смазка антиадгезионная что это
Антиадгезионная смазка
При работе с заливочными системами ППУ возникает вопрос об эффективном разделении готового изделия от формы, будь это пресс-форма для скорлупы или же для декоративного элемента.
Для решения данной задачи используются антиадгезионные смазывающие составы, представляющие дисперсии силиконов и парафинов в различных растворителях.
Антиадгезионные смазки применяются для получения разделительного слоя на поверхности пресс-формы при создании скорлупы ППУ, при формовании интегральных и эластичных ППУ, декоративных изделий, сэндвич панелей и т.д.)
Так же смазки применяются при создании полиуретановых и силиконовых форм для создания покрытия на границе раздела с моделью с цементной, гипсовой или бетонной основе.
Состав
Растворителем в антиадгезионных составах служат уайт-спирит, бензин, керосин и другие продукты.
Дисперсной фазой выступают силиконовые или восковые материалы.
Особенности силиконовых антиадгезионых смазок заключается в том, что они;
При использовании восковых составов:
Концентрация
Важную роль играет концентрация. В зависимости oт соотношения растворителя и растворенного вещества, они работают либо, как концентрат, давая возможность получать несколько съемов готового изделия, либо как раствор, но при этом придется смазывать пресс-форму перед каждой последующей заливкой.
При работе с концентратами оптимальными соотношениями для разбавления будут следующие способы:
Для получения подробной информации согласуйтесь с технологом. Готовые смазочные компоненты АС-15 и АС-60 выпущенные в рассчитанных соотношениях разбавлять не нужно.
Применение
Российский производитель компонентов и
добавок для изготовления пенополиуретанов
Смазка антиадгезионная что это
Электронный научный журнал «ТРУДЫ ВИАМ»
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УНИТАРНОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ
«ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ АВИАЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ»
НАЦИОНАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО ЦЕНТРА «КУРЧАТОВСКИЙ ИНСТИТУТ»
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Авторизация
Статьи
Рост объема производства деталей из полимерных композиционных материалов (ПКМ) обуславливает развитие отрасли вспомогательных материалов для их изготовления. Смазки для создания антиадгезионных покрытий являются одними из важнейших среди них. В данной статье исследованы антиадгезионные смазки различных марок, применяющиеся для защиты формующей поверхности оснастки при изготовлении деталей из ПКМ. Проведена работа по оценке антиадгезионных покрытий по стойкости и переносу на изготавливаемые детали, а так же усилия съема детали и остатков связующего с оснастки. Выбрано покрытие для изготовления деталей с гелькоутным слоем. Проведена работа по замеру краевого угла смачивания воды на поверхности антиадгезионных покрытий. Исследовано влияние антиадгезионных покрытий на основные свойства ПКМ.
Работа выполнена в рамках реализации комплексного научного направления 13.2 «Конструкционные ПКМ» («Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года»)
Введение
Совершенствование материалов и технологий их переработки является основой эволюции авиационной техники [1]. Прогнозы развития мирового рынка гражданской авиации предполагают увеличение спроса на летательные аппараты [2, 3], однако ужесточаются требования, предъявляемые к ним. В процессе хранения и эксплуатации изделия подвергаются воздействию различных факторов – повышенных и пониженных температур, повышенной влажности, солнечной радиации – в результате чего происходит изменение их свойств [4, 5]. В связи с этим конструкторами ведется постоянная работа по модернизации и созданию новых образцов летательных аппаратов. Полимерные композиционные материалы (ПКМ) [6, 7] благодаря целому комплексу уникальных свойств, основные из которых – удельная прочность и жесткость, а также возможности изготовления интегральных конструкций, постепенно вытесняют металлы из конструкции летательных аппаратов. В настоящее время ПКМ заняли определенную нишу в производстве товаров народного потребления. Объем их производства из года в год увеличивается, что объясняется их сервисными свойствами. Однако для этого производства требуется большое количество вспомогательных материалов. Многообразие производителей вспомогательных материалов приводит к проблеме выбора того или иного материала. Одним из ключевых вспомогательных материалов являются антиадгезионные смазки.
Явление адгезии известно физикам давно [8]. Под этим термином подразумевают сцепление поверхностей разнородных предметов и веществ как твердых, так и жидких. В основе этого процесса, как было установлено ранее [9], лежит межмолекулярное взаимодействие. Так, в процессе склеивания, пайки, сварки, при нанесении покрытий возникает адгезионное взаимодействие между разными материалами, а при формовании изделий из ПКМ [10] на формообразующих оснастках необходимо обеспечить отделение детали от ее (оснастки) поверхности без больших усилий и повреждений [11]. Для уменьшения взаимодействия применяют антиадгезионные смазки, препятствующие сцеплению поверхностей.
Оптимальными считаются антиадгезионные смазки, которые обеспечивают отделение деталей из ПКМ, предотвращая повреждения их поверхности и оснастки, при этом имеют минимальный перенос агента на поверхность детали и обеспечивают многократный съем формуемых деталей. В результате производственные процессы становятся более технологичными и экономичными.
Материалы и методы
Действие разделительного покрытия в большой степени зависит от того, насколько хорошо подготовлена формующая поверхность оснастки. Использование для подготовки поверхности порозаполнителя (или грунта) обеспечивает высокое качество сцепления антиадгезионных агентов с поверхностью оснастки, благодаря чему становится возможным многократный съем готовых изделий.
Несмотря на разнообразие антиадгезионных составов, существует проблема выбора его марки для подготовки поверхности формообразующей оснастки из разных видов материалов [12]. В данной статье сравнивают три марки антиадгезионных покрытий, применяющихся для производства ПКМ, такие как Chemlease 41-90 (фирма Chem-Trend, США), Loctite 770 NC (фирма Frekote, Германия), Safelease #30 (фирма Airtech, Люксембург).
Цель данной работы – исследование свойств антиадгезионных смазок нескольких производителей и оценка их работоспособности при изготовлении образцов ПКМ.
Для испытаний на подготовленную поверхность оснастки из алюминиевого сплава Д16ч.-АТ с шероховатостью поверхности Ra≤4, углепластика с Ra≤1,6, имеющего невысокую пористость (˂1%), и углепластика Ra≥12,5 (с зашкуренной поверхностью – для имитации поверхностной пористости оснастки из композита) были нанесены выбранные антиадгезионные покрытия. Антиадгезионные покрытия наносили при помощи салфетки в 4 слоя в перпендикулярном направлении относительно друг друга, с промежуточной сушкой на воздухе в течение 30 мин, затем проводили термообработку в термошкафу при температуре 150±5°С в течение 1 ч. После термообработки поверхность полировали безворсовыми салфетками.
В процессе нанесения выявлены некоторые особенности антиадгезионных покрытий:
– Chemlease 41-90 – сворачивается в капли на поверхности оснастки, но при дальнейшей полировке образует ровный слой;
– Loctite 770 NC – наносится на поверхность ровным слоем, располирование не требуется;
– Safelease #30 (фторопластовая эмульсия [13]) – очень быстро сохнет при 20°С, на поверхности оснастки образуется липкий слой с разводами, которые после полировки поверхности безворсовыми салфетками остаются в виде разнотонности покрытия.
Для оценки количества технологических съемов (после того как на поверхность оснасток нанесены антиадгезионные покрытия) на всех типах оснасток формовали заготовки, состоящие из трех слоев препрега. Заготовки были из двух видов препрега – на основе эпоксидного (стеклотекстолит СТ-69Н) [14] и фенолформальдегидного (стеклотекстолит СТ-520) связующих. Каждый вид препрега имеет свои технологические свойства [15]. Формование осуществляли прессовым методом при температуре 143±2°С и давлении 0,6 МПа в течение 30 мин.
По окончанию формования образца ПКМ оснастка с отвержденной заготовкой извлекалась из пресса и охлаждалась до 40°С на воздухе, после чего образец отделяли от поверхности оснастки и проводили оценку антиадгезионных свойств покрытий.
Рис. 1. Пример следа от маркера:
а – не сворачивается; б – сворачивается
Оценку антиадгезионных свойств смазки проводили по следующим критериям:
– качественная оценка усилия отслаивания образца от поверхности оснастки;
– сворачиваемость следа от маркера на поверхностях оснастки (наличие покрытия) и отформованного образца (перенос покрытия на образец) – рис. 1;
– удалении остатков связующего с поверхности оснастки;
– измерению краевого угла смачивания воды к обработанной антиадгезионными покрытиями поверхности оснастки, который определяли методом растекающейся капли [16].
Результаты
Результаты формования заготовок из препрега стеклотекстолита марки СТ-69Н, на оснастке из алюминиевого сплава Д16ч.-АТ представлены на рис. 2.
После проведения испытаний с заготовками из препрега стеклопластика марки СТ-69Н поверхность оснастки из алюминиевого сплава Д16ч.-АТ зачищали при помощи шлифовальной шкурки (№800), затем ее обезжиривали ацетоном и нефрасом. После нанесения антиадгезионного покрытия по вышеуказанной схеме проводили формование заготовок из препрега стеклопластика марки СТ-520. Полученные результаты приведены на рис. 3.
Аналогичные испытания выполнены на углепластиковой оснастке с шероховатостью поверхности Ra≤1,6 (рис. 4 и 5).
Рис. 2. Результаты испытаний антиадгезионных покрытий на оснастке из алюминиевого сплава Д16ч.-АТ и заготовок из препрега стеклопластика марки СТ-69Н:
а – усилие съема образца с оснастки; б – сворачиваемость маркера; в – удаление натеков связующего с оснастки
Рис. 3. Результаты испытаний антиадгезионных покрытий на оснастке из алюминиевого сплава Д16ч.-АТ и заготовок из препрега стеклопластика марки СТ-520:
а – усилие съема образца с оснастки; б – сворачиваемость маркера; в – удаление натеков связующего с оснастки
Рис 4. Результаты испытаний антиадгезионных покрытий на углепластиковой оснастке и заготовок из препрега стеклопластика марки СТ-69Н:
а – усилие съема образца с оснастки; б – сворачиваемость маркера; в – удаление натеков связующего с оснастки
Рис. 5. Результаты испытаний антиадгезионных покрытий на углепластиковой оснастке и заготовок из препрега стеклопластика марки СТ-520:
а – усилие съема образца с оснастки; б – сворачиваемость маркера; в – удаление натеков связующего с оснастки
Результаты испытаний углепластиковой оснастки с шероховатостью поверхности Ra≥12,5 показаны на рис. 6 и 7.
Краевой угол смачивания θ или cosθ является характеристикой гидрофильности (гидрофобности) поверхности мембран [17, 18] и определяется как угол между касательной АВ, проведенной к поверхности смачивающей жидкости, и смачиваемой поверхностью твердого тела АА, при этом угол θ всегда отсчитывается от касательной в сторону жидкой фазы (рис. 8). Касательную проводят через точку соприкосновения трех фаз: твердой фазы, жидкости (дистиллированная вода) и газа (воздух).
В соответствии с теорией Юнга–Лапласа краевой угол смачивания определяется при конкуренции двух сил, действующих на линию трехфазного контакта.
Согласно стандартной методике, разработанной для непористых объектов, при исследовании смачивания поверхности водой измерения краевых углов смачивания можно начинать через 20–25 мин после нанесения капли [19].
Рис. 6. Результаты испытаний антиадгезионных покрытий на углепластиковой оснастке с зашкуренной поверхностью и образцов из препрега стеклопластика марки СТ-69Н:
а – усилие съема образца с оснастки; б – сворачиваемость маркера; в – удаление натеков связующего с оснастки
Рис. 7. Результаты испытаний антиадгезионных покрытий на углепластиковой оснастке с зашкуренной поверхностью и заготовок из препрега стеклопластика марки СТ-520:
а – усилие съема образца с оснастки; б – сворачиваемость маркера; в – удаление натеков связующего с оснастки
Рис. 8. Определение краевого угла смачивания
Измерение краевого угла смачивания проводили на поверхности следующих материалов: МДФ (мастер-блок) с нанесенным на него лаком, металле (сплав Д16ч.-АТ), ПКМ (углепластик), полимере Niguron (мастер-блок полимерный). На поверхность указанных материалов наносили исследуемые антиадгезионные составы по указанной выше схеме.
Результаты по измерению краевых углов смачивания подготовленных поверхностей представлены в табл. 1.
Краевые углы смачивания, измеренные на подготовленных поверхностях
Значения краевого угла смачивания, град, на материале
Антиадгезионная смазка
При работе с заливочными системами ППУ возникает вопрос об эффективном разделении готового изделия от формы, будь это пресс-форма для скорлупы или же для декоративного элемента.
Для решения данной задачи используются антиадгезионные смазывающие составы, представляющие дисперсии силиконов и парафинов в различных растворителях.
Антиадгезионные смазки применяются для получения разделительного слоя на поверхности пресс-формы при создании скорлупы ППУ, при формовании интегральных и эластичных ППУ, декоративных изделий, сэндвич панелей и т.д.)
Так же смазки применяются при создании полиуретановых и силиконовых форм для создания покрытия на границе раздела с моделью с цементной, гипсовой или бетонной основе.
Состав
Растворителем в антиадгезионных составах служат уайт-спирит, бензин, керосин и другие продукты.
Дисперсной фазой выступают силиконовые или восковые материалы.
Особенности силиконовых антиадгезионых смазок заключается в том, что они;
При использовании восковых составов:
Концентрация
Важную роль играет концентрация. В зависимости oт соотношения растворителя и растворенного вещества, они работают либо, как концентрат, давая возможность получать несколько съемов готового изделия, либо как раствор, но при этом придется смазывать пресс-форму перед каждой последующей заливкой.
При работе с концентратами оптимальными соотношениями для разбавления будут следующие способы:
Для получения подробной информации согласуйтесь с технологом. Готовые смазочные компоненты АС-15 и АС-60 выпущенные в рассчитанных соотношениях разбавлять не нужно.
Применение
Российский производитель компонентов и
добавок для изготовления пенополиуретанов
Антиадгезионные смазки
Как отполированные парафином поверхности, так и нанесенные напылением парафиновые покрытия являются превосходными антиадгезионными смазками для композитов, отверждающихся при температурах ниже 121 °С. Однако при более высоких температурах парафин вызывает разрушение и обесцвечивание слоистого пластика. В этих случаях для смазывания рекомендуется применять промышленные марки фторированных углеводородов.
Сополимер тетрафторэтилена и гексафторпропилена, используемый в качестве антиадгезионной смазки, образует на поверхностях формы сплошную пленку. Условием эксплуатации такого покрытия является поддержание температуры отверждения не выше 177 °С: при более сильном нагреве оно разрушается. Фтор, являющийся вредным для здоровья, корродирующим, высокотоксичным газом, выделяется из сополимера при температуре выше 177 °С.
Политетрафторэтилен — стабильное полимерное вещество, которое часто вводят в состав антиадгезионных смазок, работающих при температурах выше 260 °С. Эти смазки содержат суспензии мелкораспыленного «Тефлона» в летучем диспергаторе. При попадании на поверхность форм такая смазка не образует сплошной пленки, но частички «Тефлона» обеспечивают превосходное сухое смазывание, гарантирующее отделение от нее отвержденного изделия. Более того, частички, перешедшие на поверхность готового изделия, легко снимаются при протирании растворителем. Поскольку рынок предлагает большое количество промышленных антиадгезионных смазок, содержащих фторированные углеводороды, необходимо скрупулезно следовать всем рекомендациям производителя по их применению и ограничениям.
Фирма «Фрекоут» выпускает антиадгезионную смазку на базе еилановой смолы (а не силиконовой), которая стабильна до 482 °С. В то же время некоторые силиконовые смазки могут использоваться только до 204 °С. Композиции этих смол адекватны при условии четкого соблюдения рекомендаций их изготовителей. Некоторые из них позволяют получать поверхности, которые можно окрашивать или склеивать без дополнительного шлифования.
При формовании с эластичной диафрагмой в качестве разделительного слоя часто применяют пленки из целлофана, ПВС, полиэтилена, полиэтилентерефталата «Майлар» и найлона. Использование снимающихся пленок при производстве обычно допускается только на поверхностях с одним изгибом или при формовании изделий плоской формы.
Фторопластовую пленку «Тедлар» и металлическую фольгу часто ламинируют с соответствующим слоистым пластиком для защиты его от вредного воздействия окружающей среды или ультрафиолетового излучения (о влиянии окружающей среды — см. гл. 19). Металлическая фольга обеспечивает также защиту деталей самолетов от многих видов излучений и ударов молнии и часто используется в качестве декоративной или отражающей поверхности, для защиты от электромагнитного излучения и для образования электропроводных каналов. Если полимерные пленки и металлическую фольгу ламинируют со слоистым пластиком в процессе его отверждения, в форму сначала помещают пленку или фольгу. В форме часто делают вакуумные отверстия для обеспечения плотного прилегания к ее поверхностям тонких пленок, чтобы они не смещались при укладке слоев формуемого материала. Антиадгезионные смазки используют только для того, чтобы об легчить уход за формой и ее чистку.
Вместо алюминиевой фольги на поверхность иногда наносят распылением алюминиевые покрытия. В этих случаях форму сначала покрывают антиадгезионной смазкой ПВС, а затем напыляют слой алюминия толщиной 0,13 мм. Слои композиционного материала укладывают непосредственно на напыленный металл. Иногда покрытие полируют, чтобы оно по внешнему виду соответствовало примыкающим деталям.
Следует избегать применения силиконовых масел и смазок, так как эти вещества являются наиболее устойчивыми загрязнителями поверхности отформованных композиционных материалов. Они способствуют отслаиванию от КМ вторичных покрытий и слоев так же эффективно, как и отделению самого отвержденного изделия от формы. Силиконовые масла и смазки мигрйруют, и никакими способами не удается их удалить. Они попадают в смоченные растворителем ткани и наждачную бумагу, и в результате вместо извлечения кремнийсодержащих веществ происходит их размазывание по поверхности. Загрязненные поверхности могут быть окрашены после их пескоструйной обработки не бывшим в употреблении абразивом.
Антиадгезионная смазка Химтраст АС-45
Для получения антиадгезионного покрытия в пресс-формах при производстве изделий из пенополиуретанов: фланцев предизолированных труб, скорлуп, плит. Наносится на внутреннею поверхность пресс-формы с помощью кисти.
Смазка АС-45 (тара: 35* кг, 150 кг).
* цена на малую тару +10 руб./кг
Оформляйте заказы в
интернет-магазин
Описание продукта
Пастообразная масса светло-коричневого цвета.
Физико-механические параметры
Параметр | Значение |
---|---|
Динамическая вязкость при при 40ºC, мПа*с | 1000-1500 |
Плотность, г/см 3 | 0,70-0,75 |
Массовая доля нелетучих веществ не менее, % | 45 |
Подготовка к применению
Правила переработки
Влияние на здоровье и меры предосторожности
Смазка содержит легко воспламеняющиеся растворители, беречь от источников огня, искр, нельзя рядом курить.
При работе использовать специальную одежду и средства индивидуальной работы. Помещения, где проводятся работы со смазкой «Химтраст АС», должны быть оборудованы вытяжной вентиляцией, рабочие места – местными отсосами и средствами пожаротушения.
По степени воздействия на организм человека относится к 3-му классу опасности.
Рекомендации по хранению
Методы устранения дефектов
Прилипание изделия из пенополиуретана к пресс-форме.
Решение: