СПОСОБ ЗАЩИТЫ ОТ ВЛАГИ КОРПУСОВ ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
METHOD OF PROTECTING BODIES OF COMPOSITE MATERIALS FROM MOISTURE

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении оболочек корпусов из композиционных материалов типа «кокон», «труба», требующих по условиям эксплуатации нанесения на поверхность оболочек влагозащитных покрытий со свойствами предотвращения возникновения статического электричества (антистатическими свойствами).
С развитием твердотопливного двигателестроения в конструкции корпусов двигателей стали широко использоваться арамидные волокна в полимерных матрицах. При этом содержание полимерного связующего в оболочке корпуса составляет 25-30%, что создает условия для диффузии влаги через стенку корпуса с вероятным взаимодействием пограничного слоя влаги с топливным зарядом, что недопустимо в процессе эксплуатации (относительная влажность до 98%, температура 30-50°C, наличие многокомпонентных газовых сред). Известны пленкообразующие влагозащитные материалы с антистатическими свойствами (ХС-928 ТУ 6-21-16-90, ХС-973 ТУ 6-21-16-90, ХП-5237 ТУ 6-10-1976-84 и др.).
Известен способ защиты от влаги корпусов из полимерно-композиционных материалов путем формирования покрытий из пленкообразующих материалов (ОСТ 92-0967-75, стр.11, п.21; стр.15a, п.43). В этих покрытиях, характеризующихся трехмерным структурообразованием, эпоксидные пленки являются жесткими и склонны к трещинообразованию при действии растягивающих напряжений, возникающих под действием внутреннего давления в диапазоне 12,0-20,0 МПа в процессе испытаний на последнем этапе технологического цикла изготовления.
Технической задачей изобретения является устранением указанных недостатков, то есть повышение надежности работы покрытия.
Технический результат достигается тем, что в способе защиты от влаги корпуса, например, ракетного двигателя, включающем нанесение влагозащитного покрытия с антистатическими свойствами, влагозащитное покрытие формируют из двух слоев эмали на основе хлорсульфированного полиэтилена, например эмали ХП-5237, с добавкой комбинированного протекторного наполнителя в количестве 30 мас.ч. на 100 мас.ч. эмали, причем в качестве комбинированного протекторного наполнителя используют ультрадисперсный цинк пластинчатой и сферической формы при соотношении 1:1, затем наносят 1-2 слоя эмали на основе хлорсульфированного полиэтилена с токопроводящим наполнителем.
Отличительные признаки, являющиеся существенными:
- нанесение двух слоев эмали на основе хлорсульфированного полиэтилена с добавлением комбинированного протекторного наполнителя в количестве 30 мас.ч. ультрадисперсного цинка пластинчатой и сферической формы при соотношении 1:1 позволяет исключить трещинообразование.
- нанесение 1-2 слоев этой же эмали без протекторной добавки позволяет обеспечить стабильность антистатических свойств покрытия.
Значение концентрации ультрадисперсного цинка в количестве 30 мас.ч. (суммарно) получено путем экспериментальных исследований ряда антистатических эмалей на основе хлорсульфированного полиэтилена, результат которых представлен в таблице
Система
Состав покрытия
Объемное удельное электрическое сопротивление, Ом·см
Влагопоглощение, %
1
эмаль ХП-5237
1.45
3.05
2
эмаль ХП-5237 + УДЦ (20 мас.ч.)
2.40
1.62
3
эмаль ХП-5237 + УДЦ (30 мас.ч.)
8.11
0.44
4
эмаль ХП-5237 + УДЦ (40 мас.ч.)
7.26
0.50
с построением графической зависимости объемного удельного электрического сопротивления и влагопоглощения эмали от концентрации ультрадисперсного цинка, приведенной на фиг.1.
Нанесение предложенного покрытия позволяет повторять любую геометрическую форму механизированными методами на изделиях типа «кокон» или «труба» любых габаритов.
Изобретение поясняется разработанной схемой защитного покрытия (см. Фиг.2), где приняты следующие обозначения:
1 - силовая оболочка корпуса;
2 - эмаль ХП-5237 + УДЦ (30 мас.ч.);
3 - эмаль ХП-5237 + УДЦ (30 мас.ч.);
4 - эмаль ХП-5237 (2 слоя).
Пример изготовления защитного покрытия.
На корпус 1 из композиционных материалов (наружная поверхность), предварительно очищенный и обезжиренный от загрязнений, наносят два слоя (2, 3) эмали ХП-5237 с ультрадисперсным цинком (30 мас.ч. на 100 мас.ч. эмали), сушат на воздухе после каждого слоя в течение 1 часа при температуре +15÷25°C. Затем наносят последовательно два слоя (4) эмали ХП-5237 и сушат не менее 24 часов. Покрытие окончательно полимеризуется и готово к работе через 5 суток.
Предлагаемое изобретение позволяет исключить трещинообразование, то есть повысить надежность работы влагозащитного покрытия с антистатическими свойствами.