СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЯ НА МЕТАЛЛИЧЕСКУЮ ПОВЕРХНОСТЬ , КОМПОЗИЦИИ ГРУНТОВОЧНОГО ПОКРЫТИЯ И КОМПОЗИЦИИ ДЛЯ ОБЛИЦОВОЧНОГО ПОКРЫТИЯ Российский патент 2001 года по МПК C23C26/00 C09D5/08 C09D127/18 

Изобретение относится к области нанесения антипригарных, коррозионностойких, износостойких и антифрикционных покрытий, которые могут быть использованы на изделиях, применяемых в пищевой, химической, машиностроительной отраслях промышленности, а также к композициям для нанесения покрытий.

Известен способ нанесения покрытий на металлическую поверхность, согласно которому на подготовленную поверхность последовательно, слоями наносят материал покрытия, причем каждый нанесенный слой высушивают, подвергают термообработке с последующей сушкой, а полученное слоистое покрытие подвергают окончательной термообработке, температура которой превышает температуру предварительной термообработки слоев покрытия. (см. патент США N 4435839, кл. F 16 C 1/24, 1984 г) - наиболее близкий аналог для предлагаемого способа.

В известном способе покрытие выполняют на основании полиамидов и наносят на поверхность путем аэрозольного распыления. В качестве антифрикционного наполнителя используют фторированный графит. Термообработку каждого нанесенного слоя осуществляют при температуре 100-150^oC в течение примерно одного часа, а термообработку нанесенного многослойного покрытия осуществляют в течение примерно одного часа и примерно при температуре 360-420^oC.

В результате анализа данного способа нанесения покрытий необходимо отметить, что он позволяет получить покрытие с удовлетворительными механическими свойствами, без крупных дефектов структуры, являющихся концентраторами напряжений.

Однако он не позволяет полностью исключить образование в формируемом покрытии микропор, пустот, пузырей и прочих микродефектов структуры.

Известна композиция для грунтовочного покрытия, содержащая соль полиамидокислоты, включающая в свой состав фурфуриловый спирт и N-метилпирролидон, деминирализованную воду, дисперсию белого пигмента, полученную путем перемешивания двуокиси титана, воды и смеси триэтаноламина и олеиновой кислоты причем композиция также содержит дисперсию политетрафторэтилена и силиконовый препарат Ludox AM (см. пат. Великобритании N 1563814, кл. C 08 L 19/00, 1976 г.) - наиболее близкий аналог для грунтовочной композиции.

В результате анализа известной композиции необходимо отметить, что она не обеспечивает достаточной адгезионной прочности. Это подтверждается фактом нанесения на металлическую подложку дополнительного слоя фреты.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой композиции является композиция для облицовочного покрытия, содержащая дисперсию политетрафторэтилена (ПТФЭ), деминерализованную воду, слюду (покрыта двуокисью титана), красящий пигмент (содержит окись железа, деминерализованную воду, олеиновую кислоту, триэтаноламин, бутилкарбитол, толуол), смесь, содержащую триэтаноламин, олеиновую кислоту, толуол, бутилкарбитол, причем смесь дополнительно содержит метилметакрилат и сополимер (40% водная дисперсия), (см. патент Великобритании N 1557230, кл. C 09 D 127/18, 1976 г.)
В результате анализа данного изобретения необходимо отметить, что покрытие на основе указанной композиции недостаточно устойчиво к термоударам, а также обладает низкой термической стойкостью, что сокращает ресурс работы покрытия в условиях эксплуатации.

Задачами настоящего изобретения являются:
- создание способа нанесения покрытия на металлическую поверхность;
- создание композиций, позволяющих практически полностью исключить в покрытиях образование микропор, пустот, пузырей и прочих микродефектов структуры.

Технический результат в предлагаемом изобретении достигается созданием способа нанесения покрытия на металлическую поверхность, включающего подготовку поверхности, нанесение на нее первого слоя покрытия, сушку, его термообработку, нанесение, как минимум одного, дополнительного слоя, его сушку и термообработку, и окончательную термообработку покрытия, причем температура окончательной термообработки больше температуры термообработки слоев покрытия, в котором согласно изобретению каждый нанесенный слой подвергают дополнительной термообработке, которую проводят или за один этап и/или с предварительной термообработкой.

Изобретение также характеризуется тем, что температура предварительной термообработки каждого слоя составляет 80 - 150^oC в течение 2 -30 минут.

