Композиция для изготовления высокотемпературного теплозащитного напыляемого покрытия



Композиция для изготовления высокотемпературного теплозащитного напыляемого покрытия
Композиция для изготовления высокотемпературного теплозащитного напыляемого покрытия
Композиция для изготовления высокотемпературного теплозащитного напыляемого покрытия
Композиция для изготовления высокотемпературного теплозащитного напыляемого покрытия

Владельцы патента RU 2705081:

Общество с ограниченной ответственностью "ВИАМ-ТРЕЙД" (RU)
Акционерное общество "Военно-промышленная корпорация "Научно-производственное объединение машиностроения" (RU)

Изобретение относится к теплозащитным покрытиям, предназначенным для защиты узлов и агрегатов, работающих в условиях воздействия аэродинамических и газодинамических тепловых потоков. Композиция для изготовления теплозащитного покрытия включает (мас.ч.) фенолоформальдегидную смолу новолачного типа 10,0-12,0; фурфурол 9,0-12,0; уротропин 1,2-1,6; бутадиен-нитрильный каучук в виде 20% раствора в ацетоне 26,0-28,0; ацетон 4,0-6,0; бутилацетат 4,0-6,0; тальк 19,0-21,0; слюду 11,0-13,0; низкомолекулярный полиуретановый каучук 5,0-7,0; термостабилизаторы - Агидол-5 2,0-4,0; трифенилфосфит 2,0-4,0. Изобретение позволяет повысить физико-механические свойства теплозащитного покрытия, увеличить прочность межслоевого сцепления при нанесении, возможность нанесения покрытия в увеличенных толщинах для изделий, увеличить адгезию покрытия к металлам, а также увеличить термоокислительную устойчивость в условиях воздействия высоких температур и кислорода воздуха. 2 табл.

 

Изобретение относится к теплозащитным покрытиям, предназначенным для защиты узлов и агрегатов, работающих в условиях воздействия аэродинамических и газодинамических тепловых потоков.

Известна композиция для огнепреградительного покрытия (RU 2458949 С2, кл. C08L 61/10, публ. 20.08.2012), включающая масс.ч.:

Недостатком данной композиции является сложность изготовления полуфабриката и отсутствие возможности нанесения покрытия на поверхности сложной геометрии.

Известна композиция для изготовления теплозащитного покрытия (RU 2037504 С1, кл. C08L 61/10, C08L 9/02, С08К 13/02, публ. 19.06.1995), включающая, масс.ч.:

Фенолоформальдегидная смола новолачного типа 70,0-120,0
Уротропин технический 7,0-12,0
Азоизобутиронитрил 15,0-30,0
Маршалит 280,0-385,0
Асбест хризотиловый 25,0-70,0
Акрилонитрильный каучук 30,0-70,0
Алкилсульфат натрия 0,01-1,0
Стеарат кальция 1,0-2,0

Недостатками данного технического решения являются низкая окислительная стойкость композиции и полуфабриката на ее основе, нестабильность свойств и низкое качество.

Наиболее близкой к заявленной композиции является композиция для изготовления теплозащитного покрытия (RU 2640523 С2, кл. C08L 61/14, C08L 9/02, C09D 161/14, С08К 13/02, публ. 09.01.2018), включающая, масс.ч.:

Фурфурол 8,0-12,5
Уротропин 0,9-1,8
Фенолоформальдегидная смола новолачного типа 8.0-14.0
Бутадиен-нитрильный каучук СКН-40-КНТ 28,0-33,0
Ацетон 4,0-7,0
Бутилацетат 4,0-7,0
Тальк 8,0-23,0
Слюда 10,0-14,0

Недостатком данного технического решения является недостаточно высокая термическая стойкость композиции, низкий уровень физико-механических свойств и уровень межслоевой прочности при послойном нанесении покрытия, что не позволяет нанести композицию на защищаемую поверхность в толщинах более 10 мм. Кроме того, при нанесении известной композиции на защищаемую поверхность из металла, в том числе из титана, стали, сплавов на их основе, и неметаллов требуется нанесение низкотемпературного подслоя ВЛ-02.

Изготовление современных узлов и агрегатов, работающих в условиях воздействия аэродинамических и газодинамических тепловых потоков, выдвигает требования по обеспечению адгезии покрытия к металлам (титану, стали и сплавам на их основе) и неметаллам при воздействии на конструкцию аэродинамического нагрева.

