RU2215012C2 - Formulation for protecting polymer composites - Google Patents
Formulation for protecting polymer composites Download PDFInfo
- Publication number
- RU2215012C2 RU2215012C2 RU2001131857A RU2001131857A RU2215012C2 RU 2215012 C2 RU2215012 C2 RU 2215012C2 RU 2001131857 A RU2001131857 A RU 2001131857A RU 2001131857 A RU2001131857 A RU 2001131857A RU 2215012 C2 RU2215012 C2 RU 2215012C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- composition
- polymer
- hydroxyl
- adipate
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 36
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 title claims abstract description 15
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 9
- 238000009472 formulation Methods 0.000 title abstract 3
- 239000012948 isocyanate Substances 0.000 claims abstract description 13
- -1 aliphatic isocyanate Chemical class 0.000 claims abstract description 8
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 claims abstract description 7
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000000049 pigment Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 3
- 150000003512 tertiary amines Chemical class 0.000 claims abstract description 3
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 11
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims description 9
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 8
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims description 8
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 claims description 8
- WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-L adipate(2-) Chemical compound [O-]C(=O)CCCCC([O-])=O WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 7
- 150000002513 isocyanates Chemical class 0.000 claims description 7
- 239000004848 polyfunctional curative Substances 0.000 claims description 7
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 claims description 6
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 claims description 6
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract description 18
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 abstract description 15
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 abstract description 10
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 abstract description 5
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 abstract description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000712 assembly Effects 0.000 abstract description 2
- 238000000429 assembly Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 2
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 abstract 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 abstract 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol Chemical compound OCCOCCO MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- YNQLUTRBYVCPMQ-UHFFFAOYSA-N Ethylbenzene Chemical compound CCC1=CC=CC=C1 YNQLUTRBYVCPMQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N adipic acid Chemical compound OC(=O)CCCCC(O)=O WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 4
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N Triethylamine Chemical compound CCN(CC)CC ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 235000011037 adipic acid Nutrition 0.000 description 3
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N Terephthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=C(C(O)=O)C=C1 KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 239000001361 adipic acid Substances 0.000 description 2
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 2
- 239000012765 fibrous filler Substances 0.000 description 2
- QQVIHTHCMHWDBS-UHFFFAOYSA-N isophthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC(C(O)=O)=C1 QQVIHTHCMHWDBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920003225 polyurethane elastomer Polymers 0.000 description 2
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 2
- KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N succinic acid Chemical compound OC(=O)CCC(O)=O KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 2
- NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N Acrylonitrile Chemical compound C=CC#N NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005057 Hexamethylene diisocyanate Substances 0.000 description 1
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005062 Polybutadiene Substances 0.000 description 1
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920006311 Urethane elastomer Polymers 0.000 description 1
- YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] Chemical compound [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001279 adipic acids Chemical class 0.000 description 1
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- OHJMTUPIZMNBFR-UHFFFAOYSA-N biuret Chemical compound NC(=O)NC(N)=O OHJMTUPIZMNBFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 239000008199 coating composition Substances 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- XXBDWLFCJWSEKW-UHFFFAOYSA-N dimethylbenzylamine Chemical compound CN(C)CC1=CC=CC=C1 XXBDWLFCJWSEKW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- RRAMGCGOFNQTLD-UHFFFAOYSA-N hexamethylene diisocyanate Chemical compound O=C=NCCCCCCN=C=O RRAMGCGOFNQTLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000012764 mineral filler Substances 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000010525 oxidative degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N pentaerythritol Chemical compound OCC(CO)(CO)CO WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003022 phthalic acids Chemical class 0.000 description 1
- IEQIEDJGQAUEQZ-UHFFFAOYSA-N phthalocyanine Chemical compound N1C(N=C2C3=CC=CC=C3C(N=C3C4=CC=CC=C4C(=N4)N3)=N2)=C(C=CC=C2)C2=C1N=C1C2=CC=CC=C2C4=N1 IEQIEDJGQAUEQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002857 polybutadiene Polymers 0.000 description 1
- 229920001228 polyisocyanate Polymers 0.000 description 1
- 239000005056 polyisocyanate Substances 0.000 description 1
- 239000011527 polyurethane coating Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 1
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 235000012424 soybean oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000003549 soybean oil Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000001384 succinic acid Substances 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 229920003051 synthetic elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000005061 synthetic rubber Substances 0.000 description 1
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 1
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области полимерных композиций на основе модифицированных полиуретановых связующих, используемых для защиты лопастей из полимерных композиционных материалов от газоабразивной и газокапельной эрозии, эксплуатирующихся в атмосферных условиях. The invention relates to the field of polymer compositions based on modified polyurethane binders used to protect the blades of polymer composite materials from gas-abrasive and gas-droplet erosion, operating in atmospheric conditions.
