КОМПОЗИТНЫЙ МАТЕРИАЛ С ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ОСНОВОЙ И ЭЛЕКТРОПРОВОДНЫМ ЗАЩИТНО-ДЕКОРАТИВНЫМ ПОКРЫТИЕМ И ИЗДЕЛИЕ ИЗ НЕГО Российский патент 2011 года по МПК C09D163/02 C09D5/10 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к области производства композитных материалов и изделий с электропроводным защитно-декоративных покрытием диэлектрической основы, которые могут использоваться в различных отраслях промышленности, в частности для производства композитных материалов и изделий с диэлектрической основой типа древесно-волокнистых плит (ДВП) типа MDF, OSB, фанеры, оргалита, древесностружечных плит (ДСП), дерева, керамики, стекла, кирпича, асбоцемента, бетона и др.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Известна используемая в качестве клея или для изготовления 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 позволить 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 преимуществами с точки зрения охраны окружающей среды, поскольку оно позволяет уменьшить выделение при окраске летучих органических соединений и отходы покрытий. 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, что приводит к неравномерному осаждению порошка и плохому сцеплению порошка с основой перед отверждением нанесенного порошкового покрытия краски. Качество покрытия является неудовлетворительным как на лицевых поверхностях окрашиваемых материалов, так и на кромках.

Известен способ повышения электропроводности поверхности ДВП типа 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 плит 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 того, чтобы повысить поверхностную электропроводность. Недостаток этого решения состоит в том, что во время процесса плавления/отверждения под порошковой пленкой образуется водяной пар, что приводит к пористости покрытия, плохому сцеплению порошка краски с основой и образование пузырей под слоем краски.

Известен способ 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. Недостаток этого способа состоит в том, что из-за потери тепла кромки плит часто не имеют достаточного покрытия.

Для повышения электропроводности поверхности на основу наносят также проводящий, обычно водорастворимый грунт, увеличивающий проводимость поверхности и повышающий качество 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 GB1524531 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), которая наносится на изделия из 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 показателей большинства диэлектрических материалов, особенно древесно-волокнистых материалов 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 до 10 мин и затем наносят порошковое покрытие методом электростатического напыления порошкового покрытия [4].

Этот способ предварительной обработки позволяет эффективно 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 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, 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].

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 придание 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, бутил целлюлозы, ксилола и ацетона 80-120 и хлорполиольная алифатическая эпоксидная смола 10-18 [7].

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату (прототипом) является материал с защитным износостойким при повышенных температурах и в коррозионно-активных средах покрытием, включающим эпоксидную диановую смолу, аминный отвердитель и чугунный порошок, который 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 соотношении компонентов, мас.ч.: эпоксидная диановая смола 100-120, полиэтиленполиамин 15-18, чугунный порошок 400-500 [8].

Общими техническими недостатками указанных материалов являются низкая электропроводность и негладкая матовая поверхность покрытия, низкая механическая твердость и прочность покрытий и практическая непригодность для их последующей окраски порошковыми красками методами электростатического осаждения.

ЦЕЛЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ И ТЕХНИЧЕСКИЙ РЕЗУЛЬТАТ

Целью изобретения и достигаемым при его использовании техническим результатом является получение композитного материала и изделий с диэлектрической основой и защитно-декоративным электропроводным покрытием:

- 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, кручение и поверхностные механические и температурные воздействия,

- обеспечивающего возможность последующей качественной окраски 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 в композитном материале с диэлектрической основой и защитно-декоративным покрытием, содержащим эпоксидную смолу, отвердитель и металлический порошок, согласно изобретению защитно-декоративное покрытие выполнено электропроводным и 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 частей (90-86): (10-14) или Эпикот 223 (Shell Corparation, Голландия) и Эпикот 401 (Shell Corparation, Голландия) в преимущественном массовом соотношении частей (87-83):(13-17), отвердитель, преимущественно полиамидного типа, и мелкодисперсный металлический, преимущественно алюминиевый, порошок (ПАП-2, ГОСТ 5494-95).

При этом защитно-декоративное покрытие композитного материала содержит компоненты в преимущественном массовом соотношении: смесь высокомолекулярных эпоксидных смол 100-120, полиамидный отвердитель 21-26 и мелкодисперсный металлический порошок 28-37.

При этом защитно-декоративное покрытие в качестве полиамидного отвердителя 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 защитно-декоративное покрытие получено из жидкой композиции, преимущественно содержащей, мас.ч.: смесь высокомолекулярных эпоксидных смол 100-120, полиамидный отвердитель 21-26, мелкодисперсный металлический, преимущественно алюминиевый порошок 28-37 и органический растворитель 64-78, 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 частей 22: 40:38.

При этом защитно-декоративное покрытие получено из жидкой композиции, дополнительно содержащей диспергатор мелкодисперсного металлического порошка, например, «Дегусса R-3002» («Degussa» R-3002, Degussa Evolonik Industries SKW, Trosberi, Германия) или «BYK 1413» (BYK-Chemie, Германия) и дополнительно содержащей стабилизатор мелкодисперсного металлического порошка, например, «BASF 04/118» (BASF Group, Германия).

В качестве диэлектрической основы материал содержит обычно используемые в промышленности древесно-волокнистый материал преимущественно типа MDF, древесно-стружечный материал, древесину, фанеру, асбо-цементный материал, шифер, керамику, стекло, фаянс, бетон или композитные материалы на их основе.

Поставленная цель и требуемый технический результат достигаются также тем, что в изделии из композитного материала с диэлектрической основой и защитно-декоративным покрытием, включающим эпоксидную смолу отвердитель и металлический порошок, согласно изобретению защитно-декоративное покрытие изделия выполнено электропроводным и содержит смесь высокомолекулярных эпоксидных смол, преимущественно 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), отвердитель, преимущественно полиамидного типа, и мелкодисперсный металлический, преимущественно алюминиевый, порошок.

При этом защитно-декоративное покрытие изделия содержит компоненты в соотношении, мас.ч.: смесь высокомолекулярных эпоксидных смол 100-120, полиамидный отвердитель 21-26 и мелкодисперсный металлический, преимущественно алюминиевый, порошок 28-37.

При этом защитно-декоративное покрытие изделия в качестве полиамидного отвердителя содержит димеризованные кислоты льняного масла с кислотным числом 220, 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.

При этом защитно-декоративное покрытие изделия получено из жидкой композиции, содержащей, мас.ч.: смесь высокомолекулярных эпоксидных смол 100-120, полиамидный отвердитель 21-26, мелкодисперсный металлический, преимущественно алюминиевый порошок 28-37 и органический растворитель 64-78, преимущественно в виде смеси толуола, бутанола и бутилацетата или ксилола, изопропилового спирта и этилацетата в преимущественном массовом соотношении 22:40:38.

При этом защитно-декоративное покрытие изделия получено из жидкой композиции, дополнительно содержащей диспергатор мелкодисперсного металлического порошка, например, «Дегусса R-3002» или «BYK 1413» и дополнительно содержащей стабилизатор мелкодисперсного металлического порошка, например, «BASF 04/118».

При этом в качестве диэлектрической основы изделие содержит древесно-волокнистый материал, преимущественно типа типа MDF, древесно-стружечный материал, древесину, фанеру, асбо-цементный материал, шифер, керамику, стекло, фаянс, бетон или композитные материалы на их основе и изготовлено в виде мебельной плиты, столешницы, подоконника, наличника, дверного полотна, декоративной стеновой панели, фасада кухонного шкафа, прилавка, багета, элемента мебели, информационного стенда, таблички, малой архитектурной формы для украшения ландшафта и рекламы.

Приведенные количественные показатели компонентов композиции являются преимущественными, но не обязательными и на практике могут колебаться относительно указанных значений.

В качестве отдельных компонентов могут использоваться и другие аналогичные по свойствам и достигаемому результату вещества и композиции.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ И ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ

Композитный материал с диэлектрической основой и защитно-декоративным покрытием и изделия из него изготавливали и испытывали в промышленных условиях.

Примеры изготовления композитного материала с диэлектрической основой и защитно-декоративным покрытием и изделий из материала показывают существенное упрочнение поверхности основы, высокую стойкость к влаге, атмосферным воздействиям и воздействию солнца

Пример 1. На испытательной площадке в пос. Отрадное, Ленинградской области был изготовлен из материала по изобретению информационный стенд с буквами, вырезанными из древесно-волокнистой плиты MDF и окрашенными порошковой краской методом электростатичекого напыления. 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 древесно-волокнистой плиты MDF размером 50Х50 мм были покрытые одним и двумя слоями покрытия по изобретению и помещены в емкость с водой, где продержались на плаву в течение 20 дней без визуальных изменений геометрических размеров. Это доказывает существенное повышение влагостойкости основы, поскольку известно, что материал MDF высоко гигроскопичен, и быстро увеличивает свою толщину за счет капиллярного всасывания воды более чем в 1,2 раза. Измерение толщины проверочных образцов, покрытых одним и двумя слоями покрытия, показало практическое равенство этих значений с исходным состоянием до помещения образцов в воду на 20 дней.

Пример 3. На поверхности древесно-волокнистой плиты MDF с покрытием по изобретению и окрашенной порошковой краской методом электростатичекого напыления была оставлена зажженная сигарета, которая дотлела до самостоятельного прекращения тления (2-3 мин) и она не прожгла покровной поверхности краски, оставив лишь темный след. Это доказывает существенное увеличение теплопроводности и стойкости поверхности покрытия к температурным воздействиям. Отсутствие возгорания или тления композитного материала по изобретению объясняется высокой теплопроводностью алюминия, который входит в состав композиции покрытия, составляет 190 [W/(m·К)], а MDF - 0.07 [W/(m·К)], т.е теплопроводность покрытия в 2700 раз выше, что обеспечивает высокий уровень теплоотведения при локальном нагреве.

Пример 4. Пластина MDF была покрыта покрытием по изобретению, окрашена гибридной порошковой краской и без отверждения краски 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 покрытия удерживать краску за счет высокой электропроводности.

Пример 5. Пластина MDF была загрунтована составом по изобретению и окрашена порошковой краской с ее полимеризацией, после чего на образцах делали крестообразные надрезы, а затем скотчем пробовали поднять края разрезов. Края разрезов покрытий при этом не отслаивались, что подтверждает сильную адгезию покровного слоя к основе. Все качественно окрашенные изделия по изобретнию выдержали тесты по ГОСТ 15140-78 адгезиметром А2-70.

Пример 6. Пластина MDF была загрунтована составом по изобретению 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 по изобретению выдержали тесты на прямой удар по ASTM D 2794.

Композицию для изготовления покрытия композитного 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), этилцеллозольва (ГОСТ 8313) и ксилола (ГОСТ 9949) в соотношении соответственно по мас.ч.: 30-30-40.

Приготовленный замес компонентов композиции пригоден к использованию в течение не менее 6 часов.

Подготовленную, но неиспользованную для нанесения на основу материала 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°С до 45°С в закрытом отапливаемом помещении.

Основные характеристики основы композиции (компонента А).

Таблица 1 Наименование показателя Норма Внешний вид Однородная вязкая жидкость, бесцветная или слегка окрашенная Условная вязкость основы по вискозиметру В3-246 с диаметром сопла 4 мм при температуре 20+0,5°С, с 13-19 Массовая доля нелетучих веществ, % 34-40

Основные характеристики отвердителя-катализатора для (компонента В).

Таблица 2 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 понимается время, по истечении которого начинается резкое нарастание вязкости смеси отвердителя со смолой.

Основные характеристики модифицированного алюминиевого порошка (компонента С).

Таблица 3 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

Основные технические характеристики покрытия.

