Статьи

 




dx.doi.org/ 10.18577/2307-6046-2017-0-10-7-7
УДК 667.638.43
ТЕРМОСТОЙКИЕ КРЕМНИЙОРГАНИЧЕСКИЕ ШПАТЛЕВКИ

Проведен сравнительный анализ скорости термоокислительной деструкции пленкообразователей различной природы и доказана необходимость использования полиорганосилоксанов для разработки термостойких шпатлевок.

Обоснован выбор неорганических термостойких наполнителей, обеспечивающих минимальные внутренние напряжения в покрытиях шпатлевок с учетом влияния наполнителей на скорость термоокислительной деструкции полиорганосилоксанов. Приведены результаты оценки технологических, физико-механических, реологических и диэлектрических свойств шпатлевок марок КО-0035, КО-0066, КО-0067 и КО-0070, а также их теплостойкости при нагревании в изотермических условиях и в газодинамическом потоке.


Введение

Несмотря на достаточно большой объем информации, касающейся термостойких кремнийорганических покрытий [1–4], обобщающие сведения о свойствах и областях применения термостойких кремнийорганических шпатлевок в научно-технической литературе практически отсутствуют.

Вместе с тем они находят достаточно широкое применение в производстве сверхзвуковых летательных аппаратов для защиты элементов конструкций из стеклопластиков от газоэрозионного износа и могут найти применение в изделиях нового поколения [5, 6]. Цель данной работы – восполнить этот пробел.

Работа выполнена в рамках реализации комплексного научного направления 15. «Наноструктурированные, аморфные материалы и покрытия» («Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года») [5].

 

Материалы и методы

В процессе проведения исследований использованы кремнийорганические смолы марок К-9, КО-08, КО-915, КО-945, К-23-Э(3Н) и неорганические дисперсные наполнители и пигменты промышленного производства, а также стандартные для лакокрасочных материалов и покрытий методы испытаний по ГОСТ.

Величину внутренних напряжений определяли по методике А.Г. Санжаровского [7], реологические свойства – с использованием прибора специальной конструкции (рис. 1), диэлектрические свойства – с помощью стенда специальной конструкции (рис. 2). Устойчивость покрытий к газоэрозионному износу можно оценивать прямыми или косвенными методами. К прямым методам относятся аэродинамические и газодинамические испытания, к косвенным – термомеханические и реологические исследования.

Более доступными и простыми являются газодинамические методы, когда испытания покрытий проводятся на моделях в потоке выхлопных газов газотурбинного двигателя. Схема такого стенда представлена на рис. 3. Регулируя расстояние от сопла, можно обеспечить требуемый режим испытаний, что и было использовано в данной работе.

 

 

 

Рис. 1. Прибор для определения термомеханических и реологических свойств полимеров и покрытий при малых нагрузках:

а – схема прибора; б – конструкция ячейки; 1 – корпус; 2, 3 – механизм подъема стола; 4 – стол; 5 – образец с покрытием; 6 – индентор; 7 – корпус термостата; 8 – нагревательный элемент; 9 – механизм нагружения; 10 – съемный груз; 11 – шток; 12 – электромагнитная катушка; 13 – измерительная головка; 14–16 – регистрирующие устройства; 17 – покрытие; 18 – металлический диск

 

 

 

Рис. 2. Стенд для определения диэлектрических характеристик покрытий на частоте 1010 Гц:

а – схема стенда; б – круглая короткозамыкающая заглушка; 1 – стабилизатор напряжений;
2 – генератор электромагнитного излучения с частотой 1010 Гц; 3 – измерительная волноводная линия; 4 – волновод для перехода прямоугольного сечения волноводной линии в круглое;
5 – узел охлаждения цилиндрического волновода; 6 – муфель; 7 – термопара круглой короткозамыкающей заглушки; 8 – блок регулирования температуры муфеля и заглушки; 9 – согласующее устройство; 10 – измеритель сигналов

 

 

 

 

Рис. 3. Стенд для газодинамических испытаний покрытий: 1 – входное устройство; 2 – компрессор; 3 – камера сгорания; 4 – турбина; 5 – форсажная камера; 6 – выходное сопло; 7 – модель; а – расстояние от входного сопла до модели

 

Результаты и обсуждение

Исследование термостойкости пленкообразователей различных классов методом динамического термогравиметрического анализа (ДТГА) показало, что только полиорганосилоксаны могут рассматриваться в качестве пленкообразователей термостойких покрытий для работы при температурах ˃400°С (табл. 1), так как все остальные классы пленкообразователей полностью разрушаются при температуре 900°С.

