Способ получения полимерного покрытия

 

СОЮЗ С08ЕТСННХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСИИХ

РЕСПУБЛИК ((9) (lll

?ф59В05013.8 С8Ь 8304

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Л. (1 »«»ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН9)((..

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«»» (21) 3313423/23-05 (22) 07 ° 07.81 (46) 15.11.83. Вюл В 42 (72) В.С.Осипчик, М.С.а»кутин, М.Б Владыкина, П.П.Олейников, Д.М.Ляхов, Г.B.Рыльская и С.A.Kóçîâëåâà (53) 678.026(088 ° 8)

:(56) 1. Авторское свидетельство СССР .9 238987 кл. С 23 D 11/00, 1969. ° (2. Авторское свидетельство СССР

М 393753, кл. В 05 D 1/38 1976, (прототип). (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИМЕРНОГО ПОКРЫТИЯ путем нанесения на металлическую подложку композиции на основе полиметилфеяилсилоксана с последующей сушкой и термообработкой, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационных свойств покрытия, термообработку проводят от. 20 до

700 С со скоростью нагрева, определяемой формулов

9("226ОС/ч -37,8 С/ч, где Y(— скорость нагрева, C/÷ — время термообработки, ч.

1053907

Цель изобретения — повышение эксплуатационных свойств покрытия.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения полимернрго покрытия путем нанесе65

Изобретение относится к химической технологии, а именно к получению высоконаполненных термостойких полимерных покрытий на основе кремнийорганических разветвленных полимеров.

Известен способ получения эмалевого покрытия, включающий нанесение покрытия и последующую термо-. обработку, в состав которого входят смолы (полиорганосилоксановые),керамические фритты и керметы.Керметы используют в качестве теплостойкого наполнителя во фриттовом кремнийорганическом епязующем. В качестве связующего используют про-. 15 дукт взаимодействия керамических фритт с компонентами полиорганосилоксановых смол, образующихся при йх деструкции в интервале температур

300 500оС 20

После нанесения покрытия процесс термообработки проводят при постоянной скорости нагрева, равной

4 С в мин до 700оС и выдерживают о, при эт»й температуре в течение 25

30 мин(1) .

Однако постоянная скорость нагрева при термообработке покрытий не позволяет провести процесс структурирования в оптимадьных условиях в диапазоне температур 300-500 С.

Это ограничивает получение покрытий с высокими эксплуатационными характеристиками.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достига- З5 емому результату является способ по-" лучения высоконаполненного покрытия на металлической поверхности, заключающийся в нанесении состава,сушке и термообработке, причем послед- 40 нюю ведут при постоянном повышении скорости нагрева. При этом состав покрытия содержит полиметилфенилсилоксановый олигомер, окиеь алюминия, диэтиламинометилентриэтоксилан, 45 флогопит.

Покрытие наносится методом лакокрасочной технологии. СушКУ покрытия проводят на воздухе в течение 24 ч, затем проводят термооб- 50 работку при 45 — 50оС в течение 8—

10 ч(21.

Недостатком этого способа является нарушение целостности покрытия в процессе эксплуатации (растрескива 55 ние, отслаивание вследствие ухудшения его адгезионной прочности), что не обеспечивает высоких эксплуата ционных свойств покрытия при температурах выше 600ОC.

60 ния на металлическую подложку композиции на основе полиметилфенилсилоксана с последующей сушкой и тер- .

Мообработкой, последнюю проводят от

20 до 700оC со скоростью нагрева, определяемой формулой

Ч"„ =226 С/ч -37р8 С/ч (1) где V — скорость нагрева, .C/÷; д время термообработки, ч.

Укаэанная температурная область термообработки (20 — 70О С) обуславливается химическими взаимодействиями, происходящими при формировании полимерных покрытий. ,Пля выяснения влияния режима термообработки на свойства покрытий про-. ведена серия экспериментов,в каждом из которых температура за. б ч меняется с переменной скоростью, но в преде- лах 20 — 700 С, причем конечная тем« о пература 700 С достигается к, 6 ч. о

Изменение температуры во всех экспериментах происходит согласно формуле

b +b,Я +Ь Я (2) где Т вЂ” температура, С? ь — время термообработки, ч, b =const=20 С, b„a b>- температурные коэффициенты.

B формуле (2) от эксперимента к эксперименту меняются коэффициенты

Ь„и Ь, так, чтобы при 8 =6 ч; Тв а700"С и Т „ 700 C кроме того

1 если =О,Т 20 С. Учитывая перечисленные условия, коэффициент b4 можно выразить через Ьо следующим образом:

680- bg (бч.} бм. (3) при этом bq может изменяться в пределах -18, 9 6 b с 18, 9 (4) .

Экспериментальйо осуществлено три режима термообработки: в первом Ь =

=18,9; во втором Ь =О;в третьем Ь = — -18 9, По окончании термообработки эамеряются пористость и теплопроводность. В табл. 1 представлена рассчетная матрица где П,П,П вЂ” знаi f чение пористости. после первой термообработки (b> =18, 9), второй (b =

=О) и третьей (b = -18,9), Я вЂ” значение теплопроводности после перечисленных термообработок.

Таблица 1 .Ь

Ь ?