Технический результат заключается в повышении физико-механических свойств теплозащитного покрытия, увеличении прочности межслоевого сцепления при нанесении, возможности нанесения покрытия в увеличенных толщинах для изделий, увеличении адгезии покрытия к металлам (титану, стали и сплавам на их основе) и неметаллам, а также в увеличении термоокислительной устойчивости в условиях воздействия аэродинамического нагрева и кислорода воздуха.

Указанный технический результат достигается тем, что композиция для изготовления теплозащитного покрытия включает фенолоформальдегидную смолу новолачного типа, фурфурол, уротропин, бутадиен-нитрильный каучук СКН-40-КНТ в виде 20% раствора в ацетоне, ацетон, бутилацетат, тальк, слюду, при этом в композицию дополнительно вводят низкомолекулярный полиуретановый каучук и термостабилизаторы - Агидол-5 и трифенилфос-фит при следующем соотношении компонентов, в масс.ч:

Фурфурол 9,0-12,0
Уротропин 1,2-1,6
Фенолоформальдегидная смола новолачного типа 10,0-12,0
Бутадиен-нитрильный каучук СКН-40-КНТ в виде 20% 26,0-28,0
раствора в ацетоне
Ацетон 4,0-6,0
Бутилацетат 4,0-6,0
Тальк 19,0-21,0
Слюда 11,0-13,0
Низкомолекулярный полиуретановый каучук 5,0-7,0
Агидол 5 2,0-4,0
Трифенилфосфит 2,0-4,0

Дополнительное введение низкомолекулярного полиуретанового каучука, представляющего собой олигоуретан с концевыми функциональными группами, приводит к образованию блок сополимера с гибкими уретановыми фрагментами, что обеспечивает существенное уменьшение хрупкости, увеличение межслоевой прочности и увеличение адгезии композиции к металлическим и неметаллическим материалам.

Для увеличения стойкости покрытия к одновременному воздействию высоких температур и кислорода воздуха (устойчивости к термоокислительной деструкции) в состав композиции введены термостабилизаторы - Агидол-5 и трифенилфосфит, образующие синергическую смесь, существенно повышающую устойчивость материала при эксплуатации при воздействии аэродинамического потока.

Кроме того, согласно требованиям к теплозащитной композиции важна возможность ее нанесения на защищаемую поверхность в увеличенных в сравнении с прототипом толщинах, которые определяются условиями эксплуатации изделия).

Теплозащитную композицию получают многостадийным способом, заключающимся в осуществлении следующих операций:

1) Изготовление эластифицирующего компонента;

2) Изготовление термореактивного связующего;

3) Смешение эластифицирующего компонента и термореактивного связующего с термостабилизаторами и минеральными наполнителями.

Изготовление эластифицирующего компонента (20%-ного раствора бутадиеннитрильного каучука СКН-40-КНТ в ацетоне), осуществляют в смесителе, снабженном высокоэффективной лопастной мешалкой, в который заливают расчетное количество ацетона и загружают порциями каучук СКН-40-КНТ. Непрерывное перемешивание продолжают до получения однородного раствора, не содержащего нерастворенных включений и механических примесей.

Изготовление термореактивного связующего, заключающееся в растворении новолачной фенолоформальдегидной смолы и уротропина в фурфуроле, осуществляют в обогреваемом реакторе, в который загружают расчетное количество фурфурола, включают обогрев и порциями вводят новолачную смолу (например, СФ-010). Непрерывное перемешивание при нагревании продолжают до полного растворения смолы. При этом происходит взаимодействие фурфурола с новолачной смолой и частичное превращение ее в фенолоформальдегидную смолу резольного типа, способную отвер-ждаться при повышенных температурах без использования катализаторов. Для обеспечения более полного и быстрого отверждения полученного связующего в его состав вводят катализатор отверждения - уротропин, для чего содержимое реактора охлаждают до комнатной температуры и при непрерывном перемешивании порциями вводят расчетное количество уротропина. Перемешивание осуществляют до стабилизации вязкости термореактивного связующего.

Изготовление теплозащитной композиции осуществляют путем механического смешения термореактивного связующего с эластифицирующим компонентом, низкомолекулярным полиуретановым каучуком, растворителями, термостабилизаторами и минеральными наполнителями. В смеситель периодического действия загружают расчетные количества термореактивного связующего, ацетона, бутилацетата, талька и слюды и перемешивают в течение заданного времени, затем, не прекращая перемешивания, вводят термостабилизаторы Агидол-5 и трифенилфосфит, эластифицирующий компонент в виде раствора каучука СКН-40-КНТ в ацетоне и низкомолекулярный полиуретановый каучук (например, ПЭФ-3А) и продолжают перемешивание до получения однородной вязкой массы, не содержащей комков и механических включений, способной к переработке методом пневмораспыления.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами:

Составы композиции в масс.ч. приведены в таблице №1.

Согласно требованиям к теплозащитным покрытиям важно, чтобы покрытие сохранилось на защищаемой поверхности при действующих на изделие уровней газодинамического и аэродинамического потоков. Испытания на эффективность работы тепловой защиты проводятся поэтапно, моделируя различные ступени теплового, аэродинамического и газодинамического воздействия на конструкцию, содержащую покрытие из заявленной композиции.

Определение термической стойкости теплозащитного покрытия в соответствии с требованиями технических условий проводилось на металлических пластинах с нанесенной композицией по данному изобретению. Метод нанесения на защищаемую поверхность - послойное напыление. Этот метод позволяет нанести композицию на поверхности сложной геометрии и защитить изделие от воздействующих факторов при эксплуатации в составе изделий. Пластина с покрытием помещалась в муфель, нагретый до температуры 800°С, и выдерживалась в течение 120 с. Качество покрытия определялось по состоянию поверхности покрытия после охлаждения.

Данные по результатам оценки качества при воздействии различных факторов нагружения заявленного состава тепловой защиты в сравнении с прототипом, в том числе, в условиях натурных испытаний приведены в таблице 2.

Результаты испытаний всех приведенных в табл.1 составов показали высокую технологичность, а также высокие эксплуатационные свойства заявленной теплозащитной композиции.

Из анализа видно, что результаты проведенных стендовых испытаний и испытаний в составе натурного изделия с использованием в качестве тепловой защиты заявленной композиции позволяют обеспечить стойкость к окислению, стойкость к высокотемпературным аэродинамическим, газодинамическим воздействиям, обеспечить возможность нанесения в толщинах более 10 мм в условиях эксплуатации и получить качественное теплозащитное покрытие при высокой технологичности.

Композиция для изготовления теплозащитного покрытия, включающая фенолоформальдегидную смолу новолачного типа, уротропин, фурфурол, бутадиен-нитрильный каучук СКН-40-КНТ в виде 20% раствора в ацетоне, ацетон, бутилацетат, тальк, слюду, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит низкомолекулярный полиуретановый каучук и термостабилизаторы - Агидол-5 и трифенилфосфит при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Фурфурол 9,0-12,0
Уротропин 1,2-1,6
Фенолоформальдегидная смола новолачного типа 10,0-12,0
Бутадиен-нитрильный каучук СКН-40-КНТ в виде 20% раствора в ацетоне 26,0-28,0
Ацетон 4,0-6,0
Бутилацетат 4,0-6,0
Тальк 19,0-21,0
Слюда 11,0-13,0
Низкомолекулярный полиуретановый каучук 5,0-7,0
Агидол-5 2,0-4,0
Трифенилфосфит 2,0-4,0



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к огнезащитным противопожарным средствам и может быть использовано для защиты трубопроводов и выступающей на них запорной арматуры, технологического оборудования с КИПиА, запорно-регулирующей арматуры фланцевых соединений, фильтров, различного емкостного оборудования, в системах переработки и транспортировки горючих газов и жидкостей и на иных участках пожароопасных производств.
Изобретение относится к огнезащитным составам и может быть использовано для обработки различных тканей одежды, постельных принадлежностей, обивки мебели, театральных декораций.

Изобретение относится к листовым материалам на асфальтной основе. Предложен лист на асфальтной основе, содержащий: асфальтовый компонент, включающий асфальтовый связующий материал и замедлитель горения, отличающийся от расширяющегося графита, диспергированный в асфальтовом связующем материале, причем указанный асфальтовый связующий материал включает первую и вторую плоские поверхности; удаляемую разделительную пленку, прикрепленную к указанной первой плоской поверхности; полимерный слой, адгезивно прикрепленный к указанной второй поверхности; концентрированную область расширяющегося графита на или вблизи второй плоской поверхности, причем в указанной концентрированной области существует градиент концентраций, где концентрация расширяющегося графита изменяется от слоя с максимальной концентрацией до слоя с минимальной концентрацией.

Изобретение относится к сфере разработок средств, обладающих огнестойкостью, способностью поглощать электромагнитное излучение волны в диапазоне сверхвысоких частот, составам, используемым для нанесения на текстильную основу обмундирования военнослужащих, одежды гражданского населения с целью защиты от поражения зажигательным оружием, нанесения на металлические поверхности для снижения радиолокационной заметности техники в диапазоне СВЧ-ЭМИ.

