Епоксикомпозитне покриття

Епоксикомпозитне покриття, що містить адгезійний і поверхневий шари, виконані з композиції, яка містить епоксидну діанову смолу, отверджувач та дисперсний наповнювач, яке відрізняється тим, що композиція адгезійного шару як дисперсний наповнювач містить оксид міді, а композиція 3 37657 4 тягом t=1,5-2,0год забезпечує високий ступінь зшивання епоксидної смоли на межі поділу фаз "захисне покриття - металева основа". Виконання адгезійного шару з товщиною, яка менша 0,1мм і більша від 0,3мм, знижує показники адгезійної міцності захисного покриття. Крім того, термообробка шару при температурі, яка вища оптимальних режимів та з тривалістю, більшою за t=2,0год, зумовлює зменшення міжшарової взаємодії, що погіршує захисні властивості покриття. Полімеризація шару при температурно-часових режимах, які нижчі від оптимальних значень, погіршує те хнологічні умови формування захисних покриттів. Поверхневий шар з товщиною 1,0-1,5мм наносять на адгезійний шар після його попередньої полімеризації методом пневматичного розпилення. При подальшому твердненні це зумовлює добру взаємодію між шарами покриття, що значно поліпшує його фізико-механічні властивості. Введення в епоксидну матрицю як основного наповнювача оксиду алюмінію та додаткового фериту і формування поверхневого шару при оптимальній товщині забезпечує значне поліпшення когезійної міцності розробленого покриття порівняно з прототипом. Таким чином, у порівнянні з відомими технічними рішеннями заявлений об'єкт та спосіб його формування має суттєві відмінності, а отримання позитивного ефекту з умовлено усією сукупністю ознак. В таблиці 1 наведено приклади конкретного виконання композиції: технічні рішення згідно з заявкою, контрольні приклади прототипу, а також їхні порівняльні властивості. металів і сплавів. Для зшивання епоксидного зв'язуючого використано отверджувач поліетиленполіамін (ПЕПА) [ТУ 6-02-594-73]. Отверджувач у зв'язуюче вводили при стехіометричному співвідношенні компонентів. Оксид міді вводили для збільшення адгезійної взаємодії на межі поділу фаз "захисне покриття металева основа". Введення у адгезійний шар наповнювача оксиду міді до 20мас.ч. на 100мас.ч. смоли ЕД-20 призводить до зменшення об'єму полімеру у стані поверхневих шарів, при цьому адгезійна міцність покриття знижується. Введення оксиду міді понад 40мас.ч. на 100мас.ч. смоли ЕД20 зумовлює підвищення залишкових напружень у покритті внаслідок значної кількості дефектів поверхневих шарів навколо дисперсних часток наповнювача. В такому випадку при експлуатації покриття швидко руйнується. Введення у поверхневий шар як основного дисперсного наповнювача оксиду алюмінію та додаткового фериту при оптимальному вмісті забезпечує формування стійкого до седиментації шару покриття з високою когезійною міцністю. Збільшення вмісту оксиду алюмінію та фериту зумовлює виникнення напруженого стану та дефектів у поверхневих шарах, що призводить до зменшення когезійної міцності і, відповідно, до погіршення фізико-механічних властивостей матеріалу. Нанесення на стальну основу (Ст.3) методом пневматичного розпилення адгезійного шару з товщиною 0,1-0,3мм, який містить 20-40мас.ч. оксиду міді дозволяє суттєво підвищити адгезійну міцність розробленого покриття. Термообробка адгезійного шару при температурі Т=323±2К про Таблиця 1 Епоксикомпозитне покриття № Компоненти 1 2 Композиція згідно з корисною моделлю I II III 3 4 5 Контрольні приклади прототип I II III IV V VI VII VIII IX X 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 I IІ III 16 17 18 Адгезійний шар 1 Епоксидна діанов а смола Отв ерджув ач - поліетилен2 поліамін (ПЕПА) Напов нюв ач Оксид міді, 3 10-20мкм 4 Склобій, 60мкм 5 Аеросил 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 8 10 12 6 6 12 8 10 10 12 8 14 15 10 12 15 20 30 40 5 10 20 40 30 30 40 20 50 60 80 120 160 2 3 4 Пов ерхнев ий шар 6 Епоксидна діанов а смола 7 Нов олачна фенольна смола Отв ерджув ач - поліетилен8 поліамін (ПЕПА) Напов нюв ач Оксид алюмінію, 9 63мкм 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 8 10 12 6 6 12 8 10 10 12 8 14 60 70 80 40 50 70 70 80 60 60 80 90 100 30 40 50 15 10,0 10,0 10,0 5 37657 6 Продов ження таблиці 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 30 40 50 10 20 30 50 30 50 40 40 60 70 11 Тугоплав ка комплексна сполука 100 140 180 12 Черв оний шлам, 10-20мкм 40 1 2 10 Ферит, 10-20мкм 16 17 18 50 60 Характеристики епоксикомпозитного покриття 1 Адгезійна міцність, МПа 52,4 53,2 64,8 54,0 56,9 56,8 57,4 54,3 55,4 56,4 62,3 54,2 53,8 38,8 36,6 32,4 2 Когезійна міцність, МПа 53,4 53,7 64,2 64,0 64,7 65,3 65,5 66,0 63,3 64,9 65,3 63,2 54,7 32,6 34,2 35,9 Дослідження адгезійної і когезійної міцності при розтягу покриттів проводили на розривній машині FM-1000. При дослідженнях зразок навантажували ступінчасто з кроком збільшення зовнішнього навантаження на 250Н. Для випробувань використано стандартний плоский зразок [ГОСТ 3248-81] зі сталі Ст.3, на який до половини довжини робочої частини з обох сторін основи симетрично наносили покриття. Перед проведенням досліджень на одну зі сторін Комп’ютерна в ерстка Л.Литв иненко зразка наклеювали тензодатчики для визначення деформацій основи і покриття, а на другу наносили мітки для визначення деформації оптичним методом після руйнування тензодатчиків. На основі отриманих результатів досліджень шляхом зіставлення механічних характеристик будували криві залежності напружень від відносних деформацій у покритті, після чого розраховували адгезійну і когезійну міцність покриття. 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