Одним из сложнейших вопросов, стоящих перед современным материаловедением, является обеспечение надежной защиты деталей и агрегатов авиационной техники, эксплуатирующихся в сложных условиях эрозионного воздействия внешней среды. Возникающие эрозионные разрушения приводят к снижению усталостной прочности неметаллических конструкционных материалов. One of the most difficult issues facing modern materials science is the provision of reliable protection for parts and assemblies of aircraft operating in difficult conditions of erosive environmental impact. Emerging erosion damage leads to a decrease in the fatigue strength of non-metallic structural materials.
Известно эрозионностойкое покрытие на основе ароматического силана. Такое покрытие стойко к термоокислительной деструкции, устойчиво к влаге. Механические характеристики можно регулировать путем выбора полимера нужной изомерной структуры и отвердителя (US 4874643, А, 1989). Применяется такое покрытие для авиационной и космической техники. An erosion resistant coating based on aromatic silane is known. Such a coating is resistant to thermal oxidative degradation and is resistant to moisture. The mechanical characteristics can be controlled by selecting the polymer of the desired isomeric structure and hardener (US 4874643, A, 1989). This coating is used for aviation and space technology.
Существенным недостатком покрытий на основе ароматических силанов является их недостаточная атмосферостойкость и светостойкость. A significant disadvantage of coatings based on aromatic silanes is their lack of weather resistance and light fastness.
Известны эрозионностойкие покрытия на основе полиуретановых эластомеров, которые находят применение для защиты различных поверхностей от газоабразивной, газокапельной и кавитационной эрозии (Лабутин А.Л. Антикоррозионные и герметизирующие материалы на основе синтетических каучуков, Л.: Химия, 1982, 214 с.). Основным недостатком таких покрытий является низкая адгезия к металлическим и неметаллическим поверхностям. Erosion-resistant coatings based on polyurethane elastomers are known, which are used to protect various surfaces from gas-abrasive, gas-droplet and cavitation erosion (Labutin A.L. Anticorrosive and sealing materials based on synthetic rubbers, L .: Chemistry, 1982, 214 pp.). The main disadvantage of such coatings is low adhesion to metallic and non-metallic surfaces.
Известны композиции на основе полиуретановых связующих, которые обладают улучшенными прочностными свойствами, низким модулем упругости, хорошей адгезией к стали, бетону. Они содержат в качестве наполнителя тальк, силикаты, глину, карбонат кальция (Патент США 4870150, 1989). Недостатком этих покрытий является низкая адгезия к полимерным композиционным материалам, недостаточная стойкость к газокапельной эрозии. Known compositions based on polyurethane binders, which have improved strength properties, low modulus of elasticity, good adhesion to steel, concrete. They contain talc, silicates, clay, calcium carbonate as filler (US Pat. No. 4,870,150, 1989). The disadvantage of these coatings is low adhesion to polymer composite materials, insufficient resistance to gas-droplet erosion.
