Композиция для образования электропроводного защитно-декоративного покрытия диэлектрического материала (патент РФ № 2398808)

*

КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОГО ЗАЩИТНО-ДЕКОРАТИВНОГО ПОКРЫТИЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА

применение

Патент Российской Федерации

:

Номер патента:			2398808
Номер заявки: 2008140865/04
Дата подачи заявки 16.10.2008
Дата публикации: 10.09.2010

:


Заявитель(и):

Полякова Светлана Орестовна, Макаров Егор Сергеевич

Автор(ы):

Полякова Светлана Орестовна, Макаров Егор Сергеевич

Патентообладатель(и):

Полякова Светлана Орестовна, Макаров Егор Сергеевич

Реферат:

Изобретение относится к области производства композиций для изготовления электропроводных защитно-декоративных покрытий диэлектрических материалов. Крмпозиция содержит смесь эпоксидных смол, типа Э-40 и Э-05 в массовом соотношении (90-86):(10-14) или Эпикот 223 и Эпикот 401 в массовом соотношении (87-83):(13-17), смесь органических растворителей, преимущественно в виде смеси толуола, бутанола и бутилацетата или ксилола, изопропилового спирта и этилацетата в преимущественном массовом соотношении 22:40-38, отвердитель, преимущественно полиамидного типа, и мелкодисперсный металлический, преимущественно алюминиевый, порошок в соотношении, мас.ч: смесь высокомолекулярных эпоксидных смол 100-120, смесь органических растворителей 64-78, отвердитель 21-26 и мелкодисперсный металлический порошок 28-37. Композиция обеспечивает высокие защитные свойства, высокие эстетические характеристики поверхности, повышение прочности материала на изгиб, кручение и поверхностные механические воздействия, обеспечение возможности качественной окраски и перекраски поверхности.


Область техники

Изобретение относится к области производства композиций для изготовления электропроводных защитно-декоративных покрытий диэлектрических материалов, которые могут использоваться в различных отраслях промышленности, в частности для производства пригодных для окраски порошковыми красками композитных материалов и изделий с электропроводными защитно-декоративными покрытиями и диэлектрической основой типа древесно-волокнистых плит (ДВП) типа MDF, OSB, фанеры, оргалита, древесно-стружечных плит (ДСП), дерева, керамики, кирпича, асбоцемента, бетона и др.

Уровень техники

Известна используемая в качестве клея или при изготовлении отливок композиция, включающая жидкую эпоксидную смолу, отвердитель и наполнитель - уголь, графит, кремнезем, кварцевую муку и т.д. [1].
Известен состав эпоксидной шпаклевки для заделки глубоких язв чугунных отливов состава, мас.ч., ЭД-16-100, гексаметилендиамин 20, порошок чугунный или железный 400 [2].
Известна защитная композиция для защиты металлических поверхностей при циклическом изменении температуры в щелочной среде и уменьшения проницаемости, включающая эпоксидную диановую смолу, аминный отвердитель и чугунный порошок, в качестве эпоксидной диановой смолы содержит эпоксидную диановую смолу содержанием 18-23% эпоксидных групп ЭД-20, в качестве аминного отвердителя полиэтиленполиамин, а в качестве чугунного порошка высоколегированный никелем и медью чугунный порошок фракции 20-63 мкм, термообработанный в среде аргона при температуре 250-300°С в течение 40-45 мин при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: эпоксидная смола 100-120, полиэтиленполиамин 15-18, чугунный порошок 400-500 [3].
Указанные композиции покрытий обычно требуют последующей окраски традиционными жидкими красками или более экономичными и экологически безопасными и все более широко используемыми порошковыми красками.
Порошковые покрытия обычно наносят электростатическими методами на электропроводящие металлические основы. Осаждение порошкового покрытия на электропроводящие материалы обеспечивается электростатическими силами. Порошок заряжается под действием трения (трибоэлектрический заряд) или коронного разряда. Затем заряженный порошок напыляют на заземленную основу.
Электростатический заряд на частицах порошкового покрытия позволяет нанести равномерный порошковый слой на основу, а также обуславливает временное сцепление порошка с поверхностью основы. Прочность этого сцепления достаточна, чтобы транспортировать изделия с покрытием с участка, где производилось нанесение порошка, в печь для отверждения, в которой порошок плавится и образует сплошную пленку на основе.

