Композиционное покрытие для стали

 

Изобретение относится к области получения антипригарного тефлонового покрытия на стальной основе и может быть использовано в народном хозяйстве. Состав силикатнотефлонового покрытия состоит из первого слоя, содержащего песок, фритту эмали, глину, буру, аэросил, диоксид титана, пигмент, позволяющего получать развитую поверхность, и второго слоя, содержащего фторопласты марок Ф4Д, Ф4МД, а также дистиллированную воду и ПАВ - ОП-10. Изобретение позволяет получать антипригарные износостойкие покрытия с высокой адгезионной прочностью и хорошим товарным видом.

Изобретение относится к области получения антипригарного тефлонового покрытия на стальной основе и может быть использовано в народном хозяйстве.

Известна фторопластовая композиция, наносимая на алюминий и его сплавы (авт. св. 1124047), имеющая состав, мас.%: фторопласт 24-36; 64%-ный раствор резидона в органическом растворителе 6-24; производное 2,2,6-тетраметилпиперидона 0,6-24; вода - остальное.

Недостатком покрытия является то, что его нанесение осуществляется методом пневмонанесения, при этом возникают большие потери фторопласта, и невозможность применения его для стали.

Известен состав эмали ЭСП-200, состав которой, мас.%: SiO₂ - 50,5; Аl₂О₃ - 8,2; Na₂О - 15,6; В₂О₃ - 14,9; MgO - 0,8; Р₂O₅ - 1,3; CaO - 3,7; Со₂О₃ - 1,9; К₂О - 2,5; Мn₂О₃ - 0,01 (ГОСТ 24405-80), наносимой на сталь 08 кп.

Недостатком покрытия является то, что само оно не обеспечивает антипригарности и не обладает сцепляющим эффектом для нанесения фторопластового антипригарного покрытия.

Наиболее близким к изобретению является двухслойное покрытие, сочетающее силикатный слой, мас.%: фритта эмали 9,0-50,0; песок 50,0-91,0; второй слой фторопластовый, разбавленный водой (Производство стальной эмалированной посуды. Труды Урал НИИЧМ, т.38, Свердловск, 1980, с.1).

Недостатком указанного покрытия является то, что силикатный слой получается путем предварительного высокотемпературного спекания. Кроме того, фторполимерная композиция наносится методом пневмонапыления, что приводит к дополнительным потерям тефлоновой суспензии, а также к загрязнению окружающей среды.

Задачей данного изобретения является создание силикатной основы, способствующей протеканию процесса самоосаждения тефлоновой суспензии на ее поверхности.

Задача решается тем, что предлагаемое покрытие состоит из двух слоев и содержит: первый слой - фритту эмали, песок, глину, диоксид титана, 50%-ный раствор буры, аэросил, пигмент; второй слой - фторопласты, ОП-10 (оксиэтилированный алкилфенол или оксиэтилированный нанилфенол, 10 - число углеродных атомов); дистиллированную воду, при следующем соотношении компонентов, мас.%: Первый силикатный слой Фритта эмали ЭСП-200 - 56,75-70,67 Песок - 14,13-22,70 Глина - 4,24-5,68 Диоксид титана - 0,07-0,28 50%-ный Раствор буры - 0,28-0,34 Аэросил - 0,01-0,06 Пигмент 1063 - 10,60-14,19 Второй тефлоновый слой
Фторопласты: марка Ф4Д - 37,40-42,20
Марка Ф4МД - 9,35-12,05
ОП-10 - 3,61-6,54
Вода дистиллированная - Остальное
Силикатно-тефлоновое покрытие имеет высокие эксплуатационные свойства (адгезия, антипригарность, износостойкость, декоративный вид).

Для достижения данной цели в состав стандартной эмали ЭСП-200 вводили песок и диоксид титана. Это позволяет получить развитую (шероховатую) поверхность силикатного слоя, которая обеспечивает прочное сцепление с антипригарной тефлоновой композицией.

Для улучшения реологических свойств шликера в качестве добавок вводятся глина Часов-Ярская, 50%-ный раствор буры, аэросил. С целью повышения товарно-декоративного вида в состав вводили пигмент 1063.

Данный силикатный слой наносился на загрунтованную поверхность методом облива толщиной 0,15-0,30 мм, высушивался и обжигался при температуре 790±10^oС.

На сцепляющий слой наносилась антипригарная тефлоновая композиция на основе Ф4Д и Ф4МД в два слоя и спекалась при температуре 390±10^oС.

