Спосіб одержання модифікованого епоксидного композиційного покриття

Спосіб одержання модифікованого епоксидного композиційного покриття шляхом нанесення на металеву основу адгезійного шару з подальшою 3 34755 комплексної фізичної модифікації системи на стадії її формування. Поставлене завдання вирішується таким чином. Спосіб одержання модифікованого епоксидного композиційного покриття шляхом нанесення на металеву основу адгезійного шару з подальшою його полімеризацією, після цього нанесення поверхневого шару з наступним твердненням покриття згідно з корисною моделлю, що заявляється, обидва шари епоксидного композиційного покриття отримують при багатоступеневому нагріві, при цьому адгезійний шар нагрівають до температури 363-393К протягом 1-4 годин, а поверхневий шар отримують при температурі 473-493К протягом 3-6 годин після додаткової комплексної ультрафіолетової та ультразвукової обробки композицій на стадії їх формування. Оптимальна частота коливань при обробці ультразвуком становить 22-25кГц, амплітуда коливань - 10...60мкм, тривалість - 5-8 хвилин. Оптимальна тривалість обробки ультрафіолетовим випромінюванням складає 20-30хв. Композицію формують за такою технологією (кількісний вміст компонентів у відповідності з функціональним призначенням та режимами експлуатації покриттів): підготовка і дозування компонентів; формування адгезійного шару (введення в епоксидний олігомер твердника і модифікатора; перемішування композиції для досягнення однорідної консистенції; введення наповнювачів з наступним перемішуванням; вакуумування композиції протягом 40-60хв; нанесення композиції на попередньо знежирену поверхню матеріалу основи; контроль якості сформованої композиції; полімеризація за ступінчастим температурним режимом: 0,5-2год при температурі 293°К±10°К+0,2-1год. при 333°К±10°К+0,3-1год. при 378°К±15°К; контроль якості отриманого шару); формування поверхневого шару (введення в епоксидний олігомер твердника і модифікатора; перемішування композиції для досягнення однорідної консистенції; введення наповнювачів з наступним перемішуванням; вакуумування композиції протягом 40-60хв.; нанесення композиції; контроль товщини сформованої композиції; полімеризація за ступінчастим температурним режимом: 1-4год. при температурі 293°К±10°К+1-3год. при 333°К±10°К+0,5-2год. при 393°К±10°К+0,5-3год. при 483°К±10°К з наступним охолодженням на спокійному повітрі); контроль якості отриманого покриття. На етапі перемішування композицій здійснюється їх додаткова комплексна ультразвукова та ультрафіолетова обробка. Технологія отримання покрить реалізується методом пневматичного розпилення або лиття під тиском у відповідності із в'язкістю композиції. Застосування методики багатофакторного планування експерименту та статистичної обробки експериментальних даних дозволили встановити, що найвищі міцнісні, теплофізичні та триботехнічні характеристики притаманні полімерній композиції при даному способі її отримання. Як базовий компонент для полімерної матриці модифікованого епоксидного композиційного по 4 криття вибрано низькомолекулярну епоксиднодіанову смолу марки ЕД-20 [ГОСТ 10687-76], яка характеризується високими фізико-механічними властивостями та адгезійною міцністю до металів і сплавів. Для поліпшення фізико-механічних і технологічних властивостей епоксидну смолу модифікували кремнійорганічними сполуками типу поліметилфенілсилоксан. Для зшивання епоксидного в'яжучого використовували твердник - поліетиленполіамін [ТУ 6-02-594-73]. Застосування ступінчастих режимів полімеризації шарів сприяє стабілізації процесу при появі первинних вузлів зшивання, ефективному проходженню конформаційних перетворень на основній стадії та максимально швидкому завершенню структуроутворюючих процесів на кінцевому етапі. Полімеризація шарів при температурах, які вищі відносно оптимальних режимів та тривалістю більше 8 годин, а також надто швидкий нагрів композиції ініціюють ріст внутрішніх напруг в системі, знижують здатність макромолекул полімеру до адсорбції при контакті з матеріалом основи, погіршуючи функціональні властивості епоксидних композитів. Полімеризація шарів при температурночасових режимах, які нижчі від оптимальних значень, ускладнює технологію формування покриттів та їх експлуатаційні характеристики. Ультразвукова обробка епоксидної матриці забезпечує крекінг макромолекул композиції внаслідок кавітаційних ефектів у матеріалі. При подальшій полімеризації композиту така обробка зумовлює краще впакування макромолекул матиці у поверхневих шарах навколодисперсного наповнювача, що значно поліпшує властивості композитів. Ультрафіолетова обробка при оптимальному режимі сприяє утворенню додаткових вузлів зшивання між активними групами на поверхні наповнювачів та функціональними групами епоксидної компоненти. В цілому, комплексна модифікація фізичними полями сприяє стабілізації фізико-хімічних перетворень, забезпечує однорідність та низьку дефектність отриманих структур. Досягнуте поліпшення властивостей при даному способі одержання епоксидних композиційних покрить дозволяє збільшити їх термін експлуатації. Спосіб одержання модифікованої епоксидної композиції, що заявляється, може бути реалізований в машинобудуванні, ракетокосмічній, хімічній, радіотехнічній та харчовій промисловості для створення матеріалів з високими фізикомеханічними, теплофізичними та триботехнічними характеристиками. Епоксидні покриття з оптимальними властивостями отримуються в повному діапазоні режимів формування, що подані у таблиці. В таблиці наведені також приклади конкретного виконання композицій. Для визначення властивостей одержаних покрить використовували стандартні методики. Виходячи з порівняльних результатів [прототип - патент України №6883], наведених в таблиці видно, що реалізація даного способу сприяє підвищенню фізико-механічних та експлуатаційних характеристик епоксидних композицій представ 5 34755 леного складу за рахунок покращення їх реологічних властивостей, оптимальних конформаційних перетворень, зокрема внаслідок підвищеної рухливості сегментів макромолекул при полімеризації 6 та кращого змочування металевої основи адгезивом, а також максимального структур ування системи при поєднанні термічної та фізичної модифікації на стадії її формування. Таблиця № п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 Параметри Способи формування згідно корисної моделі І II III Тривалість тверднення ад60 гезійного шару, хв. Температура тверднення 363 адгезійного шару, К Температура термообробки 493 епоксидної композиції, К Тривалість термообробки 4,0 епоксидної композиції, год. Товщина адгезійного шару, – мм Товщина поверхневого ша– ру, мм Комплексна ультрафіоле+ това і ультразвукова обробка епоксидної композиції Обробка епоксидного олі– гомеру електрогідравлічним розрядом Ударна міцність, кДж Руйнівне напруження при згинанні, МПа Відносна зносостійкість * Контрольні приклади Прототип І II III IV V І II III 120 240 270 210 150 90 30 20 25 30 383 393 353 363 383 393 403 313 323 333 483 473 463 473 483 493 503 398 398 398 8,0 12,0 3,0 6,0 10,0 12,0 14,0 2,0 2,0 2,0 – – – – – – – 0,1 0,2 0,3 – – – – – – – 1,5 1,8 2,0 + + – + + + + – – – – – – – – – – + + + Характеристики покрить 9,7 8,2 8,1 8,8 9,4 7,9 6,0 6,2 6,9 6,8 95,4 99,3 97,7 96,2 98,1 99,0 97,0 86,4 84,3 85,1 86,6 71,3 84,1 82,5 77,5 80,8 83,8 81,4 70,7 66,4 68,2 69,7 7,1 *Зносостійкість відносно сталі Ст.3 Комп’ютерна в ерстка C.Литв иненко Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601