RU2332524C1 - Method for producing metal-polymeric coating - Google Patents
Method for producing metal-polymeric coating Download PDFInfo
- Publication number
- RU2332524C1 RU2332524C1 RU2006139863/04A RU2006139863A RU2332524C1 RU 2332524 C1 RU2332524 C1 RU 2332524C1 RU 2006139863/04 A RU2006139863/04 A RU 2006139863/04A RU 2006139863 A RU2006139863 A RU 2006139863A RU 2332524 C1 RU2332524 C1 RU 2332524C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- polymer
- coating
- metal
- precursor
- particles
- Prior art date
Links
Landscapes
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области технологии полимерных функциональных материалов и может быть использовано в машиностроении для нанесения покрытий на детали машин, механизмов и транспортных систем, прежде всего трубопроводов для перекачки нефтяных продуктов.The invention relates to the field of technology of polymer functional materials and can be used in mechanical engineering for coating parts of machines, mechanisms and transport systems, especially pipelines for pumping petroleum products.
Полимерные покрытия различного состава наносят на детали узлов машин и механизмов для обеспечения заданных функций - снижения износа, уменьшения коэффициента трения, обеспечения необходимых изоляционных характеристик, коррозионной стойкости и т.п. (Довгяло В.А., Юркевич О.Р. Композиционные материалы и покрытия на основе дисперсных полимеров. - Минск: Наука и техника. - 1992. - с.656). В качестве полимерной матрицы используют полиамиды, полиацетали, полиолефины, полиуретаны и др. термопластичные и термоэластопластичные матрицы. Для обеспечения заданных функциональных характеристик покрытий в состав полимерных матриц вводят наполнители и модификаторы: порошки оксидов, металлов, сухих смазок, древесины и др. компоненты.Polymer coatings of various compositions are applied to parts of machine assemblies and mechanisms to provide specified functions — reduce wear, reduce friction coefficient, provide the necessary insulation characteristics, corrosion resistance, etc. (Dovgyalo V.A., Yurkevich O.R. Composite materials and coatings based on dispersed polymers. - Minsk: Science and technology. - 1992. - p.656). As the polymer matrix, polyamides, polyacetals, polyolefins, polyurethanes and other thermoplastic and thermoplastic elastomers are used. To ensure the specified functional characteristics of coatings, fillers and modifiers are introduced into the composition of polymer matrices: powders of oxides, metals, dry lubricants, wood, and other components.
К числу наиболее распространенных способов нанесения функциональных полимерных покрытий, наряду с растворной технологией, относится технология псевдоожиженного слоя, согласно которой можно наносить покрытия различного состава на рабочие поверхности металлических деталей.Among the most common methods of applying functional polymer coatings, along with mortar technology, is the fluidized bed technology, according to which it is possible to apply coatings of various compositions on the working surfaces of metal parts.
Модификаторы и наполнители полимерных матриц оказывают определяющее влияние на служебные характеристики композиционных материалов на их основе. К числу наиболее распространенных модификаторов полимерных матриц различного состава и строения относятся минеральные компоненты, полученные переработкой природных полуфабрикатов: глин, слюд, цеолитов и т.п. Полученные минеральные порошки благодаря относительно низкой стоимости и доступности сырья, а также активному модифицирующему действию является в настоящее время многотоннажно применяемым компонентом различных матриц.Modifiers and fillers of polymer matrices have a decisive influence on the service characteristics of composite materials based on them. Among the most common modifiers of polymer matrices of various compositions and structures are mineral components obtained by processing natural semi-finished products: clay, mica, zeolites, etc. Due to the relatively low cost and availability of raw materials, as well as the active modifying effect, the obtained mineral powders are currently a multi-ton component of various matrices.
Известна композиция для получения герметизирующих покрытий, содержащая полимерную матрицу и дисперсный наполнитель, в качестве которого использован порошок природных силикатов, измельченных до размера 50-100 мкм, при содержании в матрице 0,1-3,0 мас.% (патент РФ на изобретение №2275404). Покрытие из данной композиции наносят методом псевдоожиженного слоя. Согласно этому методу предварительно очищенную и обезжиренную металлическую поверхность нагревают до температуры, на 30-50°С превышающей температуру плавления матричного полимера, окунают в слой композиционного порошкообразного материала, находящегося во взвешенном состоянии, выдерживают заданное время для осаждения слоя материала необходимой толщины, затем извлекают из рабочей зоны установки и выдерживают на воздухе до полного оплавления полимерного материала и формирования сплошного бездефектного покрытия. Эта технология описана в монографии Довгяло В.А., Юркевич О.Р. Композиционные материалы и покрытия на основе дисперсных полимеров. - Минск: Наука и техника. - 1992. - с.656.A known composition for producing sealing coatings containing a polymer matrix and dispersed filler, which is used as a powder of natural silicates, crushed to a size of 50-100 microns, with a content in the matrix of 0.1-3.0 wt.% (RF patent for the invention No. 2275404). The coating of this composition is applied by the fluidized bed method. According to this method, a pre-cleaned and defatted metal surface is heated to a temperature 30-50 ° C higher than the melting temperature of the matrix polymer, dipped into a layer of composite powdery material in suspension, maintain a predetermined time for the deposition of a layer of material of the required thickness, then removed from the working area of the installation and kept in air until the polymer material is completely melted and a continuous defect-free coating is formed. This technology is described in the monograph Dovgyalo V.A., Yurkevich O.R. Composite materials and coatings based on dispersed polymers. - Minsk: Science and technology. - 1992 .-- p.656.
К числу недостатков данного способа относится сепарация компонентов, имеющих различную массу из-за отличающегося удельного веса при одинаковых геометрических размерах, что приводит к получению негомогенных покрытий. Кроме того, для обеспечения необходимого уровня адгезионной прочности покрытия подложку необходимо обрабатывать специальным праймером (подслоем), который представляет собой дорогостоящий и экологически небезопасный продукт, или фосфатировать. Данный способ не позволяет наносить покрытия на изделия больших геометрических размеров, массы и сложной конфигурации.The disadvantages of this method include the separation of components having different weights due to the differing specific gravity with the same geometric dimensions, which leads to inhomogeneous coatings. In addition, to ensure the necessary level of adhesive strength of the coating, the substrate must be treated with a special primer (sublayer), which is an expensive and environmentally unsafe product, or phosphated. This method does not allow coating on products of large geometric dimensions, mass and complex configuration.
Известно, что низкоразмерные наполнители и модификаторы с размером частиц менее 100 нм обладают существенно большей активностью по сравнению с частицами того же состава с размерностью более 1 мкм (Помогайло А.Д., Розенберг А.С., Уфлянд И.Е. Наночастицы металлов в полимерах. - М: Химия. - 2000. - 672 с.). Традиционно в полимерном материаловедении применяют наполнители с размером частиц от 5 до 200 мкм.It is known that low-dimensional fillers and modifiers with a particle size of less than 100 nm have significantly higher activity compared to particles of the same composition with a dimension of more than 1 μm (Pomogailo A.D., Rosenberg A.S., Uflyand I.E. Metal nanoparticles in polymers. - M: Chemistry. - 2000. - 672 p.). Traditionally, in polymer materials science, fillers with a particle size of 5 to 200 microns are used.
Известен способ получения низкоразмерных наполнителей из природных слоистых минералов для полимерных материалов (патент РФ на изобретение №2269554). Сущность способа заключается в обработке частиц слоистых силикатов типа глинистых минералов и слюд в режиме термического удара, который вызывает разрушение кристаллической решетки в результате процесса дегидратации. По данному способу получают низкоразмерные частицы с размером не более 100 нм, которые по современной классификации относят к наночастицам.A known method of producing low-dimensional fillers from natural layered minerals for polymeric materials (RF patent for the invention No. 2269554). The essence of the method consists in processing particles of layered silicates such as clay minerals and mica in the thermal shock mode, which causes the destruction of the crystal lattice as a result of the dehydration process. By this method, low-dimensional particles with a size of not more than 100 nm are obtained, which according to modern classification are classified as nanoparticles.
