Модифіковане епоксикомпозитне покриття

Модифіковане епоксикомпозитне покриття, що містить адгезійний шар і оброблений ультрафіолетовим опроміненням і постійним магнітним полем поверхневий шар, виконані з композиції, яка містить епоксидну діанову смолу, отверджувач та дисперсний наповнювач, яке відрізняється тим, що опромінена електроіскровим полем композиція 3 зувача використано отверджувач поліетиленполіамін (ПЕПА) (ТУ 6-02-594-73). Отверджувач у зв'язувач вводили при стехіометричному співвідношенні компонентів. Оксид хрому 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 коричневого шламу та додаткового оксиду хрому при оптимальному вмісті забезпечує формування стійкого до седиментації шару покриття з високою корозійною тривкістю. Збільшення вмісту коричневого шламу та оксиду хрому зумовлює виникнення напруженого стану та дефектів у поверхневих шарах, що призводить до зменшення когезійної міцності і, відповідно, до погіршення антикорозійних властивостей матеріалу. Коричневий шлам вводили для збільшення адгезійної взаємодії на межі поділу фаз "наповнювач - зв'язувач", що дозволяє у подальшому підвищити когезійну міцність і корозійну тривкість захисного покриття. Крім того, коричневий шлам, як доступний та структурноактивний наповнювач, вводили з метою здешевлення вартості композиції та збільшення адсорбційної взаємодії на межі поділу фаз "полімер-наповнювач", внаслідок значної кінетичної, хімічної і магнітної активності дисперсних часток. Коричневий шлам складається із суміші оксидів (мас.ч.): оксид заліза - 46-48, оксид алюмінію 7-9, оксид кремнію - 12-14, оксид кальцію - 18-21, оксид магнію - 1-2, оксид титану - 4-7, оксид ванадію - 1,5-2,5, оксид олова - 0,9-1,6, оксид барію 0,7-1,0, інші оксиди - до 100. З метою вилучення інших домішок перед просіюванням проводили очищення коричневого шламу методом ультразвукової обробки у водному розчині з наступним просушуванням при температурі Т = 443±2К протягом 1,5-2,0 годин. Оброблення епоксидної композиції з дисперсним наповнювачем для адгезійного шару електроіскровим полем (до введення отверджувача) поліпшує змочування часток наповнювача епоксидним олігомером за рахунок підвищення 33132 4 температури зв'язувача, а також забезпечує міжфазову взаємодію між доменами макромолекул зв'язувача і частками наповнювача, що поліпшує адгезійну міцність захисного покриття. Оброблення епоксидної композиції з дисперсним наповнювачем для поверхневого шару ультрафіолетовим опроміненням і постійним магнітним полем (до введення отверджувача) забезпечує утворення вільних активних радикалів у зв'язувачі і подальшу їх рекомбінацію та інтенсивну взаємодію з активними центрами на поверхні дисперсних часток, що поліпшує когезійну міцність і антикорозійні властивості покриття. 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 протягом 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 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 технологічні умови формування покриття. 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 коричневого шламу та додаткового оксиду хрому і формування поверхневого шару при оптимальній товщині забезпечує значне поліпшення корозійної тривкості 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 зумовлено усією сукупністю ознак. В таблиці наведено приклади конкретного виконання композиції: технічні рішення згідно з заявкою, контрольні приклади прототипу, а також їхні порівняльні властивості. 5 33132 6 Таблиця Модифіковане епоксикомпозитне покриття № 1 Компоненти 2 Адгезійний шар Епоксид1 на діанова смола Отверджувач поліети2 ленполіамін (ПЕПА) Наповнювач Оксид 3 міді, 1020мкм Склобій, 4 60мкм 5 Аеросил Обробка компози6 ції електроіскровим полем Поверхневий шар Епоксид7 на діанова смола Новолачна фено8 льна смола Отверджувач – поліети9 ленполіамін (ПЕПА) наповнювач Коричневий 10 шлам, 63мкм Оксид 11 хрому, 10-20мкм Композиція згідно з винаходом І ІІ ІІІ 3 4 5 Контрольні приклади І 6 II 7 III 8 IV 9 V 10 VI 11 VII 12 прототип VIII 13 IX 14 X 15 І 16 II 17 III 18 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 8 10 12 6 6 12 8 10 10 12 8 14 15 10 12 15 20 30 40 5 10 20 40 зо зо 40 20 50 60 80 120 160 2 3 4 + + + + 4 + + + + + + + + 100 100 100 30 40 50 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 8 10 12 6 6 12 8 10 10 12 8 14 15 60 70 80 40 50 70 70 80 60 60 80 90 100 30 40 50 10 20 30 50 30 50 40 40 60 70 10,0 10,0 10,0 7 33132 8 Продовження таблиці № 1 Компоненти 2 Тугоплавка ком12 плексна сполука Червоний 13 шлам, 1020мкм Оброблення композиції ультрафіолетовим 14 опроміненням і у постійному магнітному полі Композиція згідно з винаходом І ІІ ІІІ 3 4 5 Контрольні приклади І 6 II 7 III 8 IV 9 V 10 VI 11 VII 12 прототип VIII 13 IX 14 X 15 І 16 II 17 III 18 100 140 180 40 50 60 + + + + + + + + + + + + + + + + 6,1 5,9 3,5 3,7 3,4 Характеристики епоксикомпозитного покриття 1 Опір по6,2 криттів, R, Ом/см2 6,6 6,5 5,6 5,9 6,3 6,0 6,7 6,8 6,3 6,5 Примітка: + оброблення композиції енергетичними полями; - оброблення композиції енергетичними полями не проводили. Дослідження опору захисних покриттів проводили методом імпедансноі спектроскопії протягом 150 діб витримки зразків у середовищі 3%-го розчину хлориду натрію Корозійну тривкість захисних покриттів методом імпедансної спектроскопії. Для імпедансних досліджень при фіксованих частотах використовували автоматичний міст змінного струму Р-5083. Імпедансні спектри знімали на приладі "Солатрон 1250" із застосуванням триелектродної схеми вимірювань. Комп’ютерна верстка А. Крулевський Як корозійне середовище використовували 3%-ний розчин хлориду натрію. Покриття з товщиною 1,5-2,0мм наносили на зразки зі сталі Ст.3 методом пневматичного розпилення. Площа досліджуваних зразків становила 3,14см2. Для отримання середніх значень опору для кожного варіанту покриттів використовували не менше 5 зразків. 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