Элакор-ПУ. Оценка защитных свойств.
Текстовый вариант
ИНСТИТУТ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА
УТВЕРЖДАЮ
Заместитель директора
ГУП ВНИИЖТ
В.М. Богданов
«_»______2001г
Заместитель директора
ГУП ВНИИЖТ
В.М. Богданов
«_»______2001г
ЛАБОРАТОРНЫХ ИСПЫТАНИЙ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ И
ЗАЩИТНЫХ СВОЙСТВ ПОЛИМЕРНОЙ КОМПОЗИЦИИ
ЭЛАКОР ПУ" ДЛЯ ПРОТИВОКОРРОЗИОННОЙ ЗАЩИТЫ
ВНУТРЕННИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ВАГОНОВ –
МИНЕРАЛОВОЗОВ
Москва. 2001
Цель испытаний - оценка физико-механических и защитных свойств лакокрасочного покрытия на основе полимерной композиции "Элакор-ПУ" и возможности ее применения для противокоррозионной защиты внутренних поверхностей вагонов для перевозки минеральных удобрений.
Полимерная композиция "Элакор-ПУ" представляет собой раствор уретанового эластомера в органических растворителях, с технологическими добавками и пигментами.
Изучались:
-физико-механические характеристики покрытия (эластич¬ность (изгиб), прочность при ударе, адгезия);
- время высыхания полимерной композиции;
-защитные свойства покрытия - стойкость к воздействию повышенных влажности и температуры и стойкость к действию агрессивных сред (минеральных удобрений).
Эластичность при изгибе и прочность при ударе определя¬лись по ГОСТ 6806 и ГОСТ 4765, адгезия по ГОСТ 15140, время высыхания по ГОСТ 19007.
Все виды испытаний проводились в соответствии с методикой комплексных испытаний, разработанной ВНИИЖТ с учетом условий эксплуатации вагонов-минераловозов. Физико-механи¬ческие характеристики покрытия проверялись до и после термо¬старения, что дает возможность определить динамику измене¬ния свойств покрытий в процессе эксплуатации при достаточно жестких условиях.
Для проведения лабораторных испытаний лакокрасочные материалы наносили на металлические прокатные пластины из стали СтЗХП размером 90x120мм и 100x240мм.
Образцы для испытаний были подготовлены и представленны ООО "ТэоХим".
Образцы для испытаний готовили по следующей технологии:
1. Механическая очистка поверхности дробеструйным аппаратом до чистого металла.
2. Обдув воздухом для удаления остаточной пыли.
3. Обезжиривание толуолом.
4. Аппретирование (грунтование клеем по металлу "Лейконат" ТУ 6-14-95-75).
5. Нанесение первого слоя композиции "Элакор-ПУ" и сушка при температуре 20±2"С - 8 часов.
6. Нанесение второго слоя полимерной композиции "Элакор-ПУ" и сушка при температуре 20*2 С - 12 часов
7. Нанесение третьего слоя состоящего из полимерной композиции "Элакор-ПУ.
Материалы наносили на подложку вручную с помощью кисти Перед проведением испытаний все образцы с покрытиями выдерживали при комнатной температуре в течение 7 суток Система покрытия, использованная для исследований, представляет собой три слоя композиции "Элакор-ПУ" общей толщиной 100-120 мкм
1.1 ВРЕМЯ ВЫСЫХАНИЯ ПО ГОСТ 19007
Высыхание - процесс отверждения жидкого материала, то есть превращения его в пленку.
Продолжительность высыхания определяют временем, за которое испытуемый материал, нанесенный на пластину слоем определенной толщины, приобретает требуемую степень высыхания. Предусмотрено семь степеней высыхания от 1 до 7 включительно.
1.2. АДГЕЗИЯ
Адгезия - способность лакокрасочных покрытий к прочному сцеплению с окрашиваемой поверхностью.
1.2.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ АДГЕЗИИ МЕТОДОМ РЕШЕТЧАТОГО НАДРЕЗА ПО ГОСТ 15140
Для определения адгезии методом решетчатого надреза на пластинке с покрытием при помощи скальпеля делают по шаблону не менее пяти параллельных и перпендикулярных им надрезов до подложки. Расстояние между надрезами составляет 1мм, при этом образуется решетка из одинаковых квадратов со стороной 1мм.
После нанесения решетки поверхность очищают кистью от отслоившихся кусочков пленки и оценивают адгезию по четырех бальной шкале. Высшая оценка -1 балл присваивается при гладких краях и отсутствии отслоившихся кусочков покрытия; 2, 3 и 4 балла - при отслаивании до 5, 35 и более 35% поверхности соответственно
1.2.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ АДГЕЗИИ МЕТОДОМ РЕШЕТЧАТОГО НАДРЕЗА ПО СТАНДАРТУ IS0624
С целью определения адгезионных характеристик образцы с покрытием выдерживали в течение 5 суток при полном погружении в дистиллированной воде. Затем образцы вынимали, и. собрав оставшуюся воду фильтрованной бумагой, проводили определение адгезии.
Для определения адгезии методом решетчатого надреза на пластинке с покрытием при помощи скальпеля делают по шаблону не менее пяти параллельных и перпендикулярных им надрезов до подложки Расстояние между надрезами составляет 1 мм. при этом образуется решетка из одинаковых квадратов со стороной 1 мм. После нанесения решетки поверхность очищают кистью от отслоившихся кусочков покрытия, на поверхность приклеивают липкую ленту типа "скотч', отрывают ее и оценивают результаты по четырех бальной шкале как указано в 1.2.1.
1.3. ПРОЧНОСТЬ ПЛЕНКИ ПРИ УДАРЕ ПО ГОСТ 4765
Сущность метода определения прочности пленки при ударе заключается в определении при помощи прибора У-1а максимальной высоты в сантиметрах, с которой свободно падает на окрашенную металлическую пластину груз весом в 1 кг. не вызывая при этом разрушения защитного покрытия.
1.4. ПРОЧНОСТЬ ПЛЕНКИ ПРИ ИЗГИБЕ (ЭЛАСТИЧНОСТЬ) ПО ГОСТ 6806
Изгиб покрытия косвенно характеризует его эластичность, то есть свойство, обратное хрупкости. Сущность метода заключается в определении минимального диаметра стержня, на котором при изгибании окрашенной металлической пластины не происходит разрушения покрытия
1.5 ТЕРМОСТАРЕНИЕ ОБРАЗЦОВ ПО ГОСТ 9.707.
Термостарение проводили путем выдержки высушенных образцов с покрытием в термостате при Т=60°С в течение 180 часов. Затем образцы после охлаждения осматриваются и сравниваются с контрольным образцом, не подвергавшимся нагреванию. Покрытие после испытания должно удовлетворять по внешнему виду (ГОСТ 4765) и прочности пленки при изгибе (ГОСТ 6806) и ударе (ГОСТ 4765).
1.6. СТОЙКОСТЬ ПОКРЫТИЯ К ИСТИРАНИЮ
Изучение стойкости покрытия к абразивному износу (истиранию) проводилось на специальной установке. Образцы с покрытиями размером 100 на 240 мм помещались в металлические стаканы. В объем образованный образцом и стенками стакана, засыпался абразивный материал, смешанный с минеральными удобрениями в соотношении 1 к 3. В качестве абразива использовали гравий с размером частиц от 3 до 5 мм. Вращение цилиндров с образцами производили со скоростью 50 об/мин. Осмотр образцов и замер толщины покрытия проводили через 120. 240 и 480 часов испытания, при этом сравнивали указанные характеристики до и после испытаний.
Оценка декоративного состояния покрытия проводилась по ГОСТ 9407, при этом образец визуально сравнивали с контрольным образцом.
Результаты испытаний физико-механических свойств покрытий приведены в таблице 1.
Изменение декоративных свойств покрытия приведены в таблице 2.
Изменение толщины покрытия в процессе истирания приведено в таблице 3
В результате исследований было установлено, что после 60 суток испытаний у покрытия из композиции "Элакор-ПУ" не ухудшились показатели адгезии и прочности при ударе, что характеризует высокие физико-механические свойства этого материала. Результаты испытаний представлены в таблице 1.
Таблица 1
| Наименование Системы покрытия |
Адгезия, балл | Эластичность, мм | Удар, см |
| До/после испытаний(во всех средах и термостарения) | До/после испытаний(во всех средах и термостарения) | До/после испытаний(во всех средах и термостарения) | |
| «Элакор-ПУ» s 3 слоя |
1/1 | 1/1 | 50/50 |
Таблица 2
| Наименование Системы покрытия |
Характеристика свойств покрытия через 480 часов испытаний. | |
| С суперфосфатом простым | С хлористым калием | |
| «Элакор-ПУ» 3 слоя |
Изменений нет | Изменений нет |
Таблица 3
| Наименование Системы покрытия |
Первоначальная Толщина покрытия, мкм |
Оставшаяся толщина покрытия, мкм через 480 часов испытаний. |
|
| С суперфосфатом простым | С хлористым калием | ||
| «Элакор-ПУ» 3 слоя |
120 | 120 | 120 |
Отмечено, что при испытании на истирание материал отличается высокой прочностью, толщина покрытия после испытаний не изменилась. Результаты испытания представлены в таблице 3.
Не ухудшились и декоративные свойства покрытия после воздействия минеральных удобрений, что видно из таблицы 2.
Было установлено, что время высыхания покрытия до степени 3 при температуре 18-20°С составляет 4 часа.
3.1. СТОЙКОСТЬ К ПОВЫШЕННОЙ ВЛАЖНОСТИ и ТЕМПЕРАТУРЕ.
Определение стойкости покрытий к условиям повышенной влажности (100%) и повышенной температуре (28-35°С) проводили в гидростатической камере имитирующей условия эксплуатации во влажном климате при отсутствии солнечного облучения. Режим работы камеры следующий.
2 часа - подъем температуры от комнатной до 28-35°С, 6 часов - выдержка образцов при 28-35 °С. 3 часа - снижение температуры до комнатной. 13 часов - выдержка при комнатной температуре Относительная влажность при всех режимах составляла около 100%.
3 2 СТОЙКОСТЬ К ДЕЙСТВИЮ АГРЕССИВНЫХ СРЕД -МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ
С целью исследования стойкости покрытий к действию минеральных удобрений использовали следующие удобрения
-Сульфат аммония {NH4)2S04
-Суперфосфат простой Ca(HPO4)2
-Аммиачная селитра NH3NO;
-Хлористый калий KCI
Испытания проводили следующим образом: удобрение насыпали в емкость, в которую помещали в вертикальном положении испытуемые образцы с нанесенными с двух сторон защит¬ными покрытиями
Минеральное удобрение постоянно увлажняли дистиллированной водой.
4 РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ ЗАЩИТНЫХ СВОЙСТВ
Защитные свойства покрытия в период испытания оценивали оп 6-бальной системе в соответствии с ГОСТ 9.407
Покрытие считали выдержавшим испытания при условии, что его защитные свойства полностью сохраняются в течение 60 суток испытаний и состояние покрытия оценивается баллом 1 по ГОСТ 9.407, то есть отсутствуют точки коррозии, пузыри, отслаивания.
Результаты испытаний защитных свойств представлены в таблице 4.
Как следует из данных таблицы 4покрытие из трёх слоёв полимерной композиции «Элакор-ПУ» нанесённое по дробеструйной металлической поверхности аппретированной «Лайконатом», имеет высокие защитные свойства через 60 суток испытаний в гидростате, и при погружении в минеральные удобрения состояние покрытия не изменилось и оценивалось баллом 1.
Таблица 4.
| полимерная композиция "Эпакор-ПУ", три слоя | ||||||||||||||
| Гидростат | Постоянное погружение в увлажненные минеральные удобрения | |||||||||||||
| (NH4)2SO4. | Ca(HP04)2 | NH3NO2 | KCI | |||||||||||
| 30 | 45 | 60 | 30 | 45 | 60 | 30 | 45 | 60 | 30 | 45 | 60 | 35 | 45 | 60 |
| 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
