Композиция для покрытия металлических изделий

Изобретение относится к области машиностроения и ремонта техники, в частности к нанесению полимерных покрытий на посадочные места подшипников в металлических деталях машин. Описана композиция для покрытия металлических изделий в узлах машин, включающая лак Ф-40, представляющий собой раствор композиции каучука и модифицированной фенольной смолы в органическом растворителе и углеродные нанотрубки марки «Таунит-М» при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: лак Ф-40 99,9 - 99,95, углеродные нанотрубки марки «Таунит-М» 0,05-0,1. Технический результат - повышение деформационно-прочностных свойств пленок, а именно удельной работы разрушения, характеризующей стойкость материала к циклическим нагрузкам и долговечность полимерных покрытий, надежность узлов машины. 1 ил., 1 табл.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области машиностроения и ремонта техники, в частности, к нанесению полимерных покрытий на посадочные места подшипников в металлических деталях машин.

Уровень техники

Известна композиция на основе лака Ф-40 [1], включающая в себя в качестве наполнителей наноразмерные частицы алюминиевого и медного порошков при следующем соотношении ингредиентов (в % по массе):

- лак Ф-40-96…97;

- алюминиевый нанопорошок - 1,8…2;

- медный нанопорошок - 1,5…1,7.

Покрытия из данной композиции позволяют компенсировать износ посадочных мест подшипников в деталях машин и предотвратить появление фреттинг-коррозии - основной причины изнашивания посадочных мест. Помимо ремонта, покрытия из данной композиции можно наносить на посадочные места подшипников в металлических деталях при производстве машин.

Недостатками данной композиции являются относительно низкие деформационно-прочностные свойства материала - удельная работа разрушения составляет 13,0 МДж/м3. Удельная работа разрушения характеризует стойкость материала к циклическим нагрузкам. Чем она больше, тем выше долговечность полимерных покрытий и надежность узлов машины в целом [2].

Раскрытие изобретения

Заявлена композиция для покрытия металлических изделий в узлах машин, включающая лак Ф-40, отличающаяся тем, что она содержит в качестве наполнителей углеродные нанотрубки (УНТ) марки «Таунит-М» при следующем соотношении ингредиентов (в % по массе):

- лак Ф-40 - 99,9…99,95;

- углеродные нанотрубки (УНТ) марки «Таунит-М» - 0,05…0,1.

Лак Ф-40 (ТУ 6-06-246-92) представляет собой раствор композиции каучука и модифицированной фенольной смолы в органическом растворителе. Лак Ф-40 - прозрачная жидкость коричневого цвета без механических включений, характеризующаяся по следующим показателям [3]:

- массовая доля сухого остатка - 20%;

- прочность связи со сталью при сдвиге при 20°С не менее - 5,0 МПа. Состав лака Ф-40:

1) смола ФКУ (феноло-формальдегидная смола на основе замещенного фенола винилацетиленовой структуры) - 8 масс. %;

2) каучук синтетический бутадиен-нитрильный марки СКН-40С - 12 масс. %;

3) ацетон технический, ГОСТ 2768-84 - 80 масс. %.

Углеродные нанотрубки (УНТ) серии «Таунит» представляют собой квазиодномерные, наномасштабные, нитевидные образования поликристаллического графита преимущественно цилиндрической формы с внутренним каналом [4].

В таблице 1 приведены технические характеристики материала.

Существенным отличительным признаком от прототипа является то, что композиция содержит в качестве наполнителей углеродные нанотрубки «Таунит-М».

Таким образом, заявленное техническое решение имеет существенные отличительные признаки от прототипа и соответствует, тем самым, критериям изобретения.

Установлено, что удельная работа разрушения пленок, выполненных заявляемой композицией составляет 26,51 МДж/м2 (фиг. 1). Это в 2,04 раза больше, чем удельная работа разрушения пленок, выполненных прототипом (13,0 МДж/м3). Реализация отличительных существенных признаков от прототипа, а именно, введение в лак Ф-40 углеродных нанотрубок «Таунит-М», позволяет получить технический результат, который выражается в многократном повышении деформационно-прочностных свойств, а именно удельной работы разрушения, пленок, выполненных заявляемой композицией.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1. Удельная работа разрушения пленок а при одноосном растяжении, выполненных прототипом (1) и заявляемой композицией (2).