Для успешного нанесения порошковых покрытий принципиальное значение имеет электропроводность основы.

Использование порошковых покрытий для покрытия неметаллических, обладающих диэлектрическими свойствами основ обладает технологическими преимуществами, позволяет получать качественные слои краски и сокращает потери краски. Однако нанести порошковое покрытие на непроводящие основы гораздо сложнее, чем на металлические основы, поскольку поверхностная электропроводность большинства неметаллических материалов, таких как древесные композиционные материалы (на основе OSB, фанеры, оргалита, ДВП, ДСП) недостаточна для эффективного заземления основы. Поэтому осаждению порошка краски на эти диэлектрические основы не помогает электростатическое притяжение, а это приводит к неравномерному осаждению порошка и плохому сцеплению порошка с основой перед отверждением нанесенного порошкового покрытия краски. Качество порошкового покрытия является неудовлетворительным как на лицевых поверхностях, так и на кромках окрашиваемых материалов.
Известен способ повышения электропроводности поверхности диэлектрических ДВП MDF излучением сверхвысокой частоты (СВЧ-нагрев) перед нанесением порошкового покрытия [19533858 DE-A]. СВЧ-нагрев вызывает временное повышение влагосодержания на поверхности MDF, которое снижает поверхностное удельное сопротивление. Однако СВЧ-нагрев больших объектов, типа ДВП MDF, неэкономичен, и, кроме того, равномерный СВЧ-нагрев больших объектов сложно практически реализовать.
Известен способ напыления на поверхности неметаллических основ воды перед нанесением порошкового покрытия для повышения поверхностной электропроводности. Недостаток этого состоит в том, что во время процесса плавления/отверждения под порошковой пленкой образуется водяной пар, что приводит к пористости, плохому сцеплению порошка с основой и образование пузырей под слоем краски.
Известны способы предварительной обработки посредством воздействия сухим теплом на непроводящую основу типа древесных композиционных материалов или натуральной древесины с последующим нанесением порошка на горячую поверхность. Например, в ЕР-А933140 описано использование инфракрасного излучения для предварительного нагрева плиты. После этого на плиту, имеющую определенную температуру поверхности (например, 55°С), наносится порошок. Недостатки подобных способов состоят в том, что из-за потерь тепла кромки плит часто не имеют достаточного окрасочного покрытия.
Для повышения электропроводности поверхности на диэлектрическую основу наносят также проводящий, обычно водорастворимый грунт, увеличивающий проводимость поверхности и повышающий качество последующего нанесения порошковой краски. В частности, по патенту WO/2006/129173 используют водно-спиртовый раствор соли аммония и хлорида натрия, неочищенной морской соли или гипосульфита натрия, по патентам США 20060084706, 20030180551, 7015280 используют эмульсию на основе эмульгированнного раствора органофункциональных силанов, по патенту GB 1524531 используют покрытия на основе пластифицированного биозащитного состава для древесины, водоотталкивающего воска, полярной жидкости и растворителей, по патенту США 7090897 внедряют проводящий материал на основе кокоалкиламина с растворителем в лигноцеллюлозный субстрат, например - MDF.
Известна водорастворимая грунтовка TIGER Aqua-Lac 402/70001 14 (рекламный проспект фирмы TIGER), которая наносится на изделия из диэлектрической MDF. Образец после нанесения грунтовки подвергается высушиванию в две стадии: горизонтальной, чтобы избежать потеков, и вертикальной, с помощью сушильных шкафов, для того чтобы ускорить процесс подготовки к порошковой окраске. Двухстадийное высушивание свидетельствует о значительном повышении влажности поверхности основы.
Общими недостатками известных водорастворимых токопроводящих грунтов является нежелательное повышение влажности окрашиваемой поверхности и снижение вследствие этого прочностных и формообразующих показателей большинства диэлектрических материалов, особенно - ДВП типа MDF, OSB, фанеры, оргалита, ДСП.
Известен способ нанесения порошковых покрытий на непроводящую основу, в котором предварительно обрабатывают основу паром и теплом при температурах от 70 до 140°С в течение периода времени от 5 с до 10 мин и затем наносят порошковое покрытие методом электростатического напыления порошкового покрытия [4].
Этот способ предварительной обработки позволяет наносить порошковые покрытия на непроводящие основы с равномерным осаждением по всей поверхности, включая кромки, и без отрицательного воздействия на последующее отверждение порошковой пленки, но он приводит к повышению влажности поверхностного слоя и образованию пузырей под отвержденной порошковой пленкой после ее термополимеризации.
Известна композиция для покрытий, включающая эпоксидную диановую смолу, дибутилфталат, меламиноформальдегидную смолу, двуокись титана, полиэтиленполиамин, смесь растворителей метиленхлорида, этилцеллюлозы и ксилола при массовом соотношении в смеси от 35:25:40 до 45 20.35 при соотношении компонентов, мас.ч.: эпоксидная диановая смола 100, дибутилфталат 9,5-10,5, меламиноформальдегидная смола 1,8-2,2, двуокись титана 19-21, полиэтиленполиамин 5,9-6,1, смесь метиленхлорида, этилцеллюлозы и ксилола 120-138 [5].
Недостатками данной композиции являются низкая электропроводность, недостаточная водостойкость и химическая стойкость покрытия на ее основе.
Известна композиция для покрытий, включающая эпоксидную диановую смолу, аминофенольный отвердитель Агидол АФ-2 на основе смеси 2-этилендиаминометилфенола и 2,6-ди-(этилендиаминометилфенол), флотореагент-оксаль на основе эфиров и формалей диоксановых спиртов, двуокись титана и этилцеллюлозы в при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: эпоксидная диановая смола 100, аминофенольный отвердитель Агидол АФ-2 20-22, флотореагент-оксаль 23-27, двуокись титана 8-10, этилцеллюлоза 4-6. Недостатками данной композиции являются недостаточные адгезия, низкие эластичность и блеск покрытий на ее основе.
Известен используемый в качестве покрытия для пола декоративный материал, получаемый ламинированием бумаги с покрытием смолы, отвержденной ионизирующим излучением, на бумагу, пропитанную термоотверждающейся смолой, и горячим прессованием, который содержит поверхностный слой и слой материала основы, ламинированный и расположенный на его внешней стороне, который имеет долговечную поверхность стойкую к истиранию поверхность, стойкость к оседанию, водостойкость и маслостойкость [6]. Данное механически прочное покрытие обладает низкой электропроводностью.
Известна композиция для покрытий, содержащая эпоксидную диановую смолу, аминофенольный отвердитель, флотореагент оксаль на основе эфиров и формалей диоксановых спиртов, двуокись титана и органический растворитель, которая для повышения эластичности, адгезии и придания блеска покрытию содержит эпоксидную диановую смолу с эпоксидным числом 22, в качестве аминофенольного отвердителя продукт переаминирования смесь 2- и 2,6 бис(-диметиламинометил)фенолов смесью диэтилентриамина, триэтилентетрамина и N,b-аминоэтилпиперазина, в качестве органического растворителя смесь этилацетата, бутилцеллозольва, ксилола и ацетона в массовом соотношении (5-9):1:(5-9):1 соответственно и дополнительно дибутилфталат, мел, блок-сополимер окисей пропилена и этилена "Реапон", хлорполиольную алифатическую трехфункциональную эпоксидную смолу с эпоксидным числом 6-8 и средней молекулярной массой 2000 при соотношении компонентов, мас.ч.: эпоксидная диановая смола 100, аминофенольный отвердитель 26, 34, флотореагент оксаль 8-15, двуокись титана 30-50, дибутилфталат 3-5, мел 70-110, реапон 3-5, смесь этилацетата, бутилцеллюлозы, ксилола и ацетона 80-120 и хлорполиольная алифатическая эпоксидная смола 10-18 [7].
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому техническому результату (прототипом) является композиция для защитного износостойкого при повышенных температурах и в коррозионно-активных средах покрытия, включающая эпоксидную диановую смолу, аминный отвердитель и чугунный порошок, которая содержит в качестве эпоксидной диановой смолы эпоксидную диановую смолу с содержанием 18-23% эпоксидных групп ЭД-20, в качестве аминного отвердителя - полиэтиленполиамин, а в качестве чугунного порошка высоколегированный никелем и медью чугунный порошок фракции 20-63 мкм, термообработанный в среде аргона при 250-300°С в течение 40-45 мин, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: эпоксидная диановая смола 100-120, полиэтиленполиамин 15-18, чугунный порошок 400-500 [8].
Общими техническими недостатками указанных покрытий являются низкая электропроводность и негладкая матовая поверхность покрытия, низкая механическая твердость и прочность покрытий на основе данных композиций и практическая непригодность для последующей окраски порошковыми красками методами электростатического осаждения с получением высокоэстетичной поверхности.

Цель изобретения и технический результат

Целью изобретения и достигаемым при его использовании техническим результатом является получение композиции для производства композитного материала и изделий с защитно-декоративным покрытием диэлектрического материала:
- с высокими защитными свойствами по отношению к атмосферному воздействию окружающей среды в виде резких перепадов температуры и влажности, жары, мороза, а также воздействию дождя, мокрого снега и солнечного излучения,
- обладающего высокими эстетическими характеристиками поверхности,
- повышающего прочность материала на изгиб и кручение и поверхностные механические воздействия,
- обеспечивающего возможность последующей качественной окраски и перекраски материала и изделий из него порошковыми красками методами электростатического осаждения за счет высокой электропроводности покрытия.

Раскрытие изобретения

Поставленная цель и требуемый технический результат достигаются тем, что композиция для образования электропроводного защитно-декоративного покрытия диэлектрического материала, включающая эпоксидную смолу, отвердитель и металлический порошок, согласно изобретению содержит смесь высокомолекулярных эпоксидных смол, преимущественно типа Э-40 (ТУ 2225-154-05011907-97) и Э-05 (ТУ 2225-128-05034239-99) в преимущественном массовом соотношении (90-86):(10-14) или Эпикот 223 (Shell Corparation, Голландия) и Эпикот 401 (Shell Corparation, Голландия) в преимущественном массовом соотношении (87-83):(13-17), органического растворителя, преимущественно в виде смеси толуола, бутанола (ГОСТ 5208-81) и бутилацетата (ГОСТ 8981-78) или ксилола (ГОСТ 9410), изопропилового спирта (ГОСТ 9805-84) и этилацетата (ГОСТ 8981-78) в преимущественном массовом соотношении 22:40:38, отвердителя, преимущественно полиамидного типа, и мелкодисперсного металлического, преимущественно алюминиевого, порошка.
При этом композиция содержит компоненты в соотношении, масс.ч: высокомолекулярные эпоксидные смолы 100-120, органический растворитель 64-78, отвердитель 21-26 и мелкодисперсный металлический порошок 28-37.
При этом в качестве отвердителя полиамидного типа композиция содержит димеризованные кислоты льняного масла с кислотным числом 220 (ПО-200 ТУ 2494-609-11131395-2005), а в качестве мелкодисперсного металлического порошка содержит поверхностно модифицированный мелкодисперсный алюминиевый порошок, обработанный методом противотока в «кипящем слое» парогазовой фазы с критической поверхностной энергией 40-45 эрг/см2 (ПАП-2, ГОСТ 5494-95).
При этом композиция дополнительно содержит диспергатор модифицированного алюминиевого порошка, например «Дегусса R-3002» («Degussa» R-3002, Degussa Evolonik Industries SKW, Trosberi, Германия), или «BYK 1413» (BYK-Chemie, Германия), и/или дополнительно содержит стабилизатор модифицированного алюминиевого порошка, например «BASF 04/118» (BASF Group, Германия).
Приведенные количественные показатели компонентов композиции являются преимущественными и на практике могут колебаться в пределах указанных значений, а в качестве отдельных компонентов могут использоваться и другие аналогичные по свойствам эквивалентные вещества и компоненты, обладающие аналогичными свойствами, выполняющие аналогичные функции, позволяющие получить требуемый технический результат.

Осуществление и промышленная приемственность

Композицию по изобретению использовали в промышленных условиях при изготовлении композитных материалов с диэлектрической основой и электропроводным защитно-декоративным покрытием и изготовлении изделий из диэлектрических материалов с защитно-декоративным покрытием.
Примеры применения композиции при изготовлении композитного материала с диэлектрической основой и электропроводным защитно-декоративным покрытием и изделий из них показывают существенное упрочнение поверхности основы, высокую стойкость к влаге, атмосферным воздействиям и воздействию излучения солнца, а также пригодность покрытий к окраске порошковыми красками методом электростатического напыления.

Пример 1.
На испытательной площадке в пос.Отрадное Ленинградской области был изготовлен информационный стенд с буквами, вырезанными из ДВП типа MDF и окрашенными порошковой краской по слою из композиции по изобретению. После нахождения более 8-ми месяцев на улице буквы сохранили высокий глянец и хорошо перенесли зимние и весенние перепады температур, а также летний нагрев солнечным излучением.

Пример 2. Два образца ДВП типа MDF размером 50?50 мм были покрыты одним и двумя слоями покрытия из композиции и помещены в емкость с водой, где продержались на плаву в течении 20 дней без визуальных изменений геометрических размеров, что доказывает существенное повышение влагостойкости основы, поскольку известно, что материал MDF высоко гигроскопичен, вследствие чего быстро увеличивает свою толщину за счет капиллярного проникновения воды более чем в 1,2 раза.
Измерение толщины проверочных образцов, покрытых одним и двумя слоями из композиции, показало равенство этих значений с исходным состоянием до помещения образцов в воду на 20 дней.
Пример 3.
На поверхности ДВП типа MDF с покрытием из заявляемой композиции и окрашенной по ней полимерной порошковой краской была оставлена зажженная сигарета, которая дотлела до самостоятельного прекращения тления (2-3 мин), и она не прожгла покровной поверхности, оставив на ней лишь темный след. Это доказывает существенное увеличение теплопроводности и стойкости полученной поверхности к температурным воздействиям. Отсутствие возгорания или тления поверхности получаемого нового композитного материала объясняется тем, что теплопроводность алюминия, который входит в состав заявляемой композиции составляет 190 [Вт/(м·К)], а MDF - 0,07 [Вт/(м·К)], т.е теплопроводность покрытия из композиции в 2700 раз выше теплопроводности основы из материала MDF, что обеспечивает высокий уровень теплоотведения поверхности из композиции при ее локальном нагреве.

Пример 4.
Пластина MDF была загрунтована составом по композиции, а затем покрыта гибридной порошковой краской и без отверждения поставлена на сохранение для определения времени утраты (отекания) заряда. Через 30 суток образец был подвергнут встряхиванию методом удара об пол торцом пластины. С пластины площадью 1 м2 слетело около 20 г порошка, но при этом внешний вид образца не изменился, что доказывает высокую способность композиции удерживать краску за счет высокой электропроводности электростатического заряда поверхности.

Пример 5.
Пластина MDF была загрунтована составом по композиции и окрашена порошковой краской с ее полимеризацией, затем на образцах делали крестообразные надрезы, а затем скотчем пробовали поднять края разрезов, но края разрезов покрытия не отслаивались, что подтверждает сильную адгезию покровных слоев к основе. Все качественно окрашенные изделия выдержали тесты по ГОСТ 15140-78 адгезиметром А2-70.
Пример 6.
Пластина MDF была загрунтована составом по композиции и окрашена порошковой краской, после чего с высоты 50 и 80 см на ее поверхность сбрасывали металлический шарик. При стандартных условиях испытаний по ASTM D 2794 вмятин не образовывалось, что доказывает высокую прочность поверхности композиционного материала и изделий из него. Все качественно окрашенные изделия выдержали тесты на прямой удар по ASTM D 2794.
Композицию для изготовления материала и изделий из него по изобретению поставляют комплектно в металлической таре общей массой от 20 кг.
После поставки все используемые для изготовления защитно-декоративного покрытия компоненты, составляющие основу композиции - раствор в органическом растворителе смеси эпоксидных смол (компонент А), отвердитель-катализатор (компонент В) и наполнитель - порошок алюминиевый (компонент С), выдерживают в краскоприготовительном помещении в течение 18-20 часов. Температура готовых к применению компонентов не должна быть ниже 18°С.
Взвешивание и дозирование компонентов производят на весах с погрешностью измерения не более 2%.
Компонент А смешивают с компонентом С в оптимальном соотношении, причем компонент С засыпают постепенно при постоянном перемешивании до получения однородной массы серебристо-серого цвета без комочков и сгустков.
Полученную смесь выдерживают в течение 3-х минут, затем к ней добавляют требуемое количество компонента В. Замес тщательно перемешивают в течение 10 минут указанным выше способом.
Рабочая вязкость полученной смеси должна составлять 12-14 секунд по вискозиметру В3-246 с соплом 4 мм. В случае получения более высоковязкой системы допускается ее разбавление растворителем, приготовленным из смеси ацетона (ГОСТ 2768), этилцеллюлозы (ГОСТ 8313) и ксилола (ГОСТ ГОСТ 9949) в соотношении соответственно по массе, %: 30-30-40.
Приготовленный замес компонентов композиции пригоден к использованию в течение не менее 6 часов.
Подготовленную, но неиспользованную для нанесения на материал композицию хранят в плотно закрытой таре во избежание улетучивания растворителя.
Транспортировку и хранение компонентов композиции осуществляют по ГОСТ 9980.5-86 при температуре от 5 до 45°С, в закрытом отапливаемом помещении.


Таблица 1
Основные характеристики основы композиции (компонента А)
Наименование показателя Норма
Внешний вид Однородная вязкая жидкость, бесцветная или слегка окрашенная
Условная вязкость основы по вискозиметру ВЗ-246 с диаметром сопла 4 мм при температуре 20+0,5°С, с 13-19
Массовая доля нелетучих веществ, % 34-40


Таблица 2
Основные характеристики отвердителя-катализатора (компонента В)
Наименование показателя Норма
Содержание активного вещества, %, не менее 30
Время желатинизации в пересчете на эпоксидную смолу с эпоксидным эквивалентом 187-193, мин, не более 90


Под временем желатинизации при этом понимается время, по истечении которого начинается резкое нарастание вязкости смеси смолы с отвердителем.

Таблица 3
Основные характеристики модифицированного алюминиевого порошка (компонента С)
Наименование показателя Норма
Первичный алюминий, марка, не ниже А5
Гранулометрический состав - остаток на сите +008, %, не более 1,0
Содержание активного алюминия, %, не менее 90
Содержание модифицирующих добавок, %, не более 4,5
Всплываемость, %, не менее 92


