Способ получения полимерного покрытия

.8 С 8 ОМИТЕТ СССРНИЙ И ОТКРЫТИЙ УДАРСТВЕННЫ ДЕЛАМ ИЗОБРЕ БРЕТ САНИЕ ИДЕТЕЛЬ К АВТОРСКОМУ(54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИМЕРНОГО ПОКРЫТИЯ путем нанесения наметаллическую подложку композициина основе полиметилфенилсилоксанас последующей сушкой и термообработкой, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения эксплуатационных свойств покрытия,СР термообработку проводят от. 20 до700 С со скоростью нагрева, определяемой Формулов"226 С/ч -37,8 С/ч,где 71 - скорость нагрева,аС/ч2 - время термообработки, чЦель изобретения - повышение экс.плуатационных свойств покрытия,Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения полимерного покрытия путем нанесе 65 Изобретение относится к химической технологии, а именно к получению высоконаполненных термостойкихполимерных покрытий на основе кремнийорганических разветвленных полимеров.5Известен способ получения эмалевого покрытия, включающий нанесение покрытия и последующую термообработку, в состав которого входятсмолы (полиорганосилоксановые),керамические фритты и керметы.Керметы используют в качестве теплостойкого наполнителя во фриттовомкремнийорганическом епязующем, Вкачестве связующего используют про-. 15дукт взаимодействия керамическихФритт с компонентами полиорганосилоксановых смол, образующихся при ихдеструкции в интервале температур ф300 500 ос 20После нанесения покрытия процесстермообработки проводят при постоянной скорости нагрева, равной4 С в мин до 700 оС и выдерживаюто,при эт й температуре в течение 2530 мин 1 .Однако постоянная скорость на"грева при термообработке покрытийне позволяет провести процесс струк.турирования в оптимадьных условияхв диапазоне температур 300-500 С.Это ограничивает получение покрытийс высокими эксплуатационными характеристиками.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достига- З 5емому результату является способ по."лучения высоконаполненного покрытияна металлической поверхности, заключающийся в нанесении состава,сушке и термообработке, причем последнюю ведут при постоянном повышениискорости нагрева. При этом составпокрытия содержит полиметилфенилсилоксановый олигомер, окиеь алюминия,диэтиламинометилентриэтоксилан, 45флогопит.Покрытие наносится методом лакокрасочной технологии. СушКУ покрытия проводят на воздухе в течение 24 ч, затем проводят термообработку при 45 - 50 оС в течение 8 -10 ч (21,Недостатком этого способа является нарушение целостности покрытияв процессе эксплуатации (растрескива 55ние, отслаивание вследствие ухудшения его адгезионной прочности), чтоне обеспечивает высоких эксплуатационных свойств покрытия при температурах выше 6000 С,60ния на металлическую подложку композиции на основе полиметилфенилсилоксана с последующей сушкой и тер- Мообработкой, последнюю проводят от 20 до 700 о С со скоростью нагрева, определяемой формулойЧ=226 оС/ч -37 8 сС/ч (1) где Ч - скорость нагрева, .С/ч;время термообработки, ч.Укаэанная температурная область термообработки (20 - 70 О С) обуславливается химическими взаимодействиями, происходящими при Формировании полимерных покрытий.для выяснения влияния режима термообработки на свойства покрытий про-. ведена серия экспериментов,в каждом из которых температура за. б ч меняется с переменной скоростью, но в преде лах 20 - 700 С, причем конечная темо пература 700 С достигается к, 6 ч.о Изменение температуры во всех экспериментах происходит согласно ФормулеТ= Ь +Ь 2+Ь(2) где Т - температура, фС 1ь - время термообработки, ч, Ьо=сопв 1=20 С, Ьи Ь- температурные коэффициенты.В формуле (2) от эксперимента к эксперименту меняются коэффициенты Ьи Ь так, чтобы при 8 вб ч; Та в 700 оС и Т700 оС, кроме тогоР если :О,Т 20 С. Учитывая перечисленные условия, коэффициент Ь 4 можно выразить через Ьу следующим образом: 680- Ь 2 (6 ч.)(3)при этом Ьд может изменяться в пределах -18,9 с Ьс 18,9 (4) . Экспериментально осуществлено три режима термообработки: в первом Ь= =18,9; во втором Ь=О;в третьем Ь= - -189,По окончании термообработки эамеряются пористость и теплопроводность. В табл. 1 представлена рассчетная матрица где П 1,П ,П - значение пористости, после первой термообработки (Ь =18,9), второй (Ь= =0) и третьей(Ь= -18,9), 3; - значение теплопроводности после перечисленных термообработок.Таблица 1 ,Ь,у Ь Ь й ,Пф П, ПФ,Л. 8 зИспользуя результаты табл. 1 методом наименьших квадратов получены коэффициенты полинома, связывающие значения пористости и теп1053907 лопроводности с величиной коэффициента .Ь ,т.е. с режимом термообработки. В аналитическом виде указанная зависимость запишется для пористости.;Пз 21+14,5 Ь +11 Ь, (5)для,теплопроводности11 0625 Ь 7 0 223 ЬУ(б Приравнивая производное по Ь 2 полу- . ченных Функций к нулю, находим их экстремальные значения, т.