RU2794172C2 - Method for obtaining composite materials for thin-layer coatings on metal and applying a coating based on composite materials - Google Patents
Method for obtaining composite materials for thin-layer coatings on metal and applying a coating based on composite materials Download PDFInfo
- Publication number
- RU2794172C2 RU2794172C2 RU2021124040A RU2021124040A RU2794172C2 RU 2794172 C2 RU2794172 C2 RU 2794172C2 RU 2021124040 A RU2021124040 A RU 2021124040A RU 2021124040 A RU2021124040 A RU 2021124040A RU 2794172 C2 RU2794172 C2 RU 2794172C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- composite materials
- water
- solution
- thin
- web
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к химической промышленности и касается получения растворов солей полиамидокислот на основе полученной паутины твердых тонких нитей, а также композиционных материалов на основе фторопласта и других составляющих эти материалы компонентов, для получения покрытий с антипригарными, антикоррозионными и антифрикционными свойствами на различных изделиях пищевой, химической, машиностроительной, авиационной, нефтяной отраслей промышленности.The invention relates to the chemical industry and concerns the preparation of solutions of salts of polyamic acids based on the resulting web of solid thin threads, as well as composite materials based on fluoroplast and other components of these materials, to obtain coatings with non-stick, anti-corrosion and anti-friction properties on various food, chemical, engineering, aviation, oil industries.
Известны способы получения композиций для покрытий по металлу различного эксплуатационного назначения, в частности: антипригарного, антиадгезионного, антикоррозионного, антифрикционного, например, авторское свидетельство SU 1674554, МПК C08L 79/08, опубл. 27.09.2006; патенты RU 2071968, МПК C09D 127/18, опубл. 20.01.1997; RU 2457228, МПК C09D 127/18, опубл. 27.07.2012.Known methods for producing compositions for coatings on metal for various purposes, in particular: non-stick, anti-adhesive, anti-corrosion, anti-friction, for example, copyright certificate SU 1674554, IPC C08L 79/08, publ. 09/27/2006; patents RU 2071968, IPC C09D 127/18, publ. 01/20/1997; RU 2457228, IPC C09D 127/18, publ. 07/27/2012.
Тонкую пленку или твердые волокна получают из раствора промышленного полиимидного лака, содержащего от (81,5 до 86,5)% - N,N-диметилформамид (ДМФА), высокотоксичного, онкологически опасного растворителя, особенно - при температурном обжиге покрытий на основе композиционных материалов, с его содержанием.A thin film or solid fibers are obtained from a solution of industrial polyimide varnish containing from (81.5 to 86.5)% - N,N-dimethylformamide (DMF), a highly toxic, oncologically hazardous solvent, especially during thermal firing of coatings based on composite materials , with its content.
С целью снижения содержания ДМФА в материалах, вначале из раствора полиимидного лака выделяют твердую пленку с содержанием ДМФА (30-32)%, или твердые волокна в виде кокона с содержанием ДМФА (15-17)% (учитывая их сухие остатки), переводя твердую пленку или твердые волокна в соль полиамидокислоты в водном растворе моноэтаноламина и N-метилпирролидона.In order to reduce the DMF content in materials, first, a solid film with a DMF content (30-32)% is isolated from a solution of polyimide varnish, or hard fibers in the form of a cocoon with a DMF content (15-17)% (taking into account their dry residues), transferring solid film or solid fibers into a polyamic acid salt in an aqueous solution of monoethanolamine and N-methylpyrrolidone.
Водные растворы солей полиамидокислот, вместе с другими составляющими, образуют композиционные материалы для покрытий.Aqueous solutions of salts of polyamic acids, together with other components, form composite materials for coatings.
Недостатками указанных изобретений являются: многостадийность, трудоемкость, энерго- и время-затратность в процессах получения как тонкой пленки, так и волокон в виде кокона, далее переводимых в раствор соли полиамидокислоты.The disadvantages of these inventions are: multi-stage, laborious, energy- and time-consuming in the processes of obtaining both a thin film and fibers in the form of a cocoon, further transferred into a solution of a salt of polyamic acid.
Известен способ (Патент GB №1563814, МПК A47J 36/02, опубл. 02.04.1980) получения антифрикционной композиции путем смешения соли полиамидокислоты, включающей в состав фурфуриловый спирт и N-метилпирролидон, воду с дисперсией белого пигмента, с дисперсией политетрафторэтилена и силиконовым препаратом. При этом дисперсию белого препарата получают путем перемешивания двуокиси титана, воды и смеси триэтаноламина и олеиновой кислоты.A known method (Patent GB No. 1563814, IPC A47J 36/02, publ. 04/02/1980) for obtaining an anti-friction composition by mixing a polyamic acid salt containing furfuryl alcohol and N-methylpyrrolidone, water with a dispersion of white pigment, with a dispersion of polytetrafluoroethylene and a silicone preparation . In this case, a dispersion of a white preparation is obtained by mixing titanium dioxide, water and a mixture of triethanolamine and oleic acid.