Это позволяет обеспечить плавный выход жидкой фазы из формирующегося покрытия и тем самым предотвратить образование вздутий, пузырей и отслоений покрытия.

Использование температуры дополнительной термообработки, составляющей 285-300^oC в течение времени, достаточного для формирования многослойного покрытия, дает возможность создавать прочную когезионную связку между слоями покрытия.

А проведение окончательной термообработки покрытия при температуре 360-420^oC в течение 3-40 мин, при этом, чем меньше время покрытия, тем больше температура, дает возможность сформировать сплошное, бездефектное покрытие за счет как химического (поликонденсация полиамидокислоты), так и физического (оплавление частиц фторопласта с включенными наполнителями, пигментами) процесса.

Изобретение характеризуется тем, что в качестве как минимум одного дополнительного слоя наносят грунтовочный материал.

Это позволяет обеспечить адгезию покрытия к субстракту.

Нанесение в качестве как минимум одного дополнительного слоя облицовочного материала, (возможно нанесение нескольких слоев облицовочного материала) обеспечивает эксплуатационное назначение данного покрытия, в частности антипригарное (посуда), антифрикционное (подшипники), антикоррозионное (термопары, прессформы).

Изобретение характеризуется тем, что выбирают толщину каждого слоя покрытия от 3-30 мкм.

При меньшим слое в отвердевшем состоянии этот слой составит предельно малую величину для пневмораспыления, но достаточную для метода валковой накатки.

Толщина в 3 мкм для пневмораспыления, если это единственный слой - грунтовочный, мал, т. к. не исключены недокрасы, пробелы, которые не обеспечат как адгезионную (к металлу), так и когезионную (межслойную) прочность полученного покрытия.

Толщина слоя в 30 мкм получается облицовочными композициями и является достаточной для требуемых эксплутационных характеристик покрытия (антипригарность, химическая стойкость и т.д.)
Предлагаемое изобретение характеризуется также созданием композиций для грунтовочных покрытий, содержащих полиамидокислоту, N-метилпирролидон и деминерализованную воду, которые согласно изобретению:
1. дополнительно содержат моноэтаноламин, технический углерод, вспомогательное вещество (ОП-10), поливинилпирролидон, слюду, суспензию фторопластовую Ф-4Д, органический растворитель, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Полиамидокислота - 4,2 - 7,8
N-метилпирролидон - 0,5 - 1,8
Моноэтаноламин - 1,3 - 3,3
Технический углерод - 0,3 - 0,8
Вспомогательное вещество (ОП-10) - 2,3 -3,7
Поливинилпирролидон - 2,0 -3,8
Слюда - 1,2 - 2,8
Суспензия фторопластовая Ф-4Д - 12,0-18,8
Органический растворитель - 2,9 - 4,5
Диминерализованная вода - Остальное
причем в данной композиции в качестве вспомогательного вещества используют оксиалкилированные алкилфенолы, а в качестве органического растворителя используют алифатические или ароматические углеводороды с температурой кипения выше 100^oC;
2. дополнительно содержит диметилформамид, моноэтаноламин, технический углерод, вспомогательное вещество (ОП-10), поливинилпирролидон, слюду, суспензию фторопластовую Ф-4Д, суспензию фторопластовую Ф-4МД, ксилол, бутиндиол, этилцеллозольв, халькогениды при следующем соотношении компонентов, мас.%
Полиамидокислота - 2,8 - 5,73
N-Метилпирролидон - 0,9 - 4,36
Диметилформамид - 1,2 - 2,46
Моноэтаноламин - 1,56 - 2,65
Технический углерод - 0,26 - 0,72
Слюда - 0,8 - 3,1
Вспомогательное вещество (ОП-10) - 2,77 - 8,1
Поливинилпирролидон - 2,18 - 3,59
Суспензия фторопластовая Ф-4Д - 10,3 - 35,0
Суспензия фторопластовая Ф-4 МД - 5,8 - 9,8
Ксилол - 2,32 - 6,25
Бутиндиол - 2,0 - 3,6
Этилцеллозольв - 1,63 - 6,0
Халькогениды - 0,9 - 2,5
Двуокись титана - 0,66 - 1,2
Деминерализованная вода - 40,0 - 58,7
Изобретение характеризуется также созданием композиции для облицовочного покрытия, содержащей слюду, покрытую двуокисью титана, пигмент, включающий в себя олеиновую кислоту, оксиды металлов, мелкодисперстный металлический порошок и деминерализованную воду, в которую согласно изобретению дополнительно введены технический углерод, вспомогательное вещество, поливинилпирролидон, суспензия фторопластовая Ф-4Д, ксилол, этилцеллозольв, а пигмент дополнительно содержит перламутровый наполнитель, одноатомные спирты, многоатомные спирты, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Технический углерод - 0,1 - 1,0
Слюда, покрытая двуокисью титана - 4,0 - 7,0
Вспомогательное вещество (ОП-10), - 3,4 - 6,17
Поливинилпирролидон - 0,68 - 1,2
Суспензия фторопластовая Ф-4Д - 65,0 - 75,9
Ксилол - 1,5 - 3,8
Этилцеллюзольв - 0,77 - 1,7
Деминерализованная вода - 4,4 - 13,5
Перламутровый наполнитель - 3,6 - 5,33
Олеиновая кислота - 0,1 - 0,24
Оксиды металлов - 0,64 - 5,0
Одноатомные спирты - 1,8 - 2,5
Многоатомные спирты - 4,2 - 6,8
Мелкодисперсный порошок - Остальное
В предлагаемую композицию может быть дополнительно введен бутиндиол.

