Композиция для антикоррозионного покрытия и способ его получения

 

Ы", ИГА. - БЕ ЯЗСБР."ТЕБля

V. ПАТЕН7У

««Л«« М««л.т ««ам)«)«) «))«ею атаяс ««««ъм«а««)«))))««)«ы:«)«))««)))«)))««К «)«)Ч«)«)«««««ы )««««))ъ)««)«««)ыи«

Ео.,титет Рассттттст;ой Фелерщтш

П)) ЛЛ ГЕ11ТЙ))т «Л ГО 3««ДттЫМ 3) T01ЛЙ (2 1.) )946230!05 (22) 18.05.9т (46) 15Л ИЗ Бюл. N< 41 42 (76} Виноградова Галина Зиновьевна; Новоселов Орий Петрович; Фролов 10рий Павлович; Войтенкова Елена Конста тиновна (54} КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ АКПП<ОРРОЗЫОИИО "О ПОКРЫТИЯ И Ci7OCQE ЕГО ПЩЗУЧЕИ4Я . (57) Использование: антикоррозионное покрьпие поверхностей криогенных систем для интенсиф)ика ции нестационарного теппообмена гри температурах глубокого холода. Сущность: композиция включает, %: )0%-ный раствор в органическом растворителе криогенного кпел (на основе полиа(в) IR(U U(и) 2ОО2777 С3.

51) ) CD) O))M) H D) « I)II мидных, эпоксидным полиуретановых смол) 20 — 50 и порошок халькогенида металла (As S, смесь

2 3

А33+Ав $ 1Л, А8 S +As S 12, As S +Аз S +S

2g 23 25 23 25

12:1, Ga Ье ) с коэффициентом аккумуляции теп2 3 лоты, равным 0.45 Ю КДж /м хК хс и дисперс6 2 4 2 ностью 20 — 50 мкм 50 - 88. Композицию наносят на металлическую поверхность и отверждают покрытие при температуре окружающей среды Время захолаживания 113 — f36 с скоростью коррозии в 20%-ном растворе серной кислоты 0.00329 г/м .

24ч. 2 сп. 1 з.п.ф-пы,2 табл.

2002777

Изобретение относится к антикоррозионным покрытиям поверхности I:pvlol eHHblx систем, в частности, с целью.интенсификацли нестационарного теплообмена при температурах глубокого холода.

Покрытия могут использоваться в авиации и космонав гике для двигателей, работающих на криогенных компонентах, а также в автомобилестроении. судостроении и дру„гих областях для защиты металлических поверхностеи любой конфигурации от коррозии.

Известен состав для покрытия металлических поверхностей, включа ащий теллур, таллий и оксид ал оминия, который наносят II<3 металлическую подложку с использованием диффузии, в частности, поверхнОстным лОГи()ованием при температура 600 С.

Недостатком этого способа является сложность его осуществления, а также невысокая теплофизическая эффективность покрытия при температурах глубокого холода

Наиболеа близкой по технической сущности к изобретению является известная композиция для антикоррозионного покрытия, вкгпоча ощая раствор в органическом растворителе, например эпоксидной смОлы, наполниталь — оксид железа, оксид титана, суг ьфат бария и другие минералы, имеющие коэффициент аккумуляции теплоты больше, чем 0,45 10 Д>к /М4 К2 с, отвердитель и другие целевые добавки.

Покрытие получают предварительной грунтовкой металлической поверхности, нанесением первого слоя кОмпозиции и его термической сушкой, нанесением промежуT0÷Hîã0 слоя и его отверждением, нанесенисм последнего слоя вышеуказанной композиции и отверждением его при температуре окружающей среды.

Недостатком композиции является то, что покрытиа на ее основе имеет невысокую

Yo,)posûîíHóI) стойкость, а использование B составе наполнителя с коэ рфициентом аккумуляции более 0,45 10 КДж /м К с не обеспечивает нужной теплофизической эффективности покрытия — ускорение захолаживания Не превышает 1,5 раза.

Способ получен ля покрытия трудоемок.

Целью изобретения является увеличение коррозионной стойкости покрытия, повышение его теплофизической эффективности при температурах глубокого холода и упрощение процесса получения покрытия.