Недостатком изобретения является использование ДМФА совместно с фурфуриловым спиртом, что существенно повышает токсичность композиции; кроме того, данная композиция не обеспечивает покрытию адгезионную прочность с металлами и антифрикционные свойства получаемых покрытий.The disadvantage of the invention is the use of DMF together with furfuryl alcohol, which significantly increases the toxicity of the composition; in addition, this composition does not provide the coating with adhesive strength with metals and antifriction properties of the resulting coatings.
Известен способ (патент RU 2021296, МПК C08G 73/10, опубл. 15.10.1994) получения композиции для антиадгезионного покрытия, заключающийся в изначальном изготовлении в амидном растворителе продукта взаимодействия 4,4'-диаминотрифениламина или его смеси с рядом других замещенных диаминов с диангидридом формулы O=(COz)=Ph-X-Ph=(COz)=O или его смеси с другими диангидридами с последующим переводом в соль и нанесении ее на металлическую подложку.A known method (patent RU 2021296, IPC C08G 73/10, publ. 10/15/1994) for obtaining a composition for an anti-adhesive coating, which consists in the initial manufacture in an amide solvent of the reaction product of 4,4'-diaminotriphenylamine or its mixture with a number of other substituted diamines with dianhydride formulas O=(COz)=Ph-X-Ph=(COz)=O or mixtures thereof with other dianhydrides, followed by conversion into a salt and depositing it on a metal substrate.
Недостатком указанного антиадгезионного покрытия является длительность процесса выдержки получаемого раствора до нанесения его на металлические изделия, от 30 мин до 5 суток; длительность цикла термообработки каждого нанесенного слоя от 130 мин до 200 мин, без учета времени подъема температуры от ступени к ступени. Такой цикл по времени и энергии - затратен и не выгоден.The disadvantage of this anti-adhesive coating is the duration of the holding process of the resulting solution before applying it to metal products, from 30 minutes to 5 days; the duration of the heat treatment cycle for each deposited layer is from 130 min to 200 min, without taking into account the time of temperature rise from stage to stage. Such a cycle of time and energy is costly and unprofitable.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является (Патент RU 2557530, МПК C08G 73/10, опубл. 20.07.2015) «Способ получения добавки на основе экологически чистой соли полиамидокислоты и композиционных материалов для антиадгезионных, антипригарных, антифрикционнымх покрытий по металлу с использованием добавки».The closest in technical essence to the claimed invention is (Patent RU 2557530, IPC C08G 73/10, publ. 20/07/2015) supplements."
В известном патенте описаны способ получения раствора соли полиамидокислоты, используемой в качестве добавки, и способ получения покрытий на основе фторопласта с добавкой соли полиамидокислоты. Известный способ включает формирование кокона путем введения (13,0-13,5) мас.% раствора в диметилформамиде в дистиллированную воду, при перемешивании со скоростью 50 об/мин. Далее осуществляют промывку кокона дистиллированной водой, разделяя его на отдельные волокна, естественную сушку на воздухе и последующую ступенчатую сушку, сначала при 120-130°С в течение 60 мин в сушильном шкафу, затем - в вакуумном термостате, с выдержкой их при (79-81)°С и давлении около 1 атм, до снижения ДМФА в волокнах до 3,68 мас.% с последующим получением соли полиамидокислоты - добавки, из полученных волокон, путем растворения их в смеси, содержащей N-метилпирролидон, моноэтаноламин и воду. Описан также способ получения композиционных материалов на основе фторопласта с добавкой раствора соли полиамидокислоты и других целевых добавок.A well-known patent describes a method for producing a solution of a polyamic acid salt used as an additive, and a method for producing coatings based on fluoroplast with the addition of a polyamic acid salt. The known method includes the formation of a cocoon by introducing (13.0-13.5) wt.% solution in dimethylformamide into distilled water, with stirring at a speed of 50 rpm. Next, the cocoon is washed with distilled water, dividing it into individual fibers, natural air drying and subsequent stepwise drying, first at 120-130 ° C for 60 minutes in a drying cabinet, then in a vacuum thermostat, holding them at (79- 81)°C and a pressure of about 1 atm, to reduce the DMF in the fibers to 3.68 wt.%, followed by obtaining a salt of polyamic acid - an additive from the obtained fibers, by dissolving them in a mixture containing N-methylpyrrolidone, monoethanolamine and water. A method for producing composite materials based on fluoroplast with the addition of a solution of a salt of polyamic acid and other target additives is also described.
