Известен способ получения безгазовых покрытий, по которому оплавлению подвергают только нижний слой порошка полимера, а окончательная монолитизация покрытия осуществляется посредством обработки покрытия растворителем 4. Способ позволяет получать покрытия с высокой адгезией и хорошими физико-механическими и химическими свойствами внешних слоев.
Этот способ подплавления от металла с обработкой растворителями имеет ряд технологических недостатков в области получения толстых безгазовых покрытий. Подплавление с обработкой с растворителями нуждается в дополнительном веш,естве - органическом растворителе, обработка растворителями может привести к механическому повреждению еще не оплавленного верхнего порошкового слоя. Способ подплавления от металла пе может быть применим для повторного получения второго покрытия на том же изделии, так как уже нанесенный и оплавленный первый слой будет поглощать тепло от поверхности металла, и теплообмен между металлом и вторым (верхним) слоем будет затруднен. Эти трудности будут возрастать при увеличении числа слоев. Получить же за один раз толстое (например, более 6000 мкм) покрытие не представляется возможным, так как нанести такой слой порошка на изделия сложной формы невозможно из-за самоопадания толстых порошковых слоев.
Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения покрытия, по которому нанесенный каким-либо методом порошковый эпоксидный слой вакуумируют, а затем нагревают при атмосферном давлении 5.
Однако в начальной стадии вакуумирования из пористого материала удаляются на газовые включения, а газ. При этом сам материал представляет собой пористую структуру, где сохраняются свободные объемы, которые могут быть зародышами для образования в объеме покрытия газовых включений.
При дальнейшей выдержке в вакууме и увеличении температуры пористость покрытия уменьшается, за счет появления у внешней поверхности покрытия слоя, свободного от пор. Если при полимеризации материал выделяет газообразные продукты термоокислительной деструкции, то свободные объемы наполняются этими газами и образуются газовые включения (в случае эпоксидных порошков).
Цель изобретения - уменьшение пористости эпоксидных толстослойных покрытий.
Поставленная цель достигается тем, что эпоксидное порошковое покрытие наносят на изделия, вакуумируют и нагревают в вакууме до плавления порошка по всей массе, а затем повышают давления до атмосферного и при нем завершают отверждение покрытия.
Пример 1. Производят подготовку поверхности стальной пластины ЮОХЮОХОД
путем обработки наждачной бумагой для придания поверхпости шероховатости (чтобы улучшить сцепление покрытия с пластинкой). Затем поверхность обезжиривают ацетоном.
В камере с электрическим кипящим слоем на пластинку наносят эпоксидный порошок П-ЭП-219.
Далее пластинку с порошковым слоем вакуумируют в вакуумной печи в течение 4-
5 мин. При достижении давления менее Юторр вакуумную печь отключают от насоса с номощью трехходового крана и затем печь включают на прогрев порошкового слоя и пластинки. Прогревают 25 мин при 95-105°С, чтобы
порошок не начал плавиться (температура плавления эпоксидного порошка 110-120°С). Затем печь включают на нагрев и при температуре в печи 140- 145°С с помощью трехходового крана в печи скачком повышают давление до атмосферного и одновременно продолжают нагрев печи до температуры отверждения покрытия 190-200°С. Отверждение продолжают 35 мин при атмосферном давлении. После окончания отверждения пластинку с
покрытием вынимают из печи и охлаждают при комнатной температуре.
Покрываемое изделие - латунный цельнометаллический диск с размерами: толщина 30 мм, диаметр 90 мм, радиус закругления
15 мм.
После придания поверхности диска шероховатости и обезжиривания ацетоном на диск в камере с электрическим кинящим слоем наносят эпоксидный порошок П-ЭП-177.
. Далее диск со слоем порошка вакуумируют в вакуумной печи. При достижении разрежения менее 10 торр откачку прекращают и печь включают на прогрев диска со слоем порощка. Прогрев производят при 150dz5°C в течение
60 мин.
Затем нечь включают на нагрев, и, при температуре в печи 175-180°С, с помощью трехходового крана давление в печи повышают равномерно в течение 3 мин до атмосферного и
одновременно продолжают нагрев печи до температуры отверждения покрытия равной 200°С. Отверждение продолжают 60 мин при атмосферном давлении.
После отверждения диск с покрытием постеиенно охлаждают в открытой печи (во избежание растрескивания покрытия от быстрого охлаждения).
После охлаждения на диск наносят новый слой порошка и его помещают вновь в вакуумную печь. Производят те же операции, но с другими температурными параметрами: прогрев 60 мин при 145±5°С; повышение начинают при 165-170°С и давление повышают равномерно в течение 3 мин