Недостаток известного способа получения низкоразмерных частиц состоит в необходимости специальной операции термической обработки, которая повторяется несколько раз для обеспечения гарантированного гранулометрического состава модификатора.A disadvantage of the known method for producing low-dimensional particles is the need for a special heat treatment operation, which is repeated several times to ensure a guaranteed particle size distribution of the modifier.
Известен способ получения металлополимеров путем разложения металлсодержащих прекурсоров (формиатов, оксалатов, карбонилов и т.д.) в среде расплава полимера при температуре термолиза (Помогайло А.Д., Розенберг А.С., Уфлянд И.Е. Наночастицы металлов в полимерах. - М: Химия. - 2000. - 672 с.). Этот способ выбран за прототип изобретения.A known method of producing metal polymers by decomposition of metal-containing precursors (formates, oxalates, carbonyls, etc.) in a polymer melt at a thermolysis temperature (Pomogailo A.D., Rosenberg A.S., Uflyand I.E. Metal nanoparticles in polymers. - M: Chemistry. - 2000 .-- 672 p.). This method is selected for the prototype of the invention.
К числу существенных недостатков способа является необходимость исключения контакта образующихся высокодисперсных частиц с окислительной средой с помощью расплава полимера. При этом температура плавления полимера должна быть несколько ниже, чем температура термолиза металлсодержащего прекурсора для образования изолирующего полимерного слоя возле частицы модификатора. При разложении прекурсора по данному способу получения металлополимеров происходит выделение значительных количеств газообразных веществ (СО2, Н2О, СО), которые вызывают вспенивание полимерной матрицы и затрудняют переработку композита на традиционном технологическом оборудовании, например на термопластавтоматах со шнековой пластикацией.Among the significant disadvantages of the method is the need to exclude contact of the resulting highly dispersed particles with an oxidizing medium using a polymer melt. In this case, the polymer melting temperature should be slightly lower than the thermolysis temperature of the metal-containing precursor for the formation of an insulating polymer layer near the modifier particle. When the precursor is decomposed according to this method for producing metal polymers, significant amounts of gaseous substances (СО 2 , Н 2 О, СО) are released, which cause foaming of the polymer matrix and make it difficult to process the composite on traditional technological equipment, for example, on injection molding machines with screw plasticization.
При формировании покрытий из механической смеси ингредиентов по способу, описанному в вышецитируемом источнике, с применением технологии псевдоожиженного слоя часть прекурсора не изолируется расплавом полимера из-за одновременного протекания процессов осаждения, термолиза и плавления. В результате происходит разложение прекурсора в воздушной среде, что приводит к окислению образующихся высокодисперсных частиц металла и потере ими в значительной мере активности.When forming coatings from a mechanical mixture of ingredients according to the method described in the above source, using the fluidized bed technology, part of the precursor is not isolated by polymer melt due to the simultaneous occurrence of precipitation, thermolysis, and melting processes. As a result, the precursor decomposes in air, which leads to the oxidation of the resulting finely dispersed metal particles and their significant loss of activity.
Задачей настоящего изобретения является разработка способа получения металлополимерных покрытий, обладающего высокой технологичностью и обеспечивающего получение качественных металлополимерных покрытий на металлических деталях, в т.ч. больших геометрических размеров, массы и сложной конфигурации.The objective of the present invention is to develop a method for producing metal-polymer coatings with high manufacturability and providing high-quality metal-polymer coatings on metal parts, including large geometric dimensions, mass and complex configuration.
