Епоксидне композиційне двошарове покриття

Епоксидне композиційне двошарове покриття, що містить адгезійний шар, який складається з епоксидно-діанової смоли, модифікатора та отверджувача - поліетиленполіаміну, і поверхневий шар, який складається з епоксидно-діанової смоли, модифікатора, функціональних наповнювачів та отверджувача - поліетиленполіаміну, яке відрізняється тим, що адгезійний шар та поверхневий шар як модифікатор містять кремнійорганічний лак у формі поліметилфенілсилоксану КО-921 та як функціональні наповнювачі поверхневий шар містить вуглецеве волокно і порошки оксиду міді, фторопласту, лускатого графіту з наступним співвідношенням інгредієнтів у шарах, мас. ч.: адгезійний шар: епоксидно-діанова смола 100 поліетиленполіамін 10-14 поліметилфенілсилоксан КО-921 10-90, Винахід належить до галузі отримання композиційних покриттів триботехнічного призначення на основі епоксидно-діанових смол, модифікатора і комплексу функціональних наповнювачів. Для формування полімеркомпозитних покриттів, поряд із фенол формальдегідними та кремнійорганічними, як зв'язник використовують епоксидні полімери, а для їх наповнення - порошки та волокна металевої, органічної й неорганічної природи. Епоксидні композити забезпечують необхідний комплекс фізико-механічних, теплофізичних та триботехнічних характеристик внаслідок оптимальної взаємодії на межі полімер-наповнювач, а також високу ремонтоздатність за рахунок ефективної реновації поверхонь деталей. Відома полімерна композиція для захисних покриттів наступного складу, мас. ч.: епоксидіанова смола - 100; низькомолекулярний карбоксилатний каучук - 25-30; поліетиленполіамін - 12-15; поліві нілпіролідон - 2-4; розчинник - 20-40 (див. патент України №64391 А, С 08 L 63/00, 2004 p.). Недоліком цього покриття є низька корозійна стійкість та адгезійна міцність до металевих основ через недостатню сумісність компонентів композиції та утворення залишкових градієнтних внутрішніх напружень на межі адгезив-субстрат і в об'ємі композиту, які в процесі експлуатації спричиняють появу мікротріщин у захисних покриттях. Ці недоліки зумовлюють локальне відшарування відомої композиції від основи, а також суттєво звужують діапазон експлуатації виробів. Відома полімерна композиція, що містить (мас. ч.): епоксидна смола на основі дифенілпропану 30, фенольноноволачна смола - 4, прискорювач тверднення на основі імідазолу - 2 та наповнювач - Аl2О3 - 60 (див. пат. Японії №63183914, 29.07.88 "Епоксидна композиція для силових електричних пристроїв"). Недоліком даної композиції є невисокі 91776 (11) UA 3-10. (13) C2 100 10-14 10-90 0,5-2 3-12 8-16 (19) поверхневий шар: епоксидно-діанова смола поліетиленполіамін поліметилфенілсилоксан КО-921 вуглецеве волокно порошок оксиду міді порошок фторопласту порошок лускатого графіту 3 тиксотропні властивості наповненої системи, що зумовлює виникнення значних внутрішніх напружень на межі поділу фаз покриття - основа. Даний фактор сприяє проникненню агресивних середовищ в об'єм покриттів забезпечуючи локальне руйнування і відшарування композиту від площини субстрату. Найбільш близькою за технічною суттю до композиції, яка заявляється, є полімерне покриття, що містить адгезійний шар, який складається з епоксидно-діанової смоли, пластифікатора, твердника та мінерального наповнювача і поверхневий шар, який складається з епоксидно-діанової смоли, пластифікатора, твердника та мінерального наповнювача - червоного шламу (а.с. SU №1434762 А1, ДСК). Недоліком відомої композиції є низька теплостійкість та адгезійна міцність до металевих поверхонь. Значна седиментація дисперсного наповнювача призводить до утворення залишкових гредієнтних внутрішніх напружень на межі адгезивсубстрат і в об'ємі композиту, які в процесі експлуатації спричиняють появу мікротріщин у захисних покриттях. Дані недоліки зумовлюють локальне відшарування відомої композиції від основи, а також суттєво звужують діапазон температурної експлуатації деталей і механізмів технологічного устаткування. Поставлене завдання вирішується таким чином. Епоксидне композиційне двошарове покриття на основі епоксидно-діанової смоли ЕД-20, модифікатора у формі поліметилфенілсилоксану КО921 та функціональних наповнювачів, що містить адгезійний шар, який складається з епоксиднодіанової