автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.11, диссертация на тему:Противообледенительные защитные композиции на основе модифицированных полиорганосилоксанов

КШВСЬКИЙ ГОЛ1ТЕХН1ЧНИЙ 1ШШУТ

РГВ

од

п На правах рукопису

ó - ('<!-'Г ,

V )] ; 1 , '

УДК 661.718:666.94

СОЛОВ" ЙОВ В1тал1й 1горевич

ПРОТИКРИГОВ1 ЗАХИСН1 КОМПОеИЦМ НА ОСЮВ1 МОДИФ1КОВАНИХ ПОЛЮРГАБОСИЖЗКСАНШ

Спец1апьн1сть: 05.17.11 - Технолог1я сшйкатних 1

тугоплавких неметал iчних матер!ал1в

Автореферат дисертац1ï на здобуття вченого ступени кандидата техн!чних наук

К И I В - 1994

Дисертащыю е руконис.

ДисертацШна робота вжонана на кафедр 1 хш1чно1 технолог! I в'яжучих речовин Ки1вського пол1техн!чного 1нституту

Науковий кер1вник:

0ф1ц1йн1 опоненги:

доктор техн!чних наук, професор Св1дерський В,А.

доктор техн)чних наук, професор Емельянов Б.М.

доктор хШ1чних наук, професор Третинник В.Ю.

Ведуча орган1вац1я: 1нститут х!мП поверхн!

НАН Укра1ни.м.Ки1в

Захист дисертацП в1дбудеться "10 " жовтня 1994 р. в

"_" годин на васиданн! спец1ал1зевано! вчеко! ради Д 068,14.06.

при Ки1вському пол1техн!чному 1нсгитут1 еа адресою: 252056,м.Ки!в проспект Перемоги, 37, КШ, корпус 21, аудитор1я 212. 3 дисертац!ею модна ознайомитиеь у б1бл1отец! FJII.

Автореферат роз1сланий "JL."1994 р.

Вченш секретар спец1ал18овано1 вчено! ради кандидат техн1чних наук, професор

В.Я.Круглицька

1.

"Укргпзпроект". Артема, 77

АБОТМЦЯ

Дисертац1йна робота присвячена розробц1 композитйних покритт1в для захисту поверхн1 конструкц1йних матер1ал1в в1д кригообростання.

В робот1 проанал1зован1 процеси, що проходить на поверх-нях п1д час кригоутворення, розглянут1 р1зн1 методи захисту поверхн1 в!д криги. Обгрунтовано використання вибраних пол1мер1в, наповнювач1в та добавок-модиф!катор1в для одержання покритт1в з низькою поверхневою енерг!ею. Виявлен1 механ1зми впливу добавок-модиф1катор1в на величину адгезП криги до пок-риття. Отриман1 дан1 щодо впливу пол!мер1в, модиф1катор1в та наповнювач1в на кригообростання, а також на протикороз!йн! та ф1зико-механ1чн1 властивост1 покритт1в. Розроблен1 оптимальн! склади композитйних покритт!в для захисту поверхн1 в1д кригообростання, як! до того я мають висок! протикорозШн! власти-вост!.

Автор захищае : Обгрунтування вибору вих!дних кремн1йор-ган1чних пол1мер1в, наповнювач1в та добавок-модиф1катор!в для отримання пол1мерних композиц1йних матер1ал1в, що мають про-тикриговий ефект. Умови, при яких модиф1кован1 пол1органоси-локсани, наповнен! спеЩально п!д!браними дисперсними наповню-вачами, проявлять найб1лып! антикригов! властивост1. Ыож-лив1сть оц1нки протикригових властивостей матер1ал1в за допо-могою вим1ру значения кута скатування крапл! води з поверхн1 матер1алу, що захицаеться. Розробка принципово нового виду покритт!в для боротьби з кригообростанням - г1дрофобного пок-риття з добавками-антифризами. Можлив1сть отримання ефективних покритт!в, що мають висок! експлуатаЩйн! та ф!зико-механ1чн1 якост!.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ.

Актуальн!сть роботи: У зв'язку з св!товою тенденц!ею до економЛ сировини, магер!ал!в га енергоносПв зрЮ попит на матер!али, що мають комплекс властивостей, забез.печуючих 1х над!йну роботу в достатньо складнях умовах експлуатац!I. Таким чином, у св1тов1й лако-фарбн!й промисловост1, наряду з широким використанням дешевих наповнювач1в та модификатор1в, в!дбу-ваеться процес розробки та впроваддення компонент!в спеЩаль-ного призначення для створення покритт1в, працюючих з агресив-них або складних умовах експлуатац1I. Наприклад: висока во-

- г -

логЧсть, ко роз 1 йно-активн 1 середовища, рад!ац!йне випром!нен-ня, висок! га низьк! температури та 1нше.

Значний 1нтерес в зв'язку з цим становить використання в захисних покриттях з епециф!чними властивоетями креми!йор-ган1чних пол1мер!в, як матер1ал1в, що мають сукупн!сть власти-восгей як орган 1чних, так 1 неорган¡чних речовин. Шлеспрямо-ване введения спец!алыю п!д!браних наповнювач!в та доба-вок-модиф1катор1в, в к1нцевому розрахунку, сприяе покращенню всього комплекса властиаостей полШерних композицШних ма-тер!ал!в.

Вивчення явища кригоутворення на .поверхн! мае великий практичний 1нтерес в зв'язку з боротьбою проти кригообрастання л!так1в, елекгропровод!в лШй електропередач, суден,плаваючих у високик широтах, труб холодильник!в та 1нше.

Шд кригообросганням розум!еться процес утворення криго-вих шар1в на поверхнях при деяких метеофакторах або в умовах експлуатац!I холодильних агрегат1в. Захист в1д кригообрастання може в1дбуватись або шляхом запоб!гання кригоутворення на по-верхн1, або шляхом пер1дичного видалення утворювано! криги.

Пор1вняно з 1снуючими методами, 1дея використання протик-ригових покритт1в для захисту в1д криги е економ1чно виПдною, тому що покриття не погребують витрат енергп у процес 1 експлуатацП, а такок встановлення додаткового обладнання.

Мета дано! робота е розробка ефективних протикригових композиц1йних покритт1е на основ! кремн!йорган!чних сполук, наповнених спеЩалько П1Д1браними дисперсними порошками та до-бавками-модиф1кагорамн, шр анижують в1льну поверхневу енерпю покритт!в.

Наукова новизна. Бперше розроблений принципово новий п!дх1д до створення протикригових покритт1в: г1дрофобн! покриття з добавками-антифризами; визначен1 оптимальн! умови фор-иування поверки 1 покритт1в, при яких поверхнева енерг!« е м1н1иальною; проведен! доел!дження та виявлений механ1зм впли-ву дэбавок-модиф!катор!в на поверхневу енерпю покритт1в; ви-явлен! ф!зико-х1м1чн1 особливост1 процес!в, що мають м!сце; обрано оптимальн1 с клади добавок-модиф1катор1в, наповнювач1в, при яких покриття мають найб!льш1 протикригов! вдастивост!.

Практична ц1нн!сть. РозроблеШ покриття використовувались для захисту конструкц!й в!д криги та сн1гу на Ки1вському за-

вод1 експериментальних конструкт й. Економ1чний ефект склав 24,14 млн.крб.(в ц1нах 1993 р.)

Апробац1я роботи.Результата роботи докладались 1 обгово-рювались на 8-й Нарад! "Химия и практическое применение крем-нийорганических соединений" (м.Санкт-Петербург.16-19 листопада 1992 р.)

Структура та об'ем дисертадП. Дисертац1я складаетьсч з вступу, п'яти роздШв, висновк1в, списку л!тератури та до-датк!в. Робота викладена на 189 стор1нках основного тексту, вм1шуе 29 малюнк!в та 24 таблиц1. Список цитовано1 л1тератури вм1щуе 164 найменування.

ЗМ1СТ РОБОГИ.

В анал1тичному обзор1 л1тератури викладен! методи бороть-би з кригоутворенням на р1зних поверхнях, умови формування криги, а такок наведен1 склади та властивост! р1зних пок-ритт1 в, то призначет для роботи в умовах кригообрастання.

Викладен1 1снуюч1 методики експериментально! та теоретично! оц1нки величин« поверхнево1 енергП покритт1в (як частов-ний випадок - величини адгезП до криги).

Анал1з стану питань в галуз1 розробки матер)алу з низькою поверхневою енерг1ею та, як частовний випадок,матерал1 в з низькою адгез1ею до криги показали актуальн1сть задач, направлених на розробку нових вид1в протикригових покритт1в, як1 мають цыий комплекс заданих влаетивостей, що задовольняють вимогам як забезпечення над1йного захисту в1д криги, так 1 забезпечен-ня ефективност1 1 над1йност! в експлуатац1I, визначив напрямок досл1даень.-

В робот1 використовувались полюрганосилоксани (ПОС) у вигляд1 лак1в: ,пол1метилсилоксановий КО-554 (МРТУ 6-02-553-79), пол1метилфен1леилоксанов1 КО-921 ( ГОСТ 16508-80 ) та К0-08 (ГОСТ 15081-79), пол1фен¡лсилоксановий КО-85 (ГОСТ 11066-84), пол1.органосилоксанов1 р!дини марок ПМС-25, ПМС-200 1 ПМС-1000 (ГОСТ 13022-87 ), наповнювач1 ( граф1т, тальк, фторопласт), а також модиф1катори (каучуки, епоксидн! смоли).

Для досл1даень складу га м1кроструктури композиц1йних ма-тер1ад1в використовувались методи 14-спектрометрII ("ЗРЕКОЯБ №-75", ртутно! порометрП ("ОАМТОСРЮМ"), електронно! М1кроскоп11 ("ТЕЗи-ВЗОО"). Ф1зико-механ1чн1 та кл1матичн1 випробування проводились за стандартами методиками. Лдгез!я

до криги для покритт1в проводилась за допомогою системи, що е холодильною камерою з регулятором температур та встроеним в не1 механ1змом визначенкя адгезП на в1дрив. Математична об-робка результат^ эксперимент!в проводилась за методикою симплекс-решетчатого планування эксперименту за допомогою ЕОМ.

3 метою отриыання ефективних протикригових покритт1в не-обх1дно було оц1нити умови формування пл1вок НОС, при яких по-верхнева енерПя мШмальна. Основне в1др!зняшш м1ж кремн!йорган1чними лаками е вм1ст та взаемне розм1щення ор-ган1чного обрамления силоксаиового ланцюга. Наиб1льш роз-повсюдаеними е метильний та фен1льний радикали, як! можуть розм1щуватись як по к!ндях, так 1 на вс!й довжин1 силоксаиового ланцюга.Характеристики вих!дних лак1в наведен1 у табл. 1.

Таблиця 1.

Характеристики вих!дних кремн!йорган!чних лак1в.

пос град. град. и!кро-тверд!сть кг/кв.мм Ударна м1цн1сть кгс с адгез1я до криги(-10°С) кг/кв.см

КО-921 41,5 94,6 А яс; *, ^ 30 2,2

КО-85 48 93 5,2 10 2,6

КО-554 38 93 4,9-5,0 20 2,4

К0-08 34 93,5 3,45 20 2,4

об* - кут скатування крапл! води з поверхн! 0** - крайовий кут змочення краплиною води

Як фактори, що впливають на формування поверхн! пол1орга-носилокеанових пл!вок,були вибран1 температура отвердження та час витримки при конкретно температур!.

Експериментальн1 данн1 було ощнено за допомогою математич-но! моделг повного факторного екеперименту. Отриман! так1 ма-тематичн! модел!:

- для КО-921:

Y - 24,33 - 17,8 XI -3,67 X2 + 5,0 XI X2 + 9,5 XI - 4,0 X2 оптимум у точц1 Y - 10,7, ¡до становить t - 300°С 1 10 хвилин витримки;

- для КО-85:

Y - 40,8 + 8,58 XI + 1,08 Х2 + 9,58 XI

оптимум в точц1 Y = 38,33, що становить t - 100"c i 10 хвилин витримки;

- для КО-08 р1вняння мае вигляд:

Y - 51,87 - 17,65 XI - 7,0 Х2 + 8,5 XI Х2

оптимум в точц1 Y = 32,7, що становить t - 300°С 1 10 хвилин витримки;

- для КО-554:

Y - 55,3 - 7,0 XI - 4,4 Х2 - 2,0 XI Х2 + 2,87 XI

оптимум в гочц! Y - 49,1, що становить t = 100 С 1 60 хвилин витримки.

При оц1нц1 отриманих математичних моделей були визначен1 конкретн! умови для формування пл1вок ПОС з метою одержания м!н1мально1 поверхнево1 енерг11:

- для п1двжцення крайового кута змочення та зниження кута скатування пол1метилфен1лсилоксан1 в К0-921 та К0-08'необх!дно одночасове п1двищення температури та часу обробки. Найб1льш

О

оптимальним виявились температура 150...180 С при терм!н1 витримки 1,5...2 годин;

- для покрэдення г1дрофобних характеристик пол!фен1лси-локсану КО-85 необх1дно зб1лышти час витримки при оптимально температур! ( 2-3 години при температур1 не б1льше 100°С);

- для п1двищення г1дрофобност! пол i метилсилоксану 510-554 необх1дн! м'як1 режими термообробки найб1льш оптимальною вия-вилась обробка протягом 1-1,5 години при температур1 80-100 С.

Однак зниження поверхнево1 енергП покритт1в не вир1шуеться лише оптим1зац1ею умов формування покритт!в. Мож-лив1сть формувати б!льш як1сну поверхню шпвок ПОС дав введения ол1гометилсилоксанових р!дин (ПМС). 1х молекули розм1щу-ються у простор! м1ж молекулярной с1ткою вшитого пол!мера, зв1дки вони можуть виходити на поверхню. Таким чином, при вве-денн1 ШС у лаки, утворюються покригтя, що мають ефект "самоз-мащування".

Встановлено, що п1двищення г1дрофобност1 зал'ежить як в1д природа ПОС, так 1 в1д молекулярно1 маси пол!метилсилоксан1в (табл. 2).

Таблица 2.

Залемтсть- Пдрофобннх властивостей пл!вок ПОС В1д молекулярно! ыаси пол1метилсилоксан1в.*

\T10C КО-921 КО-85 КС -554 -

модиф1- вмЮт, ы. > 6 ' ВМ1СТ, с/ . е . ВМ1СТ, 0 .

катор град. град. мае£. град. град. масХ. град. град.

ШС-2Б 20 30 99 12 46 96 20 34 97

ШС-200 10 10 98 5 32 96 10 12 95

ПМС-ЮОО 7 16 97 5 48 94 10 23 96

*-наведен! опгимальш концентратI ШС.

Введения ПМС супроводжуеться зыеншенням к1лькост1 пор рад1усом 5-3 нм на 15-21% , що роз'ясяюеться 1х модиф1куючим впливом на покриття (мал. 1.) за рахунок зниження поверхневого натягу пл1вки.

Розпод1л пор в покриття х залеашо в1д 1х рад1усу хЮ cJV/R

К0921+ПМС-200 КО-921

Мал.1.

У той же час на поверхн1 покриття з БМС виявлено шар останнього, який в!дновлюеться при його видаленн1. Таким чином,, в покриттях на основ 1 пол1органосилоксан1в, модиф1кованих ПМС, мае м!сце ефект 1х "випот1вання" на поверхню.

Введения ПМС значно Шдвицуе короз1йну ст!йк!сть покриття. Найб1льш ефективним, як 1 у випадку з Пдрофобними властивостями, виявилося введения у ПОС до 10 мас.% ШС-200. При цьому, п1сля 10 годин випробувань у середовищ1 3 мас.% ИаС1 оп1р покриття тримаеться на р1вн1 5*10 Ом-м, тод1, як для пл1вки чистого ПОС пад1ння опору до р!вня 10 Ом-м спостер1га-лось у л1чен! хвилини. 0триман1 результата вказують на те, що введения ПМС не т!льки п1двшцуе ПдрофобнЮть поверхн1, але й впорядковуе структуру покриття, у сотн! раэ1в Шдвищуючи ко-роз1йну ст1йк1сть. Зниження поверхнево1 енергИ шляхом введения ПМС дае можлив!еть зменшити адгез!ю криги у 1,5 рази пор1вняно з чистими ПОС (адГез!я криги в1дпов1дно 1,5...1,6 та 2,2...2,4 кг/кв.см ).

3 1ншого боку для придания максимального протикригового ефекту як добавку-антифриз у ПОС вводили хлорид натр1ю у виг-ляд! порошку з розм!ром зерна не б!льше 0,08 см. Це дае мож-ливЮть знизити температуру утворення криги на границ1 контакту крига - поверхня покриття, гим самим значно знизити адГез1ю криги до поверхн1 (табл. 3).

Введения хлориду натр1ю ПОС значно (у 2.5...3 рази) зни-жуе адгез1ю криги до покритг1в пор!вняно з чисгими полЮрга-носилоксанами. Однак при зб1льшенн1 вм!сту хлориду покриття стають мени м!цними, кр1м того знюсуеться 1х г!дрофобн1сть та короз1йна ст!йк1сть .

Найб1льш ефективним е сп!льне використання хлор!ду натр1ю та ол1годиметилсилоксанових р1дин для отримання протикригових покритт1в.У даному випадку можно ствердити, що протикриговий ефект досягаеться подв!йною д1ею:

- впливом добавки-антифризу, що знюкуе температуру утворення криги на поверхш;

- високою г!дрофобн1стю покриття, завдяки чому змен-шуеться адгез!я криги до поверхш.

Таким чином, розроблений принципово новий п!дх!д до ство-рення протикригових покритт!в, а саме: пдрофобн! покриття з

- в -

добавками-антифризами.

Таблица 3.

Вплив введения МаС1 на властивост! пл1вок ПОС.

ПОС вм!ст об • адгез1я ударна

ИаС1, град. град. до криги, м1цн1сть,

мас.Х. кг/кв.см кгс-см

0 30,6 94,6 2,2 40

2,43 30,0 94,0 2,2 40

К0-921 4,76 32,0 90 1,84 40

9,09 38,2 90 0,72 37

16,66 43,4 90 0,5 21

■ 23,07 60,6 82 0,5 > 10

0 28,2 93 2,4 20

2,43 28,0 93 2,45 20

КО-554 4,76 35,6 91,5 1,63 . 18

9,09 39,0 90 0,51 15

16,66 54,4 87,6 0,30 15

23,07 66,2 84,6 0,30 10

0 42,0 93 2,6 10

2,43 43,0 93 2,4 10

КО-85 4,76 48,5 88 1,8 8

9,09 56,4 79 1,1 5

16,66 67,5 79 1,0 5

23,07 71,0 75 0,94 5

Окр1м покращення протикригових властивостей покритт!в шляхом модиф1кування ПОС антифризами та ПМС в робот1 ставиться мета покращити експлуатац1йн1, ф!зико-механ1чн1 та захисн1 характеристики покритт1в шляхом неправленого п1дбору та введения наповшовач1в 1 р1зного роду модиф1куючих добавок.

Проведений виб1р оптимального сп1вв1дношення наповню-вач-пол1мер для наповнювач1в з р1зною г 1 дроф 1 льно - г 1 дрофобною природою поверхнГ, таких як тальк, граф1т, фторопласт .оксиди титану 1 циркон1ю, алюмШева пудра. Визначена залежн1сть енергетичних характеристик поверхн! покритт!в в!д виду та

властивостей наповнювач1в. При приблизно однаковому пол1пшенн1 ф1зико-механ1чних характеристик для вс1х досл1джених наповню-вач1в найменшу говерхневу енергНо 1, в1дпов1дно, найменшу адгезНо криги мають ПОС, що м1стять г1дрофобн1 наповнювач1 (значения адГезП криги зменшуються в ряду: тальк > фторопласт > граф1т).

Зб1льшення вм1сту наповнювач1в у покриттях призводить до деякого Шдвищення 1х жорсткост1, особливо в умовах низьких температур. Для вменшення цього ефекту, а також для Шдвищення механ1чно1 и1цност1, ероз1йно1 ст!йкост1 та морозост1йкост1 покритт1в на основ1 пол1органосилоксан1в використовувались р1зн1 за х1м!чною природою каучуки: кремнШоргаШчний, бу-тад1енн1трильний та хлорсульфований пол1етилен.

ОтримаШ данШ вказують на те, що введения каучук1в в 1,5...2,5 рази Шдвищуе м1цн1стШ характеристики для вс!х без винятку ПОС, незалежно в!д виду радикал 1 в обрамления ланцюжка ^31-0-3^ . В той же час мае м1сце рГзниця по впливу на властивоси поверхн1 композиц1йних покритт1в певних каучук1в. Це роз'яснюеться присутн1стю в молекулах конкретних еласто-мер1в р1зних за х1м1чною активн1стю фрагмент^ та радикал1 в обрамления основних ланцюжк1в.

Досл1джений вплив каучук1в на м1кропорист1сть та ко-розШну ст!йк1сть покритт1в 1 доведена ефективн1сть 1х введения не т1льки в ц1ляк Шдвищення механ1чних характеристик пок-ритт!в,а й в ц1лях Шдвищення захисних властивостей.

3 метою шдвищення когез!йно1 м1цност1 покритт1в та Шдвищення 1х адГезИ до матер1алу, що потребуе захисту, в ПОС вводили епоксидну смолу (отверджувач пол1етиленпол!ам1н 5 мас.%). Кр1м того використання епоксидноI смоли в оптимальних сп1вв!дношеннях з ПОС дае можлив!сть зб1льшити короз1йну ст1йк1сть та тверд1сть покритт1в без суттево! зм!ни г1дрофоб-ност! поверхн!.

3 врахувалням отриманих законом1рностей по направленому модиф!куванню ПОС пол1метилсилоксанами, антифризами, наповню-вачами, еластомерами та эпоксидною смолою нами були розроблен! склади протикригових покритт1в типу КНА. До 1х складу входять ПОС, Пдрофобний наповнювач та модиф1катори.

Проведен1 досл1дження по визначенню залежносг! адгезП криги до поверхн! найб!льш ефективних покритт!в. Показано, що

оптимальною е II оц1нка за величиною кута скатування крапл1 води з поверхш. Матер1али з мадим значениям величини кута скатування мають б1льш низьку адгезш до криги. Так кремн1йор-ган1чн1 Пдрофобн1 покриття Зс/=29...30 мають адгез1ю до криги О,17...0,20 кг/кв.см., що у 3-5 раз1в менше, н1ж у фтороп-ласта-4 (табл. 4.).

Таблиця 4.

Залежн1стьсть адгезП криги (при -10 С) в!д г!дрофобних характеристик повэрхн! покритт!в. .

покриття и . град. е. град. адгез1я, кг/кв.см

фторопласт-4(тефлон) 71,5 103 6,58

ЛФЭ-42 ЛНХ 44 96 1,32

ЭП-140 86 76 6,5

КО-921 51 94 2,2

КО-554 59 92 2,4

К0-921+102 ЭД-16 62 87 2,31

КНА-3 21,3 92 0,17

КНА-1 30 94 0,20

КНА-2 29 92 0,19

0триман1 висок! антикригов1 властивост1 можно роз'яснити за рахунок сп!льного впливу добавок-г!дрофоб1затор1в, знижую-чих поверхневу енерПю локритт!в 1 тим самим п 1 двищуших 1х Пдрофобн1сть та добавок-антифриз!в, знижуючих температуру переходу вода крига на границ1 роздиу вода-покриття.

Важливо в1дзначити, що покриття типу КНЛ витримують бага-

- и -

тократне примерзания криги без зм1ни величини адгезИ до кри-ги. Для них Шсля 50 цикл1в примерзания адгез!я зросла на О,05...О,02 кг/кв.см, в той час як для епоксидних покритт1в величина адгезП зросла б!льш Н1Ж на 4 кг/кв.см , а для ПОС -на 2-3 кг/кв.см (табл.5). Наряду з цим, антикригов1 влаети-вост! покритт!в типу КНА не зм!нюються при механШному чи х1м1чному видаленн! поверхнк

Таблиця 5.

Залежн1сть адгезП криги к покрытиям ( при -10аС) в1д к1лькост1 цикл1в примерзания.

