Антиадгезионное покрытие

Антиадгезионное покрытие

Реферат

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.:

Метилтриацетоксилан	0,85-1,90
Диметилдиацетоксисилан	0,05-0,30
Растворитель	98-99,

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

Для первого слоя:

Полиорганоксилан	5-10
Органический растворитель	90-95

Для второго слоя:

Полиметилметаллосилоксан или
смесь полиорганосилоксана с полиметилметаллосилоканом	5-10
Органический растворитель	90-95

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.%:

Диметилосилоксан	10-20
Отвердитель	1-2
Органический растворитель	остальное,

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

Для первого слоя:

Гетеросилоксан	20-0
Катализатор отверждения	0,8-1,6
Органический растворитель	остальное

Для второго слоя:

Смазка ЦЦАТИМ	5-20
Органический растворитель	80-95.

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.%)

Диметилсилоксан	10
Метилтриацетоксисилан	1
Нефрас C2-80/120	89

Покровный слой: (мас.%)

Для первого слоя:

Полиалюмосилоксановый каучук	20
Диэтилдикаприлат олова в
этилсиликате	0,8
Нефрас С2-80/120	79,2

Второй слой

ЦИАТИМ 201	5
Нефрас С2-80/120	95

Пример 2

Грунтовочный слой: (мас.%)

Диметилсилоксан	15
Тетраэпосилоксан с дютилкаприлатом
олова	1,5
Нефрас С3-80/120	83,5

Покровный слой (мас.%)

Для первого стоя:

Полиалюмосилоксановый каучук	29,64
Диэтиламинометилтриэпоксисилан	1,19
Нефрас С3-80/120	69,17

Для второго слоя:

ЦИАТИМ 202	10
Нефрас С3-80/120	20

Пример 3

Грунтовочный спой: (мас.%)

Диметилсилоксан	20
Тетраэпоксилан с дибутилауренатом
олова	2
Бензин	78

Покровный слой:

Для первого слоя:

Хромосилоксановый каучук	40
Диэтиламинометилтриэпоксисилан	1,6
Бензин	58,4

Для второго слоя:

ЦИАТИМ 202	20
Бензин	80

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.

ТаблицаСоставы 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	σААПср,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 - 0,1вода - 98	полиорганосилоскан - 10гексан - 90	полиорганосилоксан - 5,8 полиметиометаллосилоксан - 3,4гексан - 90	2,0	Н	22-35	налет наполнителя	сдиры наполнителя, вдавливания толкателя
2	диметилсилоксан - 10 отвердитель - 1 растворитель - 89	гетеросилоксан - 20катализатор отверждения - 0,8растворитель - 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 - 40катализатор отверждения - 1,6растворитель - 58,4	ЦИАТИМ - 20, растворитель - 80	0,001	А	5	повреждения ААП отсутствуют	гладкая, без повреждений
* Адгезионная прочность (σАПП) 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.

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.%:

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	Остальное