смоли, модифікатора та твердника і поверхневий шар, який складається з епоксиднодіанової смоли, модифікатора, твердника та функціональних наповнювачів, згідно з винаходом, що заявляється, адгезійний шар як модифікатор містить кремнійорганічний лак у формі поліметилфенілсилоксану КО-921, а поверхневий шар як модифікатор містить кремнійорганічний лак у формі поліметилфенілсилоксану КО-921 та як функціональні наповнювачі містить вуглецеве волокно і порошки оксиду міді, фторопласту, лускатого графіту з наступним співвідношенням інгредієнтів у шарах, мас. ч.: 1) адгезійний шар: епоксиднодіанова смола ЕД-20 - 100; поліетиленполіамін 10-14; поліметилфенілсилоксан КО-921 - 10-90; 2) поверхневий шар: епоксидно-діанова смола ^ ЕД20 - 100; поліетиленполіамін - 10-14; поліметилфенілсилоксан КО-921 - 10-90; вуглеволокно - 0,52; оксид міді - 3-12; фторопласт - 8-16; лускатий графіт - 3-10. Застосування методики багатофакторного планування експерименту та статистичної обробки експериментальних даних дозволило встановити, що найвищі триботехнічні характеристики та корозійна стійкість притаманні полімеркомпозиту в даному діапазоні концентраційного співвідношення. Композицію формують за такою технологією: підготовка і дозування компонентів; формування адгезійного шару (введення в епоксидний олігомер модифікатора і твердника; механічне перемішу 91776 4 вання композиції для досягнення однорідної консистенції (кількісний вміст компонентів згідно з формулою винаходу); нанесення композиції на матеріал основи; термічна обробка; контроль якості сформованого шару); формування поверхневого шару (введення в епоксидний олігомер модифікатора і твердника; механічне перемішування композиції для досягнення однорідної консистенції; введення вуглеволокна, оксиду міді, фторопласту і лускатого графіту з наступним перемішуванням (кількісний вміст компонентів згідно з формулою винаходу); термічна обробка; контроль якості сформованого шару). На етапі перемішування здійснюється додаткова комплексна ультразвукова та ультрафіолетова обробка системи. Технологія отримання покриттів реалізується методом пневматичного розпилення або лиття під тиском у відповідності із в'язкістю композиції. Полімеризація системи здійснюється за ступінчастим температурним режимом: адгезійний шар (2-6 год 293 К; 0,5-1,5 год при 393 К надалі охолодження на спокійному повітрі до 303 К); поверхневий шар (0,5-1,5 год при 333 К; 0,5-1,5 год при 393 К; 0,5-1,5 год при 453 К; 3-5 год при 483 К) з наступним охолодженням кожного шару на спокійному повітрі. Це дозволяє зменшити внутрішні напруження при появі первинних вузлів зшивання, надалі прискорити структуроутворюючий процес і максимально підвищити степінь зшивання системи на завершальному етапі. Епоксидне композиційне покриття, що заявляється, може бути використане в машинобудуванні як матеріал з високими зносо- та корозійною стійкістю. Полімерний композиційний матеріал з описаними властивостями отримується в повному діапазоні співвідношень компонентів, що подані у таблиці. В таблиці наведені також приклади конкретного виконання композицій. Адгезійну міцність до поверхні сталі Ст.3 оцінювали згідно ГОСТ 14760-69 шляхом вимірювання опору відриву клеєвих з'єднань зразків на розривній машині Р-5 при швидкості навантаження 10 Н/с. Внутрішні напруження визначали консольним методом. Теплостійкість (за Мартенсом) полімерних композиційних матеріалів визначали згідно ГОСТ 21341-75. Зносостійкість досліджували за ГОСТ 2661485 в умовах сухого тертя. Розроблене покриття характеризується наступними техніко-економічними перевагами над прототипом (а.с. SU №1434762 А1, ДСК): 1. Підвищення в 1,4-1,9 раз зносостійкості полімерного композиційного покриття (при Р=1 МПа, v=1,2 м/с), в умовах сухого тертя; 2. В 1,3-1,8 раз вища границя міцності на стиск полімерної композиції внаслідок введення функціональних наповнювачів та оптимізації способу отримання матеріалу. 3. Вища на 12-22 % корозійна стійкість отриманої полімерної композиції. 4. Вища технологічність композиції та краща змочуваність часток наповнювачів полімерним в'яжучим при формуванні через додаткову комплексну ультразвукову та ультрафіолетову обробку системи. 5 Комп’ютерна верстка І.Скворцова 91776 6 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601