е. минимальную пористость и максимальную теплопроводность, которые соответственно равны:)Для максимального значения тепло проводности и минимального значенияпористости скорость нагревадля режима термообработки,отраженного вформуле (8), определяется выражением15 Ч :226-37;8 с С/ч (9)где 226 - начальная скорость нагрева, "С/ч,Подставляя значения времени (в часах) в формулу (9) получаем эна- Ю чение скоростй, числовые данные которой приведены в табл, 2. П"Пм н-7 мофг(7)Делим коэффициент уравнения на максимальное значение для уравнения (5) по пористости, а для второго (6) - по теплопроводности. Вновь полученные функции складываем и Таблица 2 0-1 3-4 1-2 2-3 Интервал времени, ч 169 к 3 131 ю 5 93 к 7 55 к 9 18 г 1 Время замера скорости, 3 ч 0,5В табл. 2 приведена средняяскорость нагрева в течение каждого часа термообработки. Эту скорость надо считать по формуле (1), под" ставляя в нее среднее время, для каждого данного отрезка времени нагрева, Например, если нас интересует средняя скорость на отрезке време ни между 3 ч и 4 ч, то в Формулу (1) мы подставляем время 3,5 ч. Для про-. верки правильности приведенной таб-., лицы делаем следующие операции: к начальной температуре (1=20 С) при-, 50 бавляем среднюю скорость за первый отрезок времени, умноженную на.оди час, к результату прибавляем среднюю скорость за второй отрезок времени, умноженную на один час,и так 55 продолжаем до конца (до-6 ч),. в результате получается цифра 695,5 ф. С учетом погрешности измерительногокомплекта конечная температура сос-" тавляет 695,5 +10 фС. 60 15-20 Фторфлогопит П р и м е р. Эксплуатационные характеристики полимерной композиции определяются на образцах титана,хрома, молибдена и нержавеющей стали раз 65 Средняя скорость,С/ч207 приводим подобные члены. Изложенным методом у полученного уравнения нахо дим Ь ,а соответственно и наилучший режим термообработки, представленный функцией, аналитическое выражение которой имеет вид;ь, Ь ь 2Т 2 д +22 ба -18,91 д, )8) 2,5 3,5 4,5 5 ф 5 мером 40 к 40 с толщиной 1 мм, Переднанесением покрытия поверхность образцов подвергают механической обработке до получения шероховатой поверх.ности (В 1 ф ) металла, которую затемпромывают тОлуолом 1 - 2 раза в течение 2 мин, После обезжириванияна поверхность образцов методомлакокрасочной технологии (ГОСТ. 883276) наносят однослойное покрытиеполимерной композиции толщиной55 мкм следующего состава,мас,Ъ: Полиметилфенилсилоксановыйолигомер 25-30 Полиметилборсилаэан Ою 1-0, 5 Окись алюминия Остальное.Количественное соотношение указанных компонентов подобрано экспериментально что обеспечивает комплекс, необходимых оптимальных свойств материала., Образцысушат на воздухе в течение 12 ч, затем проводят термообработку по режиму с переменной скоростью нагрева (см, табл. 2), Предлагаемый режим термообработки способствует получению покрытий, имеющих1053907 лагаемых покрытий приведены в сравнении с базовым объектом и прототипом,высокие эксплуатационные свойства(см. табл. 3), В этой таблице основные эксплуатационные показатели пред таблица 3 Эксплуатационные показатели полимерного покрытия, полученного по предлагаемому способу и прототипу коэфФнциент теплопроводностиВт/мград Адгеэйоннайпрочностьг/см,ГОСТ 15140-78 Прочностьна ударкгс/см,ГОСТ 476573 Термостойкостьпокрвтия С Эластичностмм,ГОСТ6806-73 иатериал подлоики ористостьоб,Ъ 480,(1-9)10 12"14 540 (1 2) 10 13-14 530 (1-9) 10 11-12 520 (1-7)ю 10 .12-137 45 10-15 2,8-3, 2 1000 Титан 48 15-20 2,9-3,0Ъ2,0-2,52,0-2,2 1000 1000 42-45,10-15 Иодибдеий/сталь 1000 45-48 10-15 Молибден (баэовый объект 12) 110 30-35 20-22 800 470 В/с аль(1-9) 1011 13 40-4510-15 02-Ор 5730"35 700 310 3 4и р и м е ч а н и е . Все покаэатели, эа йсключеннем электрических, эамерявтсяпри температурахр укаэанных в граФе термостойкостипокрытия. Как видно из табл. 3, термостойкие покрытия, получаемые по предлагаемому способу и составу, значительно превосходят по всем показателям из 35 вестные. Предлагаемый спосОб позВОляет нанОсить пОкрытие пОлнмернОй композиции на металлы и сплавы, По" лимерное покрытие по предлагаемому способу работает при 800 С длитель О ное время (3000 ч) и имеет хорошиеэксплуатационные характеристики.Указанный способ технологичен восуп(ествлении. Автоматическое регулирование тер мообработки позволяет получать покрытия со стабильными эксплуатацчонными характеристиками.ф Сост авит ель В. Полосухи н Редактор Т, Митейко Техред М, Гергель Корректор О, БилакЗаказ 8972/8 Тираж 689 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5Подписное Филиал ППП Патент 1, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Удельное объемное электро- сопротнЬ- ление, Ом/см при 700 фс Электро"прочость,кн/мм,при700 СГОСТ 6433,