Осуществление изобретения

Заявлена композиция для покрытия металлических изделий в узлах машин, включающая лак Ф-40, отличающаяся тем, что она содержит в качестве наполнителей углеродные нанотрубки (УНТ) марки «Таунит-М» при следующем соотношении ингредиентов (в % по массе):

- лак Ф-40 - 99,9…99,95;

- углеродные нанотрубки (УНТ) марки «Таунит-М» - 0,05…0,1.

Лак Ф-40 (ТУ 6-06-246-92) поставляется в виде раствора в пластиковых емкостях различного объема. Разработчик - ОАО «Институт пластмасс» (г. Москва).

УНТ «Таунит-М» производит ООО «НаноТехЦентр» (г. Тамбов). Материал имеется в широкой продаже.

Ингредиенты взвешивали на аналитических весах марки ВЛА-200М. Первоначально в стеклянную емкость заливали отобранный лак Ф-40, затем добавляли наполнитель (углеродные нанотрубки «Таунит-М» или нанопорошки алюминия и меди), после чего композицию тщательно перемешивали. Композицию использовали в течение 10 мин.

Образцы представляли собой пленки прямоугольной формы 60×15×0,21 мм. Расчетная длина образца составляла 40 мм. В качестве подложки при изготовлении пленок использовали пластину 200×160×4 мм из фторопласта-4. Прямоугольную форму и геометрические размеры пленки обеспечивали при помощи рамки-трафарета 180×140×0,8 мм из стали 3 с тремя окнами для пленок. Внутренние размеры окон - 70×20 мм. Рамку накладывали на фторопластовую пластину и заполняли ее, нанося послойно композицию волосяной кистью №5. После заполнения рамки, поверхность покрытия формовали фторопластовой пластиной, с целью обеспечения равномерной толщины полимерной пленки. После отверждения образцы кондиционировали в течение 16 ч. при стандартной атмосфере 23°С [5]. Предельные отклонения размеров образцов не превышали по длине и ширине ± 0,1 мм. Отверждение пленок проводили в сушильном шкафу СНОЛ-3.5,3.5,3.5/3 в течение 2,5 ч при температуре 140°С.

Деформационно-прочностные свойства пленок композиции-прототипа и заявляемой композиции оценивали удельной работой разрушения при одноосном растяжении пленок. Испытания образцов осуществляли на разрывной машине ИР 5047-50 с одновременной записью диаграммы «нагрузка-деформация». Скорость нагружения при испытаниях была постоянной и составляла 5 мм/мин. По полученной диаграмме «нагрузка-деформация» рассчитывали удельную работу разрушения.

Библиографические данные

1. Ли, Р.И. Композиция для покрытия металлических изделий [Текст]: Патент на изобретение РФ №2569547. Заявл. 22.10.2014 / Ли Р.И., Мироненко А.В. // Опубл. 25.11.2015. - Бюл. №33.

2. Курчаткин В.В. Восстановление посадок подшипников качения сельскохозяйственной техники полимерными материалами. - Дис … док. техн. наук. - М., 1989, - 407 с.

3. https://institut-plastmass.tiu.ru/p32507115-fenolnye-smoly-laki.html

4. http://www.nanotc.ru/producrions/87-cnm-taunit

5. ГОСТ 12423-66. Пластмассы. Условия кондиционирования и испытания образцов (проб) [Текст]. - М.: Изд-во стандартов, 1989. - 6 с.

Композиция для покрытия металлических изделий в узлах машин, включающая лак Ф-40 на основе фенолоформальдегидной смолы в сочетании с каучуком синтетическим бутадиен-нитрильным, отличающаяся тем, что содержит углеродные нанотрубки «Таунит-М» при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

