close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY4961

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 4961
(13) C1
(19)
7
(51) C 09D 5/08
(12)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОКРЫТИЙ
(21) Номер заявки: a 19980695
(22) 1998.07.22
(46) 2003.03.30
(71) Заявитель: Институт механики металлополимерных систем Национальной академии наук Беларуси (BY)
(72) Авторы: Пинчук Леонид Семенович;
Гольдаде Виктор Антонович; Зотов
Сергей Валентинович (BY); Виноградов Александр Васильевич; Охлопкова
Айтолина Алексеевна; Слепцова Сардяна Афанасьевна (RU)
(73) Патентообладатель: Институт механики
металлополимерных систем Национальной академии наук Беларуси (BY)
(57)
Композиция для покрытий, состоящая из термопластичного полимера и наполнителя,
отличающаяся тем, что она в качестве наполнителя содержит ультрадисперсные частицы
твердого раствора α-Al2O3 и AlN в β-Si3N4 (β-сиалон), полученные методом плазмохимического синтеза, при следующем соотношении компонентов, мас. %:
термопластичный полимер
93-99
1-7.
β-сиалон
BY 4961 C1
(56)
SU 666189 A, 1979.
SU 1568507 A1, 1996.
JP 61062568 A, 1986.
JP 08199380 A, 1996.
Изобретение относится к области полимерных порошковых составов для нанесения на
металлические изделия покрытий противокоррозионного и триботехнического назначения.
Одной из современных тенденций защиты металлов от коррозии является разработка
комплексных систем защиты, сочетающих несколько механизмов торможения электрохимических реакций на металле. Например, барьерное действие полимерных покрытий по
отношению к коррозионным средам сочетают с действием собственного электрического
поля покрытия, которое формируют путем электрической поляризации полимерного диэлектрического материала [1]. Когда с металлической подложкой контактирует сторона
покрытия, несущая отрицательный заряд, покрытие медленнее отслаивается от подложки
при экспозиции в электролитах. Недостатком такого решения является усложнение технологии нанесения покрытия, которая дополняется операцией оплавления полимера в электрическом поле напряженностью 20-50 кВ/см.
BY 4961 C1
Известна композиция для покрытий на основе термопластичного полимера, содержащая в качестве наполнителя фьюминг-оксиды [2]. Последние являются побочным продуктом свинцово-цинкового производства и содержат оксиды цинка (56-58 мас. %), свинца
(15-17 мас. %), сурьмы (0,2-0,3 мас. %), мышьяка (1,1-1,5 мас. %) и др. При формировании
покрытия частицы оксидов контактируют с расплавом полимера, и оксиды восстанавливаются до металлов. Частицы разнородных металлов электрически замкнуты полимерным расплавом, имеющим ионную проводимость, и образуют в покрытии гальванические
пары. В процессе работы последних происходит электрическая поляризация полимера, и
покрытие приобретает электретный заряд. Такие покрытия имеют более высокие адгезию,
противокоррозионные и триботехнические характеристики, чем исходные. Недостаток
композиции состоит в большой продолжительности нагревания (а значит - и энергозатрат)
при формировании покрытий. Время нагревания должно быть достаточным для восстановления оксидов и поляризации полимерного связующего.
Задачи, на решение которых направлено изобретение:
повышение противокоррозионных и триботехнических характеристик покрытия;
упрощение технологии формирования покрытий за счет устранения специальных операций электрической поляризации компонентов покрытия.
Поставленные задачи решаются тем, что известная композиция для покрытий, состоящая из термопластичного полимера и диэлектрического наполнителя в виде частиц
отвержденной эпоксидной смолы, предварительно подвергнутых электрической поляризации, содержит новые компоненты. В качестве наполнителя использованы ультрадисперсные частицы β-сиалона - твердого раствора α-Al2O3 и AlN в β-Si3Н4, полученные
методом плазмохимического синтеза. Соотношение компонентов, мас. %: термопластичный полимер - 93-99, β-сиалон - 1-7.
Сущность изобретения состоит в том, что частицы β-сиалона, полученные плазмохимическим синтезом, несут спонтанный электрический заряд. Последний в процессе
формирования покрытия обусловливает поляризацию полимерного связующего, приводя к
повышению адгезии, противокоррозионных и триботехнических характеристик покрытия.
Приведем примеры реализации изобретения.
Покрытия на стальных (Ст 2, ГОСТ 380-88) подложках формировали вибровихревым
методом из порошковых составов на основе полиэтилена низкого давления (ПЭ, ГОСТ
16338-85), поливинилбутираля (ПВБ, ГОСТ 9539-72) и полипропилена (ПП, ГОСТ 26996-86).
В качестве наполнителя использовали ультрадисперсный β-сиалон, полученный методом
плазмохимического синтеза. Он представляет собой твердый раствор α-Al2O3 и A1N в βSi3N4 Общая схема синтеза ультрадисперсных сиалонов имеет следующий вид:
азотная
оксид
+ N2
Si +
SiMeON .
металла
ВЧ-плазма
Продукты синтеза β-сиалона имеют следующие характеристики: содержание (мас. %):
Si - 43-46, Al - 13-16, О - 8-11, N - 29-32; удельная поверхность -70 м2/г; форма частиц сферическая; средний диаметр частиц - 0,01-0,18 мкм.
Для композиции-прототипа наполнитель получали следующим образом. Смесь эпоксидной смолы (диглицидиловый эфир фталевой кислоты, ТУ 6-05-241-18-80) и отвердителя - полиэтиленполиамина (ПЭПА) - в соотношении 9:1 помещали в зазор (4 мм) между
алюминиевыми электродами. На электроды во время отверждения смеси подавали постоянное напряжение (Е = 25 кВ/см). Отвержденную в электрическом поле эпоксидную смолу (ОЭС) измельчали и просеивали, отделяя фракцию частиц с размером не более 30 мкм,
которую использовали в качестве наполнителя.
Составы композиций приведены в табл. 1. Покрытия наносили при температурновременных режимах, оптимальных для каждого полимерного связующего.
2
BY 4961 C1
Таблица 1
Компоненты
ПЭ
ПП
ПВБ
β-сиалон
ОЭС
Содержание компонентов (мас. %) в образцах согласно примерам
по изобретению
прототип
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
99,5 99,0
96
93
91
92
98
92
98
92
0,5
1
4
7
9
2
2
8
8
8
Образцы с покрытиями подвергали следующим видам испытаний.
Определяли скорость коррозии (К) подложки под покрытием, в котором сделан
крестообразный надрез, в 0,1 н растворе НСl, используя измеритель скорости коррозии
Р-05035.
Адгезию покрытий к подложке оценивали методом отслаивания, регистрируя усилие
(F) отслаивания покрытия (ГОСТ 14760-69).
Скорость изнашивания (γ) покрытий определяли по ГОСТ 11629-75 с помощью машины трения СМЦ-2 (нагрузка 70 Н, скорость скольжения - 0,4 м/с).
Результаты испытаний приведены в табл. 2.
Таблица 2
Покрытия по примерам
Изобретение
Прототип
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Характеристики покрытий, размерность
К, г/м2
0,58
0,23
0,19
0,18
0,18
0,18
0,23
0,29
0,38
0,41
F, кН/м
1,7
2,1
2,3
2,2
1,9
2,7
3,3
1,3
1,6
2,4
γ, 10-6 г/ч
8,4
7,4
7,1
7,1
7,1
8,3
11,2
12,3
12,7
16,2
Их анализ свидетельствует о следующем.
1. Заявленные составы превосходят прототип по всем исследованным параметрам.
2. Оптимальным для термопластичных полимерных связующих является степень наполнения β-сиалоном С = 1-7 мас. %. При меньшем наполнении (состав 1) скорости коррозии К и изнашивания γ заметно выше, а адгезия F - ниже, чем при оптимальном
граничном (состав 2). При С > 5 % (5) К и γ незначительно отличаются от min значения,
соответствующего составу 3, a F заметно уменьшается по сравнению с max значением (3).
3. Закономерности, установленные для ПЭ (составы 1-5), справедливы и для других
термопластичных связующих: ПП (6) и ПВБ (7). Значения служебных характеристик покрытий на основе этих связующих превосходят характеристики покрытия-прототипа.
Улучшение механических и барьерных характеристик полимерных покрытий, наполненных β-сиалоном, вызвано влиянием на процесс формирования надмолекулярной
структуры термопластов двух факторов: 1) спонтанного электретного заряда оксидных
частиц, полученных методом плазмохимического синтеза; 2) зародышеобразующего действия ультрадисперсных частиц наполнителя.
3
BY 4961 C1
Предложенная композиция для покрытий найдет применение в машиностроении для
улучшения противокоррозионной стойкости и триботехнических характеристик изделий.
Источники информации:
1. А.с. СССР 587674, В 05D 1/04, 1978.
2. А.с. СССР 666189, С 09D 5/8, С 08К 3/22, С 08L 23/06, 1979.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
109 Кб
Теги
by4961, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа