Спосіб одержання багатошарового епоксидного композиційного покриття

Спосіб одержання багатошарового епоксидно 3 39201 висока міцність й зносостійкість покриття. В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалення способу одержання багатошарового епоксидного композиційного матеріалу шляхом зміни технологічних операцій та їх параметрів. Поставлене завдання вирішується таким чином. Спосіб одержання багатошарового епоксидного композиційного покриття на основі епоксидної смоли, твердника, модифікатора та комплексу наповнювачів шляхом нанесення цього покриття на поверхню та його термічної обробки згідно з корисною моделлю, що заявляється, створюють щонайменше тришарове покриття з адгезійним, проміжним та поверхневим шарами, термообробку здійснюють шляхом багатоступеневого нагріву з додатковою комплексною ультрафіолетовою і ультразвуковою обробкою композицій при формуванні. 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 товщини сформованої композиції; термічна обробка; контроль якості та товщини отриманого шару); формування проміжного функціонального шару (введення в епоксидний олігомер твердника і модифікатора; перемішування композиції для досягнення однорідної консистенції; введення наповнювачів з наступним перемішуванням; вакуум ування композиції протягом 40-60хв; нанесення композиції; термічна обробка; контроль якості та товщини отриманого шару); формування поверхневого шару (введення в епоксидний олігомер твердника і модифікатора; перемішування композиції для досягнення однорідної консистенції; введення наповнювачів з наступним перемішуванням; вакуум ування композиції протягом 4060хв; нанесення композиції; контроль товщини сформованої композиції; полімеризація за ступінчастим температурним режимом: 1-3год при температурі 293°К±10°К+1-3год при 333°К±10°К+0,53год 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 здійснюється додаткова комплексна ультразвукова та ультрафіолетова обробка системи. Технологія отримання покриттів реалізується методом пневматичного 4 розпилення або лиття під тиском у відповідності із в'язкістю композиції. Застосування статистичної обробки експериментальних даних дозволило встановити, що найвищі міцнісні та експлуатаційні характеристики притаманні полімерній композиції при даному способі її отримання. Як базовий компонент для полімерної матриці модифікованого епоксидного композиційного покриття 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. 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, а також реалізує здатність макромолекул полімеру до адсорбції. 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, погіршуючи функціональні властивості епоксидних композитів. Полімеризація шарів при температурно-часових режимах, які нижчі від оптимальних значень, ускладнює технологію формування покриттів та знижують їх фізико-механічні та експлуатаційні характеристики. Комплексна модифікація композицій фізичними полями сприяє стабілізації фізико-хімічних перетворень, забезпечує однорідність та низьку дефектність отриманих структур. Досягнуте поліпшення властивостей при даному способі одержання епоксидних композиційних покриттів дозволяє збільшити міжремонтний ресурс відповідних те хнічних об'єктів та розширити межі експлуатації матеріалів. Епоксидні композиційні 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 покриттів 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 представленого складу за рахунок покращення їх реологічних властивостей, оптимального структур ування системи при поєднанні термічної та фізичної модифікації на стадії її формування. 5 39201 6 Таблиця № п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Параметри Тривалість тверднення адгезійного шару, хв. Температура тверднення адгезійного шару, К Тривалість тверднення проміжного шару, хв. Температура тверднення проміжного шару, К Температура термообробки епоксидної композиції, К Тривалість термообробки епоксидної композиції, год Товщина адгезійного шару, мм Товщина поверхневого шар у, мм Комплексна ультрафіолетова і ультразвукова обробка епоксидної композиції Обробка епоксидного олігомеру електрогідравлічним розрядом Способи формування згідно корисної моделі І II III Контрольні приклади Прототип І II III IV V І II III 20 30 40 10 15 25 35 50 20 25 30 363 383 393 353 363 383 393 403 313 323 333 60 120 240 270 210 150 90 30 363 383 393 353 363 383 393 403 493 483 473 463 473 483 493 503 398 398 398 3,0 8,0 12,0 2,0 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 покриттів 1 2 3 Ударна міцність, кДж Руйнівне напруження при згинанні, МПа Відносна зносостійкість* 8,1 10,9 9,4 8,8 9,4 10,4 8,7 6,9 6,2 6,9 6,8 95,9 100,3 98,2 96,9 98,8 99,7 98,0 87,7 84,3 85,1 86,6 71,6 85,9 83,1 77,9 81,5 84,9 83,0 72,9 66,4 68,2 69,7 * Зносостійкість відносно сталі Ст.3 Комп’ютерна в ерстка А. Крулевський 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