Это позволяет получить глянцевое покрытие с более выраженным эффектом интерференции перламутрового наполнителя.

Изобретение характеризуется также созданием композиции для облицовочного покрытия, содержащей слюду, красящий пигмент и диминерализованную воду, в которую согласно изобретению дополнительно введены технический углерод, вспомогательное вещество, поливинилпирролидон, суспензия фторопластовая Ф-4Д, ксилол, этилцеллозольв и оксид хрома, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Технический углерод - 0,1 - 1,0
Слюда - 3,0 - 4,56
Вспомогательное вещество (ОП-10), - 4,08 - 6,17
Поливинилпирролидон - 0,18 - 0,78
Суспензия фторопластовая Ф-4Д - 65,0 - 75,9
Ксилол - 1,51 - 3,37
Этилцеллозольв - 0,77 - 1,7
Деминерализованная вода - 8,78 -11,3
Оксид хрома - 3,57 - 7,92
Красящий пигмент - Остальное
Способ нанесения покрытия осуществляют следующим образом.

Первоначально осуществляют подготовку металлической поверхности любым из известных для этого метода способом, обеспечивающим полное отсутствие жировых (масляных) и других загрязнений.

Затем на подготовленную поверхность осуществляют нанесение слоев композиции покрытия. Покрытие может быть нанесено, например, методом аэрозольного распыления или валковой накатки.

После нанесения первого слоя композиции покрытия, осуществляют его сушку и термообработку, которая может быть проведена в два этапа: предварительную термообработку осуществляют при 80 - 150^oC в течение 2 - 30 минут, а затем проводят дополнительную термообработку при температуре 285-300^oC в течение времени, обеспечивающего когезионную связь. Причем дополнительную термообработку в некоторых случаях производить необязательно. После этого на уже нанесенный и отвержденный первый слой наносят второй слой с последующей сушкой и термообработкой его. Термообработку каждого слоя проводят аналогично термообработке первого слоя покрытия.

Далее цикл повторяют до получения заданной толщины покрытия. После нанесения покрытия (многослойного) осуществляют его окончательную термообработку, температура проведения которой больше температуры термообработки слоев покрытия и составляет 360-420^oC.

Оптимальная толщина каждого наносимого слоя 3-30 мкм.

Для нанесения слоев покрытия могут быть использованы грунтовочные или облицовочные композиции, или их сочетание.

Более подробно реализация способа раскрыта в примерах N 1-7.

Композиции для нанесения грунтовочных покрытий содержат полиамидокислоту, N-метилпирролидон и деминерализованную воду, которые согласно изобретению:
1. дополнительно содержат моноэтаноламин, технический углерод, вспомогательное вещество (ОП-10), поливинилпирролидон, слюду, суспензию фторопластовую Ф-4Д, органический растворитель при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Полиамидокислота - 4,2 - 7,8
N-метилпирролидон - 0,5 - 1,8
Моноэтаноламин - 1,3 - 3,3
Технический углерод - 0,3 - 0,8
Вспомогательное вещество (ОП-10) - 2,3 - 3,7
Поливинилпирролидон - 2,0 - 3,8
Слюда - 1,2 - 2,8
Суспензия фторопластовая Ф-4Д - 12,0 - 18,8
Органический растворитель - 2,9 - 4,5
Деминерализованная вода - Остальное
Причем в данной композиции в качестве вспомогательного вещества используют оксиалкилированные алкилфенолы, а в качестве органического растворителя используют алифатические или ароматические углеводороды с температурой кипения выше 100^oC.