Недостатками данного способа являются: трудоемкость и потери при отделении полученных твердых волокон, спрессованных в форме плотного кокона вокруг стержня и лопастей мешалки, путем его разрезки; большая затрата времени на разделение волокон, спрессованных между собой и их измельчение (вся работа выполняется вручную); длительный период сушки - (3-4) дня в вытяжном шкафу при подаче теплого воздуха (35-40)°С, затем в вакуумном термостате при (79-81)°С и давлении 1 атм в течение 60 мин до сухого остатка 96,32%; получаемые волокна можно сушить в естественных условиях, используя только теплый воздух, но более длительное время (до 6 суток), до содержания сухого остатка (90-92)%; длительное растворение волокон, имеющих диаметр (2,0-3,0) мм, в течение (6-8) часов; содержание между спрессованных волокон - прослойки не гидролизованного исходного раствора полиимидного лака, что затрудняет разделение волокон, увеличивает отходы и снижает качество твердых волокон; нестабильность по содержанию сухого остатка в виде волокон и в получаемом растворе соли полиамидокислоты на их основе, что приводит к нестабильности показателей вязкости и сухого остатка в получаемых композиционных материалах.The disadvantages of this method are: the complexity and loss in the separation of the obtained solid fibers, pressed in the form of a dense cocoon around the rod and the blades of the stirrer, by cutting it; a large expenditure of time for the separation of fibers pressed together and their grinding (all work is done manually); long drying period - (3-4) days in a fume hood with warm air supply (35-40)°C, then in a vacuum thermostat at (79-81)°C and a pressure of 1 atm for 60 minutes until a dry residue of 96, 32%; the resulting fibers can be dried in natural conditions, using only warm air, but for a longer time (up to 6 days), to a dry residue content of (90-92)%; prolonged dissolution of fibers having a diameter of (2.0-3.0) mm, within (6-8) hours; the content between the compressed fibers - a layer of non-hydrolyzed initial solution of polyimide varnish, which makes it difficult to separate the fibers, increases waste and reduces the quality of solid fibers; instability in the content of dry residue in the form of fibers and in the resulting solution of a salt of polyamic acid based on them, which leads to instability of the viscosity and dry residue in the resulting composite materials.
Технической задачей заявляемого изобретения является получение твердых тонких нитей, с малым диаметром, снижающим время их сушки и - растворения в растворе растворителей, при переводе твердых тонких нитей в раствор соли полиамидокислоты.The technical task of the claimed invention is to obtain solid thin filaments, with a small diameter, which reduces the time of their drying and - dissolution in a solvent solution, when transferring solid thin filaments into a solution of a polyamic acid salt.
Технический результат заключается в снижении трудоемкости процесса получения целевых продуктов, снижении энерго- и временных затрат, расширении арсенала средств для получения формы твердых тонких нитей; соли полиамидокислоты, а также - композиционных материалов для тонкослойных покрытий на основе фторопласта и других функциональных компонентов, с целью получения покрытия с антипригарными, антикоррозионными, антифрикционными свойствами.The technical result consists in reducing the complexity of the process of obtaining the target products, reducing energy and time costs, expanding the arsenal of means for obtaining the shape of solid thin threads; salts of polyamic acid, as well as composite materials for thin-layer coatings based on fluoroplast and other functional components, in order to obtain a coating with non-stick, anti-corrosion, anti-friction properties.
Поставленная техническая задача и технический результат в части способа получения композиционных материалов для тонкослойных покрытий по металлу достигаются тем, что раствор промышленного полиимидного лака в диметилформамиде (ДМФА) выливают в воронку с отверстиями от 1 до 10 шт. диаметром 2-4 мм, закрепленную на штативе над емкостью большого объема с проточной холодной водой, раствор полиимидного лака через отверстия в воронке свободно вытекает тонкой струйкой (струйками) в емкость с водой, при подаче воздуха компрессором в воду, создается ее хаотичное бурление, при этом струйки лака в воде формируются в паутину твердых тонких нитей светло желтого цвета, диаметром 0,5-1,0 мм, полученную паутину твердых тонких нитей промывают в дистиллированной воде, сушат на противне в естественных условиях при 20-25°С, переводят полученную паутину твердых тонких нитей светло-желтого цвета в раствор соли полиамидокислоты, путем растворения их и перемешивания в смеси растворителей, содержащей моноэтаноламин, N-метилпирролидон, импирон и воду, до полного их растворения, вводят их в водную суспензию политетрафторэтилена, в сочетании с поверхностно-активным веществом, импироном, неорганическими наполнителями и пигментами в пастообразном состоянии, растворителями, вспомогательными и целевыми добавками.The set technical task and the technical result in terms of the method for producing composite materials for thin-layer coatings on metal are achieved by pouring a solution of industrial polyimide varnish in dimethylformamide (DMF) into a funnel with holes from 1 to 10 pcs. 2-4 mm in diameter, mounted on a tripod over a large volume container with running cold water, the polyimide varnish solution flows freely through the holes in the funnel in a thin stream (s) into the container with water, when air is supplied by the compressor to the water, its chaotic seething is created, with In this case, the streams of varnish in water are formed into a web of solid thin threads of light yellow color, with a diameter of 0.5-1.0 mm, the resulting web of solid thin threads is washed in distilled water, dried on a baking sheet under natural conditions at 20-25 ° C, the resulting a web of solid thin light yellow filaments into a solution of a polyamic acid salt, by dissolving them and stirring in a mixture of solvents containing monoethanolamine, N-methylpyrrolidone, impiron and water, until they are completely dissolved, they are introduced into an aqueous suspension of polytetrafluoroethylene, in combination with surface- active substance, impiron, inorganic fillers and pigments in a pasty state, solvents, auxiliary and target additives.
