RU2544644C2 - Защитное композиционное полимерматричное порошковое покрытие на основе полифениленсульфида - Google Patents
Защитное композиционное полимерматричное порошковое покрытие на основе полифениленсульфида Download PDFInfo
- Publication number
- RU2544644C2 RU2544644C2 RU2012143270/05A RU2012143270A RU2544644C2 RU 2544644 C2 RU2544644 C2 RU 2544644C2 RU 2012143270/05 A RU2012143270/05 A RU 2012143270/05A RU 2012143270 A RU2012143270 A RU 2012143270A RU 2544644 C2 RU2544644 C2 RU 2544644C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- powder
- polysulphone
- corrosion
- montmorillonite
- matrix
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Paints Or Removers (AREA)
Abstract
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.
Description
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°.
Claims (1)
- 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
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012143270/05A RU2544644C2 (ru) | 2012-10-10 | 2012-10-10 | Защитное композиционное полимерматричное порошковое покрытие на основе полифениленсульфида |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012143270/05A RU2544644C2 (ru) | 2012-10-10 | 2012-10-10 | Защитное композиционное полимерматричное порошковое покрытие на основе полифениленсульфида |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012143270A RU2012143270A (ru) | 2014-04-20 |
RU2544644C2 true RU2544644C2 (ru) | 2015-03-20 |
Family
ID=50480449
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012143270/05A RU2544644C2 (ru) | 2012-10-10 | 2012-10-10 | Защитное композиционное полимерматричное порошковое покрытие на основе полифениленсульфида |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2544644C2 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5376996A (en) * | 1992-12-16 | 1994-12-27 | International Business Machines Corporation | Polyphenylene sulfide-PTFE coating for fuser roll |
RU94020899A (ru) * | 1994-06-02 | 1996-05-27 | В.Г. Баталов | Порошковая полимерная композиция для антикоррозионных покрытий |
RU2338764C2 (ru) * | 2006-08-18 | 2008-11-20 | Открытое акционерное общество "Белкард" | Состав композиционного полимерного материала для функционального покрытия и способ его нанесения |
RU2007122765A (ru) * | 2004-11-19 | 2008-12-27 | Е.И.Дюпон де Немур энд Компани (US) | Способ применения фторполимерного порошкового покрытия в качестве грунтовочного слоя и покрытия |
RU2008143367A (ru) * | 2006-04-04 | 2010-05-10 | Е.И.Дюпон де Немур энд Компани (US) | Антипригарное поверхностное покрытие |
-
2012
- 2012-10-10 RU RU2012143270/05A patent/RU2544644C2/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5376996A (en) * | 1992-12-16 | 1994-12-27 | International Business Machines Corporation | Polyphenylene sulfide-PTFE coating for fuser roll |
RU94020899A (ru) * | 1994-06-02 | 1996-05-27 | В.Г. Баталов | Порошковая полимерная композиция для антикоррозионных покрытий |
RU2007122765A (ru) * | 2004-11-19 | 2008-12-27 | Е.И.Дюпон де Немур энд Компани (US) | Способ применения фторполимерного порошкового покрытия в качестве грунтовочного слоя и покрытия |
RU2008143367A (ru) * | 2006-04-04 | 2010-05-10 | Е.И.Дюпон де Немур энд Компани (US) | Антипригарное поверхностное покрытие |
RU2338764C2 (ru) * | 2006-08-18 | 2008-11-20 | Открытое акционерное общество "Белкард" | Состав композиционного полимерного материала для функционального покрытия и способ его нанесения |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012143270A (ru) | 2014-04-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Yao et al. | Superhydrophobic coatings for corrosion protection of magnesium alloys | |
CN103555016B (zh) | 一种耐高温耐磨石墨烯涂料及其制备方法 | |
CN101130663B (zh) | 有机硅耐高温防腐蚀涂料 | |
CN102250538B (zh) | 一种常温固化耐磨涂料及其制备方法 | |
TW201742895A (zh) | 抗腐蝕複合層 | |
CN102433201A (zh) | 一种光固化干膜润滑剂 | |
KR102110301B1 (ko) | 철구조물용 친환경 복합 세라믹코팅제의 조성물 및 그 제조방법 | |
WO2015146848A1 (ja) | 耐食性及び加工性に優れた潤滑皮膜を有する鋼線材 | |
CN1997717A (zh) | 用于金属工件的防腐蚀涂布剂及其制备方法 | |
CN102504678A (zh) | 用于石油设备的防护涂料及其施工方法 | |
CN109881141B (zh) | NiCoCrAlY/Cr2O3-Ag-CaF2.BaF2高温固体自润滑耐磨涂层 | |
JP6243515B2 (ja) | 耐食性、加工性に優れた水系潤滑皮膜処理剤及び金属材料 | |
CN114574050B (zh) | 一种冷凝式烟气余热回收换热设备复合防腐涂层及其制备方法 | |
CN104804640B (zh) | 耐高温防腐蚀耐核辐射纳米改性有机硅涂料及制备与应用 | |
CN100410422C (zh) | 纳米三氧化二铝复合磷化膜及其制备方法 | |
CN101412943B (zh) | 修复金属摩擦副表面的组合物及其制备方法 | |
Suleiman et al. | Surface characterisation, corrosion and mechanical properties of polyester-polyester/snail shell powder coatings of steel pipeline for naval applications | |
RU2544644C2 (ru) | Защитное композиционное полимерматричное порошковое покрытие на основе полифениленсульфида | |
JP2006035842A (ja) | 加工性、溶接性および耐食性に優れた樹脂被覆金属板、並びに該樹脂被覆金属板を用いた加工品とその製法 | |
TW200415215A (en) | Coating composition, fluorine-containing laminate and resin composition | |
CN117511341A (zh) | 一种具有低表面能的防腐耐磨涂层及其制备方法和应用 | |
CN100415504C (zh) | 耐腐蚀镁铝复合材料及其制备方法 | |
CN114656864B (zh) | 一种超疏水镁合金涂料及其工艺 | |
JP2017066515A (ja) | 耐食性及び加工後の外観に優れた鋼線材 | |
CN102391777A (zh) | 参杂氧化铜pps复合涂料及其生产、使用方法与应用 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
HE9A | Changing address for correspondence with an applicant |