лак Ф-40 99,9 - 99,95

углеродные нанотрубки (УНТ) марки «Таунит-М» 0,05 - 0,1.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к отверждаемой пленкообразующей композиции для нанесения покрытия на подложку. Композиция содержит: (а) полимерное связующее, содержащее реакционноспособные функциональные группы, содержащиеся в количестве от 25 до 90 мас.% в расчете на общую массу твердых веществ смолы в отверждаемой пленкообразующей композиции, (б) отвердитель, содержащий функциональные группы, которые реагируют с реакционноспособными функциональными группами (а), содержащийся в количестве от 5 до 75 мас.% в расчете на общую массу твердых веществ смолы в отверждаемой пленкообразующей композиции, и (в) полисилоксановую смолу, содержащую ароматические функциональные группы и концевые гидроксильные группы, содержащуюся в количестве по меньшей мере 0,5 мас.% в расчете на общую массу твердых веществ смолы в отверждаемой пленкообразующей композиции, причем полисилоксановая смола (в) получена из полисилоксановой смолы, имеющей концевые аминофункциональные группы, прореагировавшие с циклическим карбонатом так, что полисилоксановая смола (в) имеет уретановые связи и концевые гидроксильные группы или полисилоксановая смола (в) получена из полисилоксановой смолы, имеющей метоксифункциональные группы, прореагировавшие с полиолом так, что полисилоксановая смола (в) имеет простую эфирную связь Si-O-C и концевую гидроксильную группу и общее количество компонентов (а), (б) и (в) составляет 100%.

Настоящее изобретение относится к способу получения водной дисперсии полимерных частиц посредством радикальной водоэмульсионной полимеризации, а также ее применения в лакокрасочных материалах, покрытиях для бумаги, пеноматериалах, средствах для защиты растений, косметических средствах, чернилах или термопластичных формовочных массах.
Изобретение относится к композиции для покрытия, которые имеют хорошую устойчивость против помутнения, стойкость к истиранию, устойчивость против образования пузырей, твердость и сопротивление царапанию. Композиция для покрытия, включающая водную дисперсию, где водная дисперсия содержит более одного сополимера этилена и (мет)акриловой кислоты, фенольный сшивающий агент и воду, где сополимеры этилена и (мет)акриловой кислоты имеют среднечисленную молекулярую массу 2500-4500 Да, средневесовую молекулярную массу 5500-9000 Да и содержание (мет)акриловой кислоты 15-20 мас.%, где композиция для покрытия содержит не более, чем 1,0 мас.% бисфенола-А.
Изобретение относится к водной не содержащей хрома композиции покрытия, способу по меньшей мере частичного нанесения покрытия металлической подложки грунтовочным слоем, способу по меньшей мере частичного нанесения покрытия металлической подложки многослойным покрытием, применению композиции покрытия для защиты от коррозии металлических подложек и металлической подложке, покрытой по меньшей мере частично композицией покрытия.

Изобретение относится к области получения антимикробных составов и может быть использовано в качестве противомикробных добавок в лакокрасочные материалы и самостоятельного использования при дезинфекции различных поверхностей. Способ получения состава для антимикробного покрытия на основе ассоциатов нанокристаллов сульфида серебра (НК Ag2S) с молекулами метиленового голубого включает сливание растворов тиогликолевой кислоты и нитрата серебра при температуре 30°С при постоянном перемешивании с последующим покапельным титрованием водным раствором NaOH, добавлением водного раствора сульфида натрия с дальнейшим перемешиванием с образованием НК Ag2S, добавление к полученной смеси ацетона в объемном соотношении 1:1 и последующее центрифугирование, при этом используют 0,027-0,03 Μ водный раствор тиогликолевой кислоты, 0,0135-0,0154 Μ водный раствор нитрата серебра, и постоянное перемешивание ведут со скоростью 300-600 об/мин при обеспечении молярного соотношения 2:1, соответственно, покапельное титрование ведут 0,1 Μ водным раствором NaOH до рН 9, а затем добавляют 0,02-0,023 Μ водный раствор сульфида натрия с температурой от 15 до 25°С при объемном соотношении раствор тиогликолевой кислоты : раствор нитрата серебра : раствор сульфида натрия - 2:2:1, соответственно, дальнейшее перемешивание ведут, по меньшей мере, в течение 20 мин, центрифугирование полученного раствора ацетона с НК Ag2S проводят со скоростью 5000 об/мин в течение 30 мин для осаждения НК Ag2S, которые далее отделяют от водорастворимых продуктов реакции декантированием, а к отделенному осадку НК Ag2S добавляют 50% водно-этанольного раствора в объеме, равном сумме объемов смешиваемых растворов нитрата серебра, тиогликолевой кислоты и сульфида натрия, и приливают раствор метиленового голубого в 96%-ном этаноле в молярном соотношении Vкрасит/Vнк, составляющем 10-1-10-3.

