КОМПОЗИТНОЕ ПОКРЫТИЕ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2018 года по МПК C09D5/10 C09D5/08 C09D175/04 

Предлагаемое решение относится к покрытиям для твердых материалов и может быть использовано для создания декоративного эффекта натуральной металлической поверхности твердого материала с характерным естественным металлическим блеском.

Широко известны композиции покрытий на основе полимерных смол, содержащие металлический порошок. Обычно они используются для антикоррозийной и химической защиты, но не позволяют получить декоративный эффект блеска металла.

Известны цинксодержащие антикоррозионные покрытия на основе полимерных композиций, производящиеся научно-производственным холдингом ВМП (http://vmp-holding.ru/products/materials/). Они предназначены для антикоррозионной защиты, но не обладают декоративными свойствами придания поверхности металлического блеска после шлифовки или полировки.

Известна также антикоррозионная композиция по патенту РФ №2169165 (МПК G09D 175/04, G09D 5/10, приор. 29.12.1999, опубл. 20.06.2001), содержащая высокодисперсный порошок цинка, связующее, в качестве которого используют полиуретановый лак, реологическую добавку и органический растворитель. Эта композиция является одноупаковочной и предназначена для антикоррозионной и химической защиты, но также не обладает декоративными свойствами придания поверхности металлического блеска после шлифовки или полировки.

Известно алюминийсодержащее декоративно-защитное покрытие Blitz-алюминий на основе полимерной композиции, производящиеся ООО «ХимГранд» г. Москва (http://chemgrand.in/products/syntal.html). Оно предназначено для антикоррозионной защиты и создает блестящую серебристую пленку на поверхности, но блеск полученной пленки даже после шлифовки или полировки не похож на блеск настоящего металла.

Ставится задача создать прочное покрытие, позволяющее достигнуть декоративного эффекта - натуральной металлической поверхности твердого материала с характерным естественным металлическим блеском после шлифовки или полировки.

Первый вариант решения задачи состоит в том, что покрытие содержит порошок металла, полиуретановую смолу, отвердитель, в качестве которого используется алифатический изоцианат, и органический растворитель для полиуретанов, в соотношении, мас. %:

порошок металла 35-80 полиуретановая смола 12-45 отвердитель (алифатический изоцианат) 4-15 растворитель для полиуретанов остальное

Второй вариант - в том, что покрытие содержит порошок металлического сплава, полиуретановую смолу, отвердитель, в качестве которого используется алифатический изоцианат, и органический растворитель для полиуретанов, в соотношении, мас. %:

порошок металлического сплава 35-80 полиуретановая смола 12-45 отвердитель (алифатический изоцианат) 4-15 растворитель для полиуретанов остальное

Проведенные исследования показали, что при нанесении на поверхность материала покрытия, содержащего указанные компоненты в указанных соотношениях, после шлифовки или полировки (в зависимости от требуемого декоративного эффекта), получается натуральная металлическая поверхность твердого материала с характерным естественным металлическим блеском. Изделие с нанесенным на поверхность покрытием после шлифовки или полировки выглядит как изготовленное из металла. Покрытия с указанным соотношением компонентов неизвестны.

В составе покрытия могут использоваться порошки преимущественно цветных металлов, например, Ni, Cu, Ti, Sn, Mg, Si, Cr, Pt, Au и т.д., но возможно использовать порошки железа и низколегированных сталей. Можно использовать в составе покрытия порошки сплавов цветных металлов, например, мельхиор, пьютер и т.д., а также высоколегированных сталей, никелевых, титановых сплавов и т.д.

Предлагаемые покрытия могут применяться для создания декоративного эффекта натуральной металлической поверхности твердого материала с характерным естественным металлическим блеском после шлифовки или полировки на поверхности твердых материалов, например, древесины, МДФ, стекла, фарфора, акрила, гипса, камня, кирпича, бетона, керамики, фарфора, штукатурки, стекловолокна, картона, бумаги, пенополистирола, полистирола и т.д.

Возможно получать эффект блеска одного металла на поверхности другого. При этом можно менее привлекательному, но более прочному металлу придать вид более привлекательного.

Для производства покрытия необходимо смешать указанные компоненты в пределах указанных соотношений, при условиях, обычных для окрашивания поверхностей. Приготовленный состав может быть нанесен на поверхность при помощи кисти, воздушным распылением или безвоздушным распылением. Целесообразно изготовить заранее базовый состав (порошок металла или сплава, полиуретановая смола и растворитель для полиуретанов), а отвердитель вводится в него непосредственно перед нанесением, т.е покрытие является двухупаковочным. Жизнеспособность состава после введения отвердителя составляет 2-4 часа.

После нанесения состава и высушивания в естественных условиях покрытие шлифуется или полируется в зависимости от необходимой степени металлического блеска.

В качестве конкретных примеров использованных покрытий можно привести следующее.

Пример 1: покрытие, в составе, мас. %:

порошок Sn (олово) 35 полиуретановая смола 45 отвердитель (алифатический изоцианат) 15 растворитель для полиуретанов 5

Пример 2: покрытие в составе, мас. %:

порошок мельхиора 35 полиуретановая смола 45 отвердитель (алифатический изоцианат) 15 астворитель для полиуретанов 5

В примерах 1 и 2 состав получился однородный, жидкотекучий и пригоден для воздушного и безвоздушного распыления. После нанесения на предмет и полного отверждения покрытия, произвели шлифовку и полировку покрытий, металл вскрылся от окислов и блестит естественным металлическим блеском, характерным для, соответственно, олова или мельхиора.

Пример 3: покрытие, в составе, мас. %:

порошок Ni (никель) 80 полиуретановая смола 12 отвердитель (алифатический изоцианат) 4 растворитель для полиуретанов 4

Пример 4: покрытие в составе, мас. %:

порошок пьютера 80 полиуретановая смола 12 отвердитель (алифатический изоцианат) 4 растворитель для полиуретанов 4

В примерах 3 и 4 состав получился однородный, густой и пригоден для нанесения кистью, шпателем. После нанесения на предмет и полного отверждения покрытия произвели шлифовку и полировку покрытий, металл вскрылся от окислов и блестит естественным металлическим блеском, характерным для, соответственно, никеля или пьютера.

Проверялись также варианты покрытий, содержащие другие металлы и сплавы в соотношениях в рамках указанных.

Прочностные свойства покрытия были проверены в лабораторных условиях. Испытывались варианты покрытий с использованием различных металлов и сплавов при соотношениях компонентов в рамках указанных.

Проведены испытания по ГОСТ 20811-75 метод А, исх. №31/ИЦ от 27.04.2015 г., в аккредитованном испытательном центре ООО «Рутил», г. Санкт-Петербург, аттестат РОСС RU.0001.21XM 34.

Сущность метода заключается в определении массы кварцевого песка, необходимого для разрушения покрытия до подложки при падении на него струи песка.

Прочность покрытия к истиранию определяется количеством песка в килограммах, отнесенного к единице толщины покрытия в микрометрах. Метод применяется для покрытий толщиной не более 60 мкм.

Прочность покрытия к истиранию (X) в кг/мкм вычисляют по формуле

где m - масса песка, израсходованная на истирание, кг; h - толщина покрытия, мкм.

Испытания покрытия на абразивное истирание показали, что оно устойчиво к абразивному истиранию - прочность более 5,0 ед. (не до подложки) при массе песка 100 кг и толщине декоративного композитного покрытия 20 мкм.

Дополнительно отметим, что в случае нанесения на поверхность металлов, например стали, алюминия, композитное покрытие проявляет антикоррозионные свойства. Кроме того, композитное покрытие на поверхности твердых материалов проявляет также и антиэрозионные свойства. Это существенно при нанесении покрытия на поверхность пористых материалов.

Покрытие может использоваться в экстерьерах и на фасадах зданий, в отделке элементов ландшафтного дизайна, в интерьерах, отделке мебели и элементов убранства.

Ниже приводится таблица, содержащая основные показатели свойств по примерам.

Изобретение относится к двухупаковочным композициям для покрытий для твердых материалов на основе полиуретановой смолы. В композиции для покрытия используются полиуретановая смола, отвердитель, растворитель и порошки металлов, преимущественно цветных металлов, например Ni, Cu, Ti, Sn, Mg, Si, Cr, Pt, Au и т.д., но возможно использование порошков железа и низколегированныех сталей. Можно использовать в составе покрытия порошки сплавов цветных металлов, например мельхиор, а также высоколегированных сталей, никелевых, титановых сплавов. После шлифовки или полировки покрытые предлагаемой композицией изделия выглядят как металлические. Изобретение позволяет создать декоративный эффект натуральной металлической поверхности твердого материала с характерным естественным металлическим блеском после шлифовки или полировки на их поверхности. 4 н.п. ф-лы, 1 табл.

1. Композитное покрытие для твердого материала, содержащее порошок металла, полиуретановую смолу, отвердитель и растворитель, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

порошок металла 35-80 полиуретановая смола 12-45 отвердитель 4-15 растворитель остальное

2. Применение композитного покрытия, содержащего порошок металла, полиуретановую смолу, отвердитель и растворитель, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

порошок металла 35-80 полиуретановая смола 12-45 отвердитель 4-15 растворитель остальное

в качестве средства для создания декоративного эффекта металлического блеска на поверхности твердого материала, после шлифовки или полировки.

3. Композитное покрытие для твердого материала, содержащее порошок металлического сплава, полиуретановую смолу, отвердитель и растворитель, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

порошок металла 35-80 полиуретановая смола 12-45 отвердитель 4-15 растворитель остальное

4. Применение композитного покрытия, содержащего порошок металлического сплава, полиуретановую смолу, отвердитель и растворитель, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

порошок металла 35-80 полиуретановая смола 12-45 отвердитель 4-15 растворитель остальное

в качестве средства для создания декоративного эффекта металлического блеска на поверхности твердого материала после шлифовки или полировки.