Известны полиуретановые покрытия с высокой светостойкостью и атмосферостойкостью на основе органического полимера с двумя гидроскильными группами и полиизоцианатбиурета (Патент США 4772665, 1988). Существенным недостатком этих композиций является недостаточная устойчивость к газоабразивной и газокапельной эрозии. Known polyurethane coatings with high light resistance and weather resistance based on an organic polymer with two hydroxyl groups and polyisocyanatobiuret (US Patent 4772665, 1988). A significant disadvantage of these compositions is the lack of resistance to gas-abrasive and gas-droplet erosion.
Известна композиция на основе алифатического полиэфиргликоля, изоцианата, циклоалифатического амина. С целью повышения влагостойкости композиция содержит силикат алюминия, соевое масло, а также 20-40% каучука (в качестве наполнителя) в виде дисперсного порошка с размером частиц 0,4 мм. Она хорошо защищает металлические поверхности от коррозии и механических воздействий (Патент ЕР 080486). Недостатком этой композиции является низкая адгезия к поверхности полимерного композиционного материала. A known composition based on an aliphatic polyether glycol, isocyanate, cycloaliphatic amine. In order to increase moisture resistance, the composition contains aluminum silicate, soybean oil, as well as 20-40% rubber (as a filler) in the form of a dispersed powder with a particle size of 0.4 mm It protects metal surfaces well from corrosion and mechanical stress (Patent EP 080486). The disadvantage of this composition is the low adhesion to the surface of the polymer composite material.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому изобретению является композиция, содержащая связующее на основе полиуретанового эластомера, отвердитель на основе изоцианата, волокнистый наполнитель (жесткие полимеры) или минеральный наполнитель (стекло, графит, карбонат кальция и др.) Для повышения ударной прочности в полимерные композиции могут быть введены мелкодисперсные частицы каучука (полибутадиенового, акрилонитрильного). При этом модуль эластичности увеличивается в 1,5-2 раза. The closest in technical essence to the claimed invention is a composition containing a binder based on a polyurethane elastomer, a hardener based on isocyanate, a fibrous filler (hard polymers) or a mineral filler (glass, graphite, calcium carbonate, etc.) to increase the impact strength in polymer compositions fine particles of rubber (polybutadiene, acrylonitrile) can be introduced. In this case, the elastic modulus increases by 1.5-2 times.
Состав композиции, принятый за прототип, содержит уретановый эластомер - 80 мас. ч., изоцианатный отвердитель - 20 мас. ч., наполнитель-волокнистое стекло - 10 мас. ч., растворитель 30 мас. ч (Патент США 4861803). Композиция может быть использована в качестве атмосферостойкого эрозионностойкого покрытия. Однако для достижения высокой эрозионной стойкости необходимо наносить покрытие на подложку толщиной 2,0-2,5 мм, что недопустимо для изделий авиационной техники, особенно лопастей винтовентиляторных двигателей, т.к. толстослойное покрытие существенно увеличивает вес конструкции, а также затрудняет проведение контроля силовых установок. Кроме того, эластомерные покрытия такого состава и такой толщины имеют недостаточно высокую адгезию к поверхности пластика. Применение волокнистых наполнителей в тонкослойных покрытиях не обеспечивает изотропии прочностных и деформационных свойств, которые необходимы для покрытий, работающих в условиях воздействия знакопеременных динамических нагрузок. The composition adopted for the prototype contains a urethane elastomer - 80 wt. hours, isocyanate hardener - 20 wt. hours, filler-fiber glass - 10 wt. including a solvent of 30 wt. h (U.S. Patent 4,861,803). The composition can be used as a weather-resistant erosion-resistant coating. However, in order to achieve high erosion resistance, it is necessary to coat the substrate with a thickness of 2.0-2.5 mm, which is unacceptable for aircraft products, especially propeller fan blades, because a thick coating significantly increases the weight of the structure, and also makes it difficult to control the power plants. In addition, elastomeric coatings of this composition and such a thickness have insufficient adhesion to the surface of the plastic. The use of fibrous fillers in thin-layer coatings does not provide the isotropy of strength and deformation properties that are necessary for coatings operating under conditions of alternating dynamic loads.