ЭСП-200 (эмаль силикатная покровная 200) в соответствии с ГОСТ 24405-80 содержит, мас.%: SiO₂ 47 - 53; В₂О₃ 11 - 17; ТiO₂ не более 8, Аl₂O₃ 7 - 11, СаО 3 - 10, Na₂O 12 - 18, К₂О 1 - 3, СоО 0,5 - 2,5, F^- не более 6. Пигмент 1063 содержит, мас.%: Fe₂О₃ - 72, FeO - 28.

Фторопласт Ф4Д соответствует ТУ 6-05-1246-81 "Суспензии фторопластовые". Фторопласт Ф4МД соответствует ТУ 6-05-2012-86 "Суспензия фторопласта - Ф4МД".

Пример 1. Для испытания была взята композиция силикатного слоя, маc.%:
Фритта эмали ЭСП-200 - 70,67
Песок - 14,13
Глина - 4,24
Диоксид титана - 0,07
50%-ный Раствор буры - 0,28
Аэросил - 0,01
Пигмент 1063 - 10,60
Для приготовления силикатного слоя песок размалывается в шаровой мельнице до прохода через сито 3600 отв/см². Отвешенные компоненты в соответствии с указанным составом: ЭСП-200, глины буры, песка, диоксида титана, аэросила и пигмента засыпали в барабан и проводили мокрый помол. Тонина помола 18-19 ед. по сосуду Лисенко. Покрытие наносилось на загрунтованные образцы, высушивалось и обжигалось при (790±10)^oС. Шероховатость слоя составляла 2,6 мкм. Затем методом самоосаждения наносилась тефлоновая композиция состава, мас.%: Ф4Д - 42,2; Ф4МД - 2,05; ОП-10 - 3,61; вода дистиллированная - остальное, которая спекалась при (390±10)^oС.

Испытания силикатно-тефлонового покрытия проводили согласно ТУ 14-11-220-86. Для данного состава адгезия составила 3 балла, антипригарность - хорошая, износостойкость соответствовала требованиям.

Пример 2. Взят следующий состав силикатного покрытия, мас.%: ЭСП-200 - 62,16; песок - 18,66; глина - 5,22; оксид титана - 0,19; 50%-ный раствор буры - 0,31; аэросил - 0,04; пигмент 1063 - 12,40.

Шероховатость составила 2,8 мкм. Состав тефлоновой композиции, мас.%: Ф4Д - 42,01; Ф4МД - 10,53; ОП - 10 - 5,26; вода дистиллированная - остальное.

По окончанию испытания, проведенного аналогично описанному в примере 1, было выяснено, что силикатно-тефлоновое покрытие обладает высокими антипригарными и износостойкими свойствами адгезия составила 1 балл.

Пример 3. Состав силикатного подслоя принят следующий, мас.%:
Фритта эмали ЭСП-200 - 56,75
Песок - 22,70
Глина - 6,88
Диоксид титана - 0,28
50%-ный Раствор буры - 0,34
Аэросил - 0,06
Пигмент 1063 - 14,19
Шероховатость составила 3,0 мкм. Состав тефлоновой композиции, мас.%: Ф4Д - 37,40; Ф4МД - 9,35; ОП-10 - 6,54; вода дистиллированная - остальное.

Испытание проводилось аналогично описанному в примере 1. Было выяснено, что адгезия равна 2 баллам, антипригарность и износостойкость удовлетворяла требованиям.

Из приведенных примеров видно, что использование данного состава позволяет:
1. Значительно сократить потери тефлоновой композиции.

2. Улучшить социальный фактор.

3. Получить более качественное антипригарное покрытие.

Формула изобретения

Композиционное покрытие для стали, содержащее силикатный подслой, включающий фритту эмали ЭСП-200, песок и воду, и антипригарный фторопластовый слой, включающий фторопласт Ф4Д, фторопласт Ф4МД и дистилированную воду, отличающееся тем, что силикатный подслой дополнительно содержит диоксид титана, глину, аэросил, пигмент 1063, 50%-ный раствор буры, а фторопластовый слой дополнительно содержит ОП-10 при следующем соотношении компонентов, мас. %:
силикатный подслой:
Фритта эмали ЭСП-200 - 56,75-70,67
Песок - 14,13-22,70
Глина - 4,24-5,68
Диоксид титана - 0,07-0,28
Аэросил - 0,01-0,06
50%-ный Раствор буры - 0,28-0,34
Пигмент 1063 - 10,60-14,19
Вода - Остальное
фторопластовый слой:
Фторопласт марки Ф4Д - 37,40-42,20
Фторопласт марки Ф4МД - 9,35-12,05
ОП-10 - 3,61-6,54
Вода дистиллированная - Остальное