Таблица 4
Основные технические характеристики композиции
Наименование показателя Норма Метод испытания
Внешний вид покрытия однородное гладкое визуально
Условная вязкость основы по вискозиметру В3-246 с диаметром сопла 4 мм при температуре 20+0,5°С, с 13-19 ГОСТ 17537
Массовая доля нелетучих веществ в полуфабрикате, % 34-40 ГОСТ 17537
Время высыхания до степени отлипа 3ч не более:
При Т=20 град
При Т=90 град
6
1
ГОСТ 6589
Твердость покрытия по маятниковому прибору ТМЛ, усл.ед., не менее 0,5 ГОСТ 5233
Эластичность покрытия при изгибе, мм, не менее 2 ГОСТ 6806
Прочность покрытия при ударе на приборе У-1, см, не менее 40 ГОСТ 4765
Термомстойкость покрытия при Т=250 град, ч, не менее 3 -
Жизнеспособность готового к употреблению компаунда при Т=25 град, ч, не менее 6 -
Жизнеспособность готового к употреблению компаунда при Т=25 град, ч, не менее 6 -
Жизнеспособность готового к употреблению компаунда при Т=25 град, ч, не менее 6 -
Уровень опасности пожаровзрывоопасный - ГОСТ 12.1007-76
Рекомендуемая влажность воздуха, не выше % 80 -
Класс опасности 3 ГОСТ 12.1.007-76


Таблица 5
Основные способы покрытия различных типов поверхностей композицией
Тип поверхности Способ подготовки поверхности (по операциям) Способ нанесения (на выбор) Кол-во слоев Дополнительные операции
Стеклопластик Шлифование, обеспыливание, обезжиривание Кисть, валик, пневмораспыление 1 нет
Пластмасса Обезжиривание Пневмораспыление, безвоздушное распыление 1 нет
Минеральное стекло Обезжиривание Пневмораспыление, окунание 1 нет
Дерево Шлифование, обеспыливание Кисть, пневмораспыление 2 Шлифование первого слоя
Многослойная фанера Шлифование кромок, обеспыливание Кисть по кромкам, каландрирование, пневмораспыление 2 Шлифование первого слоя
Древесно-волокнистая плита Шлифование,обеспыливание Кисть, пневмораспыление 2 Шлифование первого слоя
Древесно-стружечная плита Обеспыливание Пневмораспыление, налив 1 нет
Цементная и цементно-стружечная плита Обеспыливание Пневмораспыление, безвоздушное распыление 1 нет
Керамика Обеспыливание Окунание, налив 1 нет
Камень и кирпич Обеспыливание Кисть 1 нет


Эксперименты показали, что при окрашивании пластин MDF, покрытых данной композицией с одной стороны, происходит одновременное окрашивание и противоположной стороны (обратной стороне напыления) за счет аэрозольного облака порошка в окрасочной камере и электростатики. Особенно эффект окрашивания аэрозольным облаком порошка заметен на красках с малым весом частиц, например на красках Гатчинского завода порошковых красок.
Отверждение порошковых покрытий происходит в термокамере на поверхности изделий, обработанных композицией. При этом образование слоя краски на поверхности диэлектрического материала происходит значительно быстрее, чем в случае жидких красок, в связи с тем, что процесс не связан с улетучиванием растворителя или воды. Пленка краски формируется из расплавов в зависимости от температуры всего за 12-20 минут.
При использовании композиции при производстве композиционного материала и изделий с ее использованием диэлектрический материал, имеющий волокнистую структуру, например MDF, разогревают до температуры 80-90 градусов и выдерживают 10 минут для удаления влаги из структуры волокнистого материала. Рекомендуемая влажность перед окраской 3-6%.
Затем композицию покровного слоя при температуре 18-20 градусов С наносят на поверхность основы.
Основа с покровным слоем остывает до температуры 18-20 градусов С, при этом линейные размеры покровного слоя поверхности уменьшаются, и часть вещества композиции проникает между волокнами или в поры основы, и при этом происходит первая фаза полимеризации композиции.
Затем основу с покровным слоем помещаются в камеру нагревания для второй фазы полимеризации, в процессе которой происходит подъем волокон основы и открытие пор в поверхности покрытия.
После этого производят шлифование поверхности покрытия для срезания волокон основы, поднявшихся в процессе полимеризации.
Затем производят повторное нанесение композиции, которое закрывает создавшиеся поры.
Полученный при этом композиционный материал или изделия из него вновь помещается в камеру нагревания для ускорения полимеризации покровного слоя, после чего производят финишное шлифование поверхности.
Затем при необходимости производят порошковую окраску коронным разрядом или трибоэлектрическим устройством, обеспечивая нанесение слоя порошковой краски и запекают слой краски в камере нагревания при температуре 170 градусов С в течение 18 минут.
Эксперименты показали возможность перекрашивания изготовленного с применением композиции материала и изделий с изменением цвета.
Высокая электропроводность покрытия из композиции позволяет перекрашивать изделия с изменением цвета при тех же условиях, при которых традиционно окрашиваются порошковыми красками металлические поверхности.
Таким образом, практически доказана возможность достижения требуемого технического результата, а именно - возможность получения из композиции защитно-декоративного покрытия диэлектрического материала:

