Научная статья на тему 'Оптимизация технологии получения композиционного оксид-полимерного покрытия на основе порошка «Пигма П-201»'

Оптимизация технологии получения композиционного оксид-полимерного покрытия на основе порошка «Пигма П-201» Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

CC BY
97
36
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Аннотация научной статьи по промышленным биотехнологиям, автор научной работы — Барабанов Сергей Николаевич, Есин Александр Александрович, Серянов Юрий Владимирович

В результате проведенной НИОКР удалось оптимизировать технологическую цепочку получения композиционного оксид-полимерного покрытия на основе порошка «Пигма П-201», обладающего антикоррозионными и декоративными свойствами. Разработан соответствующий комплект специального оборудования, внедренный на ряде предприятий РФ.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по промышленным биотехнологиям , автор научной работы — Барабанов Сергей Николаевич, Есин Александр Александрович, Серянов Юрий Владимирович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

As a result of the R. and D. it was possible to optimize a technological chain of reception of a composite oxide-polymeric covering on the basis of a powder «Pigma P-201», which possesses of the anticorrosive and decorative properties. The corresponding complete set of the special equipment introduced at a number of the enterprises of the Russian Federation is developed.

Текст научной работы на тему «Оптимизация технологии получения композиционного оксид-полимерного покрытия на основе порошка «Пигма П-201»»

НОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИ

УДК 678.7:620.2.621

С.Н. Барабанов, А.А. Есин, Ю.В. Серянов ОПТИМИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННОГО ОКСИД-ПОЛИМЕРНОГО ПОКРЫТИЯ НА ОСНОВЕ ПОРОШКА «ПИГМА П-201»

В результате проведенной НИОКР удалось оптимизировать технологическую цепочку получения композиционного оксид-полимерного покрытия на основе порошка «Пигма П-201», обладающего антикоррозионными и декоративными свойствами. Разработан соответствующий комплект специального оборудования, внедренный на ряде предприятий РФ.

S.N. Barabanov, A.A. Yesin, J.V. Serjanov OXIDE-POLYMERIC COVERING COMPOSITE RECEPTION OPTIMIZATION TECHNOLOGY ON THE BASIS OF A POWDER «PIGMA P-201»

As a result of the R and D. it was possible to optimize a technological chain of reception of a composite oxide-polymeric covering on the basis of a powder «Pigma P-201», which possesses of the anticorrosive and decorative properties. The corresponding complete set of the special equipment introduced at a number of the enterprises of the Russian Federation is developed.

Окраска металлических изделий с целью противокоррозионной защиты и придания им декоративных свойств весьма часто проблематична из-за большой разницы в физикохимических свойствах металлов и окрашивающих пленок, приводящей к отслаиванию защитного покрытия. Особенно это характерно для шлифованных и полированных металлических поверхностей, на которых сила когезии пленок может превышать силу адгезии к металлу, поэтому для надежного окрашивания в процессе предварительной подготовки металлической поверхности создают промежуточный адгезивный слой методами химического или анодного оксидирования, фосфатирования и т.п.

Как обычные способы окраски с применением различных растворителей и лаков, так и обычные методы предварительной подготовки поверхности металлов с использованием растворов кислот и солей небезопасны с противопожарной и экологической точек зрения. Мы предлагаем нетрадиционную технологию окрашивания металлических поверхностей, основанную на сочетании паротермического оксидирования и электростатического напыления сухих порошков полимерных красок с их последующей термомонолитизацией. В результате получаются композиционные оксид-полимерные

покрытия с высокими антикоррозионными свойствами, хорошей адгезией,

износоустойчивостью при широком спектре варьирования цветовой гаммы.

В этой технологии расходуются электроэнергия, водяной пар и порошки сухих полимерных красок, которые легко регенерируются с возможностью повторного использования, так что реализуется экологически чистый и пожаробезопасный процесс.

Комплект оборудования для паротермического оксидирования,

электростатического окрашивания и термической монолитизации выпускается ООО «СОВТЕХ-Декор» (г. Энгельс).

Механизм паротермического оксидирования (ПТО) основан на

высокотемпературной полупроводниковой коррозии железа и его сплавов с электроннодырочной проводимостью возникающих магнетитных и вюститных пленок, кислородной деполяризацией и ионной миграцией. При температурах 450-550°С получаются сравнительно тонкие магнетитные пленки с собственной коррозионной устойчивостью, которая оценивается скоростью коррозии в 3%-ном №С1 порядка 0,55 мм/год, а при 600-700°С - более толстые вюститные пленки с пониженной пористостью и скоростью коррозии 0,46 мм/год (Ст. 3).

Краска «Пигма П-201» (ТУ 2312-427-05034239-93) предназначена для сухого окрашивания поверхности металлических изделий машиностроительной и электротехнической промышленности, металлических конструкций и товаров народного потребления. Обладает высокими физико-механическими и декоративными свойствами получаемых из нее полимерных покрытий. Насыпная плотность 0,5-0,7 кг/дм3, расход при электростатическом распылении 100 г/м2, толщина покрытия после термомонолитизации 60-80 мкм.

В результате проведенных нами экспериментальных исследований удалось выяснить оптимальные режимы получения композиционных оксидно-полимерных покрытий на конструкционной стали Ст. 3 с применением порошковой краски «Пигма».

Паротермическое обезжиривание

Оптимальная температура, °С........................................300

Оптимальное время, мин..............................................30

Остаточное загрязнение, %.......................................< 5%

Паротермическое оксидирование

Оптимальная температура, °С................................... 650-700

Оптимальное время, мин..........................................60-90

Толщина оксидного покрытия, мкм.................................10-20

Пористость, см-2..................................................5-10

Паротермическое охлаждение

Оптимальная скорость, К/мин..........................................3

Оптимальное время, мин..........................................60-90

Степень вюститного распада, %...................................15-25

Электростатическое напыление

Оптимальное напряжение, кВ..........................................42

Оптимальное давление воздуха, МПа..................................0,3

Оптимальная дистанция, мм..........................................250

Оптимальное время, с............................................30-40

Толщина некоронирующего слоя, мкм............................. 500-700

Время удержания, ч.................................................5-8

Термическая монолитизация

Оптимальная температура, °С.......................................180

Оптимальное время, мин.............................................15

Толщина монолитной пленки, мкм..................................60-80

Комплект универсального оборудования для экологически чистого получения композиционных оксидно-полимерных покрытий изготавливается ООО «СОВТЕХ-Декор» по согласованию с заказчиком и он включает следующие основные составляющие.

Установка ПТО

Размер рабочей зоны, мм................................ 1000x1200x2500

Температура, °С..................................................до 900

Средняя мощность в рабочем режиме, кВт...............................30

Масса, кг...........................................................700

Камера нанесения порошкового покрытия в электростатическом поле

с системой рекуперации

Габариты, мм...........................................2500x1200x2000

Напряжение, кВ ......................................................60

Сила тока, мкА.......................................................50

Масса, кг...........................................................300

Распылитель электростатический

Скорость окрашивания, м2/мин.....................................до 2,5

Напряжение, кВ .................................................. до 60

Рабочий ток, мкА..................................................до 50

Ток к. з., мкА...................................................... < 7

Масса, кг.........................................................< 0,5

Печь полимеризации

Рабочие размеры, мм.................................... 1800x2500x2000

Рабочая мощность, кВт................................................24

Максимальная температура, °С........................................250

Средняя потребляемая мощность, кВт...................................12

Мощность вентилятора, кВт...........................................0,4

Масса, кг..........................................................1100

Комплект оборудования и технология получения композиционных оксиднополимерных защитно-декоративных покрытий внедрен на ряде предприятий различных отраслей народного хозяйства России.

Барабанов Сергей Николаевич -

кандидат технических наук,

доцент кафедры «Материаловедение и высокоэффективные процессы обработки» Саратовского государственного технического университета

Есин Александр Александрович -

аспирант кафедры «Химия»

Саратовского государственного технического университета

Серянов Юрий Владимирович -

доктор химических наук,

профессор кафедры «Материаловедение и высокоэффективные процессы обработки» Саратовского государственного технического университета

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.