Защитное съемное лакокрасочное покрытие Российский патент 2022 года по МПК C09D5/20 C09D127/24 

Изобретение относится к съемным однокомпонентным лакокрасочным составам, предназначенным для защиты поверхностей от воздействия растворов кислот и щелочей при контурном травлении (химфрезеровании) крупногабаритных деталей из алюминиевых сплавов с предварительно анодированной поверхностью. Предлагается для промышленного использования в ракето- и самолетостроении.

Из патентной литературы известен материал для защиты поверхностей при их обработке механическими, химическими или фотохимическими средствами, который включает по меньшей мере два компонента А и Б, которые смешивают непосредственно перед нанесением на защищаемую поверхность, при этом компонент А содержит кислый водород, а компонент Б способен связывать этот кислый водород и раскрывать двойные связи. Материал как таковой образуется лишь после нанесения смешанных друг с другом компонентов на защищаемую поверхность в результате поликонденсации, полимеризации или полиприсоединения (RU №2233302, С09D 5/20).

Недостаток указанного материала заключается в наличии двухкомпонентной системы с реагентами А (связующее) и В (отвердитель), которые подаются отдельно в краскорапылитель двухкомпонентной установки. Только после нанесения на поверхности происходит химическая сшивка связующего и отвердителя. Кроме этого дополнительно требуется нанесение на покрываемый металл легко отслаивающегося лакового слоя.

Из патентной литературы также известна композиция для получения легко отслаивающихся и химически стойких покрытий, для металлических и пластмассовых основ, содержащая по меньшей мере один связующий компонент А и по меньшей мере один отверждающий компонент В. Связующий компонент А содержит по меньшей мере один простой полиэфирполирольный компонент на основе полиоксиалкиленгликоля, один ароматический диамин, частицы силиконового эластомера и по меньшей мере одну полиуретанмочевину (RU №2721117, С09D 5/20).

В связи с тем, что процесс получения легко отслаивающегося и химически стойкого покрытия для металлических и пластмассовых основ трудоемкий и дорогостоящий многостадийный процесс, то покрытие должно иметь как можно более улучшенную стабильность при хранении. А наличие в указанной композиции двух компонентов А и В, где один компонент является связующим, а второй компонент выполняет роль отвердителя, не позволяет этого сделать. Кроме того, перед нанесением покрытия, также как в первом аналоге, на основу наносится лаковый слой для облегчения снятия лакокрасочного покрытия после окончания процесса травления.

Наиболее близкой по своему составу к предлагаемому защитному съемному лакокрасочному покрытию можно считать эмаль ХВ-797, состоящую из раствора поливинилхлоридной хлорированной смолы (ОСТ 6-01-37-88) в смеси органических растворителей с добавками эпоксидной смолы, микроталька и пластификатора - парафина хлорированного (ТУ 6-10-1711-79).

Указанная эмаль предназначена для защиты поверхности металлов, неподлежащих травлению при контурном травлении алюминиевых сплавов с анодированной поверхностью, применятся в электронной промышленности для изготовления электроприборов. Покрытие, образованное указанной эмалью, защищает поверхность металла от агрессивного воздействия окружающей среды, обладает термостойкостью, а также устойчивостью к воздействию щелочей и кислот. Но в связи с тем, что перед нанесением тщательно перемешанную эмаль дополнительно добавляют растворитель, пары которого способствуют крайне высокой степени загрязнения окружающей среды, эмаль ХВ-797 небезопасна, и, кроме того, ее применение не обеспечивает легкий и эффективный съем лакокрасочной пленки после окончания процесса контурного травления, пленка становится неэластичной, плохо отслаивается и рвется на мелкие кусочки. А это увеличивает трудоемкость химфрезерования крупногабаритных, с большой площадью покрытия защитной эмалью, деталей.

Эмаль ХВ-797 является бесцветной эмалью: это приводит к тому, что при ее нанесении на поверхность деталей методом пневмораспыления трудно контролировать толщину полученной лакокрасочной пленки.

Кроме того, в процессе хранения указанной эмали, как правило, образуется плотный, как камень, осадок, который снижает качество эмали и увеличивает процент потерь при использовании.

Всем вышеуказанным композициям присущи обусловленные спецификой их применения недостатки, касающиеся экологической безопасности, или продолжительности технологических операций, или трудностей в случае обработки сложных конструктивных форм.

Задача, для решения которой разработано предлагаемое однокомпонентное съемное лакокрасочное покрытие - получение легко отслаивающегося от металлических основ и химически стойкого покрытия с необходимой толщиной слоя, исключение дополнительного добавления растворителей (должны иметь как можно более низкую долю растворителей) или других компонентов, а также уменьшение трудоемкости при снятии лакокрасочной пленки после химфрезерования и улучшение стабильности эмали при хранении (отсутствие плотного осадка).

Технический результат достигается за счет применения однокомпонентного состава съемного лакокрасочного покрытия, снижения нагрузки на окружающую среду, получения эффективно и легко снимающейся с поверхности крупногабаритных деталей защитной лакокрасочной пленки, а также значительного снижения трудоемкости химфрезерования.

Предлагаемое однокомпонентное съемное лакокрасочное покрытие обеспечивает надежную защиту от воздействия горячего раствора щелочи и концентрированной азотной кислоты и позволяет фрезеровать металл травлением на глубину до 4 мм с сохранением четкого контура травления без подтравов и «пробоев» изоляционного покрытия.

Поставленная задача решается тем, что защитное съемное лакокрасочное покрытие, включающее поливинилхлоридную хлорированную смолу в смеси органических растворителей, дополнительно содержит модифицирующие смолы и пигмент, в следующем соотношении компонентов, мас.%:

поливинилхлоридная хлорированная смола 40 органические растворители 45 модифицирующие смолы 10 пигмент 5.

Защитное съемное лакокрасочное покрытие получают растворением поливинилхлоридной хлорированной смолы ОСТ 6-01-37-88 в смеси органических растворителей (ацетон, бутилацетат, ксилол, толуол), с добавлением модифицирующих смол и пигмента ГОСТ 2912-79 сорт ОХП-1, ОХП-2.

После механического перемешивания компонентов состав доводится добавлением растворителя (толуол) до рабочей вязкости 50-65 с по вискозиметру В3-246 с диаметром сопла 4 мм при температуре 20,0±0,5°С. Готовая защитная эмаль наносится на анодированную поверхность методом пневматического или безвоздушного распыления. Сушка каждого слоя 30 мин при температуре 20±2°С / Толщина трех-четырехслойного покрытия 200-250 мкм. Окончательная сушка - 24 часа. Допускается послойная сушка эмали при температуре от плюс 15°С до 25°С. Окончательная сушка - 48 часов.

По окончании сушки по лакокрасочному покрытию производится разметка зон травления металла, с которых лакокрасочная пленка удаляется отслаиванием.

Полученное лакокрасочное покрытие многократно устойчиво в щелочном растворе (170 г/л NaOH при темп. 80°С) и в растворе азотной кислоты (300 г/л HNO₃ при температуре 20-25°С).

Глубина травления металла для деталей из алюминиевых сплавов достигает порядка 4 мм.

После окончания процесса химического фрезерования защитное лакокрасочное покрытие легко снимается «чулком», не оставляя следов на поверхности металла.

Снятую после травления лакокрасочную пленку можно использовать повторно, путем растворения ее в толуоле.

Необходимо отметить, что важнейшую роль в составе съемного лакокрасочного покрытия играют модифицирующие смолы, свойства которых направлены на улучшение качества основного компонента - поливинилхлоридной хлорированной смолы, имеющей нестабильное качество, и, как следствие, являются регулятором адгезионных свойств самой защитной эмали (влияют на уменьшение или на увеличение этих свойств), а также улучшают или ухудшают стабильность эмали при хранении, препятствуя при этом образованию плотного осадка.

Для улучшения видимости лакокрасочного покрытия при окраске в состав предлагаемой эмали введен пигмент, процентный состав которого в готовом покрытии регулирует интенсивность окраски лакокрасочной пленки.

Цвет лакокрасочной пленки зависит от выбранного пигмента и может быть выбран по требованию заказчика.

Предложенный состав процентного содержания смол является наиболее оптимальным. Подбирался опытным путем до получения необходимой и достаточной силы адгезии лакокрасочной пленки к анодированной металлической подложке для выполнения химифрезерования, в том числе и крупногабаритных деталей.

Проведенные испытания показали, что изменение предложенного соотношения компонентов в сторону увеличения или уменьшения, приведет к изменению свойств защитной съемной эмали.

Использование изобретения в виде однокомпонентной изолирующей лакокрасочной композиции, обладающей высокой химической стойкостью, позволяет получить, в том числе и на крупногабаритных деталях, четкий контур травления (химфрезерования) без подтравов фаски и «пробоев» изолирующего лакокрасочного покрытия агрессивными растворами.

Изобретение может быть использовано для защиты поверхностей при контурном травлении крупногабаритных деталей из алюминиевых сплавов. Защитное съемное лакокрасочное покрытие содержит поливинилхлоридную хлорированную смолу, органические растворители, модифицирующие смолы и пигмент. Технический результат заключается в получении химически стойкого и легко отслаивающегося от металлической поверхности покрытия. 1 пр.

Защитное съемное лакокрасочное покрытие, состоящее из поливинилхлоридной хлорированной смолы в смеси органических растворителей, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит модифицирующие смолы и пигмент в следующем соотношении компонентов, мас.%:

Поливинилхлоридная хлорированная смола 40 Органические растворители 45 Модифицирующие смолы 10 Пигмент 5