Композиция для покрытий

 

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

Изобретение относится к области полимерных покрытий противокоррозионного и триботехнического назначения.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Образцы с покрытиями подвергали следующим видам испытания.

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

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

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

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

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

Формула изобретения

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

РИСУНКИ

Рисунок 1