Патент на изобретение №2260610
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(54) СОСТАВ ДЛЯ ПОКРЫТИЯ ПО МЕТАЛЛУ
(57) Реферат:
Изобретение относится к области полимерных композиций на эпоксидной основе. Предложен состав для защиты внутренней поверхности топливных баков-кессонов летательных аппаратов, изготовленных из алюминиевых сплавов, от коррозии при длительной эксплуатации в среде топлива и может также применяться для защиты внутренней и внешней поверхности транспортных средств и конструкций из магниевых сплавов и стали. Предложенный состав для покрытия по металлу содержит в качестве полимерного связующего эпоксидную диановую или эпоксикремнийорганическую смолу, в качестве модификатора – полисульфидный или бутадиенакрилонитрильный карбоксилатный каучук, отвердитель – кремнийорганический амин –
Изобретение относится к области полимерных композиций на эпоксидной основе. Состав рекомендуется для защиты внутренней поверхности топливных баков-кессонов летательных аппаратов, изготовленных из алюминиевых сплавов, от коррозии при длительной эксплуатации в среде топлива. Состав может также применяться для защиты внутренней и внешней поверхности фюзеляжа самолета, пассажирских вагонов и других агрегатов в системе с эпоксидными, акриловыми, полиуретановыми и другими эмалями. Указанный состав может также использоваться для защиты конструкций из магниевых сплавов и стали. Одним из сложнейших вопросов, стоящих перед современным материаловедением, является обеспечение надежной противокоррозионной защиты внутренней поверхности топливных кессон-баков из алюминиевых сплавов с анодно-окисным покрытием и стальных деталей крепежа. Кессон-баки заполняются топливом в течение всего срока эксплуатации самолета (до 20-25 лет). При этом покрытие подвергается длительному воздействию топлива, воды (конденсат) при температурах эксплуатации от -60°С до 100-150°С. Поэтому такие покрытия должны быть устойчивы к топливу, воде, обладать высокими адгезионными и физико-механическими свойствами, высокими защитными свойствами (на весь срок эксплуатации самолета), грибостойкостью (устойчивостью к воздействию микроорганизмов) и не ухудшать своих свойств после воздействия эксплуатационных факторов. Известна полимерная композиция – грунтовка ЭП-076, включающая эпоксидную диановую смолу Э-41, отвердитель – полиамидную смолу ПО-200, пигменты и наполнители (стронций хромовокислый, двуокись титана, тальк) и растворители (ТУ 6-10-755-84). Существенным недостатком этой грунтовки является низкая водо- и топливостойкость. Известна полимерная композиция, включающая эпоксидную смолу, карбоксилмодифицированный бутадиенакрилонитрильный каучук (при молярном соотношении акрилонитрила и бутадиена 5:95…45:45) и отвердитель (продукт взаимодействия ароматического или алифатического диамина с тетракарбоновым ангидридом), применяемый в дисперсной системе с жидкой средой из кетона (патент Японии №2848612). Недостатком указанной композиции является невысокая адгезия к анодированным алюминиевым сплавам и стали в среде топлива. Известна полимерная композиция для антикоррозионного покрытия, включающая раствор эпоксидной смолы Э-41 в ксилоле или ацетоне; в качестве отвердителя – производное кремнийорганических аминов АСОТ-2; в качестве наполнителя – мелкочешуйчатый Однако это покрытие имеет недостаточно высокую адгезию к алюминиевым сплавам, а следовательно, невысокую топливо- и водостойкость при длительной эксплуатации в агрессивных средах. Наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения, принятым за прототип, является композиция грунтовки для антикоррозионного покрытия для изделий из алюминиевых сплавов и стали следующего состава, мас.ч:
Однако эта грунтовка обладает недостаточно высокой топливо- и водостойкостью при длительной эксплуатации в жидких средах при повышенной температуре, низкой грибостойкостью и не сочетается с топливостойкими герметиками. Технической задачей предлагаемого изобретения является создание состава покрытия по металлу, обладающего высокими адгезионными, физико-механическими и защитными свойствами, высокой топливо- и водостойкостью, устойчивостью к воздействию микроорганизмов при длительной эксплуатации в жидких агрессивных средах при температурах от -60°С до 100-150°С, сочетаемостью с топливостойкими герметиками. Для решения поставленной технической задачи предложен состав для покрытия по металлу, включающий полимерное связующее, модификатор, отвердитель – кремнийорганический амин, минеральный наполнитель, ингибирующие пигменты и органический растворитель, отличающийся тем, что в качестве полимерного связующего он содержит эпоксидную диановую или эпоксикремнийорганическую смолу, в качестве модификатора – полисульфидный или бутадиенакрилонитрильный карбоксилатный каучук, а в качестве ингибирующих пигментов – хромат стронция, хромат бария, фосфат хрома или их смеси при следующем соотношении компонентов, мас.ч:
В качестве отвердителя состав содержит В качестве минерального наполнителя состав содержит сульфат бария, аэросил, тальк, двуокись титана или их смеси. В качестве органического растворителя состав содержит ксилол, ацетон, бутилацетат, этилцеллозольв или их смеси. В качестве полимерного связующего в предлагаемом изобретении могут быть использованы диановые эпоксидные смолы с молекулярной массой от 450 до 1600 и массовой долей эпоксидных групп от 6,0% до 23,5%, например ЭД-20, Э-41, Э-44 по ГОСТ 10587-84, ОСТ 6-10-416-77, ТУ 6-10-607-78, ТУ 6-10-1347-75 или эпоксикремнийорганические смолы (продукты модификации эпоксидных диановых смол кремнийорганическими соединениями) с массовой долей эпоксидных групп 12-15% и содержанием кремния 4-5%, например СЭДМ-1, СЭДМ-2 по ОСТ 6-05-448-95. В качестве минерального наполнителя могут быть использованы двуокись титана (рутил) по ГОСТ 9808-84, тальк по ГОСТ 19284-79, сульфат бария (микробарит) по ГОСТ 3158-75, аэросил по ГОСТ 14922-77, улучшающие технологические свойства, или их смеси. Применяемые в качестве модификатора бутадиенакрилонитрильные карбоксилатные каучуки с молекулярной массой от 20000 до 30000 по ТУ 6-00-05807983-160-95 или полисульфидные каучуки с вязкостью от 150 до 300 П по ГОСТ 12812-72 благодаря наличию реакционноспособных карбоксилатных или сульфгидрильных групп, при определенных условиях вступают в химическое взаимодействие с полимерным связующим, осуществляя флексибилизирование покрытия. Кроме того, наличие функциональных групп модификаторов способствует повышению адгезионной прочности. Кремнийорганические амины – Введение в состав для покрытия выщелачивающих хроматов (ингибирующих пигментов) существенно повышает защитные свойства предлагаемого состава. При воздействии коррозионной среды хроматы, обладая незначительной растворимостью в воде, создают искусственные условия для пассивации металла, смещая электродный потенциал в положительную сторону, и тормозят электрохимические процессы коррозии металла. Применяя хроматы стронция по ТУ 48-4-239-82 и бария по ТУ 6-09-5286-86, фосфат хрома по ТУ 6-18-87-85 или их смеси, можно регулировать скорость выщелачивания в начальной и конечной стадии. Предлагаемый состав обладает длительной высокой стойкостью к действию реактивных топлив и воды при температурах от -60°С до 100-150°С, сохраняя высокий уровень защитных, физико-механических свойств, водо-топливостойкость при повышенных температурах. Указанный состав имеет хорошую совместимость с топливостойкими герметиками и высокую стойкость к действию микроорганизмов. Примеры осуществления изобретения приведены в таблице 1. Технология приготовления состава (примеры 1-12) заключается в следующем: полимерное связующее растворяют в смеси растворителей. В полученный раствор добавляют модификатор, пигменты и наполнители и растирают до степени перетира 25-35 мкм (по “клину”). Перед применением в композицию вводят отвердитель, перемешивают и доводят до рабочей вязкости 13-16 с по вискозиметру ВЗ-246. Изобретение не ограничивается приведенными примерами. Из составов, приведенных в примерах (1-12), были получены покрытия толщиной 35-45 мкм на алюминиевом сплаве и стали. Определены: адгезионная прочность при отрыве; топливо- и водостойкость; грибостойкость; прочность к удару, эластичность при растяжении в исходном состоянии, а также после термостарения при температуре 200°С в течение 300 часов; защитные свойства на алюминиевом сплаве и стали; сочетаемость покрытий с полисульфидными герметиками. Сочетаемость покрытий с герметиками определялась методом отслаивания с сеткой. Полученные результаты приведены в таблицах 2 и 3. Как видно из данных таблиц 2 и 3, адгезионная прочность предлагаемого состава к алюминиевому сплаву и стали по сравнению с прототипом возросла в среднем на 80% как в исходном состоянии, так и после термостарения, эластичность увеличилась на 46%, набухаемость в топливе и воде снизилась в 2-3 раза, адгезия полисульфидного герметика к предлагаемому покрытию увеличилась в среднем в 3,5 раза.
Применение состава по изобретению обеспечивает при небольшой толщине (небольшом привесе покрытия) длительную защиту топливных кессон-баков, которые эксплуатируются в жидких агрессивных средах при перепаде температур от -60°С до 100-150°С. Разработанный состав обеспечивает надежную защиту топливных баков на весь ресурс эксплуатации -20-25 лет.
Формула изобретения
1. Состав для покрытия по металлу, включающий полимерное связующее, модификатор, отвердитель – кремнийорганический амин, минеральный наполнитель, ингибирующие пигменты и органический растворитель, отличающийся тем, что в качестве полимерного связующего он содержит эпоксидную диановую или эпоксикремнийорганическую смолу, в качестве модификатора – полисульфидный или бутадиенакрилонитрильный карбоксилатный каучук, а в качестве ингибирующих пигментов – хромат стронция, хромат бария, фосфат хрома или их смеси при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
2. Состав для покрытия по металлу по п.1, отличающийся тем, что в качестве отвердителя он содержит 3. Состав для покрытия по металлу по п.1, отличающийся тем, что в качестве минерального наполнителя он содержит сульфат бария, аэросил, тальк, двуокись титана или их смеси. 4. Состав для покрытия по металлу по п.1, отличающийся тем, что в качестве органического растворителя он содержит ксилол, ацетон, бутилацетат, этилцеллозольв или их смеси.
QB4A Регистрация лицензионного договора на использование изобретения
Лицензиар(ы): Федеральное государственное унитарное предприятие “Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов” (ФГУП “ВИАМ”)
Лицензиат(ы): Открытое акционерное общество “Алтайхимпром”
Договор № РД0014259 зарегистрирован 15.11.2006
Извещение опубликовано: 27.12.2006 БИ: 36/2006
* ИЛ – исключительная лицензия НИЛ – неисключительная лицензия
QB4A Регистрация лицензионного договора на использование изобретения
Лицензиар(ы): Федеральное государственное унитарное предприятие “Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов” (ФГУП “ВИАМ”)
Лицензиат(ы): Закрытое акционерное общество “Научно-производственная компания “ЯрЛИ”
Договор № РД0031603 зарегистрирован 23.01.2008
Извещение опубликовано: 10.03.2008 БИ: 07/2008
* ИЛ – исключительная лицензия НИЛ – неисключительная лицензия
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||