Эпоксидная смола и защита кузовных деталей

Эпоксидная композиция для защиты от коррозии деталей машин и механизмов

Изобретение относится к эпоксидным композициям и может быть использовано для защиты от коррозии деталей машин и механизмов, работающих в контакте с коррозионными средами в машиностроении, а также для защиты нефтедобывающего оборудования, тары, цистерн и резервуаров. Сущность изобретения заключается в том, что эпоксидная композиция, включающая эпоксидную смолу ЭД-20, смолу оксилин-5 или оксилин-6, аминофенольный отвердитель АФ-2, аэросил, полиэтиленполиамин и толуол, дополнительно содержит тонкоизмельченную пудру из кварцевого стекла. Определенное соотношение компонентов обеспечивает долговечность покрытия. 3 табл.

Изобретение относится к эпоксидным композициям и может быть использовано в машиностроении, нефтяной и нефтехимической промышленности для защиты от коррозии деталей машин и механизмов, работающих в контакте с коррозионными средами, а также для защиты и нефтегазодобывающего оборудования, тары, цистерн и резервуаров.

Известна эпоксидно-оксилиновая композиция /В. И. Сафрончик. Защита от коррозии строительных конструкций и технологического оборудования. -Л.: Стройиздат, 1988 г., с.57, таблица. II, рецептура X/, содержащая эпоксидную смолу ЭД-20, смолу оксилин-5 или оксилин-6, аминофенольный отвердитель АФ-2, фуриловый спирт, графитовый порошок, аэросил при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: Эпоксидная смола ЭД-20 – 15 Смола оксилин-5 или оксилин-6 – 85 Аминофенольный отвердитель АФ-2 – 25 Фуриловый спирт – 20 Графитовый порошок – 40 Аэросил – 3,5 Однако известная композиция после ее нанесения и отверждения не обладает достаточной прочностью, предъявляемой при эксплуатации к эпоксидным композициям.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является эпоксидная композиция /Патент РФ 2165947/, включающая эпоксидную смолу ЭД-20, смолу оксилин-5 или оксилин-6, аминофенольный отвердитель АФ-2, аэросил, полиэтиленполиамин, толуол и пудру алюминиевую при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: Эпоксидная смола ЭД-20 – 78-82 Смола оксилин-5 или оксилин-6 – 18-22
Аминофенольный отвердитель АФ-2 – 5-7
Аэросил – 3-3,5
Полиэтиленполиамин – 6-9
Толуол – 12-18
Пудра алюминиевая – 15-25
Недостаток прототипа – невысокие защитные свойства покрытий, нанесенных на большие участки поверхности (баки, резервуары, крупногабаритное оборудование) из-за появления значительных напряжений при колебаниях температур, вызванных разными коэффициентами термического расширения материалов основы (обычно стали, чугуна) и покрытия.

Предлагаемое изобретение решает техническую задачу повышения долговечности эпоксидной композиции за счет введения компонента, снижающего разницу между коэффициентами термического расширения материалов основы и покрытия.

Сущность изобретения заключается в том, что известная эпоксидная композиция, включающая эпоксидную смолу ЭД-20, смолу оксилин-5 или оксилин-6, аминофенольный отвердитель АФ-2, аэросил, полиэтиленполиамин, толуол, согласно изобретению дополнительно содержит кварц молотый при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Эпоксидная смола ЭД-20 – 65-70
Смола оксилин-5 или оксилин-6 – 30-35
Аминофенольный отвердитель АФ-2 – 5-7
Аэросил – 3-3,5
Полиэтиленполиамин – 6-9
Толуол – 12-18
Кварц молотый – 60-80
Для получения предлагаемой в данном изобретении эпоксидной композиции использовали эпоксидную смолу ЭД-20 по ГОСТ 10587-84, смолу оксилин-5 или оксилин-6 (полиоксихлордродиленэдоксидные смолы) ТУ 6-02-1376-87, АФ-2 ТУ 6-05-1663-79, аэросил ГОСТ 14922-77, полиэтиленполиамин (ПЭПА) ТУ 202.2-906-86, толуол ГОСТ 5789-78, кварц молотый пылевидный ГОСТ 9077-82.