Поставленная задача решается тем, что способ получения металлополимерного покрытия включает смешивание порошкообразных полимерных частиц, выбранных из группы, включающей полиамид, полиэтилентерефталат, полиэтилен высокого давления и порошкообразные частицы металлсодержащего прекурсора, представляющего собой формиат или оксалат меди, никеля, цинка, или карбония железа, осаждение смеси на поверхность детали, нагревание, оплавление полимерных частиц, проведение термолиза прекурсора и монолитизацию покрытия, при этом нагрев, оплавление полимерных частиц и термолиз прекурсора осуществляют одновременно в тепловом газовом потоке с плотностью 3·106÷9·106 Вт/м2 в течение 10-4÷10-3 с, осаждение смеси и монолитизацию покрытия производят на деталь, нагретую до температуры Т=Тп+5÷40°С, где Тп - температура плавления полимера, при давлении газового потока 3-5 атм.The problem is solved in that the method of producing a metal-polymer coating involves mixing powdered polymer particles selected from the group consisting of polyamide, polyethylene terephthalate, high-pressure polyethylene and powder particles of a metal-containing precursor, which is a formate or oxalate of copper, nickel, zinc, or iron carbon, precipitation mixtures on the surface of the part, heating, melting polymer particles, conducting thermolysis of the precursor and monolithizing the coating, while heating, reflowing e of polymer particles and thermolysis of the precursor is carried out simultaneously in a heat gas stream with a density of 3 · 10 6 ÷ 9 · 10 6 W / m 2 for 10 -4 ÷ 10 -3 s, the deposition of the mixture and monolithization of the coating is carried out on a part heated to a temperature T = T p + 5 ÷ 40 ° C, where T p is the melting temperature of the polymer at a gas flow pressure of 3-5 atm.
При формировании металлополимерного покрытия использовали следующие компоненты. В качестве полимерной матрицы применяли порошки полиамида 6 (ПА6), производства ОАО «ГродноХимволокно», полиамид 11 (Rilsan) производства ELF ATOCHEM (Франция), полиэтилентерефталат (ПЭТФ) производства ОАО «МогилевХимволокно», полиэтилен высокого давления (ПЭВД) производства ОАО «Полимир» (Новополоцк). Порошки ПА6, ПЭТФ, ПЭВД получали криогенным измельчением гранул, охлажденных до температуры жидкого азота (-198°С). Дисперсность порошков составляла 100-200 мкм. В качестве металлсодержащих прекурсоров использовали муравьино-(формиаты) и щавелевокислые (оксалаты) соли меди [Cu(НСОО)2], Cu(СОО)2], никеля [Ni(НСОО)2], цинка [Zn(HCOO)2] и карбонил железа [Fe(СО)2] в порошках дисперсностью не более 5÷10 мкм.When forming a metal-polymer coating, the following components were used. Powders of polyamide 6 (PA6) manufactured by GrodnoKhimvolokno OJSC, polyamide 11 (Rilsan) manufactured by ELF ATOCHEM (France), polyethylene terephthalate (PET) manufactured by MogilevKhimvolokno OJSC, and high-pressure polyethylene (PEVD) manufactured by OJSC Polymir were used as a polymer matrix "(Novopolotsk). Powders PA6, PET, LDPE were obtained by cryogenic grinding of granules cooled to a temperature of liquid nitrogen (-198 ° C). The dispersion of the powders was 100-200 μm. The metal precursors used were formic (formates) and oxalic (oxalates) salts of copper [Cu (НСО) 2 ], Cu (СОО) 2 ], nickel [Ni (НСОО) 2 ], zinc [Zn (HCOO) 2 ] and iron carbonyl [Fe (СО) 2 ] in powders with a fineness of not more than 5–10 μm.