2. дополнительно содержит диметилформамид, моноэтаноламин, технический углерод, вспомогательное вещество (ОП-10), поливинилпирролидон, слюду, суспензию фторопластовую Ф-4Д, суспензию фторопластовую Ф-4МД, ксилол, бутиндиол, этилцеллозольв, халькогениды, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Полиамидокислота - 2,8 - 5,73
N-Метилпирролидон - 0,9 - 4,36
Диметилформамид - 1,2 - 2,46
Моноэтаноламин - 1,56 - 2,65
Технический углерод - 0,26 - 0,72
Слюда - 0,8 - 3,1
Вспомогательное вещество (ОП-10), - 2,77 - 8,1
Поливинилпирролидон - 2,18 - 3,59
Суспензия фторопластовая Ф-4Д - 10,3 - 35,0
Суспензия фторопластовая Ф-4 МД - 5,8 - 9,8
Ксилол - 2,32 - 6,25
Бутиндиол - 2,0 - 3,6
Этилцеллозольв - 1,63 - 6,0
Халькогениды - 0,9 - 2,5
Диоксид титана - 0,66 - 1,2
Деминерализованная вода - 40,0 - 58,7
Порядок приготовления композиции, обоснование существенности их составов и соотношений ингредиентов будут понятны из примера 4,5.

В предлагаемом изобретении разработаны рецептуры ряда облицовочных композиций для покрытий, применяемых для посуды и для антикоррозионных покрытий, которые могут быть нанесены на изделия (утюги, подшипники, термопары и т.д.) предлагаемым способом.

Композиции антипригарного назначения рекомендуются для нанесения методами пневматического распыления или валковой накатки.

Композиция для облицовочного покрытия содержит слюду, покрытую двуокисью титана, пигмент, включающий в себя олеиновую кислоту, оксиды металлов, мелкодисперстный металлический порошок, и деминерализованную воду, технический углерод, вспомогательное вещество, поливинилпирролидон, суспензия фторопластовая Ф-4Д, ксилол, этилцеллозольв, а пигмент дополнительно содержит перламутровый наполнитель, одноатомные спирты, многоатомные спирты, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Технический углерод - 0,1 -1,0
Слюда - 4,0 - 7,0
Вспомогательное вещество (ОП-10) - 3,4- 6,17
Поливинилпирролидон - 0,68 - 1,2
Суспензия фторопластовая Ф-4Д - 65,0 - 75,9
Ксилол - 1,5 - 3,8
Этилцеллозольв - 0,77 -1,7
Деминерализованная вода - 4,4 - 13,5
Перламутровый наполнитель - 3,6 - 5,33
Олеиновая кислота - 0,1 - 0,24
Оксиды металлов - 0,64 - 5,0
Одноатомные спирты - 1,8 - 2,5
Многоатомные спирты - 4,2 -6,8
В предлагаемую композицию может быть дополнительно введен бутиндиол.

Также предложена композиции для облицовочного покрытия, содержащая слюду, пигмент и деминерализованную воду, технический углерод, вспомогательное вещество, поливинилпирролидон, суспензия фторопластовая Ф-4Д, ксилол, этилцеллозольв, моноэтаноламин и оксид хрома, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Технический углерод - 0,1 -1,0
Слюда - 3,0 - 4,56
Вспомогательное вещество (ОП-10), - 4,08 - 6,17
Поливинилпирролидон - 0,18 - 0,78
Суспензия фторопластовая Ф-4Д - 65,0 - 75,9
Ксилол - 1,51 - 3,37
Этилцеллозольв - 0,77 - 1,7
Деминерализованная вода - 8,78 - 11,3
Оксид хрома - 3,57 - 7,92
Порядок приготовления композиции, обоснование существенности их составов и соотношений ингредиентов будут понятны из примеров 6, 7.

Возможно нанесение покрытия, состоящего из слоев грунтовочной композиции, из слоев облицовочной композиции или из комбинации слоев упомянутых выше композиций.

Наиболее частым вариантом нанесения покрытия является вариант, при котором в качестве первого слоя, наносимого на металлическую поверхность, используют грунтовочную композицию.

Необходимо отметить, что повышение механических свойств покрытий достигают посредством формирования покрытий заданной толщины нанесением нескольких слоев, так как это и осуществляют в прототипе.