Эпоксидную композицию для защиты от коррозии деталей машин оборудования изготавливают на основе эпоксидной смолы ЭД-20 в виде готовых компаундов с другими добавками при точном дозировании и перемешивании, причем отвердители АФ-2 и полиэтиленполиамин добавляют в последнюю очередь. Физико-механические свойства определяли на образцах, полученных путем отверждения композиций в формах при температуре 18 – 22 o С в течение 48 часов (табл. 1).

Примеры приготовления и испытания.

Пример 1. Эпоксидную смолу ЭД-20 65 мас.ч., смолу оксилин-5 35 мас.ч., аэросил 3 мас.ч., толуол 15 мас.ч, кварц молотый 70 мас.ч. тщательно перемешивают в стеклянном сосуде, затем добавляют полиэтиленполиамин 6 мас.ч. и АФ-2 7 мас.ч., продолжая интенсивное перемешивание. В зависимости от того, какая характеристика подлежит определению, приготовленной композицией заполняют соответствующие формы или наносят на поверхность субстрата (сталь 20). Отверждение образцов проводят при комнатной температуре в течение 48 ч, после чего определяют свойства. Результаты испытаний приведены в табл. 2.

Пример 2. Эпоксидную смолу ЭД-20 70 мас.ч., смолу оксилин-5 30 мас.ч., аэросил 3,5 мас. ч. , толуол 15 мас.ч., кварц молотый 70 мас.ч. тщательно перемешивают в стеклянном сосуде, затем, продолжая интенсивное перемешивание, добавляют отвердители: полиэтиленполиамин 9 мас.ч. и АФ-2 5 мас.ч. Композицией заполняли соответствующие формы или ее наносили на поверхность субстрата (сталь 20). Отверждение образцов проводили при комнатной температуре в течение 48 ч, после чего провели определение свойств. Результаты измерений представлены в табл. 3.

Эпоксидная композиция по предлагаемому изобретению может быть использована в машиностроительной, нефтегазодобывающей, нефтеперерабатывающей, нефтехимической промышленности.

Использование предлагаемой композиции позволит повысить эффективность защиты и сроки службы оборудования, работающего в контакте с коррозионными средами по сравнению с прототипом.

Эпоксидная композиция для защиты от коррозии деталей машин и механизмов, включающая эпоксидную смолу ЭД-20, оксилин-5 или оксилин-6, аминофенольный отвердитель АФ-2, аэросил, полиэтилен-полиамин и толуол, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит кварц молотый при следующем соотношении компонентов, мас. ч. :
Эпоксидная смола ЭД-20 – 65-70
Смола оксилин-5 или оксилин-6 – 30-35
Аминофенольный отвердитель АФ-2 – 5-7
Аэросил – 3-3,5
Полиэтиленполиамин – 6-9
Толуол – 12-18
Кварц молотый – 60-80

Фотоотчет Изготовление защиты картера из стеклопластика

Tarasoff

отвертку мне! И что-нибудь закусить.

Вот, собсно, дошли руки все это дело оформить и выложить.

Предистория: купил машину без защиты, поехал по магАзинам – предложили, по-моему, Шериф, у меня сразу возникли сомнения, что она ко мне не станет. Тут стоит отметить, что движок АЕЕ и кондер установлен дополнительно (а не на заводе). Вобщем, как и думал – не встала защита (уперлась), сдал.

Хотел с друганом на работе сбацать стальную, но потом здесь на сайте вычитал про достоинства пластиковых – не вырвут переднюю балку в случае смачного удара (в отличие от стальных). Мысль мне показалась весьма разумной. Уж проще и дешевле (!) заменить поддон и масло.

Короче взялся склеить сам. Немного опыта уже имелось. К сожалению фоток по всему процессу нет. Пробелы в наглядности постараюсь объяснить буквами.

Первым делом надо шаблон прикинуть. Вооружился карандашом, ножнями, линейкой и большим куском картона. Все обмерил, вырезал, примерил, снова обрезал и т.д. пока все не сраслось. Получился шаблон.

Tarasoff

отвертку мне! И что-нибудь закусить.

Сори, буду выкладывать кусками, а то на работе разом все написать не получается.

Итак, матрица. Не забивая особо голову смастерил всё на старой двери. Использовал отходы столярки и гипсокартон. Вот что получилось.

Все огрехи убрал с помощью обычной шпаклевки и шкурки.

Tarasoff

отвертку мне! И что-нибудь закусить.

Немного вернусь назад. Если у кого возник вопрос – нафига такие выкрутасы в матрице (канавки, дыры. ) – часть из них обусловлена геометрией подмоторного пространства (во сказал ). А часть (в частности канавки) выполняют роль ребер жесткости.

Итак, матрица есть. Теперь разделительный слой (чтобы изделие можно было оторвать от матрицы после выклейки). Есть два простых варианта – 1) натереть матрицу воском (или парафином от обычной свечи, растирается куском войлока) или 2) обклеить скотчем. Скотчем облеивать не очень удобно с той точки зрения, что тяжело повторить все хитроумные контуры. Но натрить воском – еще хлеще. Руки отваливаются через 15 минут. Тереть надо быстро и небольшой кусочек (5х5 – 7х7 см), иначе не добиться гладкого покрытия матрицы. Помнится, я натирал матрицу под антикрыло – с меня семь потов сошло. Натурально. Тут я решил, что качеством результирующей поверхности и точностью углов можно пожертвовать ради сокращения времени и силозатрат. Поэтому обклеил матрицу скотчем. Забегая вперед скажу, что стыки и нахлесты будут видны на готовом изделии. Но кто их там видит.

Итак, один вечер на обклейку. Оклеивать скотчем внимательно. Я то ли не заклеил одну полоску (4х70 мм), то ли плохо прижал скотч и эпоксидка затекла под него – потом задолбался отрывать, в итоге оторвал с куском матрицы.

Верхнюю часть таки натер воском. Но было холодно, воск плохо растирался, получилось г. Потом оторвалось всемте с куском бумаги от гипсокартона. Надо было обклеить скотчем.

Вот полностью оклееная матрица.

Tarasoff

отвертку мне! И что-нибудь закусить.

Братцы, если где ошибки орфографические – прошу меня простить. Спешу, вот и.

Итак, начинаем клеить защиту. Нужны: ножницы (хорошие), валик (лучше два – один маленького диаметра, чтоб во все пазы залезть), кисти (клеить придется в несколько этапов – после каждого кисть в мусор), желательно резиновые перчатки и пластиковую емкость для эпоксидки (можно из под майонеза – но будет великовата, я взял какой-то мерный стакан).

Почему пластиковая – каждый раз, когда эпоксидка застывает, сдавливаете емкость – эпоксидка отваливается от стен и легко выковыриается. Еще там на фото есть пакет с чем-то черным – это графит. Я его добавлял в эпоксидку как краситель – в итоге смахивает на карбон. Кстати, если нет перчаток – смазываете руки графитом и смело можно ковыряться в эпоксидке, потом легко отмывается в горячей воде с мылом.
Еще один секретик – ворс кистей лучше обрезать покороче. На фига? Причин две: во-первых, будет меньше уходить эпоксидки на пропитку кисти, и во-вторых, эпоксидка не будет быстро схватываться и твердеть в кисти из-за меньшего объема. К тому же кистью придется работать “тампонными” движениями (для лучшей и быстрейшей пропитки ткани), а с коротким ворсом это гораздо удобнее и эффективнее.

Дальше. Стеклоткань надо резать так, чтобы не было выпадающих нитей.

Или, как бы это понятнее сказать, чтоб не болтались как на фото. Лучше бы, конечно использовать стекломат, но в нашем городе эту хрень не продают, а везти на заказ 10-20 метров – барыгам “не рентабельно”.

Однако, я нашел интересную весчь. Называется рубленое стекловолокно. У нас на работе его хотели использовать для армирования бетона в реакторах, но что-то там не пошло (то ли эффекта не было, то ли х.з.). Короче, прихватизировал пакет на 3 кг. К сожалению фоток самого процесса выклейки нет (руки в клею по самые не болуйся) – поэтому тут все словами. В прочем, не расстраивайтесь. Выклейка как таковая процесс несложный. Однообразный, нудный. Но работать надо быстро – эпоксидка не ждет. Кстати, об эпоксидке – я не сказал какую использовал – самую обычную, производства г.Дзержинск (в любом магазине). Бело-синяя упаковка, емкость по 280 г. Есть еще какая-то (чья не помню, упаковка красная с желтым), но дзержинская мне больше понравилась.
Клеим: смешиваем эпоксидку (четверть пузырька смолы + четверть пузырька отвердителя) – больше не надо, не успеем; графит сыпать сразу (на глаз – 2-3 см на лезвиях ножниц с горкой), перемешивам, кистью размазываем по матрице. Куски стеклоткани уже ЗАГОТОВЛЕНЫ! Стеклоткань ляпаем в матрицу и энергично раскатываем валиком, чтоб она (стеклоткань) пропиталась смолой. Все воздушнве пузырьки безжалостно уничтожаем.
С рубленой стеклонитью технология немного отличается. Тут еще понадобится шпатель (у меня был узкий – обусловлено формой матрифы). Шпатель я тоже обклеил скотчем – потом скотч оторвал и он чистый. Так вот, замешал смолу, засыпал графит и горсть стеклонити (тут надо смотреть по консистенции – главное не пересушить смесь – будет плохо липнуть и расслаиваться). Масса должна получиться не совсем однородная (иначе – много смолы). Далее шпателем эту массу размазываешь, сверху накрываешь куском стеклоткани (стеклоткань ЗАГОТОВЛЕНА!) и энергично с усилием укатываешь, чтоб ткань пропиталась (если смесь пересушить – ткань не пропитается и плохо прилипнет – потом не испрпавить. ). При работе со стеклонитью можно замешивать половину пузыря смолы. В самый раз будет.
И вот так слоями: ткань-нить-ткань. пока не наберете нужную толщину. У меня от 5 до 7 мм вышло. А вот те самые канавки я где-то в середине процесса решил совсем заклеить – в ровень с основной плоскостью. Уж больно их тяжело проклеивать. Это увеличило массу готового изделия процентов на 20. Но зато и прочности придало дополнительно.

В итоге вот что получилось (как выдрать изделие из матрицы и как обрезать лохматые края – я пропускаю по причине несложности).

Крепеж производится в штатные месте на передней балке с помощью Г-образных балтов (точил на работе, М12). За образец взял те, что шли в комплекте с “Шерифом”.

В завершении скажу, что пришлось кое-где по месту подрезать боковины и подложить шайбы с резиновыми прокладками, чтобы ничего не цепляло и не давало вибрации.

Вот, собсно, все. Если есть вопросы – пишите.

Изготовления изделий из стеклопластика своими руками

Стеклопластик – один из самых распространенных композитных материалов, предназначенных для производства простых деталей, используемых для бытовых нужд, и элементов сложных машин и механизмов. В частности, прочный и легкий материал служит для изготовления корпусов яхт, обвеса автомобилей и мотоциклов, обшивки летательных аппаратов.

Стеклопластик состоит из армирующего элемента, стеклоткани, и заполнителя, полимерной смолы. Стеклоткань является совокупностью упорядоченных особым образом волокон, пропитанных эпоксидной смолой. В зависимости от толщины материал может иметь вес квадратного метра от 300 до 900 грамм.

Метод ручного формования

В современном промышленном производстве используются различные технологии изготовления стеклопластика.

Для создания деталей из стеклопластика своими руками наиболее подходящим является метод ручного формования. Технология производства работ не предусматривает применения сложного оборудования и дорогостоящих материалов.

Для того чтобы изготовить стеклопластик своими руками методом ручного формования необходимо последовательно выполнить следующие этапы работ:

• выбор материалов;
• раскрой стеклоткани;
• создание разделительного слоя в матрице;
• создание покрывного слоя;
• укладка стеклоткани в матрицу;
• нанесение полимерного состава;
• повторение двух предыдущих этапов необходимое количество раз (в зависимости от толщины изделия);
• высыхание изделия;
• извлечение изделия из формы;
• окончательная обработка (в случае необходимости).

Главной особенностью метода ручного формования является высокая степень зависимости качества готовой детали от уровня мастерства исполнителя. Для того чтобы получить наиболее полное представление об изготовлении стеклопластика своими руками, необходимо рассмотреть каждый из этапов подробно.

Выбор материалов

Тип материала матрицы принимается в зависимости от количества серийно изготавливаемых деталей. Для одноразовой формовки матрицу допускается изготавливать из гипса. Если требуется изготовить более тысячи образцов, заказывают стальную матрицу. В домашних условиях матрицей часто служит слепок с оригинальной модели. Слепок удобнее всего изготовить также из стеклопластика по технологии, описанной выше.

Выбор типа стеклоткани зависит от требований, предъявляемых к прочностным и эстетическим характеристикам готового изделия. Ткань с тонкими волокнами придаст поверхности гладкий, глянцевый вид, а применение грубой стеклоткани обеспечит высокие показатели прочности.

Состав полимерной смолы также определяется исходя из назначения и условий эксплуатации детали. Полимерный заполнитель отвечает за такие технические характеристики стеклопластика, как:

• цвет изделия;
• степень водонепроницаемости;
• диапазон рабочих температур;
• подверженность влиянию химических реагентов и сред;
• восприимчивость к ультрафиолетовому излучению;
• уровень хрупкости, мягкости, ударопрочности изделия.

Подготовка стеклоткани

Раскрой стеклоткани выполняют по шаблону, изготовленному из плотного картона по размерам матрицы. Если изделие имеет сложную форму, допускается, в порядке исключения, использовать раскрой стеклоткани, состоящий из нескольких отдельных элементов.

В зависимости от толщины детали готовится необходимое количество слоев материала, которые складируются в удобном, легкодоступном месте, в порядке их формования в матрице. Если между процессами раскроя стеклоткани и формования изделий предусматривается перерыв в несколько дней, необходимо строго соблюдать условия хранения материала.

Разделительный слой

Разделительный слой, наносимый на поверхность формы матрицы, служит для обеспечения возможности безопасного извлечения готового изделия после набора им прочности. В качестве материала, из которого выполняется разделительный слой, часто применяется тефлоновый гель или автовоск.

Покрывной слой

Для укладки покрывного и последующих слоев стеклопластика применяется эпоксидная или полиэфирная двухкомпонентная смола. Компоненты смешиваются и настаиваются согласно технологическому регламенту завода-изготовителя. Приготовленный состав должен быть использован в течение 15 минут, в связи с чем, для каждого последующего слоя смола готовится заново.

Покрывной слой является первым слоем, укладываемым в матрицу и, одновременно, верхним, защитным слоем изделия. Его толщина должна составлять не более 0,4 мм во избежание появления трещин в процессе сушки. Процесс высыхания покрывного слоя длится до превращения его в студенистую липкую массу.

Укладка стеклоткани и пропитка смолой

После достижения необходимой консистенции покрывного слоя производится укладка раскроя стеклоткани в форму матрицы. Первый слой стеклоткани является наиболее тонким (300 г/м2), что обеспечивает максимально гладкую поверхность изделия.

Стеклоткань должна в точности повторять все изгибы формы матрицы без отслоений и образования воздушных пазух.

После укладки на стеклоткань наносят слой полимерной смолы, и образовавшуюся форму укатывают специальным валиком с целью более качественной пропитки и выдавливания пузырьков воздуха. Следующий слой стеклоткани укладывают, не дожидаясь высыхания смолы. Затем повторяется процесс приготовления и нанесения полимерного состава.

В зависимости от толщины и необходимой прочности изделия формуется различное количество слоев стеклоткани и пропитки. В качестве последнего слоя применяется стекловойлок или тонкая отделочная стеклоткань.

Извлечение из формы и окончательная обработка

Извлечение изделия из матрицы необходимо производить после набора материалом прочности во избежание его деформации и расслоения. В обычных условиях время высыхания стеклопластика составляет от 12 до 24 часов. Сократить это время можно путем прогрева матрицы инфракрасным излучателем, или поместив ее в сушильную камеру.

Окончательная обработка включает в себя обрезку и шлифовку краев изделия.

В случае необходимости, изделие может быть окрашено в нужный цвет краской на полиуретановой основе. Готовые материалы могут быть склеены друг с другом при помощи полимерных клеевых составов.

Правила выполнения работ

Для получения качественных изделий из стеклопластика, при производстве работ необходимо учитывать следующее:

• поверхности матрицы и емкостей для приготовления полимерной смолы должны быть чистыми;
• воздушные пузыри, которые не удалось выдавить валиком, необходимо удалить при помощи надреза лезвием;
• используемые инструменты (валики, кисти), а также емкости для смешивания компонентов необходимо сразу же после использования промывать ацетоном для удаления остатков смолы;
• температура в рабочем помещении не должна быть ниже 20 градусов для соблюдения правильной технологии процесса полимеризации смолы;
• компоненты полимера могут иметь токсичные испарения, поэтому работы необходимо производить в хорошо вентилируемом помещении;
• для защиты рук следует использовать перчатки;
• в помещении запрещается курить и пользоваться открытыми источниками пламени.

Хорошо объясняет, как изготовить стеклопластик своими руками видео ниже. В качестве примера автор видео изготавливает «реснички» для фар автомобиля.