Таблица 4 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 13-19 ГОСТ 17537 Массовая доля нелетучих веществ в полуфабрикате, % 34-40 ГОСТ 17537 Время высыхания до степени отлипа 3 ч не более:   ГОСТ 6589 При Т=20 град 6   При Т=90 град 1   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   Уровень опасности пожаровзрывоопасный ГОСТ 12.1007-76 Рекомендуемая влажность воздуха., не выше % 80   Класс опасности 3 ГОСТ 12.1.007-76

Основные способы окраски различных типов поверхностей

Таблица 5 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         Пневмораспыление 1 нет

Эксперименты показали, что при окрашивании пластин MDF, покрытых указанной 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 красках Гатчинского завода порошковых красок.

Отверждение порошковых покрытий происходит в термокамере на поверхности изделий с покрытием по изобретению. При этом образование слоя краски на поверхности диэлектрического материала происходит значительно быстрее, чем в случае жидких красок, в связи с тем, что процесс окраски не связан с улетучиванием растворителя или воды. Пленка краски формируется из расплавов в зависимости от температуры всего за 12-20 минут.

При производстве композиционного материала и изделий на основе диэлектрического материала, имеющего волокнистую структуру, материал, например, MDF разогревают до температуры 80-90 градусов и выдерживают 10 минут для удаления межволоконной влаги. Рекомендуемая влажность поверхности перед обработкой 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 покрытия 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 обычно происходит подъем волокон основы и открытие пор в поверхности покрытия.

После этого производят шлифование поверхности покрытия для срезания волокон основы, поднявшихся в процессе полимеризации композиции покрытия.

Затем производят повторное нанесение композиции покрытия, которое закрывает создавшиеся при этом 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, после чего запекают слой краски в камере нагревания при температуре 170 градусов С в течение 18 минут.

Эксперименты показали возможность перекрашивания композиционного материала и изделий из него с изменением цвета.

Высокая электропроводность покрытия 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 - получения композитного материала и изделий из него с защитно-декоративным покрытием;

- 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,

- 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 изобретений, существенность всех общих и частных признаков изобретений, промышленную применимость, практическую осуществимость изобретения и достижение поставленных изобретением задач и требуемого технического результата, по нашему мнению заявленная группа изобретений 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.

Кроме этого, анализ совокупности существенных признаков изобретений группы и достигаемого при использовании единого технического результата показывает наличие единого изобретательского замысла, тесную и неразрывную связь, что позволяет объединить два изобретения в одной заявке.

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

4. 2271875 RU, 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. 98103869 RU, E04F 15/02, опубл. 2000.01.10.

7. 2071494 RU, C09D 163/02, опубл. 1997.01.1.

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

Изобретение относится к композитным материалам и изделиям из них с электропроводным защитно-декоративным покрытием диэлектрической основы, которые могут быть использованы в различных отраслях промышленности. Предлагается композитный материал с диэлектрической основой и защитно-декоративным покрытием. Электропроводное защитно-декоративное покрытие получено из композиции, содержащей 100-120 мас.ч. смеси эпоксидных смол марки 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, 21-26 мас.ч. полиамидного отвердителя, 28-37 мас.ч. мелкодисперсного алюминиевого порошка и 64-78 мас.ч. смеси органических растворителей - толуола, бутанола и бутилацетата или смеси ксилола, изопропилового спирта и этилацетата в массовом соотношении 22:40:38. Изобретение обеспечивает получение защитно-декоративного покрытия с повышенной устойчивостью к воздействию окружающей среды и прочностью материала на изгиб, кручение и поверхностные механические воздействия. При этом покрытие обладает высокими эстетическими характеристиками поверхности и обеспечивает возможность качественной окраски и перекраски порошковыми красками методами электростатического осаждения. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 5 табл.

