Защитное композиционное полимерматричное порошковое покрытие на основе полифениленсульфида

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.

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.

Наверх