Поставленная техническая задача и технический результат в части способа нанесения покрытия на основе композиционных материалов достигаются тем, что композиционные материалы, состоящие из совмещенных: водных суспензий политетрафторэтилена, растворов солей полиамидокислот на основе паутины твердых тонких нитей, смеси растворителей, содержащей N-метилпирролидон, этилцеллозольв, 1,4-бутиндиол, поверхностно-активного вещества, импиронов, паст неорганических наполнителей, обеспечивающих свойства покрытий, пигментов, обеспечивающих цвет - декоративность, растворителей, вспомогательных и целевых добавок, наносят слоями от одного до 5-8 слоев методом пневматического распыления при давлении 2,5-3,5 атм на подготовленные металлические изделия, проводят предварительную термообработку каждого слоя покрытия при 80-100°С с окончательной термообработкой при 360-450°С в течение 40-60 мин.The set technical task and the technical result in terms of the coating method based on composite materials are achieved by the fact that composite materials consisting of combined: aqueous suspensions of polytetrafluoroethylene, solutions of salts of polyamic acids based on a web of solid thin filaments, a mixture of solvents containing N-methylpyrrolidone, ethyl cellosolve, 1,4-butyndiol, surfactant, impirons, pastes of inorganic fillers that provide coating properties, pigments that provide color - decorative effect, solvents, auxiliary and target additives, are applied in layers from one to 5-8 layers by pneumatic spraying at a pressure of 2 .5-3.5 atm on prepared metal products, preliminary heat treatment of each coating layer is carried out at 80-100°C with final heat treatment at 360-450°C for 40-60 minutes.
Прилагаемое фото иллюстрирует получаемую паутину твердых тонких нитей диаметром 0,5-1,0 мм.The attached photo illustrates the resulting web of solid thin threads with a diameter of 0.5-1.0 mm.
Ниже приведены конкретные примеры, иллюстрирующие заявленную группу изобретений, но не ограничивающие ее.The following are specific examples illustrating the claimed group of inventions, but not limiting it.
Способ получения композиционных материалов для тонкослойных покрытий по металлу осуществляют следующим образом.The method of obtaining composite materials for thin-layer coatings on metal is carried out as follows.
Раствор промышленного полиимидного лака в диметилформамиде в количестве 1,0 кг выливают в воронку с одним или несколькими отверстиями диаметром 4 мм, закрепленную на штативе над емкостью объемом 35 литров с проточной холодной водой. Раствор полиимидного лака через отверстие (отверстия) в воронке свободно вытекает тонкой (тонкими) струйкой (струйками) в емкость с водой. При подаче воздуха компрессором в воду создается ее хаотичное бурление, при этом, струйки лака в воде формируются в паутину твердых тонких нитей светло-желтого цвета, диаметром 0,5-1,0 мм.A solution of industrial polyimide varnish in dimethylformamide in an amount of 1.0 kg is poured into a funnel with one or more holes with a diameter of 4 mm, mounted on a tripod over a container with a volume of 35 liters with running cold water. The polyimide lacquer solution flows freely through the hole(s) in the funnel in a thin stream(s) into a container of water. When air is supplied by the compressor to the water, its chaotic seething is created, while the streams of varnish in the water form into a web of solid thin threads of light yellow color, 0.5-1.0 mm in diameter.
Полученную паутину твердых тонких нитей промывают в дистиллированной воде, сушат на противне в естественных условиях при 20-25°, выход - 210 г.The resulting web of solid thin threads is washed in distilled water, dried on a baking sheet under natural conditions at 20-25 °, yield - 210 g.
Вначале готовят 282 г раствора для перевода полученной паутины твердых тонких нитей в соль, содержащего: воду, моноэтаноламин, импирон, N-Метилпирролидон, в весовом соотношении, соответственно, 15,1:10,0:2,1:1,0.First, 282 g of a solution is prepared to transfer the obtained cobweb of solid thin filaments into salt, containing: water, monoethanolamine, impiron, N-methylpyrrolidone, in a weight ratio of 15.1:10.0:2.1:1.0, respectively.
В полученный раствор вводят порциями 50,0 г паутины твердых тонких нитей, диаметром 0,5-1,0 мм, не измельчая ее, при периодическом перемешивании и добавлении паутины, в течение 1,5-2 часов. Полученный раствор соли полиамидокислоты, на основе паутины твердых тонких нитей диаметром 0,5-1,0 мм, весом 332 г, прозрачен, имеет янтарный цвет, сухой остаток 10,3%, вязкость 20,5 с по ВЗ 246, с диаметром отверстия - 4 мм.50.0 g of a cobweb of hard thin threads, 0.5-1.0 mm in diameter, is introduced into the resulting solution in portions, without grinding it, with periodic stirring and addition of the cobweb, for 1.5-2 hours. The resulting solution of a salt of polyamic acid, based on a web of hard thin filaments with a diameter of 0.5-1.0 mm, weighing 332 g, is transparent, has an amber color, a dry residue of 10.3%, a viscosity of 20.5 s according to VZ 246, with a hole diameter - 4 mm.
Сначала, приготовленный раствор соли полиамидокислоты, полученной описанным выше способом, перемешивают со смесью растворителей для раствора соли ПАК, содержащей N-метилпирролидон, этилцеллозольв, 1,4-бутиндиол в весовом соотношении, соответственно 1,0:5,4: 3,3.First, the prepared solution of the polyamic acid salt obtained by the method described above is mixed with a solvent mixture for the PAA salt solution containing N-methylpyrrolidone, ethyl cellosolve, 1,4-butyndiol in a weight ratio of 1.0:5.4:3.3, respectively.
Далее, готовят смесь для смазки, содержащую эмульгатор на основе оксиэтилированных алкилфенолов, о-ксилол, этилцеллозольв и воду, в весовом соотношении, соответственно 2,0:2,0:1,0: 2,5.Next, a lubricant mixture is prepared containing an emulsifier based on ethoxylated alkylphenols, o-xylene, ethyl cellosolve and water, in a weight ratio of 2.0:2.0:1.0:2.5, respectively.
Далее, готовят водную пасту на основе слюды, содержащую слюду, эмульгатор на основе оксиэтилированных алкилфенолов, импирон и воду в весовом соотношении, соответственно: 3,9:1:5,5:2,3.Next, a mica-based aqueous paste is prepared containing mica, an emulsifier based on ethoxylated alkylphenols, impiron, and water in a weight ratio of 3.9:1:5.5:2.3, respectively.
Далее, готовят водную пасту сажи, содержащую, эмульгатор на основе оксиэтилированных алкилфенолов, импирон и воду в весовом соотношении, соответственно 4,4:1: 2,5: 1.7.Further, an aqueous carbon black paste is prepared containing an emulsifier based on ethoxylated alkylphenols, impiron and water in a weight ratio of 4.4:1:2.5:1.7, respectively.
Совмещают раствор соли полиамидокислоты на основе паутины твердых тонких нитей, разбавленный смесью растворителей для соли полиамидокислоты, пастой на основе слюды и пастой на основе сажи (в качестве пигментов и наполнителей).A polyamic acid salt solution based on a web of hard fine filaments, diluted with a mixture of solvents for a polyamic acid salt, a mica-based paste and a carbon black-based paste (as pigments and fillers) is combined.
Осуществляют совмещение водной суспензииCarry out the combination of an aqueous suspension
политетрафторэтилена с компонентами, полученными на предыдущих стадиях, импироном и водой, при перемешивании до получения однородного состава при следующем содержании компонентов, мас.ч.:polytetrafluoroethylene with the components obtained in the previous stages, impiron and water, with stirring until a homogeneous composition is obtained with the following content of components, parts by weight:
Композиция для антифрикционных покрытий дополнительно может содержать водную суспензию сополимера тетрафторэтилена с гексафторпропиленом.The composition for anti-friction coatings may additionally contain an aqueous suspension of a copolymer of tetrafluoroethylene with hexafluoropropylene.
Ниже приведены примеры рецептур следующих составов:The following are examples of recipes for the following formulations:
1. Состав раствора для получения соли полиамидокислоты из паутины тонких твердых нитей;1. The composition of the solution for obtaining a salt of polyamic acid from a web of thin solid filaments;
2. Состав смеси для перевода паутины тонких твердых нитей, в раствор соли полиамидокислоты;2. The composition of the mixture for transferring the web of thin solid threads into a solution of a salt of polyamic acid;
состав смеси растворителей для соли ПАК; состав смеси для смазки, состав пасты на основе сажи, состав пасты на основе слюды.the composition of the solvent mixture for the PAK salt; lubrication mixture composition, carbon black paste composition, mica-based paste composition.
Состав раствора соли полиамидокислоты из тонких твердых нитей диаметром 0,5-1,0 мм, в мас.ч.:The composition of the salt solution of polyamic acid from thin solid threads with a diameter of 0.5-1.0 mm, in parts by weight:
Состав смеси растворителей для лака соли полиамидокислоты, в мас.ч.The composition of the mixture of solvents for varnish salts of polyamic acids, in wt.h.
Состав смеси для смазки, в мас.ч.:The composition of the mixture for lubrication, wt.h.:
Полученные композиции испытывают по показателям - «внешний вид», что отражает тонкодисперсное состояние системы. Для этого пробу композиции, например, 10 мл разбавляют 10 мл дистиллированной воды, перемешивают и выливают на чистое фотографическое стекло. В полученной на стекле пленке отсутствуют сгустки, агломераты, компоненты, не распределенные в общей массе состава.The resulting compositions are tested in terms of "appearance", which reflects the finely dispersed state of the system. To do this, a sample of the composition, for example, 10 ml, is diluted with 10 ml of distilled water, mixed and poured onto a clean photographic glass. In the film obtained on glass, there are no clots, agglomerates, components not distributed in the total mass of the composition.
Способ нанесения покрытий на основе композиционных материалов осуществляют следующим образом.The method of applying coatings based on composite materials is carried out as follows.
Полученные по данному изобретению композиционные материалы для тонкослойных покрытий по металлу наносят на предварительно подготовленные поверхности изделий из алюминия, стали и т.д. Подготовку металлических поверхностей осуществляют любым из известных для данного металла способом, обеспечивающим полное отсутствие жировых (масляных) и других загрязнений. Наносят композиции известными методами, например методом пневматического распыления или валкового наката. Нанесение композиции для получения покрытия осуществляют в несколько слоев. Количество наносимых слоев, их толщина определяются назначением, условиями эксплуатации изделия, на которые наносится композиция. Общая толщина нанесенного многослойного покрытия может составлять 40-55 мкм, при толщине одного слоя от 3-х до 10-ти мкм. После каждого нанесенного слоя покрытия по данному изобретению предусмотрена термообработка при 80-100°С в течение 5-10 мин. Окончательную термообработку покрытия на основе композиции по предлагаемому изобретению проводят при 360-450°С в течение 40-60 мин.Composite materials obtained according to this invention for thin-layer coatings on metal are applied to previously prepared surfaces of products made of aluminum, steel, etc. The preparation of metal surfaces is carried out by any of the methods known for this metal, ensuring the complete absence of fatty (oil) and other contaminants. The compositions are applied by known methods, for example by pneumatic spraying or roller rolling. The coating composition is applied in several layers. The number of applied layers, their thickness are determined by the purpose, operating conditions of the product on which the composition is applied. The total thickness of the applied multilayer coating can be 40-55 microns, with the thickness of one layer from 3 to 10 microns. After each applied layer of the coating according to this invention, heat treatment is provided at 80-100°C for 5-10 minutes. The final heat treatment of the coating based on the composition according to the invention is carried out at 360-450°C for 40-60 minutes.
Образцы изделий с покрытием на основе композиционных материалов подвергают следующим испытаниям, в зависимости от эксплуатационного назначения покрытий:Samples of products coated on the basis of composite materials are subjected to the following tests, depending on the operational purpose of the coatings:
- на адгезию, балл - 1;- for adhesion, score - 1;
- прочность при отрыве, 1650 кгс/см - не отделяется от подложки;- tear strength, 1650 kgf/cm - does not separate from the substrate;
- прочность при ударе, 50 - дефекты отсутствуют;- impact strength, 50 - no defects;
- прочность при изгибе - 1 мм - дефекты отсутствуют;- bending strength - 1 mm - no defects;
- прочность при вытяжке (пресс-штамповка изделия из листового проката) - дефекты отсутствуют;- drawing strength (press stamping of a product from sheet metal) - no defects;
- на линейный износ, мкм при 1 км пробега - менее 1;- for linear wear, microns at 1 km of run - less than 1;
- коэффициент трения в динамическом режиме нагружения, при нагрузке на образец 6,7 кг, приведены в Таблице 4.- coefficient of friction in dynamic loading mode, with a load on the sample of 6.7 kg, are given in Table 4.
Соотношение компонентов в композиционных материалах приведено в Таблице 5.The ratio of components in composite materials is given in Table 5.
Как следует из приведенных результатов испытаний покрытия на основе композиционных материалов, полученные по заявляемому способу, имеют показатели, аналогичные результатам в известном способе: линейный износ; статический коэффициент трения в конце испытаний; динамический коэффициент трения в конце испытаний.As follows from the above test results, coatings based on composite materials, obtained by the claimed method, have indicators similar to the results in a known method: linear wear; static coefficient of friction at the end of the test; dynamic coefficient of friction at the end of the test.
В полученных покрытиях так же, как и в описанных выше известных решениях, полностью отсутствуют дефекты (микропоры, пустоты, пузыри). Это подтверждает сплошность и тонкодисперсность композиционной системы. Форма - в виде твердых волокон диаметром до 3-х мм или в виде паутины твердых тонких нитей, диаметром 0,5-1,0 мм не влияет на основные свойства покрытий на основе композиционных материалов, полученных при наличии в их составах растворов солей полиамидокислоты из этих твердых волокон или паутины.In the resulting coatings, as well as in the well-known solutions described above, there are no defects (micropores, voids, bubbles). This confirms the continuity and fineness of the composite system. Form - in the form of solid fibers with a diameter of up to 3 mm or in the form of a web of solid thin threads with a diameter of 0.5-1.0 mm does not affect the basic properties of coatings based on composite materials obtained in the presence of solutions of polyamic acid salts from these hard fibers or cobwebs.
Разница сказывается только в способе (технологии) получения волокон и паутины в известном решении по патенту РФ 2557530 от 14.06.2013 г. и заявляемом способе, учитывая трудоемкость и экономичность.The difference affects only the method (technology) for obtaining fibers and cobwebs in the well-known decision according to the patent of the Russian Federation 2557530 dated 06/14/2013 and the claimed method, taking into account the complexity and efficiency.
Однако следует отметить, что покрытия по заявляемому способу имеют несколько улучшенные антипригарные свойства, чем свойства покрытий по ранее заявленному способу, в частности: по ГОСТ для покрытий антипригарного назначения тест на антипригарность заключается в сожжении молока на покрытии, при этом, сгоревшее молоко с покрытия должно без остатка и помощи полностью легко удаляться струей воды, что наблюдается на покрытиях по заявляемому способу, в то время как сгоревшее молоко удаляется с покрытия, полученного по известным изобретениям, только при длительном воздействии струи воды или удаляется полностью только при помощи салфетки. Пониженная антипригарность (антиприлипаемость пищи) покрытия подтверждается при удалении булочек хлеба с хлебопекарных форм по истечении 2-х недель эксплуатации, д.б. - в пределах (8-12) месяцев.However, it should be noted that the coatings according to the claimed method have slightly improved non-stick properties than the properties of the coatings according to the previously declared method, in particular: without residue and help, it is completely easy to remove with a water jet, which is observed on the coatings according to the claimed method, while burnt milk is removed from the coating obtained according to known inventions only with prolonged exposure to a water jet or is completely removed only with a napkin. Reduced non-stickiness (non-stickiness of food) of the coating is confirmed by removing bread rolls from baking forms after 2 weeks of operation, d.b. - within (8-12) months.
Причину повышения антипригарных свойств покрытий на основе композиционных материалов в заявляемом изобретении можно объяснить большей уплотненностью нанесенной композиции при формировании покрытия на начальных стадиях термообработки мокрых слоев, ввиду большей связки молекул раствора соли полиамидокислоты на основе более мелко структурированных нитей, сравнительно с крупными волокнами.The reason for the increase in the non-stick properties of coatings based on composite materials in the claimed invention can be explained by the greater compaction of the applied composition during the formation of the coating at the initial stages of heat treatment of wet layers, due to the greater binding of the molecules of the polyamic acid salt solution based on finely structured threads, compared with large fibers.
Предлагаемое изобретение позволяет снизить энерго- и временные затраты, трудоемкость технологических процессов получения промежуточных и целевых продуктов: твердых тонких нитей диаметром 0,5-1,0 мм; раствора соли полиамидокислоты, и композиционных материалов для тонкослойных покрытий на основе фторопласта и других функциональных компонентов, с целью получения покрытия с антипригарными, антикоррозионными, антифрикционными свойствами.The present invention allows to reduce energy and time costs, the complexity of technological processes for obtaining intermediate and target products: solid thin threads with a diameter of 0.5-1.0 mm; polyamic acid salt solution, and composite materials for thin-layer coatings based on fluoroplast and other functional components, in order to obtain a coating with non-stick, anti-corrosion, anti-friction properties.
Claims (2)
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2021124040A RU2021124040A (en) | 2023-02-13 |
RU2794172C2 true RU2794172C2 (en) | 2023-04-12 |
Family
ID=
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4014834A (en) * | 1975-02-04 | 1977-03-29 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Aqueous solutions of polyamide acids which can be precursors of polyimide polymers |
US4087394A (en) * | 1975-02-04 | 1978-05-02 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Aqueous dispersions of perfluoroolefin polymers containing film-forming materials |
FR2375355B1 (en) * | 1976-12-21 | 1981-12-18 | Du Pont | |
RU2087506C1 (en) * | 1994-08-17 | 1997-08-20 | Новочеркасский государственный технический университет | Composition for antiburning, antiadhesive, anticorrosion coating being produced by heteroadagulation method |
RU2170286C1 (en) * | 1999-11-26 | 2001-07-10 | Андрейчикова Галина Емельяновна | Method of application of coat on metal surface, composition of primer coat and composition of decorative coat |
RU2182914C2 (en) * | 2000-08-14 | 2002-05-27 | Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт) | Composition for preparing anticorrosion, anti-adhesive, anti-burning-on coating on metallic surface by diffusiophoresis method |
RU2202576C2 (en) * | 2001-04-11 | 2003-04-20 | Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт) | Composition for autophoresis-mediated manufacture of anticorrosive, antitack, and antiburning-on coating |
RU2394947C1 (en) * | 2008-12-22 | 2010-07-20 | Геннадий Михайлович Михайлов | Procedure for production of poly-amido-acidic solution for fibre forming |
RU2557530C2 (en) * | 2013-06-14 | 2015-07-20 | Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Наука" (ОАО НПО "Наука") | Method for producing polyamide acid based additive and compositions for making antiadhesive, non-stick and antifriction coatings for metal surfaces |
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4014834A (en) * | 1975-02-04 | 1977-03-29 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Aqueous solutions of polyamide acids which can be precursors of polyimide polymers |
US4087394A (en) * | 1975-02-04 | 1978-05-02 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Aqueous dispersions of perfluoroolefin polymers containing film-forming materials |
FR2375355B1 (en) * | 1976-12-21 | 1981-12-18 | Du Pont | |
RU2087506C1 (en) * | 1994-08-17 | 1997-08-20 | Новочеркасский государственный технический университет | Composition for antiburning, antiadhesive, anticorrosion coating being produced by heteroadagulation method |
RU2170286C1 (en) * | 1999-11-26 | 2001-07-10 | Андрейчикова Галина Емельяновна | Method of application of coat on metal surface, composition of primer coat and composition of decorative coat |
RU2182914C2 (en) * | 2000-08-14 | 2002-05-27 | Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт) | Composition for preparing anticorrosion, anti-adhesive, anti-burning-on coating on metallic surface by diffusiophoresis method |
RU2202576C2 (en) * | 2001-04-11 | 2003-04-20 | Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт) | Composition for autophoresis-mediated manufacture of anticorrosive, antitack, and antiburning-on coating |
RU2394947C1 (en) * | 2008-12-22 | 2010-07-20 | Геннадий Михайлович Михайлов | Procedure for production of poly-amido-acidic solution for fibre forming |
RU2557530C2 (en) * | 2013-06-14 | 2015-07-20 | Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Наука" (ОАО НПО "Наука") | Method for producing polyamide acid based additive and compositions for making antiadhesive, non-stick and antifriction coatings for metal surfaces |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100622883B1 (en) | Water-based primer composition for fluororesin coating | |
US5478651A (en) | Process for making fluoropolymer finish composition | |
JP4534916B2 (en) | Fluoropolymer aqueous composition and coated article | |
CA1105167A (en) | Fluoropolymer coating compositions having improved adhesion | |
JP5852268B2 (en) | Aqueous binder solution | |
CN103946448B (en) | Coating based on partly soluble high molecular dextrin | |
JP2008540807A (en) | Core / shell fluoropolymer dispersions with low fluorosurfactant content | |
MX2007006615A (en) | Printing ink and coating compositions containing starch. | |
RU2794172C2 (en) | Method for obtaining composite materials for thin-layer coatings on metal and applying a coating based on composite materials | |
CN105585726A (en) | High-barrier polyester film and preparation method thereof | |
KR100236425B1 (en) | Universal primer for non-stick finish | |
FR2989379A1 (en) | PRIMARY COMPOSITIONS OF ANTI-ADHESIVE COATINGS AND PROCESS FOR THEIR PREPARATION | |
GB2170429A (en) | Heat resistant precoated steel sheet and process for the production thereof | |
RU2408625C2 (en) | Fluoropolymer emulsion coatings | |
WO2005035675A2 (en) | Coating compositions comprising an aqueous film-forming polymer dispersion and a polyether silicon, preparation method thereof and use of same | |
US4054704A (en) | Process for decorating coatings produced by heat-stable polymer compositions | |
CN108774915B (en) | High-temperature-resistant anti-adhesion finishing oil | |
RU2797943C2 (en) | Compositions for heat-resistant anti-friction solid lubricant coatings and method for their application | |
RU2071492C1 (en) | Composition for coating | |
EP0724915B1 (en) | Water paint for non-stick PTFE-based coating of shaped aluminium articles or aluminium sheet | |
JP7428915B2 (en) | Fluorine-containing resin solvent-based primer composition, coating film, fluorine-containing resin laminate, and articles | |
RU2170286C1 (en) | Method of application of coat on metal surface, composition of primer coat and composition of decorative coat | |
CN112111226B (en) | Hydrophobic anti-drag composite material, preparation method and coating | |
CN112708313A (en) | Non-stick cookware coating and preparation method of lacquer of non-stick cookware coating | |
JP4348752B2 (en) | Coating composition and coated product formed by applying the same |