmani, bulusun tercih edilen bir uygulamasinda, en az bir katman tercihen iki katman olarak, dip-spin ya da spreyleme yöntemi kullanilarak uygulanmaktadir. Buna göre substrat malzemeler, üst katmanin içerdigi polimerik malzeme bazli kimyasal karisimin oldugu tanklara daldirilmakta ve tanklardan çikarildiktan sonra santrifüj uygulanarak üst katmanin substrat malzeme yüzeyinde homojen dagilimi saglanmaktadir. Kaplama islemleri 90 ila 270 dakika arasinda bir süre ile gerçeklestirilmektedir. Burada kimyasal karisimin sicakligi 20 00 ila 45 °C sicakliklari arasinda bir degerdedir. Bir sonraki islem adiminda üst katman ile kaplanmis substrat malzeme, 70 ila 80 °C sicaklari arasinda bir degerde, 10 ila 15 dakika arasinda bir süre boyunca kürleme islemine tabi tutulmaktadir. Bulusun tercih edilen bir uygulamasinda, substrat malzemelere üst katman arka arkaya iki kez uygulanmaktadir. Ikinci kez uygulanirken, yukarida uygulanan islemler tekrar edilmektedir. Bulusa uygun kaplamanin üst katmaninin substrat yüzeyine kaplanmasi için polimerik malzeme içeren bir kimyasal karisim hazirlanmaktadir. Söz konusu kimyasal karisim, en az bir polimerik malzeme, en az bir anti-korozif katki maddesi, en az bir seyreltici içermektedir. Bulusa konu kaplama bünyesinde yer alan üst katman için hazirlanan kimyasal karisim bünyesinde en az bir polimerik malzeme içermektedir. Üst katman için hazirlanan kimyasal karisim bünyesinde bulunan polimerik malzeme matris bileseni, anti-korozif bir katki maddesi takviye edici bilesen olarak birlikte bir kompozit meydana getirerek anti-korozif bariyer olusturmakta, ayni zamanda substratin çarpma ve asinma dayanimina katki saglamaktadir. Üst katman için hazirlanan kimyasal karisim bünyesinde polimerik malzeme olarak; polidroksietilmetakrilat, 2-metoksil-1-metiletil asetat, 1-metoksi 2-asetoksi propan, 1-metoksi 2-propil asetat, 1-metoksi-2-propanol asetat; 1-metoksi-2-propil asetat, 2-asetoksi-1-metoksipropan, 2-propanol, 1-metoksi asetat, Dowanol PMA glikol eter asetat, metoksi propil asetat, propilen glikol metil eter asetat, propilen glikol monometil eter asetat monomerlerinden elde edilen polimerleri ve PGMEA, PGMA polimerlerini veya bunlarin belli oranlarda herhangi bir karisimini kapsayan gruptan seçilen en az bir polimerik malzeme içermektedir. Bulusun tercih edilen bir uygulamasinda, üst katman için hazirlanan kimyasal karisim bünyesinde polimerik malzeme olarak 2-metoksil-1-metiletil asetat monomerinden elde edilen polimerik malzemeyi içermektedir. Bulusa uygun kaplamanin üst katmaninin substrat yüzeyine kaplanmasi için hazirlanan kimyasal karisim, toplam agirliginin %30'u ila polimerik malzeme içermektedir. Üst katman için hazirlanan kimyasal karisim bünyesinde en az bir anti-korozif katki maddesi içermektedir. Üst katman için hazirlanan kimyasal karisim bünyesinde anti-korozif katki maddesi olarak; trizinc bis(ortofosfat), çinko ortofostat, trizinc fosfat, çinko fosfat ve trizinc difosfat, Na2SO4, K2C03, CaCOs,MgO, Al203, SiO2,BN, TiO2 bilesiklerinden en az birini veya bunlarin belli oranlarda herhangi bir karisimini içermektedir. Bulusun tercih edilen bir uygulamasinda üst katman için hazirlanan kimyasal karisim bünyesinde anti-korozif katki maddesi olarak trizinc bis(ortofosfat) bilesigini içermektedir. Bulusa uygun kaplamanin üst katmaninin substrat yüzeyine kaplanmasi için hazirlanan kimyasal karisim, toplam agirliginin az bir anti-korozif katki malzemesi içermektedir. Üst katman için hazirlanan