Покриття Адгез1а , кг/кз .см

цикли 1 10 20 30 40 50

КО-921 о О <С , 2,8 2,96 3,82 4,51 4.72

КО-554 2,4 2,61 3,09 2,89 -* . -

Л'КЭ-42ЛЮ( 1,33 2,03 -** - - -

фторопласт-4 6,48 6,5 6,41 6,60 6,80 6,65

ЭП-140 6,89 7,61 >10 ' >10 >10 >10

КНА-1 0,20 0,21 0,19 0,22 0,26 0,25

КНА-2 0,19 0,21 0,21 0,20 0,24 0,24

КНА-3 0,17 0,22 0,17 0,17 0,19 0,24

КНА-4 0,21 0,21 0,23 0,24 0,23 0,23

* - покриття розтр!скалось;

** - покриття з1рвало з п!дложки.

Покриття типу КНА мають достатньо низьку порист1сть. Так, к1льк1сть пор розм1ром 0,3-10 ... 0,3-10 и в них значно мен-ше, н1ж у чисто лаково1 пл1вки, практично сп1впадаючи з КО-921, модиф1кованим ПМС-200. Причому наст1льки, що в них проявляешься схо_ж1сть у к!лькост1 пор ( замкнутих) на д1льниц1 0,33-10. ..0,6-10 м з опльною тенденцию до зниження в!дкри-тих пор.тобто таких пор, як1 сприяють знюкенню короз1йно1

СТ1ЙКОСТ1.

За ф1зико-механ1чними та експлуатац1йними характеристиками покриття типу КНА поён1стю задовольняють вимоги до захисних покритт1в. Так м1цн1стн1 характеристики покрит1в досягають величин 40...45 кгс-см (при максимальн1й величин! показника

ударно1 м1цност1 50 кгс-см), що поряд з високою адгез1ею до п1дложки в 1 балл 1 достатньо висок1й твердост! 5...6 кг/кв.мм дозволяе використовувати 1х як захисн1 покриття.

висновки.

1.Вивчено сучасшй стан проблеми боротьби з кригоутворен-ням на поверхн1, обгрунговано эастосування матер1ал1в для роз-робки захисних покритт1в, виявлен! дом1нуючи фактори, що суттево впливають на показники якост1 покритт!в.

2. Запропоновано оц!нку придатност1 матер1алу для покриття з протикриговим ефектом проводите за вим!ром величини кута скатування крапл1 води з поверхн1 покриття.Ефективн1 протикри-гов1 властивост! мають г1дрофобн1 матер!али для яких кут скатування крапл!. води з поверхн1 не переб!лыдуе 30*при розм1р1 крапл! не б!льше 0,03 мл. Доведено, що найб!льш придатними для цих ц1лей е пол!органосилоксани (ПОС).

3. Досл1джено вплив режим!в обробки пл!вок ПОС (температура та час вигримки), при яких 1х поверхнева енерг1я м!н1мальна.Розроблено технолог1чний режим отвердження пок-ритт!в для пол!пшення 1х протикригових властивостей (для К0-921 та К0-08 10 хв.вигримки при Ь=300* С ; для К0-85 та К0-554 10 1 60 хв.витримки при 1=100*0 в!дпов!дно).

А ТТгЧГ»1Г< ТТЧГ£»ТТГ"\ ОП1ТТ»Т> Г\ п 1 ЛЛПГШ'1 Т1Г\Г>1в V ГЧ ^ ТТ1Ж11 ( I 1N

"х. « ^Ч4** * и 1ыи1и 1 1 ъ^ипиинл 1 ¿^ИЛ* V, У

на формування поверхн! покритг!в, що мають м1н1мальну поверх-неву енерпю, тобго низьку адгез1ю до криги. Вм1ст у компо-зиц!ях б!лыЕе 10 мас.% ПМС веде до ефекту "випот!вання" на поверхн! покриття, що забезпечуе не т!льки висок1 протикригов! властивост!, але й 1х високу Коровину ст!йк!сть.

5. Досл!джено вплив хлориду натр1ю як добавки-антифриза, для зниження адгезИ криги, в композитях на основ 1 пол1орга-носилоксан!в. Виявлен1 оптимальт концентрацп його , при яких збер1гаеться висока короз!йна с'г1йк1сть покритт!в ( для пол!метилфен1лсилоксанового лаку оптиыалышй вм!ст МаС1 не повинен перевшдувати 10 мас.%, для пол1метилсилоксанового не б1льше 5 мас.%, для пол1фен!лсилоксанового не б1льше 3 мас.%.).

б.Запропоновано для пол1пшення ф1зико-механ!чних, проти-короз!йних та поверхневих властивостей пол1органосилоксанових покритт!в використовувати г1дрофобн! наповнювач! (граф!т, фторопласт), пол!мерн1 модиф!катори (епоксидн! смоли та каучуки). Встановлен! 1х оптимальн! сп!вв!дношення у композиц!ях.

- 13 -

7. Розроблеко принципово новий вид покритт!в для боротьби з кригообросганням - г1дрофобного покриггя з добавками-антифризами, що мають висок! експлуатац1йн1 та ф1зико-механ1чн1 якост1 ( адгез1я криги до них не переб1льшуе 0,17...О,20 кг/кв.см; ударна м1цн1сть 45...50 кгссм; адгез1я доп!дложки 1 бал; твердюгь пл1вки 6..8 кг/кв.мм).

8. Розроблен1 покриття використовувались для захисту конструкц!й в iд криги та сн1гу на Ки!вському завод! експери-ментальних конструкЩй. Економ1чний ефект склав 24,14 млн.крб.(в ц!яах 1993 р.)

Основний зм1ст дисертацП опубл1 кований в наступних роботах:

1. Кремнийорганические покрытия для защиты от обледенения .Тез.докл.8 совещания"Химия и практическое применение кремни-йорганических соединений",С-Пб.16-19 ноября 1992 г.стр.62. СнИДСрГ-ЧЗДЙ Б. Д., ÜOiobucB В.И.

2.Состав для покрытия A.c.N 1751979 от.01.04.1992г. Свидерский В.А. Чирикалов И.И. Лавриненко C.B. Соловьев В.И. Рослякова В.А. Ткач H.A. Полетаев A.A. Милосердов Ю.Г.

3.Композиция для защитного покрытия A.c.N 1814299 от 25.12.1990г. Свидерский В.А. Чирикалов И.И. Лавриненко C.B. Соловьев В.И. Рослякова В.А. Гумаргалиева К.З. Калинина И.Г. Ткач H.A.

4. Противогололедный состав A.c. N 1798357 от 26.02.1990г. Свидерский В.А. Чирикалов И.И. Соловьев В.И. Рослякова В.А. Ткач H.A.

5. Противогололедный состав A.c. N 1785260 от 25.12.1990г. Свидерский В.А. Чирикалов И.И. Соловьев В.И. Рослякова В.А. Ткач H.A. Князев Ю.В. Оскрет Ю.Б.

6. Противогололедный состав A.c. N 1551714 от 29.02.1988г. Свидерский В.А. Чирикалов И.И. Соловьев В.И. Уте-ченко А.У. Ткач H.A.

7. Противогололедный состав A.c. N 1731784 от 26.12.1989г. Свидерский В.А. Чирикалов Й.И. Соловьев В.Pl. Рослякова В.А. Ткач H.A.

Автор

Соловьев Виталий Игоревич

"Прогивообледенительные защитные композиции на основе модифицированных полиорганосилоксанов". Вид диссертации - рукопись.

Специальность 05.17.11 -"Технология силикатных и тугоплавких неметаллических материалов"

Киевский политехнический институт,г.Киев 1994 г.

Тема диссертационной работы связана с разработкой эффективных противообледенительных покрытий на основе модифицированных полиорганосилоксанов, обладающих кроме того высокими защитными свойствами. Результаты исследований, проведенные в работе позволили существенно (в 5-10 раз) снизить адгезию льда к поверхности при достаточно высоких коррозионных и физико-механических показателях покрытий.

Тема дисертад1йно1 роботи пов'язана з розробкою ефективних протикригових покритт1в на основ 1 модиф1кованих полЮрганосилок-сан1в, як! кр!м того мають висок! захисш властивост1. Результата досл1джень, проведених в робот! дали змогу суттево (у 5-10 раз1в) ЭНИЭИ'ГК 8ДГСС1Ю криги до nuuepxHi при досить високих короз1йних та ф1зико-механ1чних показниках покритт1в.

The subject of the dissertation deals with the development of effective anti-icing coatings based on modified polyorganosyloksanes that have high protective qualities. The result of the research allow to low - considerably (in 5-10 times) the adhesion of the ice to the surface with the quite high corrosion and phisic-mechanical qualities.

Ключов! слова:

адгезия льда, полиорганосилоксаны, гидрофобность, модификатор адгез!я криги, полЮрганосилоксани, г1дрофобн1сгь, модиф1катор ice adhesia, polyorganosyloksanes , hidrof obi ties, modificator.