М

:Пф П, П ,Л. И

Используя результаты табл. 1 методом наименьших квадратов получены коэффициенты полинома, связывающие значения пористости и теп1053907 лопроводности с величиной коэффициента .b,т.е. с режимом термообработки. В аналитическом виде указанная зависимость запишется для пористостил

Пз21+14(5bg +llbz (5) . для, теплопроводности =1,1-0 625Ь -0 223Ь, (6)

Приравнивая производное по b2 полу- . ченных функций к нулю, находим их экстремальные значения, т.е. минимальную пористость и максимальную тецлопроводность, которые соответственно равны: Для максимального значения тепло(О проводности и минимального значения пористости скорость нагрева для режима термообработки,отраженного в формуле (8), определяется выражением

35 Vg =226-37;8 " C/÷ (9) где 226 — начальная скорость нагрева,"С/ч.

Подставляя значения Времени (в часах) в формулу (9) получаем энаЮ чение скоростй, числовые данные которой приведены в табл. 2. мюй " ма4 (7) Делим коэффициент уравнения на максимальное значение для уравнения (5) по пористости, а для второго (6) — по теплопроводности. Вновь полученные функции складываем и

Т а блица 2

0-1

3-4

1-2

2-3

Интервал времени, ч

169i3 131,5 93,7 55,9 18,1

Время замера скорости, с, 1,5

0,5 (В табл. 2 приведена средняя < скорость нагрева в течение каждого часа термообработки. Эту скорость надо считать по формуле (1), под ставляя в нее среднее время, для каждого данного отрезка времени нагрева. Например, если нас интересует средняя скорость на отрезке време- 45 ни между 3 ч и 4 ч, то в формулу (1) мы подставляем время 3,5 ч. Для про-. верки правильности приведенной таб-., лицы делаем следующие операции: к.. начальной температуре (1=20 С) при-,, бавляем среднюю скорость за первый отрезок времени, умноженную на.оди час, к результату прибавляем среднюю скорость за второй отрезок времени, умноженную на один час,и так 55 продолжаем до конца (до 8 6 ч),. в результате получается цифра 695,5

С учетом погрешности измерительного комплекта конечная температура сос-" тавляет 695,5 +10 C. 60

15-20 фторфлогопит

Пример. Эксплуатационные характеристики полимерной композиции определяются на образцах титана,хрома, молибдена и нержавеющей стали раз®5

Средняя скорость, V ОС/ч 207 приводим подобные члены. Изложенным методом у полученного уравнения нахо. дим- Ь „„,а соответственно и наилучший режим термообработки, представленный функцией, аналитическое выражение которой имеет вид: ь, ь, Т2д +226" -18,9 1д, (8) 25354555 мером 40 40 с толщиной 1 мм. Перед нанесением покрытия поверхность образцов подвергают механической обработке до получения шероховатой поверхности (В1ф ) металла, которую затем промывают трлуолом 1 — 2 раза в течение 2 мин. После обезжиривания на поверхность образцов методом лакокрасочной технологии (ГОСТ. 8832

76) наносят однослойное покрытие полимерной композиции толщиной

55 мкм следующего состава, мас.Ъ:

Полиметилфенилсилоксановый олигомер 25-30

Полиметилборсилаэан О, 1-0,5

Окись алюминия Остальное.

Количественное соотношение указанных компонентов подобрано экспериментально что обеспечивает комплекс . необходимых оптимальных свойств ма териала.. Образцы сушат на воздухе в течение 12 ч, затем проводят термообработку по режиму с переменной скоростью нагрева (см. табл. ?). Предлагаемый режим термообработки способствует получению покрытий, имеющих.2053907 лагаемых покрытий приведены в сравнении с базовым объектом и прототи-: пом. таблица 3

Эксплуатационные показатели полимерного покрытия, полученного по предлагаемому способу и прототипу

Коэфенциент теплопроводности

Вт/м град иатериал Адгеэйбннай подлокки прочность> г/см, ГОСТ15140-78

Прочность на удар,, кгс/см, ГОст476573 термосто((кость покрытия С

Эластичност мм,ГОст

6806-73

Электропрочность, кн/мм,при

700 С гостб433.

-71 ористость об,Ъ

45 10-15 2,8-3, 2

1000 титан

48 15-20

2,9-3,0

Ъ 2,0-2,5

2.0-2,2

3 000

1000

42-45,10-15

Иолибден

И/сталь

1000

45-48 10-15

Молибден (баэовый объект Я

1 ° 10

30-35

20-22 800

470 и/с. аль (прбтотип) (1-9), 10 11 13 40-45 10 -15 oi 2-0,5

30"35 700

310

l (3 р и м е ч а н н е . Все покаэатели, эа йсключеннем электрических, эамерявтся при температурахр укаэанных s графе термостойкостя покрытия. ное время (3000 ч) и имеет хорошие эксплуатационные характеристики.

Указанный способ технологичен в осуп(ествлении.

Автоматическое регулирование тер мообработки позволяет получать покрытия со стабильными эксплуатацчонными характеристиками. т

Сост авит ель В. Полосухи н

Редактор Т, Митейко Техред М. Гергель Корректор О. Билак

Заказ 8972/8 Тираж 689

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Подписное

Филиал ППП Патент ™, r. Ужгород ул. Проектная, 4 высокие эксплуатационные свойства (см. табл. 3). В этой таблице основные эксплуатационные показатели пред удельное объемное электросопротнвление, Ом/см прн 700сс

480 ..(1- 9) ° 10 12-14

540 (1 2) 10 13-14 т

530 (1-9) 10 11-32 (1-7) 10 .12-13

Как видно из табл. 3, термостойкие покрытия, получаемые по предлагаемому способу и составу, значительно превосходят по всем показателям из вестные. Предлагаемый способ позволяет наносить покрытие полимерной композиции на металлы и сплавы. Полимерное покрытие по предлагаемому способу работает при 800 С длитель- 4О

15-16

14-15

l6-18

16-17