Защитное композиционное полимерматричное порошковое покрытие на основе полифениленсульфида



Защитное композиционное полимерматричное порошковое покрытие на основе полифениленсульфида
Защитное композиционное полимерматричное порошковое покрытие на основе полифениленсульфида
Защитное композиционное полимерматричное порошковое покрытие на основе полифениленсульфида
Защитное композиционное полимерматричное порошковое покрытие на основе полифениленсульфида

 


Владельцы патента RU 2544644:

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

Изобретение относится к композиционным порошковым покрытиям на основе полимеров, предназначенных для защиты изделий из металлических сплавов от воздействия агрессивной среды. Порошковая композиция для покрытия включает полифениленсульфид и дополнительно содержит ультрадисперсный порошок монтмориллонита и порошок политетрафторэтилена 4-МБ при следующем соотношении, мас.%: полифениленсульфид - 65-67; политетрафторэтилен 4-МБ - 11-15; монтмориллонит - 20-22. Изобретение позволяет получить механическую смесь порошковых материалов на основе полифениленсульфида для использования ее в качестве исходного материала для производства защитного композиционного полимерматричного порошкового покрытия, обладающего улучшенными физико-механическими, тепловыми, трибологическими и гидрофобными свойствами. 4 ил., 1 пр.

 

Изобретение относится к композиционным порошковым покрытиям на базе полимеров, предназначенных для защиты изделий из металлических сплавов от воздействия агрессивной среды, и может быть использовано при производстве теплоэнергетического оборудования. Состав порошковой композиции для покрытия включает полифениленсульфид и дополнительно содержит ультрадисперсный порошок монтмориллонита и порошок политетрафторэтилена 4-МБ при следующем соотношении, масс. %: полифениленсульфид - 65-67; политетрафторэтилен 4-МБ - 11-15; монтмориллонит - 20-22.

Задачей изобретения является получение защитного порошкового покрытия на основе полимера с размером частиц 60-120 мкм и улучшенными физико-механическими, тепловыми, трибологическими и гидрофобными свойствами. Коррозия конструкционных материалов водяных трактов и элементов теплоэнергетического и ядерноэнергетического оборудования носит массовый и непоправимый характер. Применяемые сегодня технологии, направленные на снижение проявления и последствий коррозии, не достигают желаемого результата. Перспективным является использование композиционных покрытий на основе теплостойких инженерных полимеров для защиты энергетического оборудования от коррозии и абразивного износа.

Из патента BY 10391, 28.02.2008 известен композиционный материал для покрытий деталей узлов трения различных машин и механизмов на основе полиамида 11 с добавлением политетрафторэтилена и слоистого силикатосодержащего минерала (например, монтмориллонита). К недостаткам метода можно отнести применение в качестве базового полимера полиамида, не обладающего достаточной теплостойкостью и химической стойкостью, а также модифицирование полимерной матрицы крупными (более 5 мкм) частицами силикатосодержащего минерала, что не позволяет добиться максимального упрочняющего эффекта и достаточной гидрофобности покрытия.

Авторская разработка по патенту US 5376996, 27.12.1994 (D2) касается покрытия на основе полифениленсульфида, содержащего до 40 масс. % политетрафторэтилена и возможные упрочняющие добавки. Однако такой состав характеризуется крайне низкой адгезией к металлической подложке из-за применения чистого политетрафторэтилена. В качестве модифицирующей добавки предлагается использовать глину, но не указывается конкретный тип, что, в свою очередь, может оказывать сильное влияние на свойства покрытия. Предложенный жидкофазный метод не позволяет получать однородную механическую смесь или гомогенный состав из-за разной природы используемых полимеров. Таким образом, такой состав может быть эффективно применен лишь в полиграфии для валиков термического закрепления.

В данном изобретении предложен состав, обеспечивающий не только максимальные физико-механические свойства, но и высокий уровень адгезии к металлической подложке.

Новый технический результат изобретения заключается в получении эффективного защитного композиционного покрытия на основе полифениленсульфида для защиты изделий из металлических сплавов от воздействия агрессивной среды.