Однако в процессе термоокислительной деструкции полиорганосилоксанов происходит не только изменение их химического состава, но и весьма существенное изменение объема пленки (рис. 4), что приводит к возникновению еще одной составляющей внутренних напряжений – внутренних напряжений, возникающих в покрытии в процессе усадки пленкообразователя при термоокислительной деструкции. Эта часть суммарных внутренних напряжений может быть снята путем введения в покрытие достаточно большого числа термостойких наполнителей и пигментов.

 

Таблица 1

Основные параметры* процесса термоокислительной деструкции полимерных

пленкообразователей, определенные с использованием метода ДТГА [2]

Полимер

Температура, °С

Еэф, ккал/моль

W900°, %

t0,01

t0,1

tmax

КО-08

322

540

324

27,4

13,6

СП-97

430

534

578

33,4

100

К-9

430

525

598

26,7

42,8

ПФСО

468

522

504

38,8

57,4

Ф-42Л

382

430

456

46,4

100

СКФ-26

334

425

452

28,6

100

К-23-Э(3Н)

324

408

538

24

62

СКФ-32

300

401

462

22,4

100

КО-928

156

392

222

16,0

19,2

Ф-32Л

342

386

410

19,3

100

КО-915

275

368

400

23,3

54,8

ЭП-571

246

322

332

23,7

100

ВИАМ-Б3

100

300

125

6,6

100

КО-945

168

288

340

19,0

83,8

ХСПЭ

172

278

280

13,8

100

ЭП-730

216

277

322

13,8

100

ПСХ-ЛС

196

246

264

24,6

100

АС-16

150

242

256

13,3

100

ПЭФ-3А

184

234

214

11,8

100

МЧ-025

100

175

228

7,7

100

*t0,01, t0,1 и tmax – температуры, при которых потеря массы составляет 1; 10% и максимальную соответственно; Еэф – энергия активации процесса термоокислительной деструкции; ∆W900° – потери массы при 900°С.

 

 

Рис. 4. Уменьшение истинного объема (Vист) смолы К-9 от потери массы (Δm) в процессе изотермического старения при температуре 700°С [8]

 

Таким образом, суммарные внутренние напряжения σв.о могут быть рассчитаны по уравнению

σв.ов.фв.тв.т.у,

где σв.ф – внутренние напряжения, возникающие в результате формирования покрытия; σв.т – термические внутренние напряжения; σв.т.у – внутренние напряжения, возникающие в покрытии при усадке пленкообразователя в процессе термоокислительной деструкции.

 

Следует отметить, что внутренние напряжения не только могут вызвать разрушение покрытия в результате его недостаточной прочности и деформативности [8, с. 114], но и явиться также причиной снижения адгезии покрытий к подложке [9, с. 224]. В силу изложенных причин внутренние напряжения, длительная прочность и удлинение при разрыве являются важными эксплуатационными характеристиками покрытий [8, с. 120].

Использование дисперсных наполнителей для повышения прочности полимерных композиций достаточно подробно рассмотрено в научно-технической литературе. При этом считают, что для хрупких покрытий, какими и являются кремнийорганические покрытия, длительная прочность составляет 0,4–0,5 от кратковременной [8, с. 112].

Однако использование дисперсных неорганических наполнителей в рецептурах термостойких кремнийорганических покрытий требует оценки их влияния на скорость термоокислительной деструкции кремнийорганических пленкообразователей. Поскольку влияние дисперсного наполнителя на скорость термоокислительной деструкции в основном сказывается в зоне поверхности раздела «полимер–наполнитель», определяли величину удельной поверхности наиболее часто используемых пигментов и наполнителей (табл. 2), а в табл. 3 и 4 указаны потери массы полимерных пленкообразователей, которые (потери) зависят не только от природы дисперсного наполнителя, но и от температуры, продолжительности нагрева и объема наполнения.