Технической задачей данного изобретения является создание состава покрытия для защиты полимерных композиционных материалов, обладающего высокой атмосферостойкостыо, устойчивостью к газоабразивной и газокапельной эрозии, высокими механическими свойствами и адгезионной прочностью к защищаемой подложке в условиях воздействия знакопеременных динамических нагрузок, при толщине покрытия не более 250 мкм. The technical task of this invention is to provide a coating composition for the protection of polymer composite materials with high weather resistance, resistance to gas-abrasive and gas-droplet erosion, high mechanical properties and adhesive strength to the protected substrate under the influence of alternating dynamic loads, with a coating thickness of not more than 250 microns.
Для достижения поставленной задачи предложен состав для защиты полимерных композиционных материалов, содержащий связующее на основе полиуретана, отвердитель на основе изоцианата, наполнитель и органический растворитель, отличающийся тем, что он дополнительно содержит полиэфирадипинат, в качестве связующего он содержит гидроксилсодержащий полиэфир с карбоксильными группами, а в качестве наполнителя - нитевидные кристаллы оксида цинка (ZnO), имеющие макроструктуру осей тетраэдра, с соотношением длины кристалла и его диаметра (20-30):1, при следующем соотношении компонентов (мас. ч):
1. Гидроксилсодержащий полиэфир с карбоксильными группами -(JK: 246-135-10 Чехия) - 50-80
2. Полиэфирадипинат - 20-30
3. Алифатический изоцианат (JK: 246-135-11-0000) (Чехия) - 35-45
4. Нитевидные кристаллы ZnO (ТУ 6-02-1182-85) - 1-4,9
5. Органический растворитель - 10-40
Для придания цвета в состав композиции вводят пигменты в количестве 10-50 мас. ч.To achieve this objective, a composition for protecting polymer composite materials is proposed that contains a binder based on polyurethane, a hardener based on isocyanate, a filler and an organic solvent, characterized in that it additionally contains polyether adipate, as a binder it contains a hydroxyl-containing polyester with carboxyl groups, and as filler - zinc oxide (ZnO) whiskers having a macrostructure of the axes of the tetrahedron, with a ratio of the length of the crystal and its diameter (20-30): 1, at further short ratio of components (parts by weight.)
1. Hydroxyl-containing polyester with carboxyl groups - (JK: 246-135-10 Czech Republic) - 50-80
2. Polyester adipate - 20-30
3. Aliphatic isocyanate (JK: 246-135-11-0000) (Czech Republic) - 35-45
4. ZnO whiskers (TU 6-02-1182-85) - 1-4.9
5. Organic solvent - 10-40
To impart color to the composition of the composition, pigments are introduced in an amount of 10-50 wt. h
Для ускорения процесса отверждения связующего в композицию может быть введен катализатор - третичный амин (триэтиламин, диметилбензиламин) в количестве 10,0-1,4 мас. ч. To accelerate the curing process of the binder, a tertiary amine (triethylamine, dimethylbenzylamine) in the amount of 10.0-1.4 wt. h
В качестве органического растворителя используют смесь ксилола и этилбензола. A mixture of xylene and ethylbenzene is used as an organic solvent.
Применяемый в качестве модификатора в композиции полиэфирадипинат, имеющий концевые гидроксильные группы, взаимодействуя с алифатическим изоцианатом, повышает эластичность композиции без существенного снижения прочности. Used as a modifier in the composition, polyether adipate having terminal hydroxyl groups, interacting with an aliphatic isocyanate, increases the elasticity of the composition without a significant decrease in strength.
Введение наполнителя в полимерную композицию существенно влияет на физико-механические свойства наполненной композиции. Применяемый в композиции наполнитель - нитевидные кристаллы ZnO, имеющие макроструктуру осей тетраэдра, в небольших количествах способствует образованию менее жесткой структуры за счет образования более рыхлой упаковки цепей макромолекул в поверхностном слое на границе раздела полимер-наполнитель. Такая упаковка цепей макромолекул на границе раздела полимер-наполнитель способствует релаксации механических напряжений при деформациях наполненной нитевидными кристаллами ZnO полиуретановой композиции, а также образованию "свободных объемов" на границе раздела полимер-наполнитель, что способствует уменьшению напряжений, возникающих при формировании структуры (усадочные напряжения), т.е. при отверждении композиции. The introduction of a filler in a polymer composition substantially affects the physicomechanical properties of the filled composition. The filler used in the composition — ZnO whiskers having a macrostructure of the axes of the tetrahedron, in small quantities promotes the formation of a less rigid structure due to the formation of a looser packing of chains of macromolecules in the surface layer at the polymer-filler interface. Such packing of chains of macromolecules at the polymer-filler interface promotes relaxation of mechanical stresses during deformations of the polyurethane composition filled with ZnO whisker crystals, as well as the formation of “free volumes” at the polymer-filler interface, which helps to reduce stresses arising during the formation of the structure (shrink stresses) , i.e. when curing the composition.
Соотношение длины кристалла ZnO с его диаметром имеет важное значение как фактор, изменяющий условия развития трещины при ее формировании. Соотношение длины кристалла ZnO с его диаметром в данной композиции (20-30):1 способствует повышению долговечности пленки покрытия при динамическом воздействии (например, при газоабразивном, газокапельном воздействии, при циклическом изгибе) за счет эффективного подавления процесса образования и развития микротрещин. The ratio of the length of the ZnO crystal with its diameter is important as a factor that changes the conditions for the development of a crack during its formation. The ratio of the length of the ZnO crystal with its diameter in this composition (20-30): 1 contributes to an increase in the durability of the coating film under dynamic action (for example, under gas-abrasive, gas-droplet exposure, and cyclic bending) by effectively suppressing the process of formation and development of microcracks.
Примеры осуществления
Пример 1. К 50 мас. ч. гидроксилсодержащего полиэфира с молекулярной массой ≅600-750 и соотношением СООН/ОН 1:1,72, являющегося продуктом взаимодействия диэтиленгликоля и изофталевой кислоты, добавляют 10 мас. ч. органического растворителя (ксилол + этилбензол). В полученный раствор вводят 4,9 мас. ч. нитевидных кристаллов ZnO и диспергируют на бисерной мельнице, затем в композицию вводят 20 мас. ч. полиэфирадипината, с молекулярной массой ≅400-600 и содержанием гидроксильных групп 6-7%, являющегося продуктом взаимодействия этиленгликоля и адипиновой кислоты, а затем - 35 мас. ч. полиизоцианатбиурета. Полученный состав тщательно перемешивают и наносят на поверхность. Время жизни полученного состава - 5 часов при температуре 20oС. Продолжительность высыхания слоя покрытия до степени 1 - не более 2 часов. В таблице 1 приведены составы предлагаемой композиции и прототипа.Examples of implementation
Example 1. To 50 wt. including hydroxyl-containing polyester with a molecular weight of ≅600-750 and a ratio of COOH / OH 1: 1.72, which is the product of the interaction of diethylene glycol and isophthalic acid, add 10 wt. including organic solvent (xylene + ethylbenzene). 4.9 wt. including ZnO whiskers and dispersed in a bead mill, then 20 wt. including polyether adipate, with a molecular weight of ≅ 400-600 and a content of hydroxyl groups of 6-7%, which is the product of the interaction of ethylene glycol and adipic acid, and then 35 wt. including polyisocyanatobiuret. The resulting composition is thoroughly mixed and applied to the surface. The lifetime of the obtained composition is 5 hours at a temperature of 20 o C. The drying time of the coating layer to a degree of 1 is not more than 2 hours. Table 1 shows the compositions of the proposed composition and prototype.
Составы в соответствии с примерами 2-4 таблицы 1 готовятся аналогично, но при диспергировании нитевидных кристаллов по примерам 2 и 3 вводят пигменты (в примере 2 - желтый светопрочный, в примере 3 - голубой фталоцианиновый), а по примерам 3 и 4 - катализатор. The compositions in accordance with examples 2-4 of table 1 are prepared in the same way, but when dispersing whiskers according to examples 2 and 3, pigments are introduced (in example 2, yellow light-resistant, in example 3, blue phthalocyanine), and in examples 3 and 4, the catalyst.
В примерах 2 и 4 использованы в качестве алифатического изоцианата гексаметилендиизоцианат, в примере 3 - полиизоцианатбиурет. In examples 2 and 4, hexamethylene diisocyanate was used as an aliphatic isocyanate, in polyisocyanate biuret in example 3.
В качестве полиэфирадипината в примерах 2 и 3 использован продукт взаимодействия диэтиленгликоля и адипиновой кислоты, а в примере 4 - продукт взаимодействия этиленгликоля и фталевой и адипиновой кислот. As the polyether adipate in examples 2 and 3, the product of the interaction of diethylene glycol and adipic acid was used, and in example 4, the product of the interaction of ethylene glycol and phthalic and adipic acids was used.
В качестве гидроксилсодержащего полиэфира с карбоксильными группами использованы продукты взимодействия: в примере 2 - пентаэритрита и терефталевой кислоты, в примере 3 - пропиленгликоля и малеинового ангидрида, в примере 4 - янтарной кислоты и 3-метилолпропана. The following reaction products were used as hydroxyl-containing polyester with carboxyl groups: in example 2, pentaerythritol and terephthalic acid, in example 3, propylene glycol and maleic anhydride, and in example 4, succinic acid and 3-methylolpropane.
Из композиций, приведенных в примерах 1-4, были получены покрытия на пластике с толщиной 150-180 мкм. Определены предел прочности при растяжении, относительное удлинение. адгезионная прочность, а также устойчивость к газоабразивной и газокапельной эрозии. Полученные результаты приведены в таблице 2. From the compositions shown in examples 1-4, coatings were obtained on plastic with a thickness of 150-180 microns. The tensile strength and elongation are determined. adhesive strength, as well as resistance to gas-abrasive and gas-droplet erosion. The results are shown in table 2.
Как видно из приведенных примеров, применение изобретения позволяет получить покрытие, устойчивое к газоабразивной и газокапельной эрозии, которое обеспечивает защиту полимерного композиционного материала при ограниченной толщине покрытия (до 250 мкм) в атмосферных условиях. As can be seen from the above examples, the application of the invention allows to obtain a coating that is resistant to gas-abrasive and gas-droplet erosion, which protects the polymer composite material with a limited coating thickness (up to 250 microns) in atmospheric conditions.
Разработанный состав позволит повысить ресурс и надежность работы лопастей винтовентиляторных двигателей и других агрегатов авиационной техники в 1,5-2 раза. The developed composition will increase the resource and reliability of the propeller fan blades and other aircraft components by 1.5-2 times.
