СПОСОБ ОКРАСКИ И СУШКИ РАДИОЭЛЕМЕНТОВ Российский патент 2010 года по МПК H01C17/30 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для окраски и сушки эмалевого покрытия радиоэлементов, в том числе резисторов цилиндрической формы с аксиальными выводами.

Известен способ окраски и сушки резисторов однокомпонентной эпоксидной эмалью [1] ЭП-921 с вводимой в нее перед использованием полиамидной смолой ПО-300 [2] (3% от веса эмали) в качестве катализатора. Недостатком этого способа является сравнительно малое снижение температуры сушки (на 10-15°С) при той же достигаемой степени сушки эмалевого покрытия.

Аналогом способа окраски резисторов эмалью с ускорителем является также окраска резисторов на автоматах эмалью ЭПИМАЛЬ^®-992П [3] с ускорителем - 10% раствором отвердителя УП-605/3 в этилцеллозольве [4]. Ее можно использовать для нанесения многослойных покрытий с последующей сушкой в режимах:

температура сушки - 160±20°С,

время сушки - 8-16 мин (в зависимости от конструкции автомата).

Недостатком данного способа является невозможность снижения времени сушки эмали с получением сформированного твердого покрытия. Это исключает возможность использования эмали для окраски на автоматизированных линиях с уникально коротким временем сушки. Так, при увеличении производительности операции и, как следствие, снижении времени сушки эмаль ЭПИМАЛЬ^®-992П теряет технологические свойства, а именно дает высокий процент брака по пузырям за счет более интенсивного испарения растворителей, содержащихся в составе эмали, пониженную укрывистость, низкую степень сушки, о чем свидетельствует отсутствие стойкости покрытия к воздействию растворителей эмали (этилцеллозольв, ксилол) и спирто-нефрасовой смеси. При трении покрытия тканью, смоченной указанными растворителями, эмаль частично стирается с резистора.

Наиболее близким к заявляемому решению по совокупности признаков является способ [5] окраски и сушки радиоэлементов с использованием эмали ЭПИМАЛЬ-992У, поставляемой в комплекте с ускорителем сушки (20% р-ром 2Метилимидазола в этилцеллозольве). Эта эмаль содержит пониженный процент растворителя, за счет чего дает укрывистое за 4-5-слоев покрытие, отвечающее требованиям изготовителя изолированного варианта исполнения, имеет хорошие декоративные свойства. Но при использовании ее для нанесения на резисторы с высокой скоростью сушки (1-2 мин) при температуре 180±20°С получается недостаточно высушенное покрытие, т.е. эмалевая пленка формируется недостаточно полно, так как при протирке нанесенных на эмаль маркировочных цветовых колец тканью, смоченной этилцеллозольвом - растворителем эмали и (или) спирто-нефрасовой смесью, на ткани остаются следы эмали, кольца теряют цветовую яркость. Поднять температуру на линии выше 200°С невозможно во избежание деформации цепи конвейерной транспортирующей ленты.

Назначение эмалевого покрытия - защита токопроводящего слоя радиоэлемента от воздействия влаги, механических повреждений; для изолированного варианта исполнения - формирование пленки эмали, обладающей определенной электрической прочностью изоляции.

Как правило, на изделие наносится несколько слоев эмали, т.к. при нанесении одного слоя не исключено проникновение влаги, других органических соединений через дефекты покрытия в виде микропор, пузырьков воздуха, мелких засорений, поэтому в зависимости от выходных параметров радиоэлемента наносится от 2 до 5 слоев эмали. К сформированному эмалевому покрытию, кроме требований по внешнему виду, предъявляется требование к степени сушки. Качественное, высушенное покрытие должно быть ровным, без непрокраса и пятен, стойким к воздействию растворителей эмали и спирто-нефрасовой смеси.

Недостаточно высушенное покрытие не стойко к механическим разрушениям токопроводящего слоя в результате перемещения и разобщения проводящих частиц набухшей во влажной среде защитной пленкой, а также проникшей через нее влагой. Кроме того, при работе радиоэлемента с недостаточно высушенным эмалевым покрытием в электрической схеме под электрической нагрузкой возможно разрушение токопроводящего слоя, связанное с процессами электролиза. Действие этих факторов определяется влагопроницаемостью пленки.

Задачей изобретения является повышение качества нанесения и сушки многослойного эмалевого покрытия, увеличение скорости формирования покрытия.

Техническим результатом данного изобретения является повышение качества нанесения многослойного лакокрасочного покрытия, увеличение скорости формирования защитного покрытия радиоэлементов за уникально короткое время.

Технический результат достигается тем, что в способе окраски и сушки радиоэлементов, включающем операцию подготовки эпоксидной эмали введением в нее катализатора перед нанесением на изделие и операцию сушки эмали, в качестве катализатора используют 30% раствор 2Метилимидазола в диэтиленгликоле в объеме 3-7% от массы эмали ЭПИМАЛЬ -992У, а сушку эмалевого покрытия производят за 1-2 мин при температуре 180±20°С.

Применение в предлагаемом способе окраски и сушки радиоэлементов нового катализатора как дополнительного компонента эмали позволяет ускорить сушку и повысить степень высыхания лакокрасочной пленки.

Активный по отношению к определенной марке эмали катализатор способствует полному ее отверждению. С другой стороны, количество вводимого катализатора должно быть таким, чтобы при определенных установленных режимах нанесения и сушки эмали с введенным в нее катализатором не уменьшалась жизнеспособность покрытия в составе изделия, а следовательно, и работоспособность самого изделия в течение всего срока службы. Ускорение отверждения пленки путем введения катализатора таким же образом влияет на старение получаемых пленочных покрытий, т.е. скорость старения пленки тем более увеличивается, чем выше были эффективность и концентрация примененного катализатора. Действие катализаторов в составе эмалей основано на присутствии взаимореагирующих групп. Так, эпоксидные смолы могут быть пространственно сшиты при помощи отвердителей (катализаторов), например аминов путем взаимодействия аминных и эпоксидных групп. В качестве отвердителей эпоксидных смол применяют полиамиды, содержащие свободные аминогруппы [6].

Сущность изобретения выражается в совокупности существенных признаков, достаточных для достижения обеспечиваемого изобретением технического результата. В заявляемом изобретении имеются отличительные от прототипа признаки:

- в качестве катализатора используют 30% раствор 2Метилимидазола в диэтиленгликоле в объеме 3-7% от массы эмали ЭПИМАЛЬ-992У;

- сушку эмалевого покрытия производят за 1-2 мин при температуре 180±20°С.

Таким образом, по сравнению с прототипом и аналогами было повышено качество нанесения и сушки многослойного эмалевого покрытия за счет применения измененного катализатора и увеличена скорость формирования покрытия.

Это наглядно подтверждает наличие причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков заявляемого изобретения и достигаемым техническим результатом.

В результате проведенного информационного поиска не обнаружен способ окраски и сушки радиоэлементов, содержащий все упомянутые отличительные признаки, что позволяет сделать вывод о его новизне.

Ниже приводятся конкретные примеры, подтверждающие возможность получения указанного технического результата.

Приготовление катализатора и введение его в эмаль.

В отмеренное количество - 70 вес. частей диэтиленгликоля - вводят 30 вес. частей 2Метилимидазола. Вручную перемешивают смесь до полного растворения 2Метилимидазола. Получается 30% раствор 2Метилимидазола в диэтиленгликоле - катализатор готов.

В приготовленную к работе эмаль ЭПИМАЛЬ^®-992У [5] вводят 3-7% катализатора от массы эмали в пересчете на исходную вязкость и тщательно перемешивают. Оставляют полученную смесь на хранение в течение 1 суток, не менее, для получения наибольшего эффекта по скорости сушки.

Предлагаемый способ окраски и сушки может быть использован для окраски постоянных непроволочных резисторов с аксиальными выводами или других радиоэлементов аналогичной конструкции. Нанесение эмали на резисторы может проводиться на автоматизированных линиях, позволяющих единовременно, без перезагрузки, проводить многослойную окраску (за 3-4 слоя) и цветовую кольцевую маркировку с последующей просушкой каждого слоя эмалевого покрытия и маркировки в сушильных камерах, встроенных в линию. Время сушки устанавливают в пределах 1-2 мин (в зависимости от габарита изделия), температура сушки терморадиационным способом при этом достигает - 180±20°С. Эмаль наносят методом налива с помощью встроенных в каждую окрасочную ванночку линии двух плоских металлических дисков, вращающихся вокруг своей оси навстречу друг другу, первый диск наливает эмаль на резистор, движущийся поступательно-вращательно по транспортирующей цепи, второй снимает излишки эмали во избежание возникновения наплывов на покрытии и, как следствие, пузырения его при сушке.