Указанная цель достигается тем, что композиция для антикоррозионнОГО floKpt4

20-50 тия, включающая раствор в органическом растворителе полимерного связующего и наполнитель, в качестве раствора в органическом растворителе полимерного связую5 щего содержит 50 Р-ный раствор криогенного клея,-а в качестве наполнителя — порошок халькогенида металла с коэффициентом аккумуляции теплоты, равным

0,45 10 КДж /м К с, и дисперсностью

6,ã

10 20-50 мкм, при следующем соотношении компонентов, мас. Д:

507, -ный раствор в органическом растворителе криогенного клея 20-50

Вышеуказанный наполнитель 50-80

Преимущественно в качестве порошка халькогенида металла композиция содержит порошок сульфида мышьяка.

20 Укаэанная цель достигается также и тем, что в способе получения антикорроэионного покрытия, включающем смешение раствора в органическом растворителе полимерного связующего с наполнителем, на25 несение смеси на защищаемую поверхность и отверждение полученного покрытия, в качестве раствора в органическом растворителе полимерного связующего используют 50 $-ный раствор криогенного клея, а в качестве наполнителя — предварительно измельченный до порошка с дисперсностью 20 — 50 мкм халькогенид металла с коэффициентом аккумуляции теплоты, равным 0,45 10 КДж /м К с, 4 причем смещение проводят при соотношении компонентов, мас. /0 .

50%-ный раствор в органическом растворителе криогенного клея

Вышеуказанный наполнитель 50-80 а отверждение покрытия — при температуре окружающей среды.

В качестве порошка халькогенида ме45 талла используют трисульфид мышьяка

AszSs либо смесь сульфидов мышьяка

AsS + Аз25з в соотношении 1:1, либо смесь сульфидов мышьяка АЯ2ЯЗ+ АЭ2Я в соотношении 1:2, либо смесь сульфидов мышьяка

50 АЭ28з + АЭ235 с серой в соотношении 1;2:1, либо GazSeg. "

В качестве полимерного связующего может быть использован любой криогенный клей, содержащий например, высокомолекулярные полиамидные смолы, эпоксидные смолы, полиуретановые смолы и т.д.

Коэффициент аккумуляции теплоты покрытия при температуре глубокого холода (T =- 77К) выбирают равным

О, i5 . 10 кДж/м К . с для повышения . температуры кризиса кипения (переход от пленочного режима кипения к пузырьковому), предпочтительно, до 293ОК.

Порошок наполнителя должен быть 5 дисперсность1о 20-50 мкм, что обеспечивает оптимальную толщину покрытия. При дисперсности порошка меньше 20 мкм покрытие не будет обладать достаточным термическим сопротивлением, и кризис 10 кипения будет ниже 293 I. При дисперсности более 50 мкм покрытие будет аккумулировать большое количество тепла на себя, и кривая захолаживания пузырькового режима пойдет более полого, т,е. время захала- 15 живания пр1л пузырьковом режиме возрастет.

Так как следующим между низкотеплопроводным материалом и подложкой является полимер, ко орый обладает 20 коэффициентом аккумуляции теплоты значительно более высоким при Т = 77К, что низкотеплопроводный материал и, cfLBpoBBтельно, будет аккумулировать значительное количество тепла, необходимо, чтобы коли- 25 чества полимера была минимальным, Эта достигается растворением полимера в бензоле или толуоле в массовом соотношении 1:1.

Увеличение количества порошка более 30

80мас, приводиткухудшениасцепления между частицами порошка и осыпанию покрытия. Уменьшение количества порошка менее 50 мас, % резко уменьшает эффективность покрытия, 35

Нанесение покрытий на металлическую подложку осуществля1ат при комнатной ,температуре. Отверждение покрытия протекает в течение 48 ч при комнатной температуре, без дополнительной термической 40 обработки.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. 50%-ный раствор в органическом растворителе криогенного клея 45

"криосил", представляющего собой смесь высокомолекулярных полиамидных смол

СЭДМ вЂ” 3 и fl — 20, взятых в массовом соотношении 2:1, и порошка нитр1лда бара, смешивают с порошком Аз2Яз + AszSG npil 50 соотношении, приведенном в табл. 1, и тщательно перемешива1от. Затем наносят смесь на внутренню1о поверхность участка трубопровода слоем 100 — 150 мкм и высушивают v течение 48 ч п ри комнатной темпера- 55 туре.

Свойства покрытий приведены втабл. 1.

Пример 2. 50 -ный раствор в органическом растворителе клея Б К вЂ” 3 на основе эпоксидной смолы смешивают с порошком

AszSg в массовом соотношении 1:2 и тщательно перемешивают, Затем наносят смесь HB внутреннюю поверхность участка трубопровода слоем 100 — 150 мкм и высушиBBIoT i ри комнатной температуре. Время эахолаживания покрытия 11,5 с.

