Способ нанесения покрытия на основе полифениленсульфида на металлическую подложку



Способ нанесения покрытия на основе полифениленсульфида на металлическую подложку
Способ нанесения покрытия на основе полифениленсульфида на металлическую подложку

 


Владельцы патента RU 2532245:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" (НИТУ "МИСИС") (RU)

Изобретение относится к области технологии создания полимерных покрытий, технологии повышения эксплуатационных свойств полимерных покрытий. Способ нанесения покрытия на основе полифениленсульфида на металлическую подложку характеризуется нанесением на поверхность металлической подложки 3 об.% водного раствора N-(2-аминоэтил)-3-аминопропилтриметоксисилана методом окунания, сушкой при температуре 120°С в течение 60 минут и электростатическим напылением порошкового покрытия на основе полифениленсульфида. В качестве металлической подложки используют подложку из низкоуглеродистой стали, углеродистой стали или чугуна. Обеспечивается повышение уровня адгезии покрытия к металлической подложке и защита от подпленочной коррозии при нарушении целостности покрытия, что способствует увеличению коррозионной и химической стойкости покрытия на основе полифениленсульфида. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 пр.

 

Данное изобретение относится к области технологии получения полимерных покрытий - повышения эксплуатационных свойств полимерных покрытий, за счет увеличения адгезии основного покрытия к металлической подложке.

Адгезия покрытия к подложке является главным фактором, определяющим качество покрытия. Связь «покрытие-подложка» характеризует поведение защитного слоя, поэтому всегда при разработке покрытий уделяется особое внимание качеству поверхности деталей и совместимости разнородных материалов.

При нанесении любого вида покрытия особое внимание уделяется чистоте поверхности подложки, которая в свою очередь определяет уровень адгезии будущего покрытия. Этим объясняется многообразие различных видов очистки поверхности перед нанесением покрытия и практически полным отсутствием технологий модификации поверхности под конкретные виды покрытий. Исследования здесь, как правило, заканчиваются разработкой специальных составов покрытий под конкретные подложки.

Основной задачей исследовательской работы, проводимой в рамках обсуждаемой темы, является создание универсального праймерного агента для подложек из углеродистых сталей при нанесении на них покрытий на основе полифениленсульфида.

Использование силанов - большой группы кремнийорганических соединений, распространено во многих отраслях, в том числе и полимерной индустрии. Однако исследования здесь в первую очередь направлены на создание полимерных композитов, т.е. с помощью силанов производят модификацию поверхности различного рода наполнителей полимерных материалов с целью увеличения их адгезии к матрице.

Так группа (СН3-Si-) имеет стабильную и прочную связь, она неполярная и отвечает за снижение поверхностной энергии и гидрофобные эффекты; группа (-Si-H), наоборот, очень активна, взаимодействует с водой и углеродом, образуя новые соединения; метокси-группа также очень активна и, вступая в реакцию с углеродом и кремнием, образует легко гидролизуемую группу; также активно взаимодействуют аминопропил и винил-группы; группа (-Si-O) отвечает за связь с металлами и минеральными соединениями.

В качестве наиболее близкого по технической сущности к заявляемому изобретению известен способ нанесения покрытия на металлические поверхности из водной композиции (патент РФ №2402648 С2, 27.10.2010), содержащей в том числе и силаны. Приведенный выше способ направлен на увеличение коррозионной стойкости и уровня адгезии между металлической поверхностью и лаком.

Еще одна авторская работа (US 20040237890 А1, МПК С23С 16/00, 02.12.2004) посвящена разработке покрытия на основе полифениленсульфида для нефтегазовых трубопроводов с применением промежуточного праймерного слоя на основе различных фосфатов.

К недостаткам приведенных выше методов можно отнести сложность составления гибридных водных растворов, содержащих фториды и фосфаты. А универсальность методов не позволяет получать достоверно воспроизводимые результаты для конкретных типов подложек (сталь, алюминий, медь и т.д.) и покрытий.

Техническим результатом изобретения является разработка универсального способа нанесения покрытия на основе полифениленсульфида на металлическую подложку и борьбы с подпленочной коррозией при нарушении целостности покрытия, что будет способствовать увеличению коррозионной и химической стойкости покрытия.

