DE2606559A1 - Abrasion-resistant multi-layer polyurethane lacquer coating - from polyester mixt., esp. for fibre-reinforced synthetic blades in turbo-machines - Google Patents
Abrasion-resistant multi-layer polyurethane lacquer coating - from polyester mixt., esp. for fibre-reinforced synthetic blades in turbo-machinesInfo
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Abstract
Description
ßSHiizer MaschinenbaußSHiizer mechanical engineering
Werk ßsriinSssriin plant
129129
Oberflächenschutzschicht für abrasionsgefährdete Bauteile, insbesondere Schaufeln für Turbomaschinen, und Verfahren zu deren HerstellungSurface protection layer for components at risk of abrasion, in particular blades for turbo machines, and processes for their production
Die Erfindung betrifft eine Oberflächenschutzsohicht für abrasionsgefährdete Bauteile, insbesondere für aus mehreren lagen eines mit einer Kunstharzmatrix gebundenen Fasermaterials bestehende Schaufeln für Turbomaschinen, und ein Verfahren zu deren Herstellung.The invention relates to a surface protection layer for components at risk of abrasion, in particular for a plurality of components layers of a fiber material bound with a synthetic resin matrix existing blades for turbomachinery, and a method for their manufacture.
Es hat sich gezeigt, daß insbesondere aus faserverstärktem Kunststoff bestehende Verdiehterschaufein infolge der staub- und sandhalt igen .Ansaugluft einer starken, die Lebensdauer beträchtlich vermindernden Abrasion unterliegen. Es wird deshalb angestrebt, eine Verlängerung der Lebensdauer derartiger abrasionsgefährdeter Bauteile durch Aufbringen einer Oberflächenschutzschicht zu erreichen.It has been shown that in particular made of fiber-reinforced Plastic penalty certificate due to the dusty and intake air containing sand are subject to strong abrasion, which considerably reduces the service life. It will therefore sought to extend the service life of such components at risk of abrasion by applying a To achieve surface protective layer.
Es ist bereits bekannt, durch Auftragen von Polyurethan-Lacken einen gewissen Oberflächenschutz zu erzielen. Die durch das Auftragen üblicher Polyurethan—Lacke gebildeten Schutzschichten konnten jedoch insbesondere bei der Anwendung an Verdichterschaufein bisher bezüglich ihrer Abrasionsbeständigkeit noch nicht befriedigen.It is already known that a certain amount of surface protection can be achieved by applying polyurethane paints. Those formed by applying common polyurethane varnishes However, protective layers have so far been able to with regard to their use, particularly when used on compressor blades Abrasion resistance not yet satisfactory.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine polymere Oberflächenschutzschicht für abrasionsgefährdete Bauteile, insbesondere für aus faserverstärktem Kunststoff bestehende Schaufeln für Turbomaschinen, zu schaffen, die eine hohe Abrasionsbeständigkeit aufweist.The invention is based on the object of providing a polymeric surface protection layer for components at risk of abrasion, especially for those made of fiber-reinforced plastic To create blades for turbo machinery, which has a high abrasion resistance.
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Erfindungsgemäß wird das dadurch, erreicht, daß die Oberflächenschutz schicht aus einem abgestuften, nach außen hin zunehmend elastischen, mehrschichtigen, vorzugsweise dreischichtigen, Polyurethanauftrag mit einer G-esamtschichtdicke von 0,1 bis 1,0 mm, vorzugsweise von 0,1 bis 0,5 mm, besteht, deren erster Auftrag ein OH-ITCO-Terhältnis im Ausgangsgemisch zwischen 1 : 0,6 und 1 : 0,9 und deren letzter Auftrag ein OH-FCO-Verhältnis im Ausgangsgemisch zwischen 1 : 1,4 und 1 : 1,8 besitzt.According to the invention this is achieved in that the surface protection layer made of a graduated, increasingly elastic, multi-layer, preferably three-layer, Polyurethane application with a total layer thickness of 0.1 to 1.0 mm, preferably 0.1 to 0.5 mm, exists whose first order is an OH-ITCO ratio in Starting mixture between 1: 0.6 and 1: 0.9 and its last application an OH-FCO ratio in the starting mixture between 1: 1.4 and 1: 1.8.
Die Herstellung der Oberflächenschutzschicht erfolgt duroh ein nacheinanderes Auftragen dieser einzelnen Schichten, wobei nach dem Auftragen jeder Schicht eine Vortrocknung bei Kaumtemperatur und eine Zwischenhärtung bei 80 ° C während einer Stunde vorgenommen wird. Die Aushärtung der gesamten Oberflächenschutzschicht erfolgt danach bei 150 über einen Zeitraum bis zu drei Tagen oder durch eine nur zehnstündige Härtung bei 150 ° G mit anschließender vierwöchiger Lagerung bei Raumtemperatur,The surface protection layer is produced duroh a successive application of these individual layers, after each layer has been applied, pre-drying is carried out at low temperature and intermediate curing at 80 ° C is done during one hour. The entire surface protective layer is then cured at 150 over a period of up to three days or by curing for only ten hours at 150 ° G followed by four weeks Storage at room temperature,
Die Bewertung des Abrasionsverhaltens der Oberflächenschutzschicht erfolgte meßtechnisch durch Auswägen des Abriebver— lustes. In der Prüfeinrichtung wurde der beschichtete Prüfkörper unter 45 mit Strahlkorund von 0,2 mm Korndurehmes— ser im Luftstrom von 250 m/s Geschwindigkeit bestrahlt. Die errechnete Beschußrate betrug 3,34 g/s 0 cm β Die erfindungsgemäße Schutzschicht hat einen etwa um eine Zehnerpotenz geringeren Abrasionsverlust als die bekannten Schutzschichten,, Bei gemäß der Erfindung oberflächenbeschichteten Verdichterschaufeln wurde durch dieses sehr günstige Abrasionsverhai— ten deren betriebsmäßiger Einsatz möglich.The evaluation of the abrasion behavior of the protective surface layer was carried out by measurement by weighing the abrasion loss. In the test facility, the coated test specimen was irradiated with corundum blasting with a grain diameter of 0.2 mm in an air flow at a speed of 250 m / s. The calculated bombardment rate was 3.34 g / s 0 cm β. The protective layer according to the invention has an abrasion loss that is about a power of ten lower than the known protective layers. In compressor blades coated according to the invention, this very favorable abrasion behavior made their operational use possible.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.The invention is to be explained in more detail below using an exemplary embodiment.
Die mehrschichtige Oberflächenschutzschicht mit nach außen hin zunehmender Elastizität besteht aus einem Grund- und einem Decklacko The multi-layer surface protection layer with outwardly increasing elasticity consists of a base coat and a top coat or the like
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Als Grundlack werden 0,15 Äquivalente (198,3 g) eines Polyäthylenglykoladipates (OH-Zahl 42) mid 0,1 Äquivalente (19,45 g) eines Polyesters, der aus Glyzerin, Adipinsäure und Phthalsäure (OH-Zahl 288) hergestellt wurde, mit gleichen Teilen eines Lösangsmittelgemisches, bestehend aus 37,5 &ew· fo Methylethylketon, 12,5 Gew. fo Butyl ac et at, 37,5 Gew. fo Äthylglykolacetat und 12,5 Gew. # Toluol, vermischt, so daß die Lösung 50 fo feststoff enthält. 0,2 Äquivalente (75,4 g) eines Isocyanatharzes (11,2 fo HCO-Gehalt), bestehend aus 3 Mol Toluylendiisocyanat und 1 Mol Trimethylolpropan (75 folg in Äthylacetat), werden mit dem vorstehend genannten Lösungsmittelgemisch zu einer 50 folgen Lösung verdünnt und mit dem oben genannten Polyester verrührt. Wach dem gründlichen Vermischen der Komponenten bleibt dieser Grundlack ca. eine Stunde zur Vorreaktion stehen.The base coat is 0.15 equivalents (198.3 g) of a polyethylene glycol adipate (OH number 42) and 0.1 equivalents (19.45 g) of a polyester made from glycerol, adipic acid and phthalic acid (OH number 288) , with equal parts of a Lösangsmittelgemisches consisting of 37.5 ew * fo methyl ethyl ketone, 12.5 wt. fo butyl ac et at, 37.5 wt. fo ethylglycol acetate and 12.5 wt. # toluene, mixed so that the solution Contains 50 fo solid. 0.2 equivalents (75.4 g) of an isocyanate resin (11.2 fo HCO content), consisting of 3 moles of tolylene diisocyanate and 1 mole of trimethylolpropane (75 followings in ethyl acetate), are diluted with the abovementioned solvent mixture to give a 50 followings solution and stirred with the above-mentioned polyester. After the components have been thoroughly mixed, this base coat stands for about an hour to pre-react.
Als Decklack werden 0,3 Äquivalente (396,6 g) des Polyäthylenglykoladipates sowie 0,2 Äquivalente (38,9 g) des tr!funktionellen Polyesterharzes aus Glyzerin, Adipinsäure und Phthalsäure (OH-Zahl 288) mit dem oben genannten Lö— sungsmittelgemisch zu einer 50 #>igen Lösung vermischte Dieser Mischung werden 0,75 Äquivalente (282 g) des Isocyanatharzes (ITCO-Gehalt 11,1 fo) als 50 #ige Lösung zugesetzt. Den Decklack läßt man ebenfalls eine Stunde st ehen o 0.3 equivalents (396.6 g) of the polyethylene glycol adipate and 0.2 equivalents (38.9 g) of the functional polyester resin made from glycerol, adipic acid and phthalic acid (OH number 288) with the above-mentioned solvent mixture are used as topcoat mixed to a 50 # solution. 0.75 equivalents (282 g) of the isocyanate resin (ITCO content 11.1 fo) are added as a 50 # solution to this mixture. The topcoat is also left to stand for an hour or similar
Grund— und Decklack werden nach bekannten Auftragsverfahren für Anstriche auf das entsprechende Bauteil, beispielsweise das Schaufelblatt einer Verdichterschaufel, aufgetragen. Jede der so entstandenen Schichten wird bei Raumtemperatur vorgetrocknet und bei einer Temperatur von 800C eine Stunde zwischengehärtet.Primer and topcoat are applied to the corresponding component, for example the blade of a compressor blade, using known application methods for paints. Each of the layers created in this way is predried at room temperature and cured for one hour at a temperature of 80 ° C.
Ilach dem Aufbringen der letzten Decklackschicht unter Einhaltung vorstehend beschriebener Methode erfolgt die Aushärtung der gesamten Oberflächen schutz schicht bei einerAfter applying the last top coat in compliance Using the method described above, the entire surface protective layer is cured in one
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Temperatur von 150 ° C in einem Zeitraum bis zu drei Tagen» Die Oberflächen schutzschicht erhält auch ihre günstigen Abriebeigenschaften bei einer nur zehnstündigen Härtung bei einer Temperatur von 15O0C und anschließender Lagerung bei Raumtemperatur über einen Zeitraum von vier Wochen·Temperature of 150 ° C in a period up to three days protective layer »The surfaces also receives its favorable abrasion properties with only a ten-hour curing at a temperature of 15O 0 C and subsequent storage at room temperature over a period of four weeks ago ·
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3816148A1 (en) * | 1988-05-11 | 1989-11-23 | Kloeckner Humboldt Deutz Ag | Cooling fan |
FR2980487A1 (en) * | 2011-09-23 | 2013-03-29 | Snecma | Turbomachine part such as a turbojet or a turbopropeller and a fan blade of an aircraft, comprises a substrate coated with a first attachment layer and a glossy paint layer, and a paint layer for providing protection against corrosion |
Families Citing this family (1)
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ES2230913T5 (en) † | 1998-12-09 | 2014-03-07 | Aloys Wobben | Rotor blade for a wind turbine |
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- 1975-02-27 DD DD18446075A patent/DD117645A1/xx unknown
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- 1976-02-19 DE DE19762606559 patent/DE2606559A1/en active Pending
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FR2980487A1 (en) * | 2011-09-23 | 2013-03-29 | Snecma | Turbomachine part such as a turbojet or a turbopropeller and a fan blade of an aircraft, comprises a substrate coated with a first attachment layer and a glossy paint layer, and a paint layer for providing protection against corrosion |
Also Published As
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DD117645A1 (en) | 1976-01-20 |
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CS194328B1 (en) | 1979-12-31 |
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