Сложность перенесения традиционных приемов формирования лакокрасочных покрытий на формирование покрытий на основе фторопласт-полиамидов заключается в том, что в последнем случае необходимо найти оптимальное соотношение между степенью отверждения каждого промежуточного слоя и межслойной когезионной прочностью.

С одной стороны, наименьший износ покрытия должен иметь место при наибольшей когезионной прочности между слоями, достигающей уровня адгезионной прочности с металлом.

Это достигается при нанесении следующего слоя на недоотвержденный предыдущий фторопласт-полиамидный слой с последующей имидизацией многослойного покрытия.

Однако уровень механических свойств и износостойкость таких многослойных покрытий не будут достаточно высокими. Это обусловлено тем, что при температурах сушки покрытия 100 - 150^oC, как это осуществляют в прототипе, имидизация не осуществляется.

Последующее высокотемпературное отверждение многослойного покрытия сопровождается выделением до двух молекул дегидроциклизоляционной воды на каждое мономерное звено макромолекулы полиамида. Образующийся при этом полиимид теряет способность растворяться в смеси низкомолекулярных составляющих: воды и растворителя. Выделяющиеся капельки жидкой фазы воды и растворителя в условиях проведения имидизациии при температуре 360 - 400^oC, так называемые кластеры растворителя и воды, вскипают, превращаются в пар и "провоцируют" образование в отвержденном покрытии микропор, пустот, пузырей, что приводит к снижению механических свойств покрытия и, как следствие, - к снижению его износостойкости.

С другой стороны, известно, что не достигается высокий уровень когезионной прочности между отдельными слоями многослойного покрытия при нанесении последующего слоя на полностью отвержденный (заимидизированный) предыдущий слой.

Это обусловлено тем, что в процессе имидизации последующего слоя в результате сокращения макроцепей полимера на 10% возникают высокие внутренние напряжения между слоями, что приводит к расслоению покрытия при его эксплуатации.

В предлагаемом способе установлены оптимальные температурно-временные режимы послойного формирования покрытия при неполном отверждении промежуточных слоев, позволяющие обеспечить достаточно высокую межслойную когезию при одновременном удалении большей части жидкой фазы, образующейся при имидизации форполимера - воды и растворителя из тонкого слоя.

Поэтому в структуре конечного многослойного покрытия дефектов, типа микропор, пустот, пузырей не имеется.

Кроме того, введение послойного отверждения позволило в два раза сократить время послойной сушки, а следовательно, сократить время формирования покрытия.

В процессе исследований установлены допустимые значения времени и температуры сушки, промежуточного отверждения отдельных (каждого) слоев и высокотемпературной обработки многослойного (комплексного) покрытия, при которых достигается сочетание высокого уровня механических свойств, в частности исключительно высокой износостойкости покрытия, способности его противостоять воздействию сильных динамических ударов с ускорениями до 3,0g, при температурах до 350^oC, и хороших трибологических свойств покрытия - низкого, не более 0,1 коэффициента трения покрытия.

Покрытия того же состава, нанесенные и термообработанные по способу, изложенному в прототипе, характеризуются, как это видно из приведенных ниже примеров, значительно более низким уровнем механических свойств.

Пример 1.

64 г раствора частично гидролизованной полиамидокислоты со степенью поликонденсации 6, полностью этерифицированной моноэтаноламином, в смеси растворителей N - метилпирролидона, диметилформамида и воды в соотношении 1:1:8, с сухим остатком 10% вводят 12 г 50%-ной водной суспензии фторопласта Ф-4Д и 20%-ные водные пасты наполнителей в количествах:
Слюды - 15,75 г
Дисульфида вольфрама - 5,4 г
Технического углерода - 2,25 г
предварительно затертых на растворах модификатора и адгезива.

Композицию перемешивают, вводят 6 г ксилола (толуола) и дополнительно перемешивают 30 мин. Приготовленная жидкая композиция имеет условную вязкость 17с по В3 246.

Приготовленную композицию наносят аэрозольным распылением на металлическую поверхность (алюминий, сталь, чугун и т.д.) послойно. Каждый слой сушат при 80^oC в течение 15 мин, затем отверждают при 290^oC в течение 10 мин. Последний слой сушат при 80^oC в течение 15 мин, после чего покрытие термообрабатывают при 380^oC в течение 40 мин.

Покрытие подвергают испытанию на износ и коэффициент трения в динамическом режиме нагружения на установке (иммитация условий работы покрытия газодинамических подшипников) при нагрузке на образец 6, 7 кг. Окружной скорости при контакте образца с покрытием ротора 50 м/с, время контакта 10 с, при стендовых испытаниях по стандартной программе при 20, 100, 500 циклах нагружения.