Технический результат в предложенном изобретении достигается следующим образом.

Способ нанесения покрытия на основе полифениленсульфида на металлическую подложку, характеризующийся нанесением на поверхность металлической подложки 3 об.% водного раствора N-(2-аминоэтил)-3-аминопропилтриметоксисилана методом окунания, сушкой при температуре 120°С в течение 60 минут и электростатическим напылением порошкового покрытия на основе полифениленсульфида.

В качестве металлической подложки используют подложку из низкоуглеродистой стали, углеродистой стали или чугуна.

Способ осуществляется следующим образом.

На поверхность металлических подложек наносят 3 об.% водного раствора N-(2-аминоэтил)-3-аминопропилтриметоксисилана. Раствор кремнийорганического соединения наносится на защищаемую деталь методом окунания. После этого деталь помещают в сушильную камеру и осуществляют сушку при 120°С в течение 60 минут. За это время вода успевает испариться с поверхности подложки, и на ней образуется наноразмерный слой кремнийорганического соединения. После получения промежуточного праймерного слоя на деталь наносится основное покрытие на базе полифениленсульфида. При формировании покрытия в печи между полифениленсульфидом и металлической подложкой образовывается устойчивая химическая связь. Схема образования связи представлена на Фигуре 1.

Возможность промышленной применимости предлагаемого способа и полученных с его использованием полимерных покрытий на основе полифениленсульфида подтверждается следующим примером реализации.

Пример.

В качестве исходных материалов использовались 3 об.% водный раствор N-(2-аминоэтил)-3-аминопропилтриметоксисилана, порошковое покрытие на основе полифениленсульфида и стальные пластины (Ст08, сталь 40).

Раствор наносился на металлическую подложку методом окунания, после чего пластина помещалась в сушильный шкаф (120°С) на 60 мин. Сразу после сушки на пластину методом электростатического напыления наносилось порошковое покрытие. После формирования покрытия в печи пластина подвергалась испытаниям на определение уровня адгезии. Для сравнительного анализа испытания проходили пластины, не прошедшие поверхностную модификацию. Адгезия покрытий определялась двумя способами.

Первый - методом отрыва по стандарту ISO 4624, ASTM D 4541. Было установлено, что уровень адгезии покрытия на пластинах с промежуточным кремнийорганическим слоем на 10-15% выше по сравнению с покрытием, нанесенным на необработанную металлическую подложку.

Второй - методом решетчатого надреза по ГОСТ 15140-78. На пластинах с покрытиями делались перпендикулярные надрезы, после чего они погружались на 72 часа в кипящий 7 масс.% раствор NaCl. Осмотр пластин после испытания показал, что на модифицированной пластине отсутствуют следы коррозии и разрушения основного покрытия, а на немодифицированной пластине наблюдается подпленочная коррозия и разрушение основного покрытия (Фигура 2).

1. Способ нанесения покрытия на основе полифениленсульфида на металлическую подложку, характеризующийся нанесением на поверхность металлической подложки 3 об.% водного раствора N-(2-аминоэтил)-3-аминопропилтриметоксисилана методом окунания, сушкой при температуре 120°С в течение 60 минут и электростатическим напылением порошкового покрытия на основе полифениленсульфида.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве металлической подложки используют подложку из низкоуглеродистой стали, углеродистой стали или чугуна.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области упрочнения рабочих органов, работающих в условиях интенсивного изнашивания, в частности к способу индукционной наплавки шихты на стальную деталь.

Изобретение относится к области магнитной записи информации, конкретно к способу получения пленок для магнитной записи информации. Способ получения полимерных нанокомпозиций в виде тонких пленок для сверхплотной записи информации включает получение прекурсора, состоящего из поливинилового спирта, воды и смеси водорастворимых солей трех- и двухвалентного железа, с последующей обработкой по крайне мере одним водорастворимым диальдегидом при pH от 0 до 3 в присутствии кислоты в качестве подкисляющего агента, получение тонкой пленки на диэлектрической немагнитной подложке путем нанесения прекурсора на вращающуюся на центрифуге подложку с образованием пленки геля, обработку полученной пленки геля щелочью, при введении щелочи в количестве, обеспечивающем полное протекание реакции щелочного гидролиза смеси солей железа с образованием смеси магнетита и маггемита, при этом обработку щелочью полученной пленки геля осуществляют в парах аммиака, образующегося из водного раствора аммиака (NH4OH) или гидразин-гидрата (N2H4·H2O) в течение 5,0-15,0 часов.

Изобретение относится к режущему инструменту с покрытием на режущей кромочной части. Покрытие на режущем инструменте выполнено в виде режущего кромочного элемента, при этом оно нанесено на заднюю поверхность (6b) основного элемента (6) кромочной части (5), представляющей собой область вблизи режущей кромки лезвия (2), причем упомянутое покрытие имеет более высокую твердость, чем основной элемент (6).
Изобретение относится к способам упрочнения силовых конструкций, имеющих существующие или прогнозируемые разрушающиеся участки, с помощью полос из композиционного материала.

Изобретение относится к области нанесения антифрикционных покрытий преимущественно на боковую поверхность рельсов железнодорожных путей и может быть также использовано в узлах трения различных машин.

Изобретение относится к химико-термической обработке стальных деталей и может быть использовано для обработки деталей, работающих в условиях абразивного износа ударных нагрузок, например для культиваторов, дисков, борон и лемехов.

Изобретение относится к способу металлизации изделий из древесины. Технический результат изобретения заключается в повышении качества и долговечности покрытия за счет увеличения прочности сцепления покрытия с подложкой, устранения пористости покрытия и увеличения водонепроницаемости покрытия, снижении трудоемкости и энергоемкости процесса.
Изобретение относится к способам получения защитно-декоративных покрытий на изделиях из древесины. Технический результат заключается в повышении качества и долговечности покрытия за счет увеличения прочности сцепления покрытия с подложкой и устранения водопроницаемости покрытия, и снижении энергоемкости процесса.
Изобретение относится к способам изготовления кварцевых контейнеров с защитным углеродным покрытием для синтеза и кристаллизации расплавов полупроводниковых материалов, а также для получения особо чистых металлов и полиметаллических сплавов.

Изобретение относится к области нанесения покрытия с использованием электрического разряда, в частности к формированию покрытия, закрывающего отверстие объекта.

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при нанесении антипригарного покрытия на поверхность кислородной фурмы при конвертерной плавке стали. Способ включает напыление одновременно на последовательные участки кислородной фурмы по всему периметру при поступательном движении фурмы вниз водовоздушного слоя с удельным расходом воды 0.3-0.8 л/м2 посредством распылительных головок. Затем из тракта подачи шлакообразующих на поверхность кислородной фурмы подают сыпучую негашеную известь. При этом распылительные головки монтируют неподвижно относительно кислородной фурмы. Использование изобретения обеспечивает сокращение технологического цикла получения антипригарного покрытия. 1 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для нанесения противоизносных и антифрикционных покрытий из пластичных металлов на поверхности деталей сочленений транспортно-технологической техники. Способ нанесения биметаллических покрытий на поверхность стальной детали включает перенос пластичных металлов с расходной части натира на обрабатываемую поверхность детали при трении между ними под давлением от радиальной подачи натиров, выполненных с возможностью поступательного и вращательного движения в инструментальном узле. Исходную шероховатость обрабатываемой поверхности детали доводят до уровня номинальной поверхности путем срезания микронеровностей режущими кромками, выполненными на рабочих поверхностях бронзовых натиров. Затем подают в зону обработки технологическую жидкость и прикладывают усилия для радиального перемещения бронзовых натиров до их контакта с деталью, при этом осуществляют нанесение нижнего монослоя из бронзы с одновременной упрочняющей обработкой детали с помощью трения бронзовых натиров в среде технологической жидкости. Верхний монослой из латуни наносят на поверхность нижнего монослоя из бронзы обрабатываемой поверхности детали, при этом верхний монослой наносят путем трения латунных натиров в среде технологической жидкости. Обеспечивается получение качественных противоизносных и антифрикционных покрытий из пластичных металлов, наносимых избирательным переносом при прецизионном трении и обеспечении повышения показателей энергосбережения, эксплуатационного ресурса и безотказной работы. 7 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение является способом и относится к технологии модификации поверхностных слоев изделий из металлических материалов. Изобретение может быть использовано для модификации поверхности металлообрабатывающего инструмента и деталей машин в инструментальной, сельскохозяйственной, автомобильной, металлургической промышленности и др. Модификация химического состава и структуры поверхностного слоя осуществляется с целью его упрочнения и улучшения других эксплуатационных качеств. Поставленная задача решается путем введения в состав поверхностных слоев изделия легирующих химических элементов и уменьшения размера частиц образующих поверхностный слой при обработке поверхности изделия импульсными потоками плазмы с одновременным воздействием на поверхность импульсов электрического тока акустических колебаний и магнитного поля. Для оптимизации процесса обработки обрабатываемая поверхность управляемым способом подключается к электрической сети анодом или катодом. Управление полярностью подключения осуществляется при введении в состав плазмообразующей среды горючей газовой смеси. 5 з.п. ф-лы, 1 табл., 7 ил.

Изобретение относится к области окисления поверхностей металлических изделий для обработки перед нанесением адгезивных слоев. Способ подготовки металлических изделий при производстве резинометаллических изделий перед нанесением адгезивного слоя включает обработку поверхности металлических изделий путем окисления в среде воздуха при температуре 220-250°C в течение 20-30 мин. Обеспечивается подготовка поверхности металлических изделий к нанесению специального адгезивного слоя при производстве резинометаллических изделий и увеличивается прочность сцепления металлических изделий с резиной. 1 табл.
Изобретение относится к способу ремонта лопаток энергетических установок. Способ включает подготовку поверхности лопатки. Нанесение покрытия с применением лазерного излучения и одновременной подачей порошкообразного присадочного материала в ванну расплава. В процессе наплавки осуществляют изменение мощности излучения Р в пределах от 300 до 2500 Вт, и/или скорости перемещения источника излучения V в пределах от 0,1 до 0,01 м/с, и/или количества подаваемого порошкового материала в пределах от 3 до 15 г/мин. Технический результат заключается в снижении длительности проведения ремонтных работ и улучшении качества наплавки.

Изобретение относится к защите лопаток паровых турбин от парокапельной эрозии. Способ включает нанесение на лопатку защитного покрытия. Покрытие наносят методом лазерной наплавки. Лазерную головку перемещают со скоростью линейной интерполяции Vi не более 0,05 м/с. Мощность лазерного излучения составляет (800-1200) Вт. Техническим результатом является получение по всему профилю входной кромки лопатки упрочненного слоя на длину не менее 1/3 от длины рабочей части пера без ухудшения аэродинамических характеристик лопатки. 2 ил.

Изобретение относится к области машиностроения. Устройство для формирования износостойких и антифрикционных покрытий на поверхности деталей содержит станину со столом, выполненным с возможностью установки и фиксации обрабатываемой детали, установку подачи технологической жидкости, пульт управления, приводы вращательного и поступательного движений шпинделя, силовой цилиндр, инструментальный узел, закрепленный на шпинделе и содержащий корпус, в котором расположены разжимной конус, верхний опорный конус и нижний опорный конус, плунжеры и колодки с зафиксированными в них натирами. В колодках зафиксированы бронзовые и латунные натиры, инструментальный узел содержит механизм контроля положения бронзовых и латунных натиров, с помощью которого обеспечивается возможность нейтрального или рабочего положений натиров относительно обрабатываемой поверхности детали. Возможность перевода и удерживания бронзовых и латунных натиров в нейтральном положении обеспечивается верхней и нижней кольцевыми пружинами. В корпусе инструментального узла по продольной оси выполнены верхняя цилиндрическая полость, на наружной поверхности которой нарезан сквозной радиальный паз, и нижняя цилиндрическая полость, в полость которой в корпусе просверлены радиальные отверстия. Разжимной конус в верхней части соединен со стержнем, проходящим через верхнюю цилиндрическую полость и нижнюю цилиндрическую полость. На стержне закреплены верхний и нижний опорные конусы. Обеспечивается повышение уровня механизации и автоматизации процессов финишной обработки деталей, повышение производительности процесса при снижении трудоемкости, повышение точности обработанной поверхности и чистоты поверхности обработки. 6 з.п. ф-лы, 9 ил.