kimyasal karisim bünyesinde en az bir seyreltici içermektedir. Üst katman için hazirlanan kimyasal karisim bünyesinde yer alan söz konusu seyreltici, kimyasal karisimin akiskanliginin belirlenmesi ve polimerizasyon islemlerinin erken gerçeklesmesini engelleme islevini yerine getirmesi için ilave edilmektedir. Bulusa uygun kaplamanin üst katmani, üst katmanin substrat yüzeyine kaplanmasi için hazirlanan kimyasal karisimin toplam agirliginin %5'i ila olarak etan, propan, bütan, normal- ve izopentan gibi n-alkanlar, siklopentan ve sikloheksan gibi sikloalkanlar, gaz tesisi kondensatlari (n-alkanlar, naftenler, aromatikler, vb) veya bunlarin belli oranlarda herhangi bir karisimini kapsayan gruptan seçilen en az bir seyreltici içermektedir. Üst katman için hazirlanan kimyasal karisim bünyesinde tercih edilmesi durumunda en az bir ikinci seyreltici içermektedir. Üst katman için hazirlanan kimyasal karisim bünyesinde ikinci seyreltici olarak tercihen bütanol içermektedir. Kimyasal karisimin içeriginde bulunan ikinci seyreltici de kimyasal karisimin akiskanliginin belirlenmesi ve polimerizasyon islemlerinin erken gerçeklesmesinin engellenmesi islevlerini saglamak üzere yer almaktadir. Bulusa uygun kaplamanin üst katmaninin substrat yüzeyine kaplanmasi için hazirlanan kimyasal karisim, toplam agirliginin %5'i ila Üst katman için hazirlanan kimyasal karisim bünyesinde tercih edilmesi durumunda üçüncü bir seyreltici içermektedir. Söz konusu kimyasal karisim, üçüncü seyreltici olarak tercihen 1-Sikloheksanol, siklohesil alkol, heksahidrofenol, hidroksisikloheksan, heksalin veya bunlarin belli oranlarda herhangi bir karisimini kapsayan gruptan seçilen en az bir üçüncü seyreltici içermektedir. Bulu sa uygun kaplamanin üst katmanin substrat yüzeyine kaplanmasi için hazirlanan kimyasal karisim, toplam agirliginin %5'i ila %10'u arasinda üçüncü seyreltici içerir. Bulusa konu kaplama bünyesinde yer alan katmanlarin her biri nihai ürüne yukarida bahsedilen bulusun amaçlarini gerçeklestirmeye yönelik olarak teknik çözüm ve avantajlari saglamaktadir. Bu sekilde hibrit yapiya sahip olan kaplama bilhassa içerdigi katmanlar sayesinde agresif korozif ortamlarda dahi yüksek anti- korozif etkiler göstermektedir. Bulusa uygun kaplamanin anti-korozif etkinliginin tespit edilmesi amaciyla, Tablo 1'de alt, orta ve üst katmanin kaplanmasinda kullanilan kimyasal banyolarin içerigi verilen bulusa uygun örnek bir kaplamanin anti-korozif etkinligi, DlN EN lSO 4628-5 standartlarina uygun testlerde denemeye tutulmustur. Söz konusu bulusa uygun örnek bir kaplama ile kapli M10 ve M20 substrat malzemeye DlN EN lSO 4628-5 standardina göre uygulanan testin sonuçlari Tablo 2'de verilmistir. olup "",M dis üstü çapini ifade etmektedir ve birimi milimetredir. Testlerde kullanilan M10 ve M20 substrat malzemeler (baglanti elemanlari) için dis üstü çaplari sirasiyla 10 ve 20 milimetredir. Tablo 2'de, "lSO 4628-5 Siniflandirmasi" baslikli sütunda, teste tabi tutulan bulusa uygun örnek kaplama ile kapli olan substrat malzemenin ilgili korozif maddelere maruz birakilmasi durumunda paslanma derecesini ifade etmektedir. lSO 4628-5 standardina göre paslanma derecesi olarak 0-5 araligi verilmis olup tespit edilen pasin boyutuna göre 0-5 araliginda derecelendirme yapilmaktadir. Örnegin, mikroskop altinda degerlendirilen pas 10 kez yakinlastirma yapildiginda (10X) eger gözle görülebilir bir pas yok ise pas derecesi 0 olarak siniflandirilmaktadir. Tablo 2'ye göre; DlN EN lSO 4628-5 