1. Композитный материал с диэлектрической основой и электропроводным защитно-декоративным покрытием, характеризующийся тем, что электропроводное защитно-декоративное покрытие получено из композиции, содержащей смесь эпоксидных смол марки Э-40 и Э-05 при массовом соотношении 90-86:10-14 или Эпикот 223 и Эпикот 401 при массовом соотношении 87-83:13-17, полиамидный отвердитель, мелкодисперсный алюминиевый порошок и смесь органических растворителей толуола, бутанола и бутилацетата или смесь ксилола, изопропилового спирта и этилацетата в массовом соотношении 22:40:38 при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
указанная смесь эпоксидных смол 100-120 указанный отвердитель 21-26 мелкодисперсный металлический порошок 28-37 указанная смесь органических растворителей 64-78

2. Композитный материал по п.1, характеризующийся тем, что электропроводное защитно-декоративное покрытие материала в качестве мелкодисперсного алюминиевого порошка содержит поверхностно модифицированный мелкодисперсный порошок, обработанный методом противотока в «кипящем слое» парогазовой фазы с критической поверхностной энергией 40-45 эрг/см².

3. Композитный материал по п.1, характеризующийся тем, что защитно-декоративное покрытие материала в качестве полиамидного отвердителя содержит димеризованные кислоты льняного масла с кислотным числом 220.

4. Композитный материал по п.1, характеризующийся тем, что защитно-декоративное покрытие материала получено из композиции, дополнительно содержащей диспергатор мелкодисперсного алюминиевого порошка.

5. Композитный материал по п.1, характеризующийся тем, что защитно-декоративное покрытие материала получено из композиции, дополнительно содержащей стабилизатор мелкодисперсного алюминиевого порошка.

6. Композитный материал по п.1, характеризующийся тем, что в качестве диэлектрической основы материал содержит древесно-волокнистый материал, древесно-стружечный материал, древесину, фанеру, асбоцементный материал, шифер, керамику, стекло, фаянс, бетон или композитные материалы на их основе.

7. Композитный материал по п.1, характеризующийся тем, что в качестве диэлектрического материала преимущественно содержит древесно-волокнистый материал типа MDF.

8. Изделие из композитного материала с диэлектрической основой и электропроводным защитно-декоративным покрытием, характеризующееся тем, что электропроводное защитно-декоративное покрытие изделия получено из композиции, содержащей смесь эпоксидных смол марки Э-40 и Э-05 при массовом соотношении 90-86:10-14 или Эпикот 223 и Эпикот 401 при массовом соотношении 87-83 : 13-17, полиамидный отвердитель, мелкодисперсный алюминиевый порошок и смесь органических растворителей толуола, бутанола и бутилацетата или смесь ксилола, изопропилового спирта и этилацетата в массовом соотношении 22:40:38 при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
указанная смесь эпоксидных смол 100-120 указанный отвердитель 21-26 мелкодисперсный металлический порошок 28-37 указанная смесь органических растворителей 64-78

9. Изделие из композитного материала по п.8, характеризующееся тем, что защитно-декоративное покрытие изделия в качестве мелкодисперсного алюминиевого порошка содержит поверхностно модифицированный мелкодисперсный алюминиевый порошок, обработанный методом противотока в «кипящем слое» парогазовой фазы с критической поверхностной энергией 40-45 эрг/см².

10. Изделие из композитного материала по п.8, характеризующееся тем, что получено из жидкой композиции, дополнительно содержащей диспергатор мелкодисперсного алюминиевого порошка.

11. Изделие из композитного материала по п.8, характеризующееся тем, что защитно-декоративное покрытие изделия получено из композиции, дополнительно содержащей стабилизатор мелкодисперсного металлического порошка.

12. Изделие из композитного материала по п.8, характеризующееся тем, что в качестве диэлектрической основы изделие содержит древесно-волокнистый материал, древесно-стружечный материал, древесину, фанеру, асбоцементный материал, шифер, керамику, стекло, фаянс, бетон или композитные материалы на их основе.

13. Изделие из композитного материала по п.9, характеризующееся тем, что в качестве диэлектрической основы изделие преимущественно содержит древесно-волокнистый материал типа MDF.

14. Изделие из композитного материала по п.12, отличающееся тем, что изготовлено в виде мебельной плиты, столешницы, подоконника, наличника, дверного полотна, декоративной стеновой панели, фасада кухонного шкафа, прилавка, багета, элемента мебели, информационного стенда, таблички, малой архитектурной формы для украшения ландшафта и рекламы.