Текстовый вариант

ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
ИНСТИТУТ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА ПРОТОКОЛ

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. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ
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.

2. РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ И ДЕКОРАТИВНЫХ СВОЙСТВ
          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.

Физико-мехенические свойства системы покрытия композиции «Элакор-ПУ» по загрунтованной «Лайконатом» дробеструйной металлической поверхности.

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

Изменение декоративных свойств покрытия в процессе испытания.

Наименование Системы покрытия	Характеристика свойств покрытия через 480 часов испытаний.
	С суперфосфатом простым	С хлористым калием
«Элакор-ПУ» 3 слоя	Изменений нет	Изменений нет

Изменение толщины покрытия в процессе истирания.

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. УСКОРЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ ЗАЩИТНЫХ СВОЙСТВ ПОКРЫТИЯ.
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.
Защитные свойства исследуемой системы покрытий. Оценка состояния исследуемой системы покрытий в баллах через 30, 45 и 60 суток после начала испытаний.

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