Термопрочные и проникающие покрытия

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 22 из 26Следующая ⇒

Покрытия разработаны в ЦНИИТМАШе под руководством И.В. Валисовского. Для приготовления таких составов используют практически те же ма­териалы, что и для обычных покрытий.

Покровные термопрочные покрытия в зависимости от типа литейного сплава содержат циркон, пылевид­ный кварц, дистен-силлиманит, графит, тальки др. Наполнителями прони­кающих покрытий служит либо цирконовый концентрат марки КЦПТ (порошкообразный тонкодисперсный с удельной поверхностью ≥5·10³ см²/г), либо обычные порошки, домолотые до удельной поверхности 5·10³ см²/г.

Термостойкий лак, используемый для самовысыхающих составов, приготовляют следующим образом. В отдельную емкость загружают одновременно расчетное количество кремнийорганической смолы, ПВБ и растворите­ля, выдерживают до полного растворения ПВБ. Растворимость кремнийорганических смол лучше, чем ПВБ, и не лимитирует продолжительность получения лака. Готовый лак заливают в обычные краскомешалки закрытого типа, затем при непрерывном перемешивании туда засыпают противопригарный наполнитель. Перемешивание продолжается до получения однородной суспензии (обычно 10–15 мин). При использовании термостойкого ла­ка КО-0169 или КО-0168 приготовление краски сводится к последней опе­рации – получению суспензии.

Водные термопрочные краски приготовляют непосредственно в краскомешалках: сначала приготовляют эмульсию лака КО-075 в воде, а затем в нее вводят расчетное количество готовых паст (ЦБ, ТБ и др.). Перемеши­вание эмульсии и пасты продолжается до получения равномерной су­спензии. В случае приготовления краски из исходных материалов сначала необходимо получить раствор стабилизатора – поливинилового спирта (ПВС). В подогретой воде (50–60 °С) растворяют 5 % ПВС, затем раствор охлаждают, заливают в краскомешалку вместе с лаком КО-075 и перемеши­вают до получения однородной и устойчивой эмульсии. При недостаточной устойчивости эмульсии нужно дополнительно ввести ~1 % (±0,1 %) эмульгатора, например ДС-РАС. Затем в краскомешалку добавляют необхо­димое количество наполнителя. После 10–15 мин перемешивания краска готова к использованию.

Кремнийорганические смолы хорошо растворяются в большинстве ор­ганических жидкостей, применяемых для приготовления самовысыхающих покрытий: спирте, в том числе в денатурированном, ацетоне, растворителе 646, этилацетатной смеси и т.д. (табл. 98).

Как видно из таблицы, наиболее универсальными из исследованных материалов являются полиметил- и полиметилфенилсилоксановые смолы (КМ-9К и К-9) и этилсиликат. Однако растворы смол имеют малую вяз­кость и не обеспечивают необходимую седиментационную устойчивость противопригарной краски, поэтому следует добавлять стабилизатор, который бы хорошо растворялся в органических раствори­телях, сочетался с раствором кремнийорганических материалов и одновре­менно повышал вязкость раствора. К таким материалам относятся: поливинилбутираль, который во многих известных составах, например ЦП, играет роль связующего и стабилизатора, и несколько разновидностей цел­люлозы – оксипропилцеллюлоза (ОПЦ-4 к ОПЦ-93) и метилоксипропилцеллюлоза (МОПЦ).

Таблица 98

Растворимость материалов

В наилучшей степени сочетаются растворы смол К-9 и КМ-9К с рас­творами ПВБ и водно-спиртовыми растворами МОПЦ. Именно эти композиции рекомендуются для приготовления самовысыхающих покрытий. Необхо­димые вязкость и седиментационная устойчивость красок на основе смол достигаются при содержании 3–4 % ПВБ; при большем содержании ПВБ заметно снижается прочность при высокой температуре.

Лак на основе смолы К-9 получил наименование лака КО-0168, на основе смолы КМ-9К–КО-0169. Рекомендуемый состав самозатвердевающих противопригарных покрытий с разными наполнителями приведены в табл. 99, области их использования – в табл. 100.

Термопрочные противопригарные покрытия по прочности, эрозионной стойкости и трещиноустойчивости значительно превосходят не только используемые у нас в стране краски, но и краски известной фирмы «Фосико» (Англия), например «Церамол-55» (С-55), предназна­ченные для крупного стального и чугунного литья.

Введение в эмульсию поверхностно-активных добавок способствует повышению устойчивости эмульсий. Наиболее приемлемым для литейного производства является ДС-РАС.

Таблица 99

Составы самотвердеющих противопригарных покрытий

^* Соотношение кристаллического и скрытокристаллического графита составляет 1:4.

Таблица 100

Рекомендуемые области применения покрытий

Для приготовления водных покрытий вначале готовят водную эмульсию путем смешивания кремнийорганического лака (в любом растворителе) с водным раствором стабилизатора.

Оптимальный состав водной эмульсии для приготовления покрытий, об­ладающих повышенной прочностью при высокой температуре: 12–14 % кремнийорганического лака 30 %-й концентрации, 0,9–1,1 % ДС-РАС и 84,9–87,1 % (5 %-го водного раствора) поливинилового спирта ПВС. На основе эмульсии могут быть приготовлены противопригарные покрытия с любыми наполнителями для высушиваемых форм и стержней стального и чугунного литья; оптимальная температура сушки покрытий 200 °С, про­должительность – 45–50 мин.

Термопрочность обычных водных покрытий, например ЦБ, также значи­тельно повышается, если густую пасту разбавлять водной эмуль­сией кремнийорганических лаков, например, лака КО-075 на основе смолы К-9. Прочность покрытия ЦБ, полученного путем разбавления пасты водной эмульсией лака, возрастает в 3 раза.

Водно-бентонитовые цирконовые покрытия (ЦБ) после модифицирования их лаком КО-075 (ЦБТ) не только не уступают аналогичному по назначению покрытию «Террапайнт-55» (Т-55) английской фирмы «Фосико», но при высоких температурах и превосходят его.

Таким образом, использование водно-смоляных эмульсий позволяет получать высушиваемые противопригарные покрытия, обладающие повы­шенными прочностью и силой сцепления со смесью в достаточно широком температурном интервале. Использование их наиболее целесооб­разно для технологических процессов, когда стержни и форму подвергают тепловой сушке.

За счет изменения плотности и вязкости краски, дисперсности напол­нителя, введения ПАВ можно в широких пределах регулировать глубину проникновения краски в поры и степень упрочнения затвердевшей смеси.

Для приготовления проникающих красок необходимо использовать растворы с минимальной вязкостью, обеспечивающие минимально необхо­димую седиментационную устойчивость покрытия. Для самовысыхающих составов на основе органических растворителей (спирта, этилацетатной смеси, растворителя обувного гранитоля и т.п.) оптимальная вязкость состав­ляет 2–14 с (по ВЗ-4).

Глубокое проникновение краски в поры формы возможно лишь при размерах частиц наполнителя < 30 мкм, а на основе стандартных материалов даже при плотности ≤ 1 мм.

Для подготовки наполнителей проникающих красок наиболее эф­фективными являются мокрый помол и помол с небольшим количеством поверхностно-активных веществ, оказывающих расклинивающее действие и препятствующих слипанию мелких частиц. Хотя глубина про­никновения жидкостекольных красок на основе домолотых мокрым спосо­бом материалов достаточно высока, использовать их для красок на органических растворителях не представляется возможным.

Более универсальным и производительным является сухой помол с добавками ПАВ; в качестве последних можно использовать жидкое стекло, этиловый спирт, ЛСТ и ДС-РАС при содержании 0,5 % массы размалы­ваемого материала. При выборе добавки нужно исходить из возможности ее использования в дальнейшем в качестве компонента краски.

Добавляемые ПАВ должны обладать максимальной диспергирующей способностью и быть эффективными как в водных, так и в спиртовых растворах. В наибольшей степени этим требованиям удовлетворяют ПАВ чет­вертой группы по классификации П. А. Ребиндера: синтамид-5, алкамон ДС, алкамон ГН и этамон ДС. Однако максимальная эффективность действия ПАВ зависит от свойств растворителя, связующего и наполнителя. Термопрочные противопригарные покрытия зарекомендовали себя как эффектив­ное средство улучшения качества поверхности и снижения трудоемкости очистных и обрубных работ. При производстве крупного литья для окраски форм и стержней целесообразно применять проникающие краски совместно с покровными. При этом резко возрастают противопригарные свойства, термическая стойкость и стойкость формы против размывающего действия потока расплавленного металла; во многих случаях комбинированная окраска формы позволяет отказаться от облицовочных смесей. Глубину проникающей краски и толщину слоя покровной краски регулируют плотностью красочной суспензии с сохранением величины вязкости и кроющей спо­собности в заданных пределах.

Познавательные статьи:



Техника нижней прямой подачи мяча

Комплекс физических упражнений для развития мышц плечевого пояса

Стандарт Порядок надевания противочумного костюма

Общеразвивающие упражнения без предметов