Claims (2)
Гидроксилсодержащий полиэфир с карбоксильными группами - 50-80
Полиэфирадипинат - 20-30
Алифатический изоцианат - 35-45
Нитевидные кристаллы ZnO - 1,0-4,9
Органический растворитель - 10-40
2. Состав по п. 1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит пигмент в количестве 10-50 мас. ч.1. The composition for protecting polymer composite materials containing a binder, an isocyanate hardener, a filler and an organic solvent, characterized in that it further comprises a polyether adipate, as a binder contains a hydroxyl-containing polyester with carboxyl groups, an aliphatic isocyanate as an isocyanate hardener, and as an isocyanate hardener filler - whiskers of zinc oxide having a macrostructure of the axes of the tetrahedron with a ratio of the length of the crystal to its diameter (20-30): 1, with the following shenii, wt. h:
Hydroxyl-containing polyester with carboxyl groups - 50-80
Polyester adipate - 20-30
Aliphatic Isocyanate - 35-45
ZnO whiskers - 1.0-4.9
Organic Solvent - 10-40
2. The composition according to p. 1, characterized in that it additionally contains pigment in an amount of 10-50 wt. h
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001131857A RU2215012C2 (en) | 2001-11-27 | 2001-11-27 | Formulation for protecting polymer composites |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001131857A RU2215012C2 (en) | 2001-11-27 | 2001-11-27 | Formulation for protecting polymer composites |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2215012C2 true RU2215012C2 (en) | 2003-10-27 |
| RU2001131857A RU2001131857A (en) | 2004-02-27 |
Family
ID=31988523
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001131857A RU2215012C2 (en) | 2001-11-27 | 2001-11-27 | Formulation for protecting polymer composites |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2215012C2 (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110207893A1 (en) * | 2008-08-28 | 2011-08-25 | Interface Biologis Inc. | Thermally stable biuret and isocyanurate based surface modifying macromolecules and uses thereof |
| US8877062B2 (en) | 2009-05-15 | 2014-11-04 | Interface Biologics, Inc. | Antithrombogenic hollow fiber membranes and filters |
| US9759181B2 (en) | 2009-04-24 | 2017-09-12 | Hempel A/S | Coating composition for wind turbine blades |
| US9764884B2 (en) | 2014-10-06 | 2017-09-19 | Interface Biologics, Inc. | Packaging materials including a barrier film |
| US10557030B2 (en) | 2016-10-18 | 2020-02-11 | Evonik Canada Inc. | Plasticized PVC admixtures with surface modifying macromolecules and articles made therefrom |
| US10961340B2 (en) | 2017-07-14 | 2021-03-30 | Fresenius Medical Care Holdings, Inc. | Method for providing surface modifying composition with improved byproduct removal |
| RU2844322C1 (en) * | 2024-04-10 | 2025-07-28 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" (НИЦ "Курчатовский институт" - ВИАМ) | Matt wear-resistant coating composition |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4772665A (en) * | 1981-12-30 | 1988-09-20 | Chemische Werke Huls Aktiengesellschaft | Heat- and oxidation-resistant polyurethane coatings |
| US4861803A (en) * | 1986-06-25 | 1989-08-29 | The Dow Chemical Company | Organic polymers reinforced with rigid rod micro fillers |
| US4870150A (en) * | 1988-05-23 | 1989-09-26 | Tremco Incorporated | Polyurethanes made from blends of polypropyleneoxide polyol and polybutyleneoxide polyol intermediates |
| US4874643A (en) * | 1987-05-05 | 1989-10-17 | Hughes Aircraft Company | Aromatic silane polymer coatings |
-
2001
- 2001-11-27 RU RU2001131857A patent/RU2215012C2/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4772665A (en) * | 1981-12-30 | 1988-09-20 | Chemische Werke Huls Aktiengesellschaft | Heat- and oxidation-resistant polyurethane coatings |
| US4861803A (en) * | 1986-06-25 | 1989-08-29 | The Dow Chemical Company | Organic polymers reinforced with rigid rod micro fillers |
| US4874643A (en) * | 1987-05-05 | 1989-10-17 | Hughes Aircraft Company | Aromatic silane polymer coatings |
| US4870150A (en) * | 1988-05-23 | 1989-09-26 | Tremco Incorporated | Polyurethanes made from blends of polypropyleneoxide polyol and polybutyleneoxide polyol intermediates |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ЛАБУТИН А.Л. Антикоррозионные и герметизирующие материалы на основе синтетических каучуков. - Л.: Химия, 1982, с.214. * |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9751972B2 (en) | 2008-08-28 | 2017-09-05 | Interface Biologic Inc. | Thermally stable biuret and isocyanurate based surface modifying macromolecules and uses thereof |
| US20120148774A1 (en) * | 2008-08-28 | 2012-06-14 | Interface Biologics Inc. | Thermally stable biuret and isocyanurate based surface modifying macromolecules and uses thereof |
| US8318867B2 (en) * | 2008-08-28 | 2012-11-27 | Interface Biologics, Inc. | Thermally stable biuret and isocyanurate based surface modifying macromolecules and uses thereof |
| US20110207893A1 (en) * | 2008-08-28 | 2011-08-25 | Interface Biologis Inc. | Thermally stable biuret and isocyanurate based surface modifying macromolecules and uses thereof |
| US9759181B2 (en) | 2009-04-24 | 2017-09-12 | Hempel A/S | Coating composition for wind turbine blades |
| US8877062B2 (en) | 2009-05-15 | 2014-11-04 | Interface Biologics, Inc. | Antithrombogenic hollow fiber membranes and filters |
| US9687597B2 (en) | 2009-05-15 | 2017-06-27 | Interface Biologies, Inc. | Antithrombogenic hollow fiber membranes and filters |
| US9884146B2 (en) | 2009-05-15 | 2018-02-06 | Interface Biologics Inc. | Antithrombogenic hollow fiber membranes and filters |
| US11766511B2 (en) | 2009-05-15 | 2023-09-26 | Interface Biologics, Inc. | Antithrombogenic hollow fiber membranes and filters |
| US9764884B2 (en) | 2014-10-06 | 2017-09-19 | Interface Biologics, Inc. | Packaging materials including a barrier film |
| US10557030B2 (en) | 2016-10-18 | 2020-02-11 | Evonik Canada Inc. | Plasticized PVC admixtures with surface modifying macromolecules and articles made therefrom |
| US10961340B2 (en) | 2017-07-14 | 2021-03-30 | Fresenius Medical Care Holdings, Inc. | Method for providing surface modifying composition with improved byproduct removal |
| RU2844322C1 (en) * | 2024-04-10 | 2025-07-28 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" (НИЦ "Курчатовский институт" - ВИАМ) | Matt wear-resistant coating composition |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2001131857A (en) | 2004-02-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU608106B2 (en) | A curable composition of oxyalkylene polymer | |
| KR100976831B1 (en) | Water-soluble polyurea resin coating agents composition for protect concrete structures and method for constructing concrete using the same | |
| CN105593259B (en) | Coating composition | |
| CN107429116A (en) | Aqueous coating composition, the water system being made up of said composition lubricate envelope coating composition and part | |
| WO2006055038A1 (en) | Abrasion resistant coatings | |
| CN104087147A (en) | Monocomponent polyurethane waterproof paint and preparation method thereof | |
| EP0294013B1 (en) | Cavitation-resistant polymer and coating | |
| ES2700868T3 (en) | Coating composition | |
| RU2215012C2 (en) | Formulation for protecting polymer composites | |
| CN112898884B (en) | Wear-resistant polyurea coating and preparation method and application thereof | |
| CN103834283A (en) | Polyurea wear-resistant coating material with anti-static function and preparation method thereof | |
| KR101148963B1 (en) | Road paving material composition for preventing slip using epoxy-polyurea hybrid resin | |
| RU2290421C1 (en) | Composition for protective cover | |
| KR102376297B1 (en) | Fender using silica with improved dispersibility and surface-treated carbon fiber and manufacturing method thereof | |
| RU2261879C1 (en) | Abrasion-resistant protective polymeric composition | |
| EP3873960A1 (en) | Leading edge protection composition and uses thereof | |
| EP0502864B1 (en) | Flexible composition on the basis of a binder and at least one filler | |
| JPH01279958A (en) | Curable composition | |
| RU2848185C1 (en) | Thermal insulation protective coating | |
| JP2004115565A (en) | Asphalt chipping-resistant material | |
| RU2831646C2 (en) | Weather-resistant varnish and base enamel for obtaining multilayer coating system | |
| RU2233299C2 (en) | Epoxy-perchlorovinyl composition for covers | |
| RU2852325C1 (en) | Composition of material for obtaining electrically conductive coating | |
| KR102291664B1 (en) | Polyurea-based sheet for waterproofing and waterproofing construction method using the same | |
| RU2849732C2 (en) | Composition of protective coating and its components |