Порошки полимера и металлсодержащего прекурсора в заданных пропорциях смешивали в смесителе типа МОД-22 (так называемая «пьяная бочка») в присутствии металлических мелющих тел сферической формы. В качестве технологического оборудования для получения металлополимерного покрытия использовали установку ТЕНА-П. Рабочими газами служила пропанобутановая смесь и кислород. Температуру газового потока (плотность теплового потока) регулировали, изменяя соотношение и скорость подачи смеси «пропан-бутан-кислород». Подложку нагревали газовой струей до оптимальной температуры формирования покрытия. Температуру подложки контролировали пирометром ДХ-39650-02 (USA). Покрытие формировали тепловым потоком определенной плотности, в который подавали смесь полимерного и металлополимерного компонентов. Время нахождения компонентов материала в тепловом газовом потоке регулировали, изменяя давление кислорода и пропанобутановой смеси. Плотность теплового потока рассчитывали по уравнению теплового баланса:The powders of the polymer and the metal-containing precursor in the given proportions were mixed in a mixer of the MOD-22 type (the so-called “drunk barrel”) in the presence of spherical metal grinding bodies. As a technological equipment for producing a metal-polymer coating, the TENA-P installation was used. The propanobutane mixture and oxygen served as working gases. The temperature of the gas stream (heat flux density) was controlled by changing the ratio and feed rate of the propane-butane-oxygen mixture. The substrate was heated with a gas jet to the optimum temperature of formation of the coating. The temperature of the substrate was controlled by a pyrometer DX-39650-02 (USA). The coating was formed by a heat flux of a certain density, into which a mixture of polymer and metal-polymer components was supplied. The residence time of the components of the material in the heat gas stream was controlled by changing the pressure of oxygen and propane-butane mixture. The heat flux density was calculated by the heat balance equation:
где m - масса частицы, кг; m=4πR3ρ/3; R - радиус частицы, м; ρ - плотность материала, кг/м3; То - начальная температура частицы. К; Тпл - температура плавления материала частицы, К; Тmax - максимальная температура частицы, К; Тmax=1,3Тп; С1(Т1) - удельная теплоемкость материала частицы при нагреве от То до Тп, Дж/(кг·К), С2(Т2) - удельная теплоемкость материала частицы при нагреве от Тп до Тmax, Дж/(кг·К); λ - удельная теплота плавления частицы, Дж/кг; F - площадь поверхности частицы, м2; ν - скорость частицы, м/с; Iх - расстояние до напыляемой поверхности; α(х) - коэффициент теплопередачи, Вт/(м2·k); Тп(х) - температура газового потока, ТС(х) - температура на поверхности частицы, К.where m is the particle mass, kg; m = 4πR 3 ρ / 3; R is the particle radius, m; ρ is the density of the material, kg / m 3 ; T about - the initial temperature of the particle. TO; T PL - the melting temperature of the particle material, K; T max - maximum particle temperature, K; T max = 1.3T p ; C 1 (T 1 ) is the specific heat of the particle material when heated from T about to T p , J / (kg · K), C 2 (T 2 ) is the specific heat of the particle material when heated from T p to T max , J / (kg · K); λ is the specific heat of fusion of the particle, J / kg; F is the surface area of the particle, m 2 ; ν is the particle velocity, m / s; I x - distance to the sprayed surface; α (x) - heat transfer coefficient, W / (m 2 · k); T p (x) is the temperature of the gas stream, T C (x) is the temperature on the surface of the particle, K.
Покрытие по прототипу формировали из порошковых смесей, которые помещали в установку с возможностью создания псевдоожиженного слоя путем пропускания потока воздуха через слой композиционного материала на пористой диафрагме. Металлическую деталь обезжиривали и обрабатывали праймером Rilprim путем окунания детали в спиртовой раствор. Толщина подслоя 3-5 мкм. После высыхания подслоя детали нагревали в термошкафу типа СНОЛ до температуры 270-320°С для активации подслоя и погружали в «кипящий» слой композиционного материала на заданное время. Время выдержки определялось толщиной покрытия. После осаждения частиц порошковой композиции деталь извлекали из рабочего объема установки и выдерживали на воздухе до полного оплавления полимерных частиц и монолитизации покрытия, после чего изделие охлаждали на воздухе до комнатной температуры. Характеристики сформированных по разным способам покрытий оценивали по адгезионной прочности с подложкой методом нормального отрыва. Твердости по Бринеллю и прочности при растяжении. Составы композиционных материалов в обоих способах были идентичны.The coating of the prototype was formed from powder mixtures, which were placed in the installation with the possibility of creating a fluidized bed by passing an air stream through a layer of composite material on a porous diaphragm. The metal part was degreased and treated with a Rilprim primer by dipping the part in an alcohol solution. The thickness of the sublayer is 3-5 microns. After drying of the sublayer, the parts were heated in a SNOL type oven to a temperature of 270-320 ° C to activate the sublayer and immersed in a “boiling” layer of the composite material for a specified time. The exposure time was determined by the thickness of the coating. After sedimentation of the particles of the powder composition, the part was removed from the working volume of the installation and kept in air until the polymer particles were completely melted and the coating was monolithized, after which the product was cooled in air to room temperature. The characteristics of the coatings formed by different methods were evaluated by the adhesion strength with the substrate by the normal peeling method. Brinell hardness and tensile strength. The compositions of the composite materials in both methods were identical.
Технологические режимы формирования покрытий из металлополимерных композиций по предложенному способу и прототипу приведены в табл.1.Technological modes of forming coatings from metal-polymer compositions according to the proposed method and prototype are given in table 1.
Характеристики металлополимерных покрытий по разработанному способу и прототипу представлены в табл.2.Characteristics of metal-polymer coatings according to the developed method and prototype are presented in table 2.
Как следует из данных табл.1 и 2, заявленный способ получения металлополимерных покрытий превосходит прототип по производительности, энергоемкости и обеспечивает более высокие показатели служебных характеристик, сформированных на подложках из стали 45 покрытий.As follows from the data of Tables 1 and 2, the claimed method for producing metal-polymer coatings exceeds the prototype in performance, energy intensity and provides higher performance characteristics formed on substrates made of steel 45 coatings.
Сущность заявленного способа получения металлополимерных покрытий состоит в следующем. При попадании смеси «металлсодержащий прекурсор-полимер» в высокотемпературный газовый поток с заявленной тепловой плотностью происходит разложение прекурсора с образованием низкоразмерных частиц металла и плавление частицы полимера. Учитывая, что частицы исходного прекурсора расположены в поверхностном слое частицы полимера, формируется поверхностный модифицированный слой металлополимера. Единичная частица металлополимера транспортируется газовым потоком к подложке и, контактируя с ней, деформируется и принимает ламелярную (пластинчатую) форму. Благодаря давлению газовой струи такая частица взаимодействует с поверхностным слоем подложки с образованием прочной адгезионной связи на границе раздела. Каждая последующая частица металлополимера взаимодействует с предыдущей и образует прочную связь, формируя покрытие. Нагрев подложки до заявленных температур способствует монолитизации покрытия и увеличивает прочность адгезионного соединения вследствие минимизации температурных напряжений на границе раздела «покрытие-подложка». Механическое воздействие газовой струи на формируемое покрытие способствует его монолитизации, удалению газообразных дефектов по сечению. Образование высокодисперсных частиц металла (наночастиц с размером до 10 нм) приводит к формированию металлополимерной структуры покрытия вследствие взаимодействия активных центров наночастиц и полимерных макромолекул. Металлополимерная структура обладает более высокой прочностью и стойкостью к воздействию термоокислительных сред благодаря проявлению наночастицами свойств нецепного антиоксиданта. При формировании покрытия из композиции аналогичного состава методом псевдоожиженного слоя характеристики покрытия существенно ниже, чем для покрытия, полученного по завяленному способу. Это обусловлено следующими обстоятельствами. Во-первых, разложение прекурсора, расположенного на поверхности полимерных частиц, приводит к формированию оксидов металлов, вследствие окисления образующихся высокоактивных частиц металла в среде воздуха. Во-вторых, часть прекурсора покрывается расплавом полимерной матрицы. Учитывая высокую вязкость расплава, удаление газообразных компонентов, образующихся при разложении прекурсора, происходит лишь частично, и образующееся покрытие имеет большое количество газовых включений, снижающих прочностные показатели покрытия. Кроме того, интенсивное газообразование в процессе формирования снижает адгезионное взаимодействие на границе раздела «подложка-покрытие». Таким образом, заявленный способ получения металлополимерных покрытий обладает по сравнению с прототипом следующими характерными отличиями:The essence of the claimed method for producing metal-polymer coatings is as follows. When the metal-containing precursor-polymer mixture enters the high-temperature gas stream with the declared thermal density, the precursor decomposes to form low-dimensional metal particles and the polymer particle melts. Considering that the particles of the starting precursor are located in the surface layer of the polymer particle, a surface modified layer of the metal polymer is formed. A single particle of the metal polymer is transported by a gas stream to the substrate and, in contact with it, is deformed and takes a lamellar (lamellar) shape. Due to the pressure of the gas jet, such a particle interacts with the surface layer of the substrate with the formation of a strong adhesive bond at the interface. Each subsequent particle of the metal polymer interacts with the previous one and forms a strong bond, forming a coating. Heating the substrate to the stated temperatures contributes to the monolithization of the coating and increases the strength of the adhesive bond due to minimization of temperature stresses at the coating-substrate interface. The mechanical effect of the gas jet on the formed coating contributes to its monolithization, removal of gaseous defects over the cross section. The formation of finely dispersed metal particles (nanoparticles with a size of up to 10 nm) leads to the formation of a metal-polymer coating structure due to the interaction of the active centers of the nanoparticles and polymer macromolecules. The metal-polymer structure has higher strength and resistance to the effects of thermo-oxidizing media due to the manifestation of the properties of a non-chain antioxidant by nanoparticles. When forming a coating from a composition of a similar composition by the fluidized bed method, the characteristics of the coating are significantly lower than for coatings obtained by the cured method. This is due to the following circumstances. Firstly, the decomposition of a precursor located on the surface of polymer particles leads to the formation of metal oxides due to the oxidation of the formed highly active metal particles in air. Secondly, part of the precursor is coated with a polymer matrix melt. Given the high viscosity of the melt, the removal of gaseous components formed during the decomposition of the precursor occurs only partially, and the resulting coating has a large number of gas inclusions that reduce the strength characteristics of the coating. In addition, intense gas formation during the formation reduces the adhesive interaction at the substrate-coating interface. Thus, the claimed method for producing metal-polymer coatings has, in comparison with the prototype, the following characteristic differences:
- совмещением в единую технологическую операцию процессов образования низкоразмерных частиц металла, плавления частиц полимера, формирования покрытия и его монолитизации;- combining into a single technological operation the processes of formation of low-dimensional metal particles, melting of polymer particles, coating formation and its monolithization;
- предотвращением процесса окисления наночастиц металлов, образующихся при термолизе прекурсоров, благодаря безокислительной газовой среде;- preventing the process of oxidation of metal nanoparticles formed during the thermolysis of precursors, due to the non-oxidizing gas environment;
- формированием пространственной металлополимерной структуры по всему сечению покрытия, обеспечивающей повышенную прочность и стойкость к воздействию термоокислительных сред.- the formation of a spatial metal-polymer structure over the entire cross-section of the coating, providing increased strength and resistance to thermo-oxidative environments.
Преимущества заявленного способа получения металлополимерных покрытий реализуются при соблюдении заявленных параметров процесса. Снижение плотности теплового потока ниже заявленных пределов (вариант IIа) или ее превышение (вариант IIб), уменьшение температуры подложки (вариант IIа) или повышение свыше заявленного значения (вариант IIб) снижают показатели служебных характеристик покрытия.The advantages of the claimed method for producing metal-polymer coatings are realized subject to the declared process parameters. A decrease in the heat flux density below the declared limits (option II a ) or its excess (option II b ), a decrease in the temperature of the substrate (option II a ), or an increase above the declared value (option II b ) reduce the performance characteristics of the coating.
Металлополимерные покрытия, сформированные по заявленному способу, были использованы для изготовления деталей автомобильных агрегатов на ОАО «Белкард», обработки металлических опор линий электропередач, а также антикоррозионной защиты транспортных трубопроводов горячего водоснабжения и показали свою высокую надежность и эффективность применения.Metal-polymer coatings formed according to the claimed method were used for the manufacture of parts for automobile units at Belkard OJSC, the processing of metal poles of power lines, as well as the corrosion protection of hot water supply pipelines and have shown their high reliability and efficiency of use.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006139863/04A RU2332524C1 (en) | 2006-11-10 | 2006-11-10 | Method for producing metal-polymeric coating |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006139863/04A RU2332524C1 (en) | 2006-11-10 | 2006-11-10 | Method for producing metal-polymeric coating |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2006139863A RU2006139863A (en) | 2008-05-20 |
| RU2332524C1 true RU2332524C1 (en) | 2008-08-27 |
Family
ID=39798545
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006139863/04A RU2332524C1 (en) | 2006-11-10 | 2006-11-10 | Method for producing metal-polymeric coating |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2332524C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2528981C2 (en) * | 2012-12-06 | 2014-09-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт неорганической химии им. А.В. Николаева Сибирского отделения Российской академии наук | Polymer copper-bearing composite and method of its production |
| RU2627543C2 (en) * | 2015-10-12 | 2017-08-08 | Валерий Николаевич Гацук | Method of application of metal polymer coating |
-
2006
- 2006-11-10 RU RU2006139863/04A patent/RU2332524C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2528981C2 (en) * | 2012-12-06 | 2014-09-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт неорганической химии им. А.В. Николаева Сибирского отделения Российской академии наук | Polymer copper-bearing composite and method of its production |
| RU2627543C2 (en) * | 2015-10-12 | 2017-08-08 | Валерий Николаевич Гацук | Method of application of metal polymer coating |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2006139863A (en) | 2008-05-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5911938B2 (en) | Spherical molybdenum disulfide powder, molybdenum disulfide coating, and production method thereof | |
| JP2004214183A (en) | Composite material for manufacturing electrical contact and its manufacturing method | |
| JP2000096203A (en) | Method for thermally spraying polymer material | |
| RU2332524C1 (en) | Method for producing metal-polymeric coating | |
| US11459481B2 (en) | Thermal spray for durable and large-area hydrophobic and superhydrophobic/icephobic coatings | |
| KR101561968B1 (en) | Method for manufacturing steel pipe coating material comprising graphene and sacrificial metal, method for manufacturing coating steel pipe using the same and coating steel pipe by the same | |
| JP2007291523A (en) | Coating formed by thermal spraying, and its forming method | |
| CN104629257B (en) | Exempt from spraying compositions of thermosetting resin and its preparation method and application with special decorative effects | |
| CN1328341C (en) | Polyamide fluidized bed coating powder for fluidized thin-layer coating | |
| RU2332525C1 (en) | Method of forming composite coating from silicate polymer material | |
| RU2338764C2 (en) | Composite polymer material for functional coatings and method of depositing it | |
| CN105524291A (en) | Double-layer PEEK resin composite material module and preparation method thereof | |
| RU2062820C1 (en) | Method of application of coatings | |
| JP6336542B2 (en) | Improved friction material and production method thereof | |
| CN102418091A (en) | Plastic product and preparation method for same | |
| CN114806251A (en) | Sand grain powder coating and preparation method thereof | |
| US1197695A (en) | Plating metals. | |
| US8956586B2 (en) | Friction materials and methods of producing same | |
| CN105542210A (en) | Bilayer PEEK resin composite module and preparation method thereof | |
| CN111349926A (en) | Preparation method of copper-aluminum oxide dispersion strengthening copper-based composite coating | |
| RU2401849C1 (en) | Composition of tribotechnical coating composite material | |
| RU2715827C1 (en) | Method of electric arc spraying of coating | |
| CN114181493B (en) | PEEK-based composite material with low abrasion and high comprehensive performance and preparation method thereof | |
| RU2223304C1 (en) | Composite for friction units in automobile assemblies | |
| KR101866069B1 (en) | Manufacturing method of complex additive for powder metallurgy |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20111111 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20121220 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20141111 |