Пример 2.

Жидкий состав на основе фторопласт-полиамида, приготовленный, как описано выше в примере 1, нанесен аэрозольным напылением на образец, как это описано в примере 1. Высокотемпературная обработка многослойного покрытия проводилась при 400^oC в течение 20 мин.

Пример 3 (прототип).

Жидкий состав на основе фторопласт - полиамида, приготовленный, как это указано в примере 1, нанесен аэрозольным напылением на образцы послойно. Каждый слой сушили в течение часа при температуре 120^oC, и затем все покрытия термостатировали при температуре 380^oC в течение часа. Результаты испытаний представлены в таблице.

Пример 4.

В жидкий состав на основе фторопласта-полиамида, состоящего из 35 г полиамидокислоты (см. пример 1), 356 г 50%-ной водной суспензии фторопласта Ф-4Д, 112 г 50%-ой водной суспензии сополимера тетрафторэтилена с гексафторпропиленом Ф-4МД, вводят водные пасты наполнителей в количестве:
Слюды - 98,7 г
Технического углерода - 38,0 г
Двуокиси титана - 20,1 г
Предварительно затертых на растворах модификаторов и адгезива. Композицию перемешивают, вводят 25,2 г ксилола и дополнительно перемешивают 30 мин.

Приготовленная жидкая композиция имеет условную вязкость 19с по В3 246 (диаметр сопла - 4 мм)
Данную композицию наносят методом валковой накатки на металлическую поверхность. Толщина слоя не превышают 3 мкм. Покрытие сушат при 130 -150^oC в течение 2-4 минут, затем наносят облицовочную накаточную композицию.

Покрытие имеет следующие характеристики:
Адгезия, баллы - 1
Прочность отрыв, кгс/см² - Не отделяется от подложки
Прочность при ударе, кг - 50
Прочность при изгибе - 1
Прочность при вытяжке - Дефекты отсутствуют (трещины, отслоения)
Пример 5.

В жидкий состав на основе фторопласта-полиамида, состоящего из 40 г полиамидокислоты (см. пример 1), 367,0 г суспензии фторопласта Ф-4Д, 91 г суспензии Ф-4МД, вводят водные пасты наполнителей слюды, технического углерода и двуокиси титана в количестве (г) соответственно: 64,0:32:28, предварительно затертых с вспомогательным веществом ОП-10 модификатором и адгезивом. Композицию перемешивают, вводят 43,2 г ксилола и дополнительно перемешивают 20 мин. После чего добавляют воду до рабочей вязкости 14 - 16с по В3 246 Композицию используют в качестве грунтовочной, сушат при 80^oC в течение 20 минут, затем наносят облицовочную композицию.

Покрытие имеет следующие характеристики:
Адгезия, баллы - 1
Прочность отрыв, кгс/см² - Не отделяется от подложки
Микротвердость, Па - 210
Пример 6. В водную суспензию фторопласта (50-65%) в количестве 63,6 г при перемешивании добавляют слюду 5,7 г, предварительно обработанную водным раствором поливинилпирромедона, вспомогательного вещества OП-10 в количестве 20,1 г при соотношении последних 1:8. Затем к составу добавляют технический углерод в количестве 0,2 г и пигмент (двуокись титана или двуокись железа), так же затертых в водных растворах модификаторов, как поливинилпирромедоны, вспомогательное вещество ОП-10.

Состав перемешивают, вводят 2,5 г ксилола, 1,0 г этилцеллюзильва, и перемешивают. Доводят до рабочей вязкости 15 - 17с деминерализованной водой.

Данную композицию наносят методом пневматического распыления или валковой накатки на предварительно загрунтованную металлическую поверхность. Покрытие сушат при 80^oC в течение 10 минут или при 150^oC. После этого проводят термическую обработку при 420^oC в течение 3 мин.

В случае метода валковой накатки повторно наносят облицовочный состав, затем сушат, окончательно термообрабатывают комплексное покрытие.

Покрытие имеет следующие характеристики:
Устойчивость к термоударам - 40 циклов
(прототип) - 30;
Термоустойчивость в кипящем растительном масле - 1000 часов;
(прототип) - 400;
Антипригарность - сгоревшие молоко и сахар свободно удаляются водой,
Пример 7.

