×
27.03.2015
216.013.35f9

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ГАЗОТЕРМИЧЕСКОГО НАПЫЛЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ ПОКРЫТИЙ НА МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ИЗДЕЛИЯ И КОНСТРУКЦИИ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к газотермическому напылению полимерных покрытий на металлические элементы и конструкции. В способе газотермического напыления на первом этапе металлическую поверхность подвергают механической обработке и обезжириванию. После этого перед нанесением покрытия защищаемую поверхность и порошок из полиэтилена низкого давления предварительно обрабатывают композицией. Композиция представляет собой 30% водный раствор кремнезоля с добавкой 2-4% трехпроцентной дисперсии углеродных нанотрубок. Техническим результатом изобретения является повышение адгезии и эксплуатационных свойств газотермически напыляемых полимерных покрытий, получаемых путем предварительной обработки металлической поверхности наноразмерными составами. 2 табл.
Основные результаты: Способ газотермического напыления полимерных покрытий на металлические изделия и конструкции, включающий очистку металла, подготовку устройства, газовой горелки и полимерного порошка, отличающий тем, что перед нанесением покрытия защищаемую поверхность и порошок из полиэтилена низкого давления предварительно обрабатывают водным раствором 30%-ого кремнезоля с добавкой 2-4% трехпроцентной дисперсии углеродных нанотрубок.

Изобретение относится к газотермическому напылению полимерных покрытий на металлических элементах и конструкциях.

Известны способы газопламенного нанесения полимерных материалов на металлические и керамические поверхности, состоящие из нанесения полиэтиленового порошка низкого давления путем воздушного распыления, газопламенного разогрева и последующего закрепления (прилипания) на защищаемой поверхности. Основными процессами в этих случаях являются: предварительная механическая или химическая подготовка металлической поверхности, подача полимерного порошка путем воздушного распыления, разогрев полимерного порошка огненным факелом горящего газа (пропана или ацетилена), закрепление разогретых частиц полимерного порошка на защищаемой поверхности и создание плотного защитного антикоррозийного слоя (Борисов Ю.С., Харламов Ю.А., Сидоренко С.Л., Ардатовская Е.Н. Газотермические покрытия из порошковых материалов. - Киев: Наукова думка, 1987. - С.73-127).

Однако все описанные способы предусматривают технологический процесс в стационарных условиях. Кроме того, получаемые полимерные покрытия имеют низкую агдезию к защищаемому металлу, что не обеспечивает длительной надежной работы в условиях воздействия коррозионных сред в широком интервале температур менее 5,0 МПа.

Известен способ создания напыленных полимерных покрытий с повышенными показателями адгезии до 8-10 МПа на предварительно фосфатируемую металлическую поверхность (Патент Беларуси №8528, МКИ B05D 1/08, 2006 г.), однако этот прием может быть реализован только в стационарных условиях, т.е. в условиях производства.

Ближе всего к заявляемому способу является способ по патенту № TJ 89, зарегистр. в Гос. Реестре изобретений Республики Таджикистан 16.10.2007 г. (Бюл. №48), включающий предварительную обработку металлической подложки углеродными нанотрубками, что обеспечивает повышение адгезии и эксплуатационных показателей полимерных покрытий.

Недостатком в этом случае является высокая себестоимость модифицирующих составов из углеродных нанотрубок, поэтому получаемый эффект не соответствует задачам обеспечения высоких эксплуатационных свойств защитных покрытий.

Задача предлагаемого технического решения является повышение адгезии и эксплуатационных свойств газотермически напыляемых полимерных покрытий, получаемых путем предварительной обработки металлической поверхности наноразмерными составами.

Для достижения поставленной цели до начала нанесения напыляемых полимерных покрытий металлическую поверхность подвергают механической обработке и обезжириванию, после чего на нее наносят композицию, содержащую наноразмерные частицы и представляющую собой 30%-ный водный раствор кремнезоля с добавкой 2-4% 3%-ного раствора углеродных нанотрубок. После высыхания в течение 3-5 часов на данную поверхность наносят полимерное покрытие из порошкового полиэтилена низкого давления методом газопламенного напыления. Получаемое при этом защитное полимерное покрытие отличается повышенной адгезией на 30-45%, твердостью на 25-30%, термостойкостью на 20-40%.

В таблице 1 представлены данные о технических свойствах термонапыляемых полимерных покрытий металлических конструкций очистных сооружений при обработке защищенной поверхности наноразмерными составами.

Таблица 1
Эксплуатационные свойства защитных термонапыляемых полимерных покрытий металлических конструкций
ПОКАЗАТЕЛИ Способ подготовки основания и обработки порошка ПЭНД
Без обработки Обработка УНТ Обработка КЗ Обработка КЗ+УНТ
Предел прочности при растяжении, МПа 13-17 18-35 15-24 22-28
Относительное удлинение при разрыве, % 100-450 120-350 180-320 140-380
Температура плавление, °C 110-120 125-140 125-135 130-145
Температура хрупкости, °C -70 -80 -65 -80
Водопоглощение за 24 часа, % 0,010 0,006 0,008 0,007
Плотность, кг/м3 920-960 930-970 925-970 970-1045
Пористость, % 1,2-1,6 0,6-0,8 0,8-1,1 0,7-0,8
Адгезия к стальной поверхности, МПа 5,4-6,4 8,2-9,9 8,3-9,1 9,6-12,4
Стойкость в агрессивной среде, ч 160-170 190-220 185-200 230-260
Расчетный срок службы, годы 7-9 10-12 8-10 14-20

Как следует из таблицы 1, при обработке защищаемой поверхности растворами наноразмерных частиц существенно возрастает адгезия напыляемого полимерного покрытия с 5,4-6,1 до 9,1-12,4, что сопровождается существенным уплотнением пленки и значительным снижением пористости от 1,2 до 0,7-0,8%. Такое улучшение качественных показателей способствует повышенной сопротивляемости защитного покрытия в агрессивной среде от 160-170 до 230-260 часов или в переводе к расчетному прогнозируемому сроку службы и не менее 14-20 лет.

Нанесенные на поверхность и на гранулы порошка ПЭНД наноразмерные частицы, выполняя роль катализатора и центра кристаллизации полимерного покрытия, способствуют упорядочению надмолекулярной структуры и переводу ее к более усиленной пачечной структуре, что подтверждается повышением всех эксплуатационных показателей полимерного покрытия.

В таблице 2 приведены данные о расходах и стоимости устройства термонапыляемых полимерных покрытий металлических конструкций очистных сооружений при предварительной обработке защищаемой поверхности наноразмерными составами.

Таблица 2
Расход материалов на 100 м2 защищаемой поверхности
Составы для защищаемой поверхности Составляющие композиции
Толщина покрытия, мкм Расход, кг/м2 Порошок ПЭНД, кг/м2 Кремнезоль, кг/м2 УНТ, г/м2 Расчетный срок службы, лет Стоимость, руб/м2
Порошок без обработки 350-550 0,05-0,12 0,052 - - 7-9 350-420
Порошок с обработкой КЗ 400-600 0,04-0,06 0,053 0,04 - 8-10 360-430
Порошок с обработкой УНТ 250-300 0,03-0,07 0,065 - 0,012 10-12 400-460
Порошок с обработкой КЗ+УНТ 250-350 0,03-0,05 0,060 0,03 0,054 14-20 470-580

Анализируя приведенные данные, следует отметить, что обработка защищаемой поверхности наноразмерными составами хотя и приводит к некоторому увеличению стоимости защитного покрытия, однако средний размер затрат на один год эксплуатации металлических конструкций очистных сооружений при обработке защищенной поверхности наноразмерными составами существенно ниже. Так, при защите без обработки стоимость одного м2 составляет 50-60 рублей в год, а при обработке совместным составом из кремнезоля и УНТ максимум 25-35 рублей в год, не считая затрат на устройство и поддержание защитного покрытия.

Таким образом, предлагаемый способ газотермического напыления полимерных покрытий на металлические изделия и конструкции с предварительной обработкой защищаемой поверхности раствором 30%-ным кремнезоля с добавкой 2-4% трехпроцентной дисперсии углеродных нанотрубок, приводящий к увеличению адгезии на 30-45%, твердости на 25-30%, термостойкости на 20-40%, можно считать вполне эффективным.

Способ газотермического напыления полимерных покрытий на металлические изделия и конструкции, включающий очистку металла, подготовку устройства, газовой горелки и полимерного порошка, отличающий тем, что перед нанесением покрытия защищаемую поверхность и порошок из полиэтилена низкого давления предварительно обрабатывают водным раствором 30%-ого кремнезоля с добавкой 2-4% трехпроцентной дисперсии углеродных нанотрубок.
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 47.
10.07.2013
№216.012.5397

Способ ремонта упрочненных азотированием шеек коленчатых валов двигателей внутреннего сгорания

Изобретение относится к технологии ремонта деталей, в частности коленчатых валов двигателей внутреннего сгорания. Проводят обработку детали в установленные ремонтные размеры, предварительно проводят снятие с шейки материала оставшегося упрочненного азотированием слоя с помощью электроэрозионной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487002
Дата охранного документа: 10.07.2013
10.01.2014
№216.012.9527

Система подачи смазочного материала в двигатель внутреннего сгорания

Изобретение относится к области машиностроения и может использоваться при конструировании, производстве и ремонте двигателей внутреннего сгорания. Система подачи смазочного материала в двигатель внутреннего сгорания содержит масляный насос с клапанами смазочной системы - редукционным и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002503877
Дата охранного документа: 10.01.2014
20.06.2014
№216.012.d2a3

Способ нанесения антикоррозийных покрытий на подложку из высокотвердых сплавов

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано в машиностроении и при изготовлении оборудования, работающего в агрессивной жидкой среде при больших контактных нагрузках, в частности гидрорезного. Способ включает предварительную обработку поверхности подложки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002519694
Дата охранного документа: 20.06.2014
10.07.2014
№216.012.dc96

Композиционный материал для замещения костной ткани

Изобретение относится к медицине, конкретно к области композиционных материалов для изготовления эндопротезов. Композиционный материал для замещения костной ткани содержит пористую матрицу из волокон кристаллического углерода с межплоскостным расстоянием 3,58…3,62 ангстрема с содержанием...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522248
Дата охранного документа: 10.07.2014
10.12.2014
№216.013.0d58

Устройство для регулирования давления наддува двигателя внутреннего сгорания

Изобретение может быть использовано в поршневых двигателях внутреннего сгорания. Устройство для регулирования давления наддува двигателя внутреннего сгорания содержит корпус (1) перепускного клапана, в котором выполнены основной канал (2), соединяющий выпускной коллектор двигателя со входом в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002534833
Дата охранного документа: 10.12.2014
10.12.2014
№216.013.0e65

Устройство для непрерывного определения твердости почвы

Изобретение относится к техническим средствам измерений физико-механических свойств почвы. Устройство содержит тензозвено, последовательно соединенные датчики давления и функциональные преобразователи наддува, на входе турбокомпрессора и разрежения турбокомпрессора, аналого-цифровой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002535102
Дата охранного документа: 10.12.2014
10.01.2015
№216.013.1851

Способ создания нагрузки для испытания и приработки автотракторных агрегатов

Изобретение может быть использовано при обкатке двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Способ создания нагрузки при испытаниях и обкатке заключается в том, что нагрузку создают тормозным моментом от собственной компрессии ДВС при закрытых впускном и выпускном коллекторах. Регулирование нагрузки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002537653
Дата охранного документа: 10.01.2015
10.01.2015
№216.013.1b19

Способ работы дизельного двигателя в пусковой и послепусковой периоды

Изобретение относится к двигателестроению и предназначено для улучшения пусковых качеств дизельных двигателей в условиях низких температур. Техническим результатом является сокращение времени и затрат энергии на подготовку дизельного двигателя к пуску. Сущность изобретения заключается в том,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002538365
Дата охранного документа: 10.01.2015
10.01.2015
№216.013.1b24

Турбокомпрессор двигателя внутреннего сгорания

Изобретение относится к области автомобилестроения, а именно к двигателестроению. Турбокомпрессор двигателя внутреннего сгорания содержит подшипниковый узел, в котором установлен вал ротора, с турбинным и компрессорным колесами, корпус центростремительной турбины, закрепленный на корпусе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002538376
Дата охранного документа: 10.01.2015
10.02.2015
№216.013.2593

Способ определения технического состояния двигателей внутреннего сгорания и устройство для его осуществления

Изобретение может быть использовано при диагностировании технического состояния (ДТС) двигателей внутреннего сгорания (ДВС). ДТС осуществляется путем измерения с привязкой по углу поворота коленчатого вала (КВ), в том числе на рабочем такте каждого цилиндра (Ц), углового ускорения КВ и ротора...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002541072
Дата охранного документа: 10.02.2015
Показаны записи 1-10 из 62.
10.06.2013
№216.012.461f

Поилка для искусственного кормления козлят

Поилка для кормления козлят включает поильную емкость, выполненную в виде прямоугольного ящика на ножках (1), в центре которого параллельно боковым стенкам с отверстиями для выхода сосковой части бутылочек с кормом (6) расположены нижняя (3) и верхняя (4) опоры, между ними жестко закреплены...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483531
Дата охранного документа: 10.06.2013
27.06.2013
№216.012.519d

Способ оценки технического состояния двигателя внутреннего сгорания

Изобретение может быть использовано для определения технического состояния цилиндропоршневой группы (ЦПГ) поршневых двигателей внутреннего сгорания в эксплуатационных условиях. Способ заключается в измерении давления картерных газов в период свободного разгона двигателя. В процессе измерения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486486
Дата охранного документа: 27.06.2013
27.08.2013
№216.012.6287

Способ производства зернокормовых смесей для животноводства

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Способ заключается в сборе зерна, транспортировке его на механизированный ток, плющении, консервировании и закладке на хранение в герметичные хранилища. При этом зерновые культуры пшеницы, ячменя, овса начинают убирать одновременно в конце...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490860
Дата охранного документа: 27.08.2013
20.11.2013
№216.012.807b

Установка для поения телят молочного периода

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к животноводству, и предназначено для искусственного выпаивания телят молочного периода. Устройство для выпаивания телят молочного периода содержит резервуар для общего объема жидкого корма, соединенный гибким шлангом с краном и дозирующей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498567
Дата охранного документа: 20.11.2013
20.11.2013
№216.012.8279

Способ нанесения износостойких покрытий на стальные изделия

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при изготовлении деталей, подверженных в процессе эксплуатации абразивному износу. Способ включает предварительную очистку покрываемой поверхности стального изделия, нанесение на очищенную поверхность изделия слоя флюса...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499077
Дата охранного документа: 20.11.2013
10.12.2013
№216.012.8991

Система автоматического поддержания оптимальных температур рабочих жидкостей и масел в агрегатах и узлах самоходных машин

Изобретение относится к области машиностроения, предназначено для сокращения времени прогрева и поддержания заданного теплового режима в системах смазки и охлаждения ДВС, а также в агрегатах трансмиссии самоходных машин. Технический результат изобретения - сокращение времени послепускового...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500899
Дата охранного документа: 10.12.2013
10.01.2014
№216.012.9527

Система подачи смазочного материала в двигатель внутреннего сгорания

Изобретение относится к области машиностроения и может использоваться при конструировании, производстве и ремонте двигателей внутреннего сгорания. Система подачи смазочного материала в двигатель внутреннего сгорания содержит масляный насос с клапанами смазочной системы - редукционным и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002503877
Дата охранного документа: 10.01.2014
10.04.2014
№216.012.b7b0

Способ оценки биологической ценности молочных продуктов

Изобретение относится к области пищевой промышленности, а именно к определению биологической ценности молока и молочных продуктов. Способ осуществляют с использованием в качестве тестирующего объекта имаго комнатной мухи (Musca domestica). Биологическая ценность продукта определяется путем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002512751
Дата охранного документа: 10.04.2014
20.06.2014
№216.012.d2a3

Способ нанесения антикоррозийных покрытий на подложку из высокотвердых сплавов

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано в машиностроении и при изготовлении оборудования, работающего в агрессивной жидкой среде при больших контактных нагрузках, в частности гидрорезного. Способ включает предварительную обработку поверхности подложки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002519694
Дата охранного документа: 20.06.2014
10.07.2014
№216.012.dc96

Композиционный материал для замещения костной ткани

Изобретение относится к медицине, конкретно к области композиционных материалов для изготовления эндопротезов. Композиционный материал для замещения костной ткани содержит пористую матрицу из волокон кристаллического углерода с межплоскостным расстоянием 3,58…3,62 ангстрема с содержанием...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522248
Дата охранного документа: 10.07.2014
+ добавить свой РИД