Способ получения покрытий Советский патент 1976 года по МПК B05D1/38 B05D7/14 

Сущность способа заключается в замене дисперсионной среды студней, наносимых послойно па защищаемые поверхности, веществами, повыщающими защитную способность покрытий (ипгибиторы, антиоксиданты, протекторные элементы и т. п.).

Дисперсионную среду из ячеек полимерного каркаса студней удаляют с помощью вспомогательных легколетучих жидкостей, а затем растворитель заменяют соответствующим защитным веществом. Испарение жидкостей целесообразно использовать для создания в ячейках разрежения, облегчающего их заполнение необходимыми компонептами. Слой студня с удаленной дисперсионной средой является хорощей грунтовкой, имеющей развитую поверхность, в порах которой происходит механическое закрепление защитных слоев из материалов, обладающих плохой адгезией. При использовании вспомогательных жидкостей, являющихся растворителями как дисперсиоппой среды, так и полимерного материала последующих слоев покрытия, создается возможность для совмещения операций технологического цикла формирования защитных покрытий.

Замещение дисперсионной среды в ячейках полимерного каркаса студней металлами и металлсодержащими соединениями позволяет создать металлополимерные покрытия, обеснечивающие протекторную защиту изделий, отвод статического электричества с поверхности покрытий. Насыщение поверхности покрытий добавками, обладающими высокой отражательпой способностью, например алюминием, повыщает стойкость защитных систем к световому старению, которое является одним из основных разрушающих факторов для полимерных изделий, эксплуатируемых в атмосферных условиях.

Ячеистая структура покрытий на основе полимерных студней позволяет рационально использовать вспомогательные вещества, реализовать максимальную площадь их контакта с полимерной основой. Вымывая дисперсионную среду в соответствующих областях покрытий, можно получить преимущественное копцентрирование защитных добавок на участках, наиболее подверженных разрушаЕощим воздействиям (поверхность покрытий, острые кромки, места соединения деталей и т. д.).

Пример I. Требуется сформировать на стальной детали полиэтиленовое покрытие, стойкое к действию растворов солей и щелочей. На очищенную поверхность изделия наносят вибровихревым методо м тонкий слой полиэтилена высокого давления (ГОСТ 16337-70) и подвергают термообработке при температуре 230°С до начала термодеструкции и потемнения материала. Второй слой покрытия формируют из смеси полиэтилена с минеральным маслом МБП, взятых в равных весовых соотнощениях. Нанесение этого слоя можно осуществлять, например, путем напыления полиэтилена на смоченную маслом поверхность изделия. Полиэтиленовый порощок прилипает к изделию, покрывая его равномерным слоем. В процессе последующей термообработки при температуре 150°С на поверхности изделия образуется коллоидный раствор полиэтилена в масле, застудневающий при охлаждении на воздухе (15-20°С). Дисперсионную среду (масло) вымывают, прополаскивая деталь в ацетоне, затем покрывают наиболее опасные в коррозионном отнощении участки детали 30%-ным раствором бензоата натрия, относящегося к классу контактных ингибиторов. При испарении ацетона в ячеистой системе студня образуется разряжение, способствующее проникновению ингибирующего раствора в полости второго слоя покрытия. После высушивания раствора на изделие по известной технологии наносят третий слой полиэтилена, выполняющий барьерные функции.

Покрытие, сформированное по приведенной выще технологии, обладает достаточно высокой адгезией (200 кг/см) и содержит в зоне контакта с металлом ингибиторы коррозии, герметично перекрытые барьерным слоем полимера.

Пример 2. Производится защита металлического поплавка уровнемера, работающего в баке с концентрированноГ серной кислотой. На поверхность поплавка методом струйного напыления наносят смесь поливинилбутираля КА (ГОСТ 94391-60) с дибутилфталатом в весовом соотношении 3 : 2, отвечающем студнеобразному состоянию композиции. После термообработки при температуре 190°С с последующим охлаждением до 20-25°С дисперсионную среду вымывают этанолом из слоя студня, который используют затем как грунтовку под барьерный слой, формируемый известными методами из фторопласта-3. Адгезионная прочность соединения покрытия с изделием (400-600 кг/см) значительно превосходит адгезионную прочность фторопластовых покрытий.

Пример 3. Требуется защитить от коррозии трубопровод, по которому пневмотранспортом подаются в хранилище сухие порощкообразные соли минеральных кислот. Одним из требований к защитной системе является отвод электрического заряда, генерируемого при движении порошка в пневмопотоке. На внутреннюю поверхность труб электростатическим методом наносят слой пентапласта (марка А, ТУ П-139-65), выполняющий функции грунтовки. Термообработку грунтовочного слоя ведут при 270°С до начала термоокисления. Затем одним из известных методов, например струйным напылением, наносят смесь пентапласта с циклогексаноном (соотношение 1:1). После термообработки при 210°С и застудневания слоя при 20-30°С дисперсионную среду вымывают эфиром.

Поверхность покрытия обрабатывают водным раствором медного купороса, из которого вследствие химического осаждения выделяется медь, покрывая стенки ячеек полимерного

каркаса студня. Полученная таким образом защитная система обладает высокой стойкостью к действию солей, а слой меди, внедренный в поверхностный участок покрытия, характеризуется значением удельного объемного сопротивления Ом-см, что превосходит характеристики известных антистатических полимерных материалов.

Пример 4. На металлическое изделие (например полку холодильника) необходимо нанести полимерное покрытие, которое наряду с высокой химической устойчивостью, механической прочностью и нетоксичностью должно обеспечивать возможность местной декоративной металлизации изделия. Изделие, поверхность которого предварительно загрунтована (необходимость грунтования обусловлена низкой адгезией поливинилхлоридных покрытий к металлам), смачивают эпоксидированным соевым маслом и погружают затем в псевдоожиженный слой поливинилхлоридного норошка (МРТУ 6-01-9-65). При последующем нагревании при 240-260°С порошок, налипший на поверхность изделия, оплавляется, образуя коллоидный раствор, застудневающий при охлаждении (температура охлаждающей среды 10-15°С). Участки поверхности изделия, которые необходимо металлизировать, прополаскивают ацетоном для удаления соевого масла и погружают изделие в ванну с соответствующим металлизационным составом. Хорошо развитая поверхность ячеистой системы студня на участках, освобождаемых от дисперсионной среды, способствует надежному закреплению металлизационных покрытий. В то же время остальная поверхность изделия легко очищается от следов металла прополаскиванием в воде. Сформированное таким образо.м покрытие нетоксично и наряду с высокой химической устойчивостью и механической прочностью обладает декоративной поверхностью.

Формула изобретения

Способ получения покрытий путем нанесения на металлическую подложку слоя из порошка термопластичного полимера и оплавления его при 150-260°С, отличающийся тем, что, с целью улучшения физико-химических свойств покрытия, наносят второй слой

из смеси того же полимера с жидкостью, выбранной из группы: минеральное масло, эпоксидированные соединения, эфиры органических кислот, оплавляют при той же температуре, охлаждают до 10-30°С н для удаления

указанной жидкости обрабатывают поверхность покрытия растворителем с последующей обработкой его веществом, выбранным из группы: ингибитор коррозии, металлы или их соединения, раствор термопластичного полимера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.С. В. Генель. В. А. Белый, В. Я. Булгаков, Г. А. Гехтман. Применение полимерных

материалов в качестве покрытий, изд. Химия, М, 1968 г., стр. 20-35.

2.И. А. Пагорская. Отделка древесины лакокрасочными материалами, изд. Химия, М.,

19166 г., стр. 48-60.

3.Патент США № 3715333, кл. 260-45.75, 1969 г. (прототип).