Достигается технический результат тем, что в составе помимо полифениленсульфида дисперсностью 20 мкм содержится ультрадисперсный порошок монтмориллонита (частицы размером менее 100 нм со слоистой структурой, собранные в конгломераты толщиной 300-600 нм и диаметром до 3 мкм) и порошок политетрафторэтилена 4-МБ дисперсностью 60 мкм при следующем соотношении, масс. %: полифениленсульфид - 65-67; политетрафторэтилен 4-МБ - 11-15; монтмориллонит - 20-22.

Изобретение поясняется чертежом, где на фигуре 1 показаны механические и трибологические свойства защитного композиционного полимерматричного порошкового покрытия ПФС/ПТФЭ/ММТ (66/13/21 масс. %). На фигуре 2 представлены механические и трибологические свойства защитного композиционного полимерматричного порошкового покрытия ПФС/ПТФЭ/ММТ (65/15/20 масс. %). На фигуре 3 показаны механические и трибологические свойства защитного композиционного полимерматричного порошкового покрытия ПФС/ПТФЭ/ММТ (67/11/22 масс. %). На фигуре 4 изображен угол краевого смачивания защитного композиционного полимерматричного порошкового покрытия ПФС/ПТФЭ/ММТ (66/13/21 масс. %).

Авторами рассматривается возможность защиты элементов энергетического оборудования, обеспечивающего функционирование как малых, так и больших объектов, генерирующих электроэнергию. Комплекс защитных покрытий позволит увеличить срок эксплуатации энергетических узлов и элементов, в том числе теплообменных аппаратов, емкостей паровых котлов, водогрейных котлов воздухонагревателей, насосного оборудования ТЭС и АЭС, в 1,5-2 раза. Для достижения максимальных физико-механических свойств материал основного защитного слоя предлагается производить по схеме многокомпонентного и многоуровнего композита, сочетающего свойства матричного и упрочняющего материалов. В качестве основы композита будет использоваться конструкционный «супертермопласт» полифениленсульфид (ПФС), обладающий непревзойденной химической стойкостью к агрессивным средам и высокой рабочей температурой (до 220°С). Особенностью работы является твердофазная технология получения композитов для покрытий. Она не только отвечает самым строгим экологическим требованиям, но и позволяет значительно экономить на производстве, не переводя материал в другое агрегатное состояние и совмещая в одной производственной стадии нескольких технологических операций.

В качестве упрочняющей фазы предлагается вводить в полимер монтмориллонит. Использование механоактивационной обработки позволяет получать активированный порошок, обладающий максимальной поверхностной энергией, что в свою очередь увеличивает адгезию вводимого наполнителя к матрице за счет образования химических и физических связей. Модификация монтмориллонитом позволяет увеличить твердость, модуль упругости, термостойкость, ударную прочность и барьерные свойства ПФС. Для придания специальных свойств (придание лиофобности поверхности покрытия) в матрицу ПФС вводится другой полимер - ПТФЭ, обладающий высокой термостойкостью и рекордно низким коэффициентом трения и позволяющий увеличить угол смачиваемости поверхности.

Заявленный состав может быть получен следующим способом. В качестве исходных материалов используются промышленные порошки полифениленсульфида и политетрафторэтилена 4-МБ, а также очищенный ультрадисперсный порошок монтмориллонита. Состав компонентов в композиции отвечает соотношению, масс. %: полифениленсульфид - 65-67; политетрафторэтилен 4-МБ - 11-15; монтмориллонит - 20-22.

Компоненты, взятые в вышеуказанной пропорции, смешиваются в шаровом активаторе планетарного типа. Время механохимической обработке на активаторе типа АПФ-1/МПФ-1 составляет 30-35 минут.

Полученный таким образом материал представляет собой порошок коричневого цвета с размером частиц 60-120 мкм, не требующий дополнительной обработки. Готовый состав можно наносить на металлические изделия методом электростатического напыления.

Пример.

В качестве исходных материалов использовались Na-монтмориллонит (ММТ) с Таганского месторождения (Казахстан) с размером частиц менее 100 нм, порошок полифениленсульфида (ПФС) FORTRON 0205 В4 дисперсностью 20 мкм производства Celanese и порошок политетрафторэтилена 4-МБ (ПТФЭ) дисперсностью 60 мкм производства ОАО «ГалоПолимер».