Изобретение может быть использовано в лакокрасочной промышленности. Пигментная паста на основе органического растворителя содержит по меньшей мере 10 мас.% алкида и по меньшей мере 1 мас.% одного или более железооксидных пигментов.

Изобретение относится к системе для производства эпоксидной грунтовки, содержащей микросферы. Предложена система для производства эпоксидной грунтовки, содержащей микросферы, включающая в себя дежу, выполненную с возможностью помещения под погружной диссольвер для перемешивания с загрузкой компонентов смеси и с возможностью помещения под бисерную мельницу для диспергирования смеси; герметичный смеситель, подключенный к пневматическому каналу; ёмкость с микросферами; генератор вакуума; канал для перекачивания смеси, выполненный с возможностью соединения дежи и герметичного смесителя с возможностью перекачивания смеси из дежи в герметичный смеситель; канал для загрузки микросфер, соединяющий ёмкость с микросферами и герметичный смеситель таким образом, что выходное отверстие канала располагается в нижней части ёмкости герметичного смесителя; пневматический канал, соединяющий герметичный смеситель с генератором вакуума таким образом, что выходное отверстие пневматического канала располагается в верхней части ёмкости герметичного смесителя.

Изобретение относится к способу получения на основе системы покрытия, содержащему получение на основе затвердевшей пленки базового покрытия посредством нанесения на основу пигментированного материала водного базового покрытия и последующего отверждения материала базового покрытия, где материал базового покрытия содержит продукт реакции на основе простого полиэфира, который получен посредством реакции (а) по меньшей мере одного циклического диангидрида тетракарбоновой кислоты, имеющего алифатический, ароматический или аралифатический радикал X, который соединяет две ангидридные группы, с (б) по меньшей мере одним простым полиэфиром общей структурной формулы (II) где R представляет собой С3 - С6 алкиленовый радикал, и n выбирают таким образом, что простой полиэфир (б) имеет среднечисленную молекулярную массу, которая составляет 500-5000 г/моль, где компоненты (а) и (б) применяются в реакции в молярном соотношении, которое составляет 0,7/2,3-1,6/1,7 и полученный продукт реакции имеет кислотное число, которое составляет 5-80 мг КОН/г, и где затвердевшая пленка базового покрытия, по меньшей мере частично, является самым верхним покрытием полученной системы покрытия.
Изобретение относится к композиции слоя основы коврового покрытия, ковровому покрытию и способу получения коврового покрытия. Композиция слоя основы коврового покрытия содержит 10-50 мас.% полукристаллических полиолефинов и 50-90 мас.% неорганических наполнителей.

Настоящее изобретение относится к декоративным облицовочным покрытиям, в частности напольным или настенным покрытиям, содержащим один или более слоев и отвержденный верхний слой, сочетающим превосходные противоскользящие свойства и стойкость к истиранию. Декоративное облицовочное покрытие, содержащее подложку и верхний слой, покрывающий верхнюю поверхность указанной подложки, где указанный верхний слой содержит: от 40 до 80 мас.% отвержденного связующего вещества (i), содержащего полимер, выбранный из группы, состоящей из эпоксидной смолы, сложноэфирной эпоксидной смолы, сложноэфирной виниловой смолы, сложного полиэфира, алкидной смолы, полиамида, сложного полиэфирамида, полиуретана, простого полиэфира, (мет)акрилатного (со)полимера, винилового (со)полимера, аминопластовой смолы и их смесей; от 0,5 до 25 мас.% одного или более типов микромасштабных частиц (ii) с объемным медианным диаметром частиц (D50) от 1 до 50 мкм, как определено с помощью измерений рассеяния лазерного излучения в соответствии с ISO 13320; от 0,1 до 20 мас.% одного или более соединений (iii), выбранных из группы, состоящей из кремнийорганических материалов, фторуглеродов, фторированных кремнийорганичеких материалов, олефиновых (со)полимеров, природных восков и синтетических восков.

Изобретение относится к области покрытий металлических деталей. Деталь, имеющая металлический корпус, содержит слой покрытия, выполненный из антикоррозионного металла, и слой краски, нанесенный на поверхность слоя покрытия.
Наверх