Пример 3. 50 -ный раствор клея

"криосил" смешива1от с порошком

AsS + Аз23з (массовое соотношение компонентов в смеси i:1) в массовом соотношении 1;2 и тщательно перемешивают. Затем наносят смесь на внутреннюю поверхность участка трубопровода слоем 100 — 150 мкм и выдер, кивают покрытие B течение 48 ч. Время эахолаживания покрытия 11,3 с.

Пример 4. 50 -ный раствор в органическом растворителе криогенного клея

ВК вЂ” 5 (полиуретановый) смешивают с поpoUJKoI GB2Se3 в массовом соотношении

1:2. Затем смесь наносят на внутреннюю поверхность участка трубопровода слоем

100-150 мкм и выдерживают до полного отверждения. Время эахолаживания покрытия 11,5 с.

В табл. 2 приведена зависимость времени захолаживания от дисперсности порошка напал нителя. Напал нитель — смесь

Ав25з+ Аз2Яз клей "криасил", массовое соотношении 50 j,-йый раствор клея: наполнитель 1:2.

Покрытие, полученное на основе композиции по изобретению, имеет следующие характеристики: низкое значение коэффициента аккумуляции теплоты при температурах глубокого холода; коррозионную стойкость в криогенных х<идкостях, морской воде, салевом тумане, кислатах, растворах солей, спиртах, воздушной атмосфере, загрязненной вредными примесями и тд.; высокие диэлектрические свойства (р - 10" Ом см); высокие теплоизоляционные свойства в монолите.

Технология нанесения покрытия на металлические пОверхности не требует термического воздействия на материал покрытия и подложку, что обеспеч вает экологичность процесса.

Защищаемая поверхность может иметь любую конфигурацию, а способ нанесения покрытия не требует-тщательной подготовки и реализуется при комнатной температуре, (5G) Авторское свидетельство СССР

Ы 487166, кл. С 23 С 9/02, 1974, Патент США М 4508767, кл. 427-407,1, 1985,, 2002777

Таблица 1

ll . Пlп

II

1

33 раствора клея + 77 порошка

50 раствора клея + 50 порошка

20 раствора клея + 00 порошка

60 раствора клея + 40 порошка

15 раствора клея + Б5 порошка

Известная по прототипу

Известный способ

t

) 8

4-......

Без покрытия

Таблица 2

Ы . и/и исперсность порошка, 10

30

60

Формула изобретения

1. Композиция для антикоррозионного покрытия, включающая раствор в органическом растворителе полимерного связующего и наполнитель, отличающаяся тем; что, с целью увеличения коррозионной стойкости покрытия и повышения ere теп2

4 .2 !

C0cTGB композиции, мас. % лофизической эффективности при температурах глубокого холода, в качестве раствора в органическом растворителе полимерного связующего композиция со 5 держит 50%-ный раствор криогенного клея, а в качестве нэполнителя - порошок халькогенида металла с коэффициентом

2002777

Составитель H. Просторова

Редактор T. Никольская Техред М.Моргентал Корректор С..Шекмар

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Заказ 3215

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101 аккумуляции теплоты 0,45 ° 10" КДж /м °

К ° с и дисперностью 20 - 50 мкм при следующем соотношении компонентов, мас. $:

50 -ный раствор в органическом растворителе криогенного клея 20- 50

Указанный наполнитель 50- 80

2. Композиция по п.1, отличающаяся 10 тем, что в качестве порошка халькогенида металла она содержит порошок сульфйда мышьяка.

3. Способ получения антикоррозионного покрытия, включающий смешение рас-15 твора в органическом растворителе полимерного связующего с наполнителем, нанесение смеси на защищаемую поверхность и отверждение полученного покрытия, отличающийся тем, что, с целью 20 упрощения процесса получения покрытия, увеличения корроэионной стойкости последнего и повышения его теплофизической эффективности при температурах глубокого холода. в качестве раствора в органическом растворителе полимерного связующего используют 50 -ный раствор криогенного клея, а в качестве наполнителя - предварительно измельченный до порошка с дисаерсностью 20 - 50 мкм халькогенид металла с коэффициентом аккумуляции теплоты 0,45 ° 10 КДж /м ° К ° с, причем смешение проводят при соотношении компонентов, мас.$:

50 -ный раствор в органическом растворителе криогенного клея 20- 50

Указанный наполнитель 50- 80 а отверждение покрытия - при температуре окружающей среды.