Композиция готовиться аналогично примеру 6. В качестве пигмента используется двуокись хрома, предварительно затертая в смеси ксилол, вспомогательное вещество ОП-10, этилцеллюзильв, вода в соотношении 1:1:0,5:1,5.

Композицию используют в качестве антикоррозионной. Наносят ее в 2 слоя на предварительно загрунтованную поверхность металла. Оба слоя подвергают сушке при 80^oC в течение 10 мин, дополнительной термообработке при температуре 290^oC в течение 10 мин и окончательной термообработке при температуре 380^oC в течение 40 мин.

Покрытие имеет следующие характеристики:
Устойчивость в агрессивной среде
(воздействие сернистых газов, при температуре 200^oC
давление 180 кг/см² при прессовании) - 12000 циклов;
(прототип) - 3500;
Термоустойчивость при температуре 200±5^oC - 980-1000 ч;
(прототип) - 350 ч;
Химстойкость термопар с покрытием в химических реакторах (среда кислая) - 12 месяцев;
без покрытия (термопары из легированной стали) - 20 часов,
(прототип) - 4 месяца.

Как видно из приведенных примеров, покрытия, нанесенные по заявленному способу, превосходят по износостойкости и ресурсу контрольное покрытие, нанесенное по способу, изложенному в прототипе, более чем в два раза.