Изобретение относится к органическим материалам, таким как, например, древесина или бумага. Описано эластомерное тело для амортизации колебаний и/или пружинящего эффекта, включающее основное тело, а также огнезащитное покрытие, которое покрывает по меньшей мере один участок основного тела, при этом огнезащитное покрытие включает по меньшей мере две вспучивающиеся огнезащитные системы, отличающееся тем, что первая огнезащитная система содержит расширяющийся графит, имеющий температуру начала расширения от 160 до 250°C, который содержит по меньшей мере одну первую фракцию со средним размером частиц от 180 до 500 мкм, еще предпочтительнее от 280 до 350 мкм, а также по меньшей мере одну вторую фракцию со средним размером частиц от 50 до 180 мкм, еще предпочтительнее от 50 до 120 мкм и в частности от 70 до 90 мкм; вторая огнезащитная система, содержащая полиуретан, в расширенном состоянии образует несущую структуру, которая по меньшей мере частично фиксирует расширяющийся графит в расширенном состоянии.

Изобретение относится к материалам, предназначенным для огнезащиты конструктивных элементов, работающих в экстремальных условиях воздействия пламени, возникшего в результате пожара.

Группа изобретений относится к клеевой системе для применения в строительной композитной пленке для склеивания строительной композитной пленки с основой или другой строительной композитной пленкой с помощью клея, а также к снабженной клеевой системой строительной композитной пленке.
Изобретение относится к композиции для получения термозащитного покрытия, которое может быть использовано на трубопроводах, паропроводах и оборудовании систем теплоснабжения, при строительстве различных сооружений нефтеперерабатывающей, газо-, нефтедобывающей и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к материалам, предназначенным для тепловой защиты конструктивных элементов, работающих в условиях воздействия тепловых аэродинамических и газодинамических тепловых потоков.

Изобретение относится к производству изделий из высокотемпературных композиционных материалов и может быть применено в авиационной, ракетно-космической и железнодорожной промышленности, в двигателестроении и энергетическом машиностроении.

Изобретение относится к теплозащитным покрытиям (материалам), предназначенным для защиты узлов и агрегатов, работающих в условиях воздействия аэродинамических и газодинамических тепловых потоков.

Изобретение относится к композиция для покрытия металлических изделий в узлах машин. Композиция состоит из следующего соотношения ингредиентов (в % по массе): лак Ф-40 - 96...97; алюминиевый нанопорошок - 1,8...2; медный нанопорошок - 1,5...1,7.

Изобретение относится к химической и машиностроительной промышленности, касается ремонта техники путем нанесения полимерных покрытий на металлические детали и узлы машин, в частности на посадочные места подшипников в металлических деталях машин.
Изобретение относится к тензочувствительному хрупкому покрытию для определения деформаций и напряжений в элементах нефтегазохимических аппаратов и трубопроводов.

Изобретение относится к составам для получения огнестойких теплозащитных покрытий на основе полимерного связующего. .

Изобретение относится к области получения полимерных материалов, в частности составов для покрытий, обладающих антикоррозионными свойствами, позволяющих осуществлять защиту от коррозии оборудования, работающего в сильно агрессивных средах при повышенных температурах.

Изобретение относится к полимерным композициям для защиты от коррозии, в частности к композициям для защиты сельскохозяйственной и железнодорожной техники в условиях действия влаги при повышенных температурах.

Изобретение относится к отверждаемым полимерным композициям, включающим фотополимеризующиеся компоненты, отверждаемые под действием излучения ультрафиолетового диапазона с образованием отвержденных продуктов.

Изобретение относится к теплозащитным покрытиям, предназначенным для защиты узлов и агрегатов, работающих в условиях воздействия аэродинамических и газодинамических тепловых потоков. Композиция для изготовления теплозащитного покрытия включает фенолоформальдегидную смолу новолачного типа 10,0-12,0; фурфурол 9,0-12,0; уротропин 1,2-1,6; бутадиен-нитрильный каучук в виде 20 раствора в ацетоне 26,0-28,0; ацетон 4,0-6,0; бутилацетат 4,0-6,0; тальк 19,0-21,0; слюду 11,0-13,0; низкомолекулярный полиуретановый каучук 5,0-7,0; термостабилизаторы - Агидол-5 2,0-4,0; трифенилфосфит 2,0-4,0. Изобретение позволяет повысить физико-механические свойства теплозащитного покрытия, увеличить прочность межслоевого сцепления при нанесении, возможность нанесения покрытия в увеличенных толщинах для изделий, увеличить адгезию покрытия к металлам, а также увеличить термоокислительную устойчивость в условиях воздействия высоких температур и кислорода воздуха. 2 табл.

Наверх