RU2163613C2

RU2163613C2 - Композиция для покрытий

Info

Publication number: RU2163613C2
Application number: RU99102263A
Authority: RU
Inventors: Л.С. Пинчук; В.А. Гольдаде; С.В. Зотов; А.В. Виноградов; А.А. Охлопкова; С.А. Слепцова
Original assignee: Якутский государственный университет
Priority date: 1999-02-04
Filing date: 1999-02-04
Publication date: 2001-02-27

Abstract

Изобретение относится к области полимерных порошковых составов для нанесения на металлические изделия покрытий противокоррозионного и триботехнического назначения. Описывается композиция для покрытий противокоррозионного и триботехнического назначения, состоящая из термопластичного полимера и диэлектрического наполнителя, несущего электрический поляризационный заряд, она отличается тем, что в качестве наполнителя используют ультрадисперсные частицы твердого раствора α-Al₂O₃ и AlN в β-Si₃N₄ β-сиалон), полученные методом плазмохимического синтеза, при следующем соотношении компонентов, мас. %: термопластичный полимер-93-99; β-сиалон-1-7. Предложенная композиция для покрытий предназначена для применения в машиностроительных изделиях с целью улучшения их противокоррозионной стойкости и триботехнических характеристик. 2 табл.

Description

Изобретение относится к области полимерных покрытий противокоррозионного и триботехнического назначения.

Известны полимерные покрытия антикоррозионного действия, сформированные путем электрической поляризации полимерного диэлектрического материала. Их барьерное действие основано на собственном электрическом поле покрытия [А. с. СССР 587674, В 05 D 1/04, 1978].

Недостатком такого решения является усложнение технологии нанесения покрытия, которая дополняется операцией оплавления полимера в электрическом поле напряженностью 20-50 кВ/см.

Прототипом изобретения является композиция для покрытий на основе термопластичного полимера, содержащая в качестве наполнителя фьюминг-оксиды (побочный продукт свинцово-цинкового производства, представляющий собой смесь оксидов цинка (56-58 мас.%), свинца (15-17 мас.%), сурьмы (0,2-0,3 мас. %), мышьяка (1,1-1,5 мас.%) и др.). Для формирования покрытия частицы оксидов контактируют с расплавом полимера с последующим восстановлением оксидов до металлов. Такие покрытия имеют более высокие адгезию, противокоррозионные свойства [А. с. СССР 666189, C 09 D 5/08, C 08 K 3/22, C 08 L 23/06].

Недостаток прототипа состоит в значительном времени нагревания покрытия (что приводит к высоким энергозатратам), которое должно быть достаточным для восстановления оксидов и поляризации полимерного связующего.

Технической задачей изобретения является разработка покрытий с высокими антифрикционными, повышенными противокоррозионными и адгезионными характеристиками, упрощение технологии формирования покрытий.

Достижение положительного эффекта обеспечивается введением в термопластичный полимер в качестве наполнителя ультрадисперсных частиц β- сиалона - твердого раствора α- Al₂O₃ и AlN в β- Si₃N₄, полученных методом плазмохимического синтеза, при следующем соотношении компонентов (в мас.%):
Термопластичный полимер - 93-99
β- Сиалон - 1-7
В качестве термопласта использовали полиэтилен низкого давления (ПЭ, ГОСТ 16338-85), поливинилбутираль (ПВБ, ГОСТ 9539-72), полипропилен (ПП, ГОСТ 26996-86) и политетрафторэтилен (ПТФЭ, ГОСТ 10007-80).

Наполнитель β- сиалон имеет следующие характеристики: содержание (мас.%) Si - 43-46, Al - 13-16, О - 8-11, N - 28-32; удельная поверхность частиц - 70 м²/г; форма частиц - сферическая; средний диаметр частиц 0,01 - 0,18 мкм.

Для получения композиции в полимер вводили β- сиалон, помещая расчетную массу полимера и наполнителя в высокооборотный смеситель, и смешивали до получения однородной массы. Затем из порошковых составов вибровихревым методом формировали покрытия на стальных (Ст. 2, ГОСТ 380-88) подложках.

Сущность изобретения состоит в том, что частицы β- сиалона, полученные плазмохимическим синтезом, несут спонтанный электрический заряд, который в процессе формирования покрытия обусловливает поляризацию полимерного связующего, приводя к повышению адгезии, противокоррозионных и триботехнических характеристик покрытия.

Составы композиций для покрытия приведены в табл. 1
Покрытия наносили при температурно-временных режимах, оптимальных для каждого полимерного связующего.

Образцы с покрытиями подвергали следующим видам испытания.

Скорость коррозии (К) подложки под прикрытием, в котором сделан крестообразный надрез, определяли в 0,1 н. растворе HCl, используя измеритель скорости коррозии Р-5035.

Адгезию покрытий к подложке оценивали методом отслаивания, регистрируя усилие (F) отслаивания покрытия (ГОСТ 14760-69).

Скорость изнашивания (γ) покрытий определяли по ГОСТ 11629-75 с помощью машины трения СМЦ-2 (нагрузка 70Н, скорость скольжения - 0,4 м/с). Результаты испытаний приведены в таблице 2.

Технико-экономическая эффективность использования данного изобретения позволяет существенно повысить триботехнические, противокоррозионные, адгезионные характеристики покрытий, что приведет к увеличению ресурса их работы.

Как видно из приведенных данных, скорость коррозии уменьшилась в 2 раза, адгезия покрытий к металлическим поверхностям возросла в 5 раз при достижении высоких показателей износостойкости.

Claims

Композиция для покрытий противокоррозионного и триботехнического назначения, состоящая из термопластичного полимера и диэлектрического наполнителя, несущего электрический поляризационный заряд, отличающаяся тем, что в качестве наполнителя она содержит ультрадисперсные частицы твердого раствора α-Al₂O₃ и AlN в β-Si₃N₄ (β-сиалон), полученные методом плазмохимического синтеза, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Термопластичный полимер - 93 - 99
β-Силан - 1 - 7