Предлагаемый к рассмотрению способ окраски и сушки изделий эпоксидной эмалью ЭПИМАЛЬ^®-992У с введенным в нее перед использованием ускорителем - 30% р-ром 2Метилимидазола в диэтиленгликоле, позволяет получать уникальную скорость формирования эмалевого покрытия по сравнению с эмалями ЭПИМАЛЬ^®-992П с ускорителем (10% раствором отвердителя УП-605/3 в этилцеллозольве) и ЭПИМАЛЬ^®-992У с ускорителем, состоящим из 20% р-ра 2Метилимидазола в этилцеллозольве.

Полученное по предлагаемому способу качество нанесения и сушки эмалевого покрытия (полуглянцевая однородная поверхность, достаточная за 4 слоя толщина покрытия для выпуска резисторов изолированного варианта исполнения, требуемая степень сушки покрытия эмалью ЭПИМАЛЬ^®-992У, формирующегося за уникально короткое время (1-2 мин) при 180±20°С, необходимая электрическая прочность покрытия, отсутствие дефектов внешнего вида свидетельствуют о неоспоримых достоинствах предлагаемого метода.

Результаты практического использования предлагаемого способа окраски и сушки с применением катализатора эпоксидной эмали с различным соотношением компонентов - 2Метилимидазола и диэтиленгликоля, различным процентом введения катализатора в эмаль, различным временем и различной температурой сушки представлены в таблице.

С учетом полученных результатов дополнительно к практическим экспериментам проведен контроль на воздействие изменения температуры среды и проверка перегрузкой окрашенных изделий эмалью ЭПИМАЛЬ^®-992У с катализатором (30% раствор 2Метилимидазола в диэтиленгликоле) в составе эмали 3%, 5%, 7%, 10% согласно ОТУ на резисторы постоянные (ОСТ В 11 0657-88) (акт №191/2008 от 14.10.2008 г.) [7].

Проверкой установлено, что после перегрузки напряжением на отдельных резисторах, содержащих в составе эмали 10% катализатора, наблюдаются признаки деструкции покрытия (небольшое потемнение и частичное снижение блеска в центре резистора), что может свидетельствовать о снижении конструктивно-технологического запаса и потенциальной опасности выхода из строя изделия в процессе эксплуатации.

Из полученных результатов следует, что выбранный способ окраски и сушки изделий в режиме:

температура сушки 180±20°С время сушки 1-2 мин

с соотношением компонентов катализатора - 30% раствора 2Метилимидазола в диэтиленгликоле для введения в эмаль ЭПИМАЛЬ^®-992У в объеме 3-7% от массы эмали перед ее использованием наилучшим образом обеспечивает высокое качество окраски и сушки получаемого покрытия при уникально высокой производительности операции.

Литература

1. Эмаль ЭП-921 ТУ 301-10-10189-91.

2. Полиамидная смола ПО-300 ТУ 301-10-1108-76.

3. Эмаль ЭПИМАЛЬ-992 П ТУ 2312-002-05758799-2004.

4. Ускоритель - 10% раствор отвердителя УП - 605/3 ТУ 6-10-125-91 в этилцеллозольве.

5. Эмаль ЭПИМАЛЬ-992 У ТУ2312-002-05758799-2004 с ускорителем 10%-ным раствором отвердителя УП-605/3 ТУ6-10-125-91 в этилцеллозольве.

6. «Лакокрасочные покрытия» под редакцией Четфилда Х.В., изд. Химия, Москва, 1968 г.

7. Акт №191/2008 от 14.10.2008 г.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к изготовлению непроволочных цилиндрических резисторов с аксиальными выводами, которые перед использованием окрашивают эпоксидной эмалью и сушат. Сущность изобретения состоит в том, что в эпоксидную эмаль, перед нанесением на изделие, вводят катализатор - 30% раствор 2Метилимидазола в диэтиленгликоле, в объеме 3-7% от массы эмали «ЭПИМАЛЬ-992У», а сушку эмалевого покрытия производят за 1-2 мин при температуре 180±20°С. Способ окраски и сушки радиоэлементов обеспечивает повышение качества нанесения и сушки многослойного эмалевого покрытия, увеличение скорости формирования покрытия, что в конечном итоге повышает производительность и качество изготовления непроволочных цилиндрических резисторов. 1 табл.

Способ окраски и сушки радиоэлементов, включающий операцию подготовки эпоксидной эмали введением в нее катализатора перед нанесением на изделие, операцию сушки эмали, отличающийся тем, что в качестве катализатора используют 30%-ный раствор 2-Метилимидазола в диэтилен-гликоле в объеме 3-7% от массы эмали «ЭПИМАЛЬ - 992 У», а сушку эмалевого покрытия производят за 1-2 мин при температуре 180±20°С.