ВРЕМЕННОЕ СЪЕМНОЕ ПОКРЫТИЕ Российский патент 2000 года по МПК C09D129/04 C09D5/20 

Изобретение относится к получению съемных полимерных покрытий, применяемых для защиты от коррозии и атмосферного воздействия воздуха алюминиевых и углеродных сталей с гальванохимическим терморегулирующим (ГХ ТРП) покрытием типа "черный никель", " черный хром" и др. Может применяться в авиаприборостроении и других отраслях техники.

Известен состав ХВ - 036 [ТУ-610-564-75] , рекомендуемый в качестве съемных покрытий для защиты алюминиевых и углеродистых сталей с ГХ ТРП от атмосферной коррозии, загрязнений и повреждений при транспортировке, сборке и хранении в складских помещениях.

Однако такие покрытия трудно снимаются со временем с поверхностей типа "черный никель" и "черный хром", поскольку подвержены процессам интенсивного старения. Они быстро теряют воду, что приводит к росту внутренних напряжений, снижению эластичности пленок и их растрескиванию. Кроме того, они являются токсичными и горючими, а при их изготовлении расходуются большие объемы органических растворителей, таких как ксилол, бутилацетат и др., предельно допустимые концентрации (ПДК) которых в воздухе производственных помещений не должны превышать 0,2 мг/м³ и 200 мг/м³ соответственно.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является водоэмульсионный состав временного съемного покрытия (ВСП) пленочного типа для защиты ГХ ТРП "черный никель" и "черный хром", включающий поливиниловый спирт (ПВС) в качестве основы композиции с концентрацией 10 мас.%, ингибитор атмосферной коррозии (ИАК) - мочевину 0,1 мас.% и пластификатор молекулярного действия - сорбит 20% к массе ПВС [Журавлева И.И. и др. Пластические массы, 1997, N2, С. 16-19].

Недостатком данного состава является низкая адгезионная прочность (АП) и недостаточная эластичность (ε) пленок. Кроме того, срок эксплуатации такого покрытия не превышает двух лет из-за подверженности процессам старения.

Задачей изобретения является увеличение эластичности и адгезионной прочности временных съемных покрытий, а также срока их эксплуатации для защиты ГХ ТРП "черный никель" и "черный хром" с учетом сохранности антикоррозионных свойств пленок и терморегулирующих показателей защищаемой подложки.

Поставленная цель достигается тем, что временное съемное покрытие, включающее поливиниловый спирт, дистиллированную воду, мочевину и сорбит, дополнительно содержит модификатор тиксотропного действия (МТД) - диметилформамид (ДМФА) при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Поливиниловый спирт - 10 - 11
Мочевина - 0,05 - 0,1
Сорбит - 0,2 - 0,3
ДМФА - 0,25 - 0,5
Вода дистиллированная - Остальное, до 100%
Введение ДМФА в указанных количествах позволяет регулировать природу растворителя и приводит к существенному увеличению вязкости раствора ПВС (~на 1 порядок) за счет создания тиксотропной структуры в пленкообразующем составе. При этом в покрытиях формируются глобулярные элементы, а тиксотропное застудневание осуществляется в результате образования пространственной сетки между ассоциированными глобулярными структурами. В результате такого способа регулирования структурообразования резко понижаются внутренние напряжения, увеличивая при этом адгезионную прочность покрытия, а также возрастают эластичность и прочность пленок, увеличиваются сроки их эксплуатации.

В примере конкретного выполнения в качестве объекта исследования служили ГХ -пластины размером 100 х 100 мм с ТРП "черный никель".

Приготовление композиции проводили в несколько этапов:
1. Приготовление водного раствора ПВС осуществляли на водяной бане при температуре 80-90^oC и постоянном перемешивании в течение трех часов.

2. Введение необходимого количества сорбита при условиях по п.1.

3. Введение в композицию ДМФА, одновременно с мочевиной, при условиях по п.1.

Общее время приготовления композиции составило 9 часов.

Необходимо помнить, что ДМФА вводят в растворы ПВС при концентрациях ниже 12 мас.%, когда происходит его гелеобразование. Композицию охлаждали до комнатной температуры и измеряли условную вязкость с помощью вискозиметра ВПЖ - 4. Если она оказывалась выше требуемой (60 - 80 с), раствор разбавляли дистиллированной водой до необходимого значения вязкости.

После этого состав равномерно наносили на ГХ-пластины с помощью стального шпателя или ручного пневматического краскораспылителя КРП-4 в 4-7 слоев с интервалом 5 - 40 минут для получения пленок толщиной не менее 50 - 60 мкм.

Полученное покрытие сушили на воздухе при температуре 20 ± 2^oC в течение 24 часов, после чего для оценки срока его эксплуатации пластины помещали в термостатирующую камеру и проводили ускоренные климатические испытания (УКИ) по полной программе. 1 цикл испытаний, соответствующий 1 году эксплуатации, составляет 33 суток: 30 суток - при 50^oC и 3 суток - при 20^oC и 95% влажности, которая достигалась в испытательной камере над водными растворами глицерина (22 об.%).

В таблице представлены физико-механические, адгезионные и антикоррозионные свойства прототипа и предлагаемого состава.

Анализируя результаты проведенного комплексного исследования свойств ПВС -пленок, пришли к заключению, что введение "плохого" растворителя - ДМФА в количестве 0,25 - 0,5 мас.% благоприятно отразилось на эластичности пленок: она возросла ~ в 1,5 раза, как и адгезионная прочность, по сравнению с прототипом, а прочность при этом увеличилась почти в 2 раза при хорошей сохранности оптико -физических показателей подложки - A_s (коэффициент поглощения солнечной радиации) и ε (полная нормальная степень черноты).

Пленки с ДМФА были гладкими, блестящими и легко снимались с подложки. По результатам УКИ введение ДМФА не только улучшило основные эксплутационные свойства покрытий, но и увеличило их долговечность по прочности и АП до 4-6 лет, а по эластичности до 4-5 лет эксплуатации.

Изобретение относится к составу съемных полимерных покрытий, применяемых для защиты от коррозии и атмосферного воздействия воздуха гальванохимических терморегулирующих покрытий типа "черный никель", "черный хром" и др. , и может быть использовано в авиаприборостроении. Описывается временное съемное покрытие, включающее в качестве основы композиции поливиниловый спирт, воду дистиллированную, ингибитор атмосферной коррозии - мочевину и пластификатор - сорбит. Оно отличается тем, что дополнительно содержит модификатор тиксотропного действия диметилформамид (ДМФА) при следующем соотношении компонентов, мас. %: поливиниловый спирт 10-11, мочевина 0,05-0,1, сорбит 0,2-0,3, диметилформамид (ДМФА) 0,25-0,5, остальное - вода дистиллированная до 100%. Технический результат - увеличение эластичности, адгезионной прочности и повышение срока эксплуатации. 1 табл.

Временное съемное покрытие, включающее в качестве основы композиции поливиниловый спирт, воду дистиллированную, ингибитор атмосферной коррозии - мочевину и пластификатор - сорбит, отличающееся тем, что дополнительно содержит модификатор тиксотропного действия диметилформамид (ДМФА) при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Поливиниловый спирт - 10 - 11
Мочевина - 0,05 - 0,1
Сорбит - 0,2 - 0,3
Диметилформамид (ДМФА) - 0,02 - 0,07
Вода дистиллированная - Остальное до 100%