Антиабразивное покрытие
Владельцы патента RU 2535693:
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта" (БФУ им. И. Канта) (RU)
Изобретение относится к области судостроения и судоремонта и предназначено для защиты металлических элементов корпусных конструкций от абразивного изнашивания. Антиабразивное покрытие для защиты элементов судовых корпусных конструкций включает синтетическую полимерную смолу и абразивный порошок, при этом покрытие состоит из двух слоев, из которых первый слой содержит волокнистый материал - стекловолокно с длиной волокна 10-15 мм в количестве 10-20% от веса смолы, а второй слой содержит электрокорунд в количестве 10-15% веса полимерной смолы, песок кварцевый в количестве 32-53% веса полимерной смолы и порошкообразный графит в количестве 7-13% веса полимерной смолы. Изобретение обеспечивает повышение износостойкости, прочности, трещиностойкости и адгезии покрытия. 2 пр., 8 ил.
Изобретение относится к области судостроения и судоремонта и предназначено для защиты металлических элементов корпусных конструкций от абразивного изнашивания.
Известно антиабразивное покрытие для металлических и железобетонных настилов по авторскому свидетельству СССР №175643, 1965, состоящее из полимерного связующего - сополимера стирола с нитрилакриловой кислотой и бутилакриловым каучуком, растворенным в органическом растворителе, а также минеральных наполнителей и красителей [1].
Недостатком известного покрытия является токсичность натрилакриловой кислоты, а также использование в полимерном связующем органического растворителя, в результате испарения которого в покрытии образуются поры, снижающие его свойства.
Наиболее близким техническим решением является антиабразивное покрытие для защиты оборудования от износа по авторскому свидетельству СССР №336339, 1972, включающее бакелитовый лак и золу, вводимую в качестве абразивного порошка в объеме 70-80 весовых % от веса бакелитового лака [2].
Недостатком этого покрытия является его хрупкость, в результате чего оно не может быть использовано для защиты элементов, получающих в процессе эксплуатации большие деформации, например, борт рыбопромыслового судна в районе установки кранцевой защиты.
Цель изобретения - обеспечение возможности использования покрытия на поверхностях элементов судовых корпусных конструкций, получающих в процессе эксплуатации большие деформации.
Указанная цель достигается тем, что связующим материалом покрытия является синтетическая полимерная смола, при этом покрытие состоит из двух слоев: первый ближайший к металлической подложке слой армирован волокнистым материалом, а второй слой содержит абразивный порошок.
Введение , содержащего абразивный порошок, обеспечивает защиту элемента корпусной конструкции от абразивного изнашивания, например, для промыслового судна - орудиями лова. Наличие слоя, армированного волокнистым материалом, повышает прочность и трещиностойкость покрытия, то есть обеспечивает его целостность.
В аналогах, а также в других известных решениях поставленной задачи (см. обзоры, приведенные в книгах (Белый В.А., Егоренков Н.И., Корецкая Л.С. Металлополимерные материалы и изделия. М.: Химия, 1979, 310 с. Видоровин А.И. и др. Древесные композиционные материалы в машиностроении. М.: Машиностроение, 1991, 236 с. и Мэнсон Дж., Скерлинг Л. Полимерные смеси и композиты. Пер. с англ.; под ред. Бабаевского Г.Г. М.: Химия, 1981, 736 с.) указанные признаки не обнаружены. Это позволяет предполагать, что решение обладает новизной и существенными отличиями.
Сопоставление механических свойств предлагаемого антиабразивного покрытия с известным [2] выполнено на следующих примерах.
Пример 1а. Первый слой покрытия содержит стекловолокно длиной 10-15 мм в количестве 10-20% от веса композиции «Спрут плюс», а второй слой покрытия включает компоненты: композиция «Спрут-плюс», электрокорунд, песок кварцевый, графит (порошок). Содержание веществ во втором слое по весу (%) каждого из компонентов, указано в таблице 1 (фиг.1) в трех вариантах.
Толщина каждого слоя покрытия составляет примерно 1 мм.
Механические свойства предлагаемого антиабразивного покрытия в сравнении с известным приводятся в таблице 2 (фиг.2).
Пример 1б. В первом слое покрытия варьировали содержанием стекловолокна, указанным в таблице 3 (фиг.3).
Второй слой покрытия наносился по варианту 2 примера 1. Стальная подложка нагружалась растягивающей нагрузкой, определялась величина деформации, при которой происходило разрушение покрытия (отслаивание или откол частей покрытия). Результаты испытаний представлены в таблице 4 (фиг.4).
Пример 2а. Первый слой покрытия содержит стекловолокно длиной 10-15 мм в количестве 10-15% от веса композиции УП-5-177, а второй слой покрытия включает компоненты: композиция «Спрут-плюс», электрокорунд, песок кварцевый, графит (порошок). Содержание веществ во втором слое по весу (%) каждого из компонентов указано в таблице 5 (фиг.5) в трех вариантах.
Толщина каждого слоя покрытия составляет примерно 1 мм.
Механические свойства предлагаемого антиабразивного покрытия в сравнении с известным приводятся в таблице 6 (фиг.6).
Пример 2б. В первом слое покрытия варьировали содержанием стекловолокна, указанным в таблице 7 (фиг.7).
Второй слой покрытия наносился по варианту 2 примера 2. Стальная подложка нагружалась растягивающей нагрузкой, определялась величина деформации, при которой происходило разрушение покрытия (отслаивание или откол частей покрытия). Результаты испытаний представлены в таблице 8 (фиг.8).
Из таблиц 2 (фиг.2), 4 (фиг.4), 6 (фиг.6) и 8 (фиг.8) видно, что эффективность предлагаемого антиабразивного покрытия в отличие от известного заключается в более высоких прочностных и защитных свойствах, что позволяет повысить надежность защищаемых поверхностей элементов конструкции.
Применение антиабразивного покрытия для защиты металлических поверхностей от абразивного изнашивания, например, на рыбопромысловых судах даст эффект за счет снижения износа корпусных конструкций судов и увеличения срока службы элементов.
Источники информации
1. Авт. св. СССР №175643, 1965, БИ №4, с.46.
2. Авт. св. СССР №336339, 1972, БИ №5, с.39.
Антиабразивное покрытие для защиты элементов судовых корпусных конструкций, получающих в процессе эксплуатации большие деформации, включающее синтетическую полимерную смолу и абразивный порошок, отличающееся тем, что покрытие состоит из двух слоев, из которых первый слой содержит волокнистый материал - стекловолокно с длиной волокна 10-15 мм в количестве 10-20% от веса смолы, а второй слой содержит электрокорунд в количестве 10-15% веса полимерной смолы, песок кварцевый в количестве 32-53% веса полимерной смолы и порошкообразный графит в количестве 7-13% веса полимерной смолы.
