Патент на изобретение №2295553

(54) АНТИАДГЕЗИОННОЕ ПОКРЫТИЕ

(57) Реферат:

Изобретение относится к антиадгезионным покрытиям для предотвращения прилипания полимеризуемых масс к рабочим поверхностям формообразующей металлической или пластмассовой оснастки. Для улучшения эксплуатационных характеристик антиадгезионных покрытий предложен следующий вариант покрытия, которое включает грунтовочный и двухслойный покровный слои на основе кремнийорганических соединений, при этом грунтовочный слой выполнен на основе композиции, имеющий следующий состав, мас.%: диметилсилоксан – 10-20; отвердитель – 1-2; органический растворитель – остальное, а покровный выполнен при следующем соотношении компонентов в композициях, мас.%: для первого слоя: гетеросилоксан – 20-40, катализатор отверждения – 0,8-1,6, органический растворитель – остальное; для второго слоя ЦИАТИМ – 5-20; органический растворитель – 80-95. 1 табл.

Изобретение относится к области химической технологии, в частности к антиадгезионным покрытиям для предотвращения прилипания полимеризуемых масс к рабочим поверхностям формообразующей металлической или пластмассовой оснастки.

В качестве основы композиций для нанесения антиадгезионых покрытий широко используются кремнийорганические соединения, в частности полисилоксаны.

Известно антиадгезионное покрытие патент РФ №2034887 (опубл. 10.05.97 г., БИ №13), включающее грунтовочный и покровный слои на основе кремнийорганических соединений с использованием растворителя.

К недостаткам описанного аналога следует отнести довольно высокие адгезионные свойства покрытия и невозможность повторного использования оснастки.

В качестве прототипа заявлено антиадгезионное покрытие патент РФ №2122561 (опубл. 27.11.98 г., БИ №33), включающее грунтовочный и двуслойный покровной слои на основе кремнийорганических соединений, с использованием в композициях растворителя, при этом грунтовочный слой выполнен на основе композиции, имеющей следующий состав, мас.ч.:

а покровный выполнен при следующем соотношении компонентов в композициях, мас.ч.:

Для первого слоя:

Для второго слоя:

К недостаткам описанного состава следует отнести высокие адгезионные показатели по отношению к композиционным и нитросодержащим материалам.

Технической задачей предлагаемого изобретения является создание антиадгезионных покрытий с улучшенными эксплуатационными свойствами.

Поставленная техническая задача решается предлагаемой композицией антиадгезионного покрытия, которая включает грунтовочный и двуслойный покровные слои на основе кремнийорганических соединений, при этом грунтовочный слой выполнен на основе композиции, имеющей следующий состав, мас.%:

а покровный слой выполнен при следующем соотношении компонентов в композициях, мас.%:

Для первого слоя:

Для второго слоя:

Технологический процесс формования изделий предусматривает нанесение на формообразующую оснастку антиадгезионного покрытия, призванного до минимума снизить усилия, прилагаемые при извлечении ее отдельных элементов на стадии распрессовки и обеспечить качественную поверхность изделия.

Используемое ранее кремнийорганическое антиадгезионное покрытие (прототип) показало, что адгезия между антиадгезионным покрытием наполнителем равна 1,5-2,0 кгс/см². При такой величине адгезионной прочности на поверхности оснастки для формования композиционных материалов остается отвержденный композиционный материал, а распрессованное изделие имеет поверхностные дефекты.

Прототип имеет высокие адгезивные свойства, что приводит к нарушению структурной целостности внутренней поверхности изделия, образованию вырывов наполнителя и искажению механических характеристик, что крайне нежелательно. Предлагаемое антиадгезионное покрытие содержит в своем составе диметилсилоксан и гетеросилоксан, которые обладают способностью поглощать пластификатор наполнителя при повышенной температуре в процессе вулканизации изделия и выделять его обратно при охлаждении, когда их массоемкость уменьшается. Применение заявленной композиции позволяет снизить адгезию более чем в 15 раз по сравнению с прототипом. Предлагаемое покрытие позволяет получить качественную поверхность сформованного изделия после распрессовки. Оснастка с нанесенным антиадгезионным покрытием для формования может использоваться как минимум пять раз. Значения прочности соединения наполнителя с предлагаемым антиадгезионным покрытием приведены в таблице.

Содержание в составе антиадгезионного покрытия ниже указанного предела диметилсилоксана и гетеросилоксана приводит к снижению физико-механических характеристик покрытия, что приводит к увеличению времени отверждения грунта и первого покровного слоя, увеличение содержания диметилсилоксана и гетеросилоксана затруднит процесс нанесения покрытия на оснастку и увеличивает его расход. Снижение содержания смазки ЦИАТИМ ниже 5% приводит к повышению адгезионной прочности, а увеличение содержания указанной пластичной смазки выше 20% приведет к образованию на поверхности распрессованных образцов налета смазки, что свидельствует о ее избытке.

В грунтовочном слое предлагаемой композиции в качестве отвердителя используют метилтриацетоксисилан или тетраэпоксилан с диэтилкаприлатом олова или тетраэпоксилан с дибутилауретаном олова, а в качестве растворителя – нефрас марок C2-80/120, С3-80/120 или бензин.