- с высокими защитными свойствами по отношению к атмосферному воздействию окружающей среды, например резких перепадов температуры и влажности, жары, мороза, а также воздействию дождя, мокрого снега и солнечного излучения,

- обладающего высокими эстетическими характеристиками поверхности,

- повышающего прочность материала на изгиб и кручение и поверхностные механические воздействия,

- обеспечивающего возможность последующей качественной окраски материала и изделий из него порошковыми красками методами электростатического осаждения за счет высокой электропроводности покрытия.

Соответствие критериям охраноспособности

В целом, учитывая новизну и неочевидность изобретения, существенность всех общих и частных признаков изобретения, осуществимость изобретения и достижение поставленных изобретением задач и требуемого технического результата, заявленное изобретение удовлетворяет всем требованиям охраноспособности, предъявляемым к изобретениям.
Проведенный анализ показывает также, что все общие и частные признаки изобретений являются существенными, так как каждый из них необходим, а все вместе они не только достаточны для достижения цели изобретений, но и позволяют реализовать изобретение промышленным способом и достичь требуемых технических результатов.


Источники информации

1. Николаев А.Ф. Синтетические полимеры и пластические массы на их основе. М.-Л.: Химия, 1966, с.661.

2. Искра Е.В. и др. Технология окраски судов. Л.: Судостроение, 1974, с.80.

3. RU 2044019, C09D 163/02, опубл. 1995.09.20.

4. RU 2271875, B05D 1/06, опубл. 2006.03.20, первичные заявки US 01/51386 (26.10.2001), WO 02/42167 (30.05.2002).

5. A.c. СССР 1441763, кл. С09D 5/08, 1987.

6. RU 98103869, E04F 15/02, опубл. 2000.01.10.

7. RU 2071494, C09D 163/02, опубл. 1997.01.01.

8. RU 2044019, C09D 163/02, опубл. 1995.09.20 (прототип).

Формула изобретения

1. Композиция для образования электропроводного защитно-декоративного покрытия диэлектрического материала, включающая эпоксидную смолу, отвердитель и металлический порошок, отличающаяся тем, что содержит смесь эпоксидных смол типа Э-40 и Э-05 в массовом соотношении (90-86):(10-14) или Эпикот 223 и Эпикот 401 в массовом соотношении (87-83):(13-17), смесь органических растворителей, преимущественно в виде смеси толуола, бутанола и бутилацетата или ксилола, изопропилового спирта и этилацетата в преимущественном массовом соотношении 22:40:38, отвердитель полиамидного типа и металлический порошок, при следующем массовом соотношении компонентов: смесь эпоксидных смол 100-120, смесь органических растворителей 64-78, отвердитель 21-26 и металлический порошок 28-37.

2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве полиамидного отвердителя содержит димеризованные кислоты льняного масла с кислотным числом 220.

3. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве металлического порошка содержит поверхностно модифицированный мелкодисперсный алюминиевый порошок, обработанный методом противотока в «кипящем слое» парогазовой фазы с критической поверхностной энергией 40-45 эрг/см2.

4. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит диспергатор алюминиевого порошка, например, «Дегусса R-3002» или «BYK 1413».

5. Композиция по п.4, отличающаяся тем, что дополнительно содержит стабилизатор алюминиевого порошка, например, BASF 04/118.


*


к оглавлению