Коэффициент заполнения мелющими телами рабочего барабана составил 0,5, общий коэффициент заполнения рабочего барабана - 0,75. Мелющими телами были шарики диаметром 5 и 8 мм, выполненные из стали 111X15.

Представленные выше порошки полифениленсульфида, политетрафторэтилена 4-МБ и монтмориллонита были помещены в реакторы в соотношении 66/13/21, 65/15/20 и 67/11/22 (масс. %) соответственно и смешаны в АПФ-3 в течение 30 минут.

Далее порошковая композиция была нанесена на пластины (Сталь 40) размером 150×75×3 методом электростатического напыления. Полученные результаты испытаний на покрытиях разработанного авторами состава представлены на Фигуре 1, Фигуре 2 и Фигуре 3. Для оптимального по набору свойств состава композита (полифениленсульфида, политетрафторэтилен 4-МБ и монтмориллонит в соотношении 66/13/21, соответственно) коэффициент трения удалось уменьшить на 54%, износ в 3,5 раза относительно чистого полифениленсульфида. Угол краевого смачивания (вода) представленного покрытия составляет 120°.

Состав порошкового защитного композиционного покрытия на базе полифениленсульфида для защиты изделий из металлических сплавов от коррозии, отличающийся тем, что содержит ультрадисперсный порошок монтмориллонита и порошок политетрафторэтилена 4-МБ при следующем соотношении, мас.%:

Полифениленсульфид 65-67
Политетрафторэтилен 4-МБ 11-15
Монтмориллонит 20-22



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к защитным порошковым уплотнительным покрытиям на основе полимеров, для защиты от коррозии и износа, например, нефтегазового оборудования.
Изобретение относится к пигментным гранулам, которые содержат один или больше воздействующих пигментов хлопьевидной формы, а также к их применению для пигментации среды нанесения, к примеру, для порошковых покрытий и, в частности, пластмасс, а также для приготовления концентрированных красителей.

Изобретение раскрывает композицию маточной смеси, способ получения композиции маточной смеси, способ получения порошковой покрывающей композиции, порошковую покрывающую композицию, получаемую указанным способом, а также применение композиции маточной смеси для порошковой покрывающей композиции или для повышения непрозрачности отвержденного порошкового покрытия.

Изобретение относится к термоотверждаемой композиции порошкового покрытия, пригодной для отверждения при температуре 60-130°С. Композиция включает термическую систему инициирования и систему смолы, в которой реакционная способность термической системы инициирования такова, что термическая система инициирования обеспечивает время гелирования 2,5-1000 минут при 60°С в бутандиол-диметакрилате при определении согласно DIN 16945 с использованием 1 мас.% термической системы инициирования в 99 мас.% бутандиол-диметакрилатая.

Изобретение относится к термоотверждаемому порошковому покрытию, способу его получения, использованию композиции порошкового покрытия для нанесения ее на подложку, подложке, покрытой композицией порошкового покрытия, и способу нанесения покрытия на подложку с использованием композиции порошкового покрытия.

Изобретение относится к однокомпонентной термоотверждаемой композиции порошкового покрытия, содержащей смолу с реакционноспособной ненасыщенностью, в которой вся указанная реакционноспособная ненасыщенность является двойными связями углерод-углерод, непосредственно соединенными с электроноакцепторной группой, термическую систему инициирования, содержащую пероксид, выбранный из группы соединений, представленных формулой (1) где R1 и R2, каждый, независимо означает необязательно замещенный алкил с 1-30 С-атомами, в котором 1-30 С-атомов не включают С-атомы заместителей, или необязательно замещенный арил с 6-18 С-атомами, в котором 6-18 С-атомов не включают С-атомы заместителей, и сшивающий агент, выбранный из группы простых виниловых эфиров, простых виниловых эфиров уретанов, сложных виниловых эфиров, виниламидов, итаконатов, енаминов, винилмочевин и их смесей.

