КОМПОЗИЦИОННОЕ ПОКРЫТИЕ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТОРЦОВ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ЛИСТОВОГО СТЕКЛА ОТ УДАРНЫХ НАГРУЗОК Российский патент 1995 года по МПК C03C17/32 

Изобретение относится к стекольной промышленности и может быть использовано при производстве стеклоизделий из листовых стекол, испытывающих торцовые ударные нагрузки при изготовлении, транспортировке и эксплуатации, в частности при изготовлении матричных стекол для производства листового полиметилметакрилата.

Известны способы защиты поверхности листовых стекол от механических повреждений, в которых на защищаемую поверхность наносят слой полимера (полиуретана, полиэтилентерефталата, поливинилбутираля и др.) [1] Однако при защите торцовых поверхностей стекла полимерные пленки при последовательных ударных нагрузках быстро отслаиваются вследствие относительно низкой адгезионной прочности соединения.

Высокую адгезионную прочность соединения с поверхностью стекла имеют эпоксидные смолы [2] Однако они имеют недостаточно высокую ударную вязкость, что приводит к быстрому разрушению эпоксидного покрытия.

Наиболее близкими к предлагаемому являются композиционные покрытия, включающие эпоксидные смолы и мелкодисперсный наполнитель [3] В таких композиционных материалах эпоксидные смолы обеспечивают высокую адгезионную прочность соединения с поверхностью стекла, а наполнитель существенное увеличение ударной вязкости покрытия и, как следствие, увеличение ударной прочности стеклоизделия. Однако достигаемая ударная прочность не удовлетворяет необходимым требованиям.

Техническим результатом изобретения является создание композиционного покрытия для защиты торцов изделий из листового стекла, испытывающих торцовые ударные нагрузки при изготовлении, транспортировке и эксплуатации, существенное увеличение стойкости стеклоизделий с нанесенным на его торцы композиционным защитным покрытием к последовательным ударным нагрузкам.

Это достигается тем, что композиционное покрытие для защиты торцов изделий из листового стекла, содержащее полимерное связующее и мелкодисперсный наполнитель, в качестве полимерного связующего содержит эпоксидный клей, а в качестве наполнителя порошок эластификатора фракции 0,100-0,313 мм, порошок минерального наполнителя фракции 0,01-0,07 мм и пластификатор при следующем соотношении компонентов, мас. порошок эластификатора 10-20, порошок минерального наполнителя 2-4, пластификатор 1-2, эпоксидный клей остальное. При этом предпочтительная толщина композиционного покрытия составляет 1-3 мм.

Предлагаемое композиционное покрытие имеет высокую адгезионную прочность соединения с торцевой поверхностью листового стекла за счет использования в качестве связующего эпоксидного клея. Частицы эластификатора образуют в композиционном покрытии эластомерную сетку, придающую материалу упругие свойства и способность к эластическим деформациям. Частицы минерального наполнителя, имеющие размер в несколько раз меньше, чем частицы эластификатора, занимают в композиционном материале пространство в ячейках эластомерной сетки, увеличивая прочность полимерной матрицы, образуемой связующим, и в то же время пластифицируя ее.

Проводили испытания на ударную прочность образцов силикатного стекла, имеющих размеры 50х50х10 мм, торец которых защищали различными композиционными покрытиями. В качестве связующего в композиционных покрытиях использовали эпоксидные клеи ЭКФ-5 и ЭДП-5, в качестве порошков эластификаторов порошки полиуретана (по ВТУ ВНИИСС 1-60), резины и полиэтилена высокого давления различных фракций. Композиционный материал приготавливали путем совместного растирания эпоксидного клея с порошками наполнителей с последующим добавлением отвердителя и дополнительным растиранием. Защитное покрытие наносили на торцовую поверхность образцов стекла шпателем. Испытания на ударную прочность проводили с помощью стального шара диаметром 28 мм и массой 121 г, который бросали между направляющими профилями на торец образца стекла с нанесенным защитным покрытием. Образец размещали под направляющими профилями так, чтобы торцовая поверхность была перпендикулярна направлению удара, а сам удар приходился в центральную часть защищенной поверхности. Шар бросали на образец стекла многократно с одной и той же высоты 1 м до появления следов разрушения образца стекла (скол, трещины и другие разрушения или отслаивания защитного покрытия).

П р и м е р 1. Толщину покрытия варьировали в пределах от 0,8 до 5 мм. Отмечено, что композиционные покрытия толщиной менее 1 мм не улучшают ударную прочность изделий, а толщиной более 3 мм имеют тенденцию к отслаиванию при небольшом количестве ударов.

П р и м е р 2. Рассмотрено влияние состава композиционного покрытия на его защитные свойства.

В табл. 1 приведены конкретные составы защитного покрытия толщиной 2 мм.

Из табл. 1 видно, что наибольшую стойкость имеет композиционное покрытие с содержанием компонентов, мас. эпоксидный клей 74-87, порошковый эластификатор полуретана 10-20, порошковый оксид алюминия 2-4, пластификатор диметилфталат 1-2.

В табл. 2-4 приведены средние значения по данным трех параллельных испытаний образцов с одинаковыми покрытиями.

П р и м е р 3. Рассмотрено влияние типа эпоксидного связующего на защитные свойства композиционного покрытия (табл. 2).

Из табл. 2 видно, что тип эпоксидного клея не оказывает существенного влияния на стойкость покрытия к ударным нагрузкам.

П р и м е р 4. Рассмотрено влияние состава наполнителей в композиционном покрытии на его защитные свойства (табл. 3).

Из табл. 3 видно, что наилучшие защитные свойства наблюдаются, когда используют порошок эластификатора фракции 0,100-0,313 мм и порошок минерального наполнителя фракции 0,01-0,07 мм.

П р и м е р 5. Рассмотрено влияние типа эластификатора и минерального наполнителя на защитные свойства композиционного покрытия (табл. 4).

Из табл. 4 видно, что наилучшие результаты наблюдаются, когда в качестве минерального наполнителя используют оксид алюминия, а в качестве эластификатора полиуретан.

Таким образом, предлагаемое композиционное покрытие позволяет существенно увеличить стойкость стеклоизделий к последовательным ударным нагрузкам.

Сущность изобретения: композиционное покрытие для защиты торцов изделий из листового стекла от ударных нагрузок содержит, мас.%: эластификатор фракции 0,1-0,313 мм 10-20, минеральный наполнитель фракции 0,01- 0,07 мм 2-4 , диметилфталат 1-2, эпоксидный клей остальное. Количество ударов до разрушения 12-56. 4 табл.

КОМПОЗИЦИОННОЕ ПОКРЫТИЕ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТОРЦОВ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ЛИСТОВОГО СТЕКЛА ОТ УДАРНЫХ НАГРУЗОК, содержащее эпоксидный клей, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит эластификатор фракции 0,1 0,313 мм, минеральный наполнитель фракции 0,01 0,07 мм и диметилфталат при следующем соотношении компонентов, мас.

Эластификатор фракции 0,1 0,313 мм 10 20
Минеральный наполнитель фракции 0,01 0,07 мм 2 4
Диметилфталат 1 2
Эпоксидный клей Остальное