Епоксидне композитне покриття з модифікованим наповнювачем

Епоксидне композитне покриття з модифікованим наповнювачем, виконане з композиції, яка містить епоксидну діанову смолу, пласти фікатор, поліетиленполіамін і попередньо модифікований епоксидною смолою і у подальшому термооброб 3 37233 повнювачем, виконане з композиції, яка містить епоксидну діанову смолу, пластифікатор, поліетиленполіамін і попередньо модифікований епоксидною смолою і у подальшому термооброблений дисперсний наповнювач, причому оброблена ультразвуком композиція в якості пластифікатора містить аліфатичну смолу, а в якості дисперсного наповнювача - карбід титану і оксид хрому при наступному співвідношенні компонентів, мас.ч.: епоксидна діанова смола 100 пластифікатор: аліфатична смола 18-20 поліетиленполіамін 12-14 дисперсний наповнювач: карбід титану, 63мкм 80-100 оксид хрому, 10-20мкм 20-40 Як основний компонент для полімерної матриці епоксидного композитного покриття з модифікованим наповнювачем вибрано низькомолекулярну епоксидну діанову смолу ЕД-20, яка у скловидному стані характеризується високими фізикомеханічними та теплофізичними властивостями. Для зшивання епоксидного зв'язуючого використано отверджувач холодного тверднення - поліетиленполіамін (ПЕПА). Вміст отверджувача у матриці визначали на основі оптимального поєднання високих показників фізико-механічних властивостей з технологічністю виготовлення композиції. Введення отверджувача понад 14мас.ч. на 100мас.ч. ЕД-20 зумовлює передчасну втому матеріалу і погіршення властивостей покриття. Введення отверджувача у кількості до 12мас.ч. на 100мас.ч. ЕД-20 призводить до неповного зшивання матриці, що суттєво зменшує когезійну міцність епоксидних композитів. Формування компаунду на основі епоксидної діанової смоли ЕД-20 та пластифікатора, що містить аліфатичну смолу (18-20мас.ч. на 100мас.ч. епоксидного олігомера) дозволяє поліпшити реологічні властивості епоксидної композиції, а також збільшити ступінь зшивання і знизити залишкові напруження у процесі експлуатації покриття. Введення аліфатичної смоли понад 20мас.ч. на 100мас.ч. ЕД-20 зумовлює підвищення залишкових напружень та зниження тиксотропних характеристик матеріалів внаслідок недостатнього зшивання компаунду. Введення аліфатичної смоли при вмісті до 18мас.ч. знижує міжмолекулярну взаємодію у полімерному компаунді, що погіршує його фізико-механічні властивості. З метою поліпшення когезійних властивостей епоксидного композитного покриття з модифікованим наповнювачем в якості основного дисперсного наповнювача використано частки карбіду титану (80-100мас.ч.) з дисперсністю 63мкм. Введення у матеріал наповнювача до 80мас.ч. на 100мас.ч. ЕД-20 не приводить до суттєвого поліпшення когезійних властивостей матеріалу, а відповідно не забезпечує поліпшення фізико-механічних властивостей епоксикомпозитного покриття. Введення карбіду титану понад 100мас.ч. на 100мас.ч. ЕД-20 зумовлює зменшення змочування часток макро 4 молекулами олігомера, що підвищує пористість композита і, як наслідок, зменшує його експлуатаційні характеристики. З метою поліпшення фізико-механічних властивостей епоксидного композита в якості додаткового дисперсного наповнювача використано частки оксиду хрому зеленого (20-40мас.ч.) з дисперсністю 10-20мкм. Введення у матеріал наповнювача до 20мас.ч. на 100мас.ч. ЕД-20 призводить до зменшення об'єму полімера у стані зовнішніх поверхневих шарів, при цьому когезійна міцність композита знижується. Введення оксиду хрому понад 40мас.ч. на 100мас.ч. ЕД-20 зумовлює підвищення залишкових напружень у композиті внаслідок значної дефектності зовнішніх поверхневих шарів навколо дисперсних часток наповнювача. Оброблення ультразвуком композиції, яка містить епоксидний олігомер, пластифікатор і модифікований дисперсний наповнювач (до введення отверджувача) забезпечує активацію макромолекул епоксидної смоли і пластифікатора, внаслідок чого утворюються вільні радикали. Такі радикали мають більшу активність і рухливість, порівняно з вихідними (необробленими) макромолекулами. Це сприяє їх більш активній взаємодії з активними центрами на поверхні дисперсних часток, що забезпечує збільшення когезійної міцності і, як наслідок, підвищення експлуатаційних характеристик епоксидного композита. Таким чином, порівняно з відомими технічними рішеннями заявлений об'єкт має суттєві відмінності, а отримання позитивного ефекту зумовлено усією сукупністю властивостей компонентів. Композицію формують і наносять на поверхню за такою технологією: Дозування компонентів, гідродинамічне суміщення пластифікатора та епоксидної діанової смоли з підігрівом їх на водяній ванні до температури Т=323-333К і охолодження суміші до Т=293303К, змочування епоксидною смолою основного і додаткового дисперсного наповнювача та термообробка його при температурі Т=323-333К протягом t=1,8-2,0год., охолодження наповнювача до кімнатної температури, введення наповнювача у композицію, перемішування композиції, ультразвукове оброблення композиції, введення поліетиленполіаміну, перемішування композиції. Отриману композицію протягом 60-80хв. наносять на попередньо обезжирену поверхню методом пневматичного розпилення. Полімеризацію покриття проводять при температурі 393-398К протягом t=2,0год. З метою зниження залишкових напружень у композитних матеріалах полімеризовані покриття витримують протягом t=24годин при температурі 293±3К. В таблиці 1 наведено приклади конкретного використання композиції: технічні рішення згідно з заявкою, контрольні приклади прототипу, а також їхні порівняльні властивості. 5 37233 6 Таблиця 1 Епоксидне композитне покриття з модифікованим наповнювачем № Компоненти 1 2 Епоксидна діанова смола Пластифікатор: Поліефір Алі фатична смола Поліефіролігодіефіракрилат Поліетиленполіамін Дисперсний наповнювач: Карбід титану (модифікований), 63мкм Оксид хрому (модифікований), 10-20мкм 1 2 3 4 5 6 7 Композиція згідно з корисною моделлю І II III І 3 4 5 6 Контрольні приклади II 7 III 8 IV 9 V 10 VI 11 прототип VII VIII 12 13 ІХ 14 X 15 I 16 II 17 III 18 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 18 19 20 15 17 18 20 19 19 18 20 22 25 8 10 12 18 20 22 12 13 14 8 10 14 12 12 14 13 13 16 18 12 13 14 80 90 100 60 70 80 100 90 90 80 100 120 140 80 20 30 15 40 40 30 40 10 20 20 30 90 100 50 60 5,6 5,2 3,1 3,3 Характеристики епоксидного композитного покриття: Ударна в'язкість, 1 кДж/м 2 6,0 6,4 6,4 5,7 5,8 6,0 Міцність епоксидних композитів при ударі (ударна в'язкість) досліджували з використанням маятникового копра згідно з [ГОСТ 4765-73]. Шкала вимірюваного приладу відградуйована так, що нуль знаходиться внизу, а максимальне значення відповідає висоті підйому маятника після руйну Комп’ютерна в ерстка Л.Литв иненко 6,4 6,5 6,7 6,6 6,3 3,3 вання зразка. При відомому куті підйому шкала вимірювального приладу фіксує робочий кут проходження маятника після руйнування зразка, розміри якого становили 60´10´8мм. 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