Изобретение относится к нанесению антипригарных, коррозионностойких, износостойких и антифрикционных покрытий, которые могут быть использованы на изделиях, применяемых в пищевой, химической, машиностроительной отраслях промышленности, а также к композициям для нанесения покрытий. Изобретение направлено на создание способа нанесения покрытия на металлическую поверхность и композиций, позволяющих практически полностью исключить в покрытиях образование микропор, пустот, пузырей и прочих микродефектов структуры. Способ включает подготовку поверхности, нанесение на нее первого слоя покрытия, сушку, его термообработку, нанесение как минимум одного дополнительного слоя, его сушку и термообработку, и окончательную термообработку покрытия, причем температура окончательной термообработки больше температуры термообработки слоев покрытия, в котором согласно изобретению каждый нанесенный слой подвергают дополнительной термообработке, которую проводят или за один этап или /и с предварительной термообработкой. Предложены композиции для облицовочного покрытия и композиции для грунтовочного покрытия. 5 с. и. 10 з. п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ нанесения покрытия на металлическую поверхность, включающий подготовку поверхности, нанесение на нее первого слоя покрытия, сушку, его термообработку, нанесение как минимум одного, дополнительного слоя, его сушку и термообработку, и окончательную термообработку покрытия, причем температура окончательной термообработки больше температуры термообработки слоев покрытия, отличающийся тем, что каждый нанесенный слой подвергают дополнительной термообработке, которую проводят или за один этап и/или с предварительной термообработкой. 2. Способ нанесения покрытия на металлическую поверхность по п.1, отличающийся тем, что температура предварительной термообработки каждого слоя составляет 80 - 150°С в течение 2 - 30 мин. 3. Способ нанесения покрытия на металлическую поверхность по п.1 или 2, отличающийся тем, что температура дополнительной термообработки составляет 285 - 300°С в течение времени, обеспечивающего когезионную связь. 4. Способ нанесения покрытия на металлическую поверхность по любому из пп. 1 - 3, отличающийся тем, что окончательную термообработку покрытия проводят при 360 - 420°С в течение 3 - 40 мин, при этом, чем меньше время покрытия, тем больше температура. 5. Способ нанесения покрытия на металлическую поверхность по любому из пп. 1 - 4, отличающийся тем, что в качестве как минимум одного дополнительного слоя наносят грунтовочный материал. 6. Способ нанесения покрытия на металлическую поверхность по любому из пп. 1 - 5, отличающийся тем, что в качестве как минимум одного дополнительного слоя наносят облицовочный материал. 7. Способ нанесения покрытия на металлическую поверхность по любому из пп.1 - 6, отличающийся тем, что наносят несколько слоев облицовочного материала. 8. Способ нанесения покрытия на металлическую поверхность по любому из пп.1 - 7, отличающийся тем, что толщина каждого слоя покрытия составляет 3 - 30 мкм. 9. Композиция для грунтовочного покрытия, содержащая полиамидокислоту, N-метилпирролидон и деминерализованную воду, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит моноэтаноламин, технический углерод, вспомогательное вещество (ОП-10), поливинилпирролидон, слюду, суспензию фторопластовую Ф-4Д, органический растворитель, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Полиамидокислота - 4,2 - 7,8
N-метилпирролидон - 0 - 1,8
Моноэтаноламин - 1,3 - 3,3
Технический углерод - 0,05 - 1,0
Вспомогательное вещество (ОП-10) - 2,3 - 3,7
Поливинилпирролидон - 2,0 - 3,8
Слюда - 1,2 - 2,8
Суспензия фторопластовая Ф-4Д - 12,0 - 18,8
Органический растворитель - 2,9 - 5,3
Деминерализованная вода - Остальное
10. Композиция для грунтовочного покрытия по п.9, отличающаяся тем, что в качестве вспомогательного вещества используют оксиалкилированные алкилфенолы. 11. Композиция для грунтовочного покрытия по п.9 или 10, отличающаяся тем, что в качестве органического растворителя используют алифатические или ароматические углеводороды с температурой кипения выше 100°С. 12. Композиция для грунтовочного покрытия, содержащая полиамидокислоту, N-метилпирролидон, двуокись титана и деминерализованную воду, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит диметилформамид, моноэтаноламин, технический углерод, вспомогательное вещество (ОП-10), поливинилпирролидон, слюду, суспензию фторопластовую Ф-4Д, суспензию фторопластовую Ф-4МД, ксилол, бутиндиол, этилцеллозольв, халькогениды при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Полиамидокислота - 2,8 - 5,73
N-Метилпирролидон - 0,9 - 4,36
Диметилформамид - 1,2 - 2,46
Моноэтаноламин - 1,56 - 2,65
Технический углерод - 0,26 - 0,72
Слюда - 0,8 - 3,1
Вспомогательное вещество (ОП-10) - 2,77 - 8,1
Поливинилпирролидон - 2,18 - 3,59
Суспензия фторопластовая Ф-4Д - 10,3 - 35,0
Суспензия фторопластовая Ф-4МД - 5,8 - 9,8
Ксилол - 2,32 - 6,25
Бутиндиол - 2,0 - 3,6
Этилцеллозольв - 1,63 - 6,0
Халькогениды - 0,9 -2,5
Двуокись титана - 0,66 - 1,2
Деминерализованная вода - 40,0 - 58,7
13. Композиция для облицовочного покрытия, содержащая слюду, покрытую двуокисью титана, пигмент, включающий в себя олеиновую кислоту, оксиды металлов, мелкодисперсный металлический порошок, и деминерализованную воду, отличающаяся тем что, в нее дополнительно введены технический углерод, вспомогательное вещество (ОП-10), поливинилпирролидон, суспензия фторопластовая Ф-4Д, ксилол, этилцеллозольв, а пигмент дополнительно содержит перламутровый наполнитель, одноатомные спирты, многоатомные спирты, при следующим соотношении компонентов, мас.%:
Технический углерод - 0,1 - 1,0
Слюда, покрытая двуокисью титана - 4,0 - 7,0
Вспомогательное вещество (ОП-10) - 3,4 - 6,17
Поливинилпирролидон - 0,68 -1,2
Суспензия фторопластовая Ф-4Д - 65,0 - 75,9
Ксилол - 1,5 - 3,8
Этилцеллозольв - 0,77 - 1,7
Деминерализованная вода - 4,4 - 13,5
Перламутровый наполнитель - 3,6 - 5,33
Олеиновая кислота - 0,1 - 0,24
Оксиды металлов - 0,64 - 5,0
Одноатомные спирты - 1,8 - 2,5
Многоатомные спирты - 4,2 - 6,8
Мелкодисперсный металлический порошок - Остальное
14. Композиция для облицовочного покрытия по п.13, отличающаяся тем, что в нее введен дополнительно бутиндиол. 15. Композиция для облицовочного покрытия содержащая слюду, красящий пигмент и деминерализованную воду, отличающаяся тем, что в нее дополнительно введены технический углерод, вспомогательное вещество (ОП-10), поливинилпирролидон, суспензия фторопластовая Ф-4Д, ксилол, этилцеллозольв и оксид хрома при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Технический углерод - 0,1 - 1,0
Слюда - 3,0 - 4,56
Вспомогательное вещество (ОП-10) - 4,08 - 6,17
Поливинилпирролидон - 0,18 - 0,78
Суспензия фторопластовая Ф-4Д - 65,0 - 75,9
Ксилол - 1,51 - 3,37
Этилцеллозольв - 0,77 - 1,7
Деминерализованная вода - 8,78 - 11,3
Оксид хрома - 3,57 - 7,92
Красящий пигмент - Остальное6