standardina göre teste tabi tutulan, Tablo 1'de içerigi verilen bulusa uygun örnek kaplama ile kaplanmis substrat malzemede pas olusumu gözlenmemesi nedeniyle 0 olarak siniflandirilmistir. Ilaveten, Tablo 1'de alt, orta ve üst katmanin kaplanmasinda kullanilan kimyasal banyolarin içerigi verilen bulusa uygun örnek kaplama ile kaplanmis substrat malzeme Drop testlerine de tabi tutulmus olup söz konusu kaplamanin yüksek anti- korozif etkinlik gösterdigi tespit edilmistir. Tablo 1'de bulusa uygun kaplama kapsaminda örnek bir kaplamanin alt, orta ve üst katmaninin kaplanmasi için kullanilan kimyasal banyo içerikleri verilmistir. Söz konusu kaplama, alt katmanin, orta katmanin ve üst katmanin uygulanmasi ile ilgili olarak yukarida detayli bir sekilde açiklanan yöntemler kullanilarak M10 ve M20 substrat malzemeye kaplanmistir ve sonrasinda anti-korozif etkinligi tespit etmek amaciyla testler gerçeklestirilmistir. Alt katman ve orta katman için Tablo 1'de açiklanan içerik, alt ve orta katmanin kaplanmasinda kullanilan kimyasal banyolarin içerigidir ve söz konusu alt ve orta katmanin substrata kaplanmasi için hazirlanan kimyasal banyoda kimyasal malzemelerin yaninda tercihen su da kullanilir. Ancak, üst katman olarak polimerik malzeme içeren bir kimyasal malzeme karisimi uygulanmakta olup bu kimyasal malzeme karisiminin içeriginin tamami Tablo 1'de paylasilmistir. Tablo 1. Bulusa konu kaplamanin kimyasal içerigi. Kimyasal Banyo Içerigi Agirlikça miktar (%) Alt Katman Krom saglayici bilesik 10-30 Anotlama Malzemesi 5-10 Korozyon inhibitörü 2,5-10 Su Gereken miktarda Toplam agirlik 100 Orta Katman Korozyon inhibitörü 10-25 Elektrolit tuz 2,5-10 Iletken ajan 2,5-10 Ikinci elektrolit tuzu 2,5-10 Su Gereken miktarda Toplam agirlik 100 Üst Katman Polimerik malzeme 50-70 Anti-korozif katki maddesi 5-10 Birinci Seyreltici 5-10 Ikinci seyreltici 5-10 Üçüncü seyreltici 5-10 Toplam agirlik 100 Tablo 2. M10 ve M20 substratlarina Tablo 1'de alt, orta ve üst katmanin kaplanmasinda kullanilan kimyasal banyolarinin içerigi verilen bulusa uygun kaplama malzemesinin kaplanmasi ile elde edilen ürünün çesitli agir korozyon ortamlarinda DlN EN lSO 4628-5 standartlarina sahip test sonuçlari ve nitel degerlendirmeler. Substrat M10 M20 Degerlendirme Siniflandirmasi Degerlendirme Siniflandirmasi Amonyum Nitrat Reaksiyon 0 Reaksiyon 0 yoktur. yoktur. Üre Reaksiyon 0 Reaksiyon 0 yoktur. yoktur. Potasyum Karbonat Reaksiyon 0 Reaksiyon 0 yoktur. yoktur. Diamonyum Fosfat Reaksiyon 0 Reaksiyon 0 yoktur. yoktur. Tarim Kireci Reaksiyon 0 Reaksiyon 0 yoktur. yoktur. Amonyum Tiyosülfat Reaksiyon 0 Reaksiyon 0 yoktur. yoktur. Sodyum Klorat Reaksiyon 0 Reaksiyon 0 yoktur. yoktur. Atrazin Reaksiyon 0 Reaksiyon 0 yoktur. yoktur. yoktur. yoktur. Amonyak Reaksiyon 0 Reaksiyon 0 yoktur. yoktur. Gerçeklestirilen testlerde ince kalinliklarda dahi bulusa uygun kaplamanin, yüksek anti-korozif etkinlik gösterdigi gözlemlenmistir. Buna göre, mevcut teknikte tercih edilen 5 ila 15 mikron arasinda bir degerde kaplama araliklarinda dahi bulusa uygun kaplama, kendisinden beklenen yüksek anti-korozif etkinlikleri saglayabilmektedir. Bulusun koruma kapsami ekte verilen istemlerde belirtilmis olup kesinlikle bu detayli anlatimda örnekleme amaciyla anlatilanlarla sinirli tutulamaz. Zira teknikte uzman bir kisinin, bulusun ana temasindan ayrilmadan yukarida anlatilanlar isiginda benzer yapilanmalar ortaya koyabilecegi açiktir. TR TR TR TR TR TR TR TR TR TR TR TR TR TR TR

Claims (1)

1.