Изобретение относится к композиции покрытия. Композиция для покрытий содержит: a) пленкообразующую связующую смолу, и b) сополимер, полученный контролируемой полимеризацией или радикальной полимеризацией, содержащий мономер (М1х), выбранный из ненасыщенных мономеров из группы (мет)акрилатов, стирольных мономеров или (мет)акриламидов, где данный сополимер содержит, по меньшей мере, >30 мас.% (мет)акрилатов; и мономер (M2y), выбранный из 2,2,2-трифторэтил(мет)акрилата, 2,2,3,3,3-пентафторпропил(мет)акрилата и 2,2,3,4,4,4-гексафторбутил(мет)акрилата; х означает общее число мономеров М1 в структурном элементе (М1х):х>5, y означает общее число мономеров М2 в структурном элементе (M2y):y>1.
Изобретение относится к способу получения автомобильного лака, способу получения покрытия с высокой стойкостью к истиранию, к автомобильному лаку и его применению.

Изобретение относится к способу получения композиционных частиц, который заключается в конденсации одного или нескольких соединений кремния общей формулы , в которой R обозначает необязательно замещенный алкильный или арильный остаток с 1-20 атомами углерода или атом водорода, R1 обозначает необязательно замещенный углеводородный остаток или атом водорода и n обозначает число от 1 до 4, или одного или нескольких продуктов его конденсации в присутствии растворителя или смеси растворителей и одного или нескольких растворимых полимеров.
Настоящее изобретение относится к способу получения полиуретдионовой смолы с карбоксильными функциональными группами для применения в порошковых покрывающих композициях, включающий стадии: (a) проведения реакции, по меньшей мере, одного изоцианатного NCO функционального уретдиона с, по меньшей мере, одним спиртом в соотношении свободных NCO групп к гидроксильным группам в диапазоне от 0,5:1 до 0,5:3, и (b) проведения реакции получившегося в результате гидроксил-функционального полиуретдиона с ди- и/или полифункциональной кислотой(кислотами) и/или их ангидридом(ангидридами), где получившаяся в результате полиуретдионовая смола с карбоксильными функциональными группами имеет карбоксильное число в диапазоне от 20 до 300 мг KOH/г, где карбоксильное число определяют согласно DIN EN ISO 2114.
Изобретение относится к композиции для герметизации и гидроизоляции строительных сооружений, в частности кровельных покрытий. .
Изобретение относится к полимерным строительным композициям и может быть использовано для изготовления спортивных покрытий. .

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано при устройстве однослойного полимерного покрытия проезжей части мостового полотна металлических и железобетонных мостов, и конкретно к полимерной композиции для получения покрытия и способу формирования покрытия с ее использованием.

Изобретение относится к полимерным строительным композициям и может быть использовано для изготовления эластомерных герметизирующих и гидроизоляционных материалов, кровельных и антикоррозионных покрытий.
Изобретение относится к полимерным строительным композициям и может быть использовано для изготовления эластомерных герметизирующих и гидроизоляционных материалов, кровельных и антикоррозионных покрытий.
Изобретение относится к полимерным строительным композициям и может быть использовано для изготовления эластомерных герметизирующих и гидроизоляционных материалов, кровельных и антикоррозионных покрытий, покрытий беговых дорожек и спортивных залов.

Изобретение относится к полимерным строительным композициям и может быть использовано для изготовления эластомерных герметизирующих и гидроизоляционных материалов, кровельных и антикоррозионных покрытий, покрытий беговых дорожек и спортивных залов.

Изобретение относится к полимерным строительным композициям и может быть использовано для изготовления эластомерных герметизирующих и гидроизоляционных материалов, кровельных и антикоррозионных покрытий.

Изобретение относится к области получения антикоррозионных покрытий, перерабатываемых методом кистевого нанесения и распыления. .
Изобретение относится к полимерным строительным материалам и может быть использовано для изготовления гидроизолирующих, герметизирующих и антикоррозионных композиций, перерабатываемых методом заливки и распыления.

Группа изобретений относится к полимерным композициям на основе циановых эфиров, модифицированных полисульфонами, упрочняемыми волокнистыми наполнителями и применяемыми для создания конструкционных полимерных композиционных материалов (ПКМ) с рабочей температурой до 200°C и изделий из них, которые могут быть использованы в авиационной, аэрокосмической, автомобильной, судостроительной и других отраслях промышленности.
Наверх