 

Таблица 2

Величина удельной поверхности дисперсных термостойких пигментов и наполнителей [2]

Удельная поверхность, м2/г (м2/см3), наполнителя или пигмента

слюда

Cr2O3

ZnO

PbO

ZrO2

TiO2

тальк

красный
оксид железа

SiO2

MgO

микроасбест

Al2O3

4,7

(13,4)

1,45

(7,8)

7,15

(40)

1

(9,5)

3,6

(19)

3,5

(17)

6,7

(20)

13,6

(65)

31,4

(90)

30,8

(98)

23,3

(60)

19,2

(66)

 

Таблица 3

Потери массы кремнийорганической смолы К-9 в композициях,
содержащих дисперсные пигменты или наполнители
(из расчета 10 м2 поверхности наполнителя на 1 см3 смолы) [2]

Температура нагрева, °С

Продолжительность нагрева, ч

Потери массы, %, смолы с термостойкими дисперсными

наполнителями или пигментами

без наполнителя

(смола)

ZrO2

TiO2

ZnO

Al2O3

MgO

SiO2

250

1

25

1000

1,3

3,5

4,3

1

2,65

3,6

1,05

2,5

3

0,65

2

3,5

0,4

1,85

3,4

0,2

1,5

2,8

0,54

2,4

3,1

350

1

15

100

5

5,75

6,05

3,2

3,45

4,45

4,1

5

5,15

3,6

3,8

4,55

4,85

5,65

5,95

2,75

3

4,55

3,45

4,15

4,9

700

5 мин

15 мин

22

40

20,5

38

20

35

19,5

37

20,5

36,5

22

37,5

18

29

 

Продолжение

Температура нагрева, °С

Продолжительность нагрева, ч

Потери массы, %, смолы с термостойкими дисперсными

наполнителями или пигментами

тальк

микроасбест

молотая слюда

Cr2O3

красный
оксид железа

PbO

250

1

1,8

1,6

1,46

1,1

2,4

1,6

 

25

3,9

4

3,25

2,45

4,7

5,9

 

1000

4,9

5,7

3,9

5

6

14,3

350

1

2

2,9

3,7

6,05

6,75

11,9

 

15

2,65

3,95

4,3

8

7,7

15,3

 

100

4,25

5,05

5,05

10,5

8

19,55

700

5 мин

21,5

23

23,5

25

22

62

 

15 мин

39,5

36

45

46

34

60

 

Таблица 4

Потери массы кремнийорганической смолы К-23-Э(3Н) в композициях,

содержащих дисперсные пигменты или наполнители

Температура нагрева, °С

Продолжительность нагрева, ч

Потери массы, %, смолы с термостойкими дисперсными

наполнителями или пигментами

без наполнителя

(смола)

TiO2

ZnO

тальк

молотая слюда

Cr2O3

300

100

8

6,2

8,8

4,5

4,5

10,5

350

100

8

8,1

12

4,8

5,8

12

400

10

16

18

12

10,5

15,8

13,2

700

5 мин

32

27,5

35

22

27

31

 

Согласно теории гетерогенного катализа, дисперсные системы, которые изменяют реакционную способность адсорбированных молекул и не проявляют при этом признаков химического взаимодействия, относятся к катализаторам (положительный катализ) или антикатализаторам (отрицательный катализ).

Как показало изучение электропроводности, значительная часть дисперсных наполнителей и пигментов – например, оксиды железа, ванадия, меди, марганца, свинца, цинка, магния, алюминия; сульфиды вольфрама, молибдена и цинка; алюмосиликаты, а также другие соединения – в настоящее время классифицируются как полупроводники, что объясняется наличием примесей и отклонениями от стехиометрического состава [10].

С.З. Рогинским установлено [11], что если ширина запрещенной зоны достигает нескольких электрон-вольт, то концентрация электронов в полосе проводимости ничтожно мала и образуется диэлектрик, в котором практически отсутствуют электронная проводимость и окраска в видимой части спектра, и наоборот – при ширине запрещенной зоны, равной 1,2–1,4 эВ, достигается электронная проводимость, характерная для полупроводников, и увеличивается интенсивность окраски в видимой части спектра.

Когда на поверхности полупроводника адсорбируется какое-либо органическое соединение, происходит переход электронов и дырок непосредственно на орбитали адсорбированной молекулы, хотя этот переход не реализуется для огромного количества валентно-насыщенных молекул, которые характерны для процесса адсорбции и катализа [11].

Следует отметить, что в работах по гетерогенному катализу не рассматриваются системы «полимер–дисперсный наполнитель», хотя эти системы широко применяются на практике.

Вместе с тем не только определение потери массы полимерных пленкообразователей в процессе нагревания и ИК и ЯГР спектров, но и результаты хроматографического анализа позволяют отнести дисперсные наполнители к катализаторам или антикатализаторам процесса термоокислительной деструкции.

Выявлены и внешние признаки, подтверждающие участие электронов запрещенной зоны в процессе термоокислительной деструкции и группировании активных центров на определенных участках поверхности наполнителя.

Сравнение интенсивности окраски термостойких покрытий, в которые для придания требуемого цвета вводились термостойкие цветные пигменты с шириной запрещенной зоны 1,2–1,4 эВ, до и после нагрева показывает, что после нагрева интенсивность окраски покрытий во всех случаях снижается в большей или меньшей степени, в то время как нагрев того же пигмента в тех же условиях, но вне полимерной матрицы не приводит к заметному изменению интенсивности окраски.

Очень часто в процессе нагрева цветных термостойких покрытий на их поверхности появляются пятна диаметром 2–5 мм, интенсивность окраски которых значительно ниже, чем у остальной поверхности, что, согласно теории «активных
ансамблей», свидетельствует о группировании активных центров на определенных участках поверхности наполнителей и пигментов.

При выборе дисперсных наполнителей необходимо учитывать такой показатель, как критическая объемная концентрация дисперсного наполнителя, которая в значительной степени зависит от величины удельной поверхности наполнителя. С учетом этого показателя наибольший интерес представляют оксиды свинца и хрома и молотая слюда. Однако оксид свинца является катализатором процесса термоокислительной деструкции полиорганосилоксанов (табл. 3), а по сравнению с оксидом хрома только чешуйки молотой слюды обладают армирующим эффектом.

Исследование внутренних напряжений, возникающих в пленках покрытий, содержащих молотую слюду различной дисперсности, показало, что с увеличением размера частиц внутренние напряжения сначала снижаются, а затем возрастают, меняя знак (рис. 5). Это свидетельствует о возможности введения в покрытие молотой слюды с такой дисперсностью, что внутренние напряжения, возникающие в покрытии, будут близки к нулю, а также о влиянии размера частиц молотой слюды на величину внутренних напряжений.

 

 

 

Рис. 5. Зависимость внутренних напряжений (σв.н) в кремнийорганическом покрытии от размера частиц молотой слюды (а)

 

Таким образом, термостойкое кремнийорганическое покрытие с минимальными внутренними напряжениями должно содержать либо частицы молотой слюды со строго определенными размерами (что практически трудно осуществить), либо смесь частиц всех размеров, взятых в определенном соотношении, что и применяется на практике.

Снижение внутренних напряжений в покрытиях при использовании молотой слюды достигается не только за счет формы ее частиц и их соотношения по размерам, но и благодаря низкой удельной поверхности молотой слюды (13,5 м2/см3), что позволяет вводить ее в бóльших количествах, чем другие дисперсные наполнители, и в тем большей степени снижать внутренние напряжения.

С использованием молотой слюды определенной дисперсности разработаны шпатлевки КО-0066 (на основе лака КО-915) и КО-0070 (на основе блоксополимера К-23-Э(3Н)), технические характеристики которых приведены в табл. 5 и 6.

При температурах, превышающих 500°С, термостойкость покрытий с шпатлевками КО-0066 и КО-0070 ограничивается уже минутами, что объясняется снижением прочности покрытий в результате деструкции кремнийорганических пленкообразователей, сопровождающейся увеличением внутренних напряжений в покрытиях в результате их усадки.

 

Таблица 5

Основные контролируемые характеристики шпатлевки КО-0066

Показатель

Значения показателя

Цвет шпатлевочного слоя

Зеленый, оттенок не нормируется

Внешний вид шпатлевочного слоя

После высыхания поверхность шпатлевки должна быть однородной: без пузырей, трещин и посторонних включений

Массовая доля нелетучих веществ, %

67±2

Остаток на сите №01, %

2,5–4,5

Время высыхания шпатлевки до степени 3 при температуре 250±2°С, ч (не более)

3,5

Способность к нанесению

Шпатлевка должна хорошо наноситься при рабочей вязкости на окрашиваемую поверхность краскораспылителем

Твердость шпатлевочного слоя, усл. ед. (не менее),
по маятниковому прибору типа:

М-3

ТМЛ (маятник А)

 

 

 0,25

0,2

Термостойкость при температуре 400±2°С, ч (не менее)

5

 

Таблица 6

Основные контролируемые характеристики шпатлевки КО-0070

Показатель

Значения показателя

Цвет пленки шпатлевки

Светло-серый, оттенок не нормируется

Внешний вид пленки

Высохшая пленка должна быть ровной, не иметь механических включений

Условная вязкость, с, полуфабриката шпатлевки при температуре 20,0±0,5°С по вискозиметру типа ВЗ с диаметром сопла 4,000±0,015 мм

18–20

Массовая доля нелетучих веществ полуфабриката шпатлевки, %

74–78

Остаток на сите №01 при промывке полуфабриката шпатлевки толуолом, %

3–5

Твердость пленки шпатлевочного слоя по прибору типа М-3, усл. ед. (не менее)

0,25

Термостойкость шпатлевочного слоя при температуре 400±10°С, ч

5

Жизнеспособность шпатлевки после добавления отвердителя А-39 марки В при температуре 20±5°С, ч (не менее)

24

 

Однако внутренние напряжения отсутствуют в телах, сохраняющих геометрические размеры при снижении вязкости ˂1013 Па·с. Это свойство твердых тел реализовано при разработке шпатлевок КО-0035 и КО-0067М, в которых в качестве основного наполнителя также использовалась молотая слюда.

В качестве пленкообразователя шпатлевки КО-0035 (табл. 7) использована кремнийорганическая смола К-9, на основе которой разработаны наиболее термостойкие стеклопластики, но для снижения вязкости покрытия при температурах ˃400°С в смолу К-9 введено определенное количество кремнийорганического лака КО-08, используемого в рецептурах наиболее термостойких лакокрасочных покрытий, а в рецептуре шпатлевки КО-0035 – выполняющего функции термостойкого пластификатора.

Таблица 7

Основные контролируемые характеристики шпатлевки КО-0035

Показатель

Значения показателя

Цвет пленки шпатлевки

Зеленый, оттенок не нормируется

Внешний вид пленки

После высыхания должна быть однородной: без пузырей и посторонних включений

Массовая доля нелетучих веществ, %

66–70

Остаток на сите №01 после мокрого просеивания, %

2,5–4,5

Время высыхания шпатлевки до степени 3 при температуре 210±2°С, ч (не более)

3

Способность к нанесению

Шпатлевка при рабочей вязкости должна хорошо наноситься на окрашиваемую поверхность краскораспылителем

Твердость покрытия по маятниковому прибору типа ТМЛ (маятник А), усл. ед. (не менее)

0,2

 

В табл. 8 представлены результаты испытаний, подтверждающие эффективность применения молотой слюды в рецептуре шпатлевки КО-0035.

 

Таблица 8

Прочность на разрыв и внутренние напряжения в покрытиях на основе смолы К-9

Свойства

Значения свойств покрытия на основе

смолы К-9

шпатлевки КО-0035

Толщина, мкм

200+20

200-20

Внутренние напряжения в покрытии, МПа

+0,52

-0,115

Прочность пленки покрытия на разрыв при постоянной нагрузке, МПа

0,4–0,5

2,5–3,0

 

С использованием прибора для определения термомеханических и реологических свойств (рис. 1) построена номограмма для определения вязкости (рис. 6) и определена вязкость покрытия шпатлевки КО-0035 (табл. 9).

 

 

Рис. 6. Номограмма для определения вязкости покрытий при продолжительности погружения в них сферической поверхности (z=5 мм) на глубину 0,25 (1); 0,5 (2) и 1 мм (3)

 

Таблица 9

Вязкость покрытия из шпатлевки КО-0035 толщиной 0,5 мм

Температура

испытания, °С

Вязкость при достижении

температуры испытаний, Па·с

Продолжительность выдержки

при температуре испытания, за которую

вязкость превысит 109 Па·с, мин

350

700

104–105

~108

3,5

0,5

 

Как следует из результатов, представленных в табл. 9, при введении в рецептуру шпатлевки КО-0035 метилфенилполисилоксановой смолы КО-08 вязкость покрытия шпатлевки КО-0035 в интервале температур 350–700°С сохраняется только в течение 0,5–3,5 мин. Поэтому при разработке шпатлевки КО-0067 использовали другой принцип, а именно – превращение слоя покрытия при температурах ˃700°С в высоковязкий неорганический расплав.

Для этого использовали гетерогенный катализатор процесса термоокислительной деструкции, который позволил обеспечить за короткое время получение диоксида кремния из полиорганосилоксана (рис. 7) и вошел в состав образовавшегося неорганического покрытия вместе с молотой слюдой и диоксидом кремния, создав высоковязкий расплав.

 

 

Рис. 7. Скорость образования SiO2 в процессе термоокислительной деструкции кремнийорганического сополимера К-23-Э(3Н) с гетерогенным катализатором (1) и без него (2)

 

В табл. 10 представлены результаты определения вязкости покрытия шпатлевки КО-0067, из которых видно, что в отличие от шпатлевки КО-0035 вязкость покрытия шпатлевки КО-0067 с повышением температуры снижается, но при этом существенно превышает максимальное значение напряжений трения (табл. 11).

 

Таблица 10

Вязкость покрытия шпатлевки КО-0067 толщиной 0,5 мм

Температура

испытания, °С

Вязкость при достижении

температуры испытаний, Па·с

Продолжительность выдержки, мин,

при температуре испытания, за которую

вязкость снизится на 10%

900

~107

1

1000

105

1

1100

5×103

1

1200

103

0,5

 

Таблица 11

Зависимость напряжения трения от скорости и высоты полета [12, 13]

Скорость полета – число М

Напряжение трения на поверхности, МПа, при высоте полета, км

0,5

1

5

10

1,2

0,14

0,13

0,08

0,04

2

0,38

0,36

0,22

0,11

3

0,86

0,8

0,5

0,2

3,5

1,2

1,0

0,7

0,3

 

В табл. 12 приведены основные контролируемые характеристики шпатлевки КО-0067, а в табл. 13 – сравнительные данные по термостойкости и диэлектрическим свойствам для шпатлевок марок КО-0066, КО-0035 и КО-0067.

Таблица 12

Основные контролируемые характеристики шпатлевки КО-0067

Показатель

Значения показателя

Цвет шпатлевочного слоя

От светло-желтого до светло-коричневого, оттенок не нормируется

Внешний вид шпатлевочного слоя

После высыхания поверхность шпатлевки должна быть ровной, однородной: без пузырей и механических включений

Условная вязкость шпатлевки по вискозиметру типа ВЗ с диаметром сопла 4,000±0,015 мм при температуре 20±0,5°С, с

12–30

Массовая доля нелетучих веществ, %:

шпатлевочной пасты

суспензии

53–59

67–74

Остаток на сите №01 шпатлевочной пасты после мокрого просеивания, %

1,0–3,5

Время высыхания до степени 3 при температуре 200±2°С, ч (не более)

3

Твердость шпатлевочного слоя по маятниковому прибору типа М-3, усл. ед. (не менее)

0,3

Способность к нанесению

Шпатлевка должна удовлетворительно наноситься на поверхность краскораспылителем

Термостойкость шпатлевочного слоя при температуре 1000±3°С, ч (не менее)

3

 

 

Таблица 13

Термостойкость и диэлектрические свойства

термостойких кремнийорганических шпатлевок

Свойства

Температура

испытания, °С

Значения свойств шпатлевок марок

КО-0035

КО-0066

КО-0067

Термостойкость на стеклотекстолите в изотермических условиях, ч

250

300

400

2000

2000

500

500

500

5

200

100

Не рекомендуется

Термостойкость на стеклотекстолите при одностороннем нагревании, мин

500

600

700

800

1000

1200

12

12

3

2

1

12

3

2

1

0,5

Не рекомендуется

То же

-«-

>5

>5

>5

Не рекомендуется

Диэлектрическая проницаемость при частоте
1010 Гц

300

500

600

700

800

900

1000

3,27

3,2

3,16

3,1

3,22

3,25

3,23

3,2

3,2

3,1

3,8

3,7

4

4,98

4,61

4,32

4,61

Тангенс угла

диэлектрических потерь при частоте 1010 Гц

300

500

600

700

800

900

1000

0,015

0,02

0,02

0,028

0,035

0,024

0,023

0,021

0,021

0,023

0,02

0,014

0,017

0,1

0,06

0,1

0,15

 

 

Рис. 8. Внешний вид части поверхности конусов из стеклопластика после газодинамических испытаний:

а – при температуре 450°С в течение 2,5 ч на фенолфурфурольном стеклотекстолите ФН – покрытие шпатлевкой на основе смолы ВИАМ-Б3 (табл. 1) с молотой слюдой (справа) и шпатлевкой КО-0066 (слева); б – при температуре 800°С в течение 1 мин на кремнийорганическом стеклотекстолите СК-9МР (смола К-9) – покрытие шпатлевкой КО-0066 (справа) и шпатлевкой КО-0067 (слева)

 

Для оценки устойчивости к газоэрозионному износу, шпатлевки марок КО-0066 и КО-0067 испытаны в потоке выхлопных газов газотурбинного двигателя (рис. 3). Внешний вид части поверхности макетных конусов после испытаний представлен на рис. 8.

 

Заключения

Разработана кремнийорганическая радиопрозрачная шпатлевка КО-0067 с термостойкостью 1200°С, не имеющая аналогов в мире, которая может использоваться не только в авиационно-космической технике, но и на внешней поверхности универсального спасательного средства для эвакуации в случае пожара персонала инженерных сооружений, работающего в акваториях морей, в том числе на арктическом шельфе [14]. Для защиты от увлажнения в атмосферных условиях, шпатлевки марок КО-0035, КО-0066 и КО-0067 обычно применяются в системах с эмалями на основе фторсополимеров [15]. Особое значение для шпатлевок такого типа, работающих в экстремальных условиях, приобретает контроль качества покрытий [16].


ЛИТЕРАТУРА REFERENCE LIST
1. Кондрашов Э.К., Семенова Л.В. Термостойкие лакокрасочные покрытия // 75 лет. Авиационные материалы. Избранные труды «ВИАМ» 1932–2007. М.: ВИАМ, 2007. С. 316–322.
2. Кондрашов Э.К., Семенова Л.В. Термоокислительная стабильность ненаполненных и дисперсно-наполненных полимерных пленкообразующих // Авиационные материалы и технологии. 2003. Вып.: Лакокрасочные материалы и покрытия. С. 36–41.
3. Семенова Л.В. Термостойкая эмаль ВЭ-63 // Авиационные материалы и технологии. 2003. Вып.: Лакокрасочные материалы и покрытия. С. 41–44.
4. Кондрашов Э.К., Кузнецова В.А., Лебедева Т.А., Малова Н.Е. Антикоррозионные, терморегулирующие, термостойкие и влагозащитные лакокрасочные покрытия МКС «Буран» // Авиационные материалы и технологии. 2013. №S1. С. 137–141.
5. Каблов Е.Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» // Авиационные материалы и технологии. 2015. №1 (34). С. 3–33. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-1-3-33.
6. Каблов Е.Н., Гращенков Д.В., Исаева Н.В., Солнцев С.С., Севостьянов В.Г. Высокотемпературные конструкционные композиционные материалы на основе стекла и керамики для перспективных изделий авиационной техники // Стекло и керамика. 2012. №4. С. 7–11.
7. Санжаровский А.Т. Физико-механические свойства полимерных и лакокрасочных покрытий. М.: Химия, 1975. 264 с.
8. Кондрашов Э.К., Владимирский В.Н., Бейдер Э.Я. Эрозионностойкие лакокрасочные покрытия. М.: Химия, 1989. 136 с.
9. Чеботаревский В.В., Кондрашов Э.К. Технология лакокрасочных покрытий в машиностроении. М.: Машиностроение, 1978. 296 с.
10. Киселев Ф.Ф., Крылов С.В. Адсорбционные процессы на поверхности полупроводников и диэлектриков. М.: Наука, 1978. 255 с.
11. Рогинский С.З. Электронные явления в гетерогенном катализе. М.: Наука, 1975. 270 с.
12. Голенко Ю.В., Кондрашов Э.К., Старина А.И. Определение реологических свойств покрытия эмали ФП-5105 // Оборонная техника. 1977. №7. С. 73–74.
13. Голенко Ю.В., Кондрашов Э.К., Старина А.И. Исследование реологических свойств лакокрасочных покрытий при реально действующих нагрузках // Авиационная промышленность. 1977. №5. С. 27–28.
14. Бузник В.М., Каблов Е.Н., Кошурина А.А. Материалы для сложных технических устройств арктического применения // Научно-технические проблемы освоения Арктики. М.: Наука, 2015. С. 275–285.
15. Кондрашов Э.К., Малова Н.Е. Лакокрасочные покрытия на основе сополимеров трифторхлорэтилена // Авиационные материалы и технологии. 2015. №2. С. 39–44. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-2-39-44.
16. Каблов Е.Н. Контроль качества материалов – гарантия безопасности и эксплуатации авиационной техники // Авиационные материалы и технологии. 2001. №1. С. 3–8.
1. Kondrashov E.K., Semenova L.V. Termostojkie lakokrasochnye pokrytiya [Heat-resistant paint coatings] // 75 let. Aviacionnye materialy. Izbrannye trudy «VIAM» 1932–2007. M.: VIAM, 2007. S. 316–322.
2. Kondrashov E.K., Semenova L.V. Termookislitelnaya stabilnost nenapolnennyh i dispersno-napolnennyh polimernyh plenkoobrazuyushhih [Thermooxidizing stability of the unfilled and disperse filled polymeric film-forming] // Aviacionnye materialy i tehnologii. 2003. Vyp.: Lakokrasochnye materialy i pokrytiya. S. 36–41.
3. Semenova L.V. Termostojkaya emal VE-63 [Heat-resistant VE-63 enamel] // Aviacionnye materialy i tehnologii. 2003. Vyp.: Lakokrasochnye materialy i pokrytiya. S. 41–44.
4. Kondrashov E.K., Kuznecova V.A., Lebedeva T.A., Malova N.E. Antikorrozionnye, termoreguliruyushhie, termostojkie i vlagozashhitnye pokrytiya MKS «Buran» [Anticorrosion, temperature-controlled, heat-resistant and vlagozashchitny coatings of ISS «Buran»] // Aviacionnye materialy i tehnologii. 2013. №S1. S. 137–141.
5. Kablov E.N. Innovacionnye razrabotki FGUP «VIAM» GNC RF po realizacii «Strategicheskih napravlenij razvitiya materialov i tehnologij ih pererabotki na period do 2030 goda» [Innovative developments of FSUE «VIAM» SSC of RF on realization of «Strategic directions of the development of materials and technologies of their processing for the period until 2030»] // Aviacionnye materialy i tehnologii. 2015. №1 (34). S. 3–33. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-1-3-33.
6. Kablov E.N., Grashhenkov D.V., Isaeva N.V., Solncev S.S., Sevostyanov V.G. Vysokotemperaturnye konstrukcionnye kompozicionnye materialy na osnove stekla i keramiki dlya perspektivnyh izdelij aviacionnoj tehniki [High-temperature constructional composite materials on the basis of glass and ceramics for perspective products of aviation engineering] // Steklo i keramika. 2012. №4. S. 7–11.
7. Sanzharovskij A.T. Fiziko-mehanicheskie svojstva polimernyh i lakokrasochnyh pokrytij [Physicomechanical properties of polymer and paint coatings]. M.: Himiya, 1975. 264 s.
8. Kondrashov E.K., Vladimirskij V.N., Bejder E.Ya. Erozionnostojkie lakokrasochnye pokrytiya [Erosion resistance paint coatings]. M.: Himiya, 1989. 136 s.
9. Chebotarevskij V.V., Kondrashov E.K. Tehnologiya lakokrasochnyh pokrytij v mashinostroenii [Technology of paint coatings in mechanical engineering]. M.: Mashinostroenie, 1978. 296 s.
10. Kiselev F.F., Krylov S.V. Adsorbcionnye processy na poverhnosti poluprovodnikov i dielektrikov. M.: Nauka, 1978. 255 s.
11. Roginskij S.Z. Elektronnye yavleniya v geterogennom katalize [The electronic phenomena in heterogeneous catalysis]. M.: Nauka, 1975. 270 s.
12. Golenko Yu.V., Kondrashov E.K., Starina A.I. Opredelenie reologicheskih svojstv pokrytiya emali FP-5105 [Definition of rheological properties of covering of FP-5105 enamel] // Oboronnaya tehnika. 1977. №7. S. 73–74.
13. Golenko Yu.V., Kondrashov E.K., Starina A.I. Issledovanie reologicheskih svojstv lakokrasochnyh pokrytij pri realno dejstvuyushhih nagruzkah [Research of rheological properties of paint coatings at really actual loads] // Aviacionnaya promyshlennost. 1977. №5. S. 27–28.
14. Buznik V.M., Kablov E.N., Koshurina A.A. Materialy dlya slozhnyh tehnicheskih ustrojstv arkticheskogo primeneniya [Materials for difficult engineering devices of the Arctic application] // Nauchno-tehnicheskie problemy osvoeniya Arktiki. M.: Nauka, 2015. S. 275–285.
15. Kondrashov E.K., Malovа N.E. Lakokrasochnye pokrytiya na osnove sopolimerov triftorhloryetilena [Paint coatings based on copolymers of trifluorochloroethylene] // Aviacionnye materialy i tehnologii. 2015. №2 (35). S. 39–44. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-2-39-44.
16. Kablov E.N. Kontrol kachestva materialov – garantiya bezopasnosti i ekspluatacii aviacionnoj tehniki [Quality control of materials is a security accreditation and operation of aviation engineering] // Aviacionnye materialy i tehnologii. 2001. №1. S. 3–8.

Вы можете оставить комментарий к статье. Для этого необходимо зарегистрироваться на сайте.