Группа изобретений относится к послойному изготовлению объемных объектов. Способ включает обеспечение гибкой пленки и повторное осуществление циклов, включающих следующие этапы. Обеспечивают слои жидкого отверждаемого материала на гибкой пленке, которая не контактирует с объемным объектом. Перемещают гибкую пленку в предварительно заданное положение относительно изготавливаемого объемного объекта и наносят слой жидкого отверждаемого материала на изготавливаемый объемный объект. Отверждают предварительно заданную область слоя жидкого отверждаемого материала. Удаляют неотвержденные части указанного слоя от изготавливаемого объемного объекта с получением твердого слоя предварительно заданной формы. Причем для по меньшей мере одного из упомянутых циклов перемещение упомянутой гибкой пленки и отверждение упомянутой предварительно заданной области осуществляют одновременно. Предложена также система для осуществления способа. Обеспечивается увеличение скорости послойного изготовления объемных объектов. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 15 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к формированию на поверхностях стальных изделий, применяемых для изготовления узлов и механизмов разного назначения, защитных поверхностных слоев. От рабочего инструмента к вращающемуся изделию прикладывают деформирующее усилие, перемещают упомянутый рабочий инструмент вдоль участков поверхности, составляющих профиль этой детали и одновременно во время переноса накатного инструмента по поверхности обрабатываемого изделия воздействуют переменным вращающимся магнитным полем напряженностью в пределах 2,5×104-1×105 А/м и частотой 20-70 Гц на участки поверхности изделия, в которых протекает деформация. В качестве накатного инструмента используют стальную дробь с диаметрами дроби от 0,3 до 3,0 мм, размещенную в водяной суспензии, содержащей твердую составляющую в виде упомянутой стальной дроби 29-31%, соединения свинца PbO 13,9-14,1% и PbO2 13,9-14,1%, соединения хрома Cr2O3 6,8-7,2%, соединения титана TiO2 9,9-10,2%, графитовую смазку 17,8-20,2% и воду H2O - остальное. Водяную суспензию помещают в полость круглого кольцевого корпуса и погружают в нее изделие с обеспечением полного погружения всех участков его поверхности. Затем в упомянутой суспензии осуществляют угловые повороты изделия относительно его продольной оси симметрии со скоростью 15-30 об/мин в течение 12-15 минут. Воздействие переменным вращающимся магнитным полем осуществляют с помощью Ф-образных магнитных генераторов с получением магнитного поля, у которого скопления магнитных линий сформированы в виде вращающихся вокруг продольной оси пучков, радиально проходящих от периферийных областей к центру кольцевого круглого корпуса. Ф-образные магнитные генераторы размещают на наружной боковой поверхности круглого кольцевого корпуса по трем установочным цилиндрическим спиралям, при этом количество Ф-образных магнитных генераторов составляет три или кратное этому числу любое другое количество. Количество равномерно расставленных на каждой такой упомянутой цилиндрической спирали Ф-образных магнитных генераторов составляет от девяти до восемнадцати штук. Обеспечивается защитное многослойное диффузионное покрытие на металлических изделиях, обеспечивающее существенное увеличение эксплуатационного ресурса этих изделий, а также повышение их стойкости по отношению к неблагоприятным внешним агрессивным воздействиям. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

Заявленный способ относится к области научных и технических исследований микро- и наноструктуры диэлектрических органических и неорганических объектов методами растровой электронной микроскопии. Способ подготовки диэлектрического образца для исследования на растровом электронном микроскопе его микро- и наноструктуры включает нанесение токопроводящего покрытия на поверхность образца и обеспечение электрического контакта покрытия образца с токопроводящим предметным столиком. Токопроводящее покрытие наносят смачиванием поверхности образца раствором гидрофильной неиспаряемой негорючей нетоксичной токопроводящей ионной жидкости в виде тетрахлорферрат N-децилпиридиния в ацетоне и последующим высушиванием образца на воздухе до полного удаления летучего компонента. Обеспечивается предотвращение накопления электрических зарядов на поверхности диэлектрических образцов. 2 ил.
Наверх