В первом слое покровного слоя в качестве гетеросплоксана используют полиалюмосилоксановый или хромсилоксановый каучук, в качестве катализатора отверждения – диэтилдикаприлат олова в этилсиликате или диэтил-амининометилтриэпоксисилан, а в качестве растворителя – нефрас марок С2-80/120, С3-80/120 или бензин.

В втором слое покровного слоя используется смазка ЦИАТИМ марок 201, 202 (см. ГОСТ 6267-74 и RU 2131451 C1, 10.06.1999), a в качестве растворителя – нефрас марок С2-80/120, С3-80/120 или бензин.

Примеры конкретного выполнения.

Пример 1.

Грунтовочный слой: (мас.%)

Покровный слой: (мас.%)

Для первого слоя:

Второй слой

Пример 2

Грунтовочный слой: (мас.%)

Покровный слой (мас.%)

Для первого стоя:

Для второго слоя:

Пример 3

Грунтовочный спой: (мас.%)

Покровный слой:

Для первого слоя:

Для второго слоя:

Для всех случаев использования антиадгезионного покрытия поверхность оснастки перец нанесением грунтовочного слоя должна быть очищена от осадки и наполнителя. Оснастка, подготовленная к нанесению антиадгезионного покрытия, обезжиривается растворителем и сушится в течение 30 мин. На рабочие поверхности оснастки нанесение грунтовочного и покровного слоев проводится вручную волосяной кистью, а на мелкие детали оснастки методом окунания или налива.

Грунтовочный слой выполняется наносится в два приема, сушка между нанесениями 1,0-1,5 ч, отверждение после последнего нанесения происходит в течение 24 ч при температуре от плюс 15 до 35°С, 8 ч при температуре от плюс 75 до 85°С или 4 ч при температуре от плюс 145 до 155°С. При отверждении грунтовочного покрытия при повышенных температурах оснастка выдерживается до нанесения покровного слоя не менее 3 ч. Перед нанесением покровного слоя оснастка, покрытая грунтовочным слоем, протирается спиртом и сушится в течение 20 мин.

Покровный слой, наносится на оснастку, покрытую грунтовочным слоем, не позднее чем через 24-28 ч с момента окончания процесса отверждения грунтовочного слоя.

Покровный слой выполнен двуслойным. Первый слой наносится в 3-5 приемов, сушка между нанесениями составляет от 30 мин до одного часа. Отверждение покрытия проводится при температуре от плюс 15 до 35°С и относительной влажности 65% от 6 до 24 ч.

На оснастку с отвержденным первым слоем наносится второй слой покрывного состава, состоящий из раствора смазки ЦИАТИМ в органическом растворителе. Раствор наносится вручную волосяной кисточкой в один слой, сушка не менее 3 ч.

Таблица Составы антиадгезионных покрытий и их свойства
Пример	Композиции (компоненты в %)			Оценка адгезионного взаимодействия ААП с наполнителем		Параметры установки при распрессовки образцов 30 мм, L=180 мм
	для грунтовочного слоя	для покровного слоя		ААПср, кгс/см2	Характер разрушения	Давление масло-станции, кгс/см2	Состояние поверхности пресс-форм	Состояние поверхности образцов
		первого	второго
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1 прототип	метилтриацетоксисилан – 1,9 диметилдиацетоксисилан – 0,1 вода – 98	полиорганосилоскан – 10 гексан – 90	полиорганосилоксан – 5,8 полиметиометаллосилоксан – 3,4 гексан – 90	2,0	Н	22-35	налет наполнителя	сдиры наполнителя, вдавливания толкателя
2	диметилсилоксан – 10 отвердитель – 1 растворитель – 89	гетеросилоксан – 20 катализатор отверждения – 0,8 растворитель – 79,2	ЦИАТИМ – 5, растворитель – 95	0,12	А	10-22	повреждения ААП отсутствуют	гладкая, без повреждений
3	диметилсилоксан – 15 отвердитель – 1,5 растворитель – 83,5	гетеросилоксан – 29,64, катализатор отверждения – 1,19 растворитель – 69,17	ЦИАТИМ – 10, растворитель – 90	0,06	А	5-10	повреждения ААП отсутствуют	гладкая, без повреждений
4	диметилсилоксан – 20 отвердитель – 2 растворитель – 78	гетеросилоксан – 40 катализатор отверждения – 1,6 растворитель – 58,4	ЦИАТИМ – 20, растворитель – 80	0,001	А	5	повреждения ААП отсутствуют	гладкая, без повреждений
Адгезионная прочность (АПП) получена на образцах в результате обработки по методике БЖУИ 770304.009 ПМ 9 Н – образцы, имеющие налет наполнителя, А – образцы без остатков наполнителя на ААП.

Формула изобретения

Антиадгезионное покрытие, включающее грунтовочный и двухслойный покровный слои на основе кремнийорганических соединений, отличающееся тем, что грунтовочный слой выполнен на основе композиции, имеющей следующий состав, мас.%:

а покровный выполнен при следующем соотношении компонентов в композициях, мас.%:

для первого слоя:

для второго слоя: