К вопросу о влиянии углеродных нанотрубок на свойства эмалей

Язык труда и переводы:
УДК:
629.78
Дата публикации:
28 декабря 2021, 18:02
Категория:
Секция 11. Наукоемкие технологии в ракетно-космической технике
Авторы
Адаспаева Саида Айдналяевна
АО «Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева»
Кищук Петр Сергеевич
АО «Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева»
Аннотация:
Показано, что эффективным путем повышения твердости лакокрасочных покрытий, коэффициента теплового излучения, снижения блеска покрытий служит добавление к покрытиям углеродных нанотрубок с предварительным ультразвуковым воздействие на них. Проведенная экспериментальная работа показала, что после добавления к лакокрасочным покрытиям углеродных нанотрубок с предварительной их обработкой ультразвуком увеличилась твердость покрытия, коэффициент теплового покрытия повысился на 1 %, блеск снизился до 25 %.
Ключевые слова:
эмаль, углеродные нанотрубки, коэффициент теплового излучения, коэффициент поглощения солнечной радиации, ультразвук
Основной текст труда

Для обеспечения длительной эксплуатации летательных аппаратов требуется их защита от внешних воздействующих факторов и коррозии, а также для обеспечения выполнения некоторых специфических задач, таких как, например, покрытие бленд приборов ориентации по звездам [1], поверхности покрываются различными защитными покрытиями, например, лакокрасочными (ЛКП).

Как следствие, при разработке лакокрасочных материалов встаёт задача повышения эксплуатационных свойств ЛКП.

Известно, что проводились различные работы, связанные с добавлением углеродных нанотрубок (УНТ) в эмали [2, 3].  В результате использования УНТ повысились эксплуатационные свойства покрытий.

В ходе экспериментальной работы измерялись твердость покрытия, эластичность лакокрасочного покрытия при изгибе, коэффициент теплового излучения, коэффициент поглощения солнечной радиации, блеск [4].

Для опытов были выбраны черные эмали ЭП-51 по ГОСТ 9640–85, представляющая собой суспензию пигментов в растворе алкидноэпоксидной смолы Э-30 и коллоксилина в органических растворителях с добавкой пластификаторов, и ЭП-140 по ГОСТ 24709–81, представляющую собой суспензию пигментов в растворе эпоксидной смолы, и эмаль ПФ-115 по ГОСТ 6465–76, представляющую собой суспензию пигментов, в первую очередь двуокиси титана, в пентафталевом лаке с добавлением сиккатива и растворителей. Были приготовлены рецептуры со следующим массовым содержанием УНТ: 0; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5 %. Твердость покрытия измерялась по ГОСТ 5233–89 на приборе ТМЛ с маятником А, эластичность измерялась по ГОСТ 6806–73, коэффициент теплового излучения измерялся терморадиометром ТРМ «И», коэффициент поглощения солнечной радиации измерялся фотометром ФМ-59М, блеск измерялся блескомером БФ-5.

При добавлении УНТ коэффициент поглощения солнечной радиации и эластичность не зависят от содержания УНТ и практически не изменяются, в то время как блеск с ростом содержания УНТ снизился на 13 % для эмали ЭП-51 и на 25 % для эмали ЭП-140 при добавлении 0,5 % (масс.), а твердость покрытия и коэффициент теплового излучения эмали ЭП-51 несколько снизились, но с ростом концентрации возросли, в то время как для эмалей ЭП-140 и ПФ-115 твердость с ростом содержания УНТ возросла, но позже снизилась.

Кроме того, углеродные нанотрубки добавлялись в растворитель 648 для разбавления эмали ЭП-51, в растворитель Р-5А для эмали ЭП-140, и в ксилол для эмали ПФ-115, после чего в течение 10 минут обрабатывались в ультразвуковой ванне при частоте 35 кГц, в результате твердость покрытия повысилась, коэффициент теплового излучения повысился на 1 %, а блеск снизился на 7,5 % для эмали с содержанием УНТ 0,5 % по массе.

УНТ упрочняют эмалевые покрытия, но для достижения значительных результатов требуется разрушить агломераты УНТ, например, ультразвуком, что, с учетом способности нанотрубок собираться в агломераты, может потребовать размещения ультравзвуковой ванны непосредственно на участке, проводящем покрасочные работы.

Литература
  1. Озерский М.Д., Шамаев А.М., Просвириков В.М. Особенности проведения измерений терморадиационных характеристик материалов на интегральном фотометре ФМ-59М и терморадиометре ТРМ-И // Информационно-технологический вестник. 2018. № 2 (16). С. 138–148.
  2. Елизарова Ю.А., Захаров А.И. Высокотемпературные защитные покрытия // Успехи химии и химической технологии. 2019. Т. 33, № 4 (214). С. 66–68.
  3. Николайчик А.В., Прокопчук Н.Р., Шпигель Т.А., Николайчик И.В. Новые грунтовочные лакокрасочные материалы, содержащие углеродные нанотрубки // Труды БГТУ. Сер. IV. Химия, технология органических веществ и биотехнология. 2010. Т. 1, № 4. С. 139–142.
  4. Мищенко С.В., Ткачев А.Г. Углеродные наноматериалы. Производство, свойства, применение. М.: Машиностроение, 2008. 320 с.
Ваш браузер устарел и не обеспечивает полноценную и безопасную работу с сайтом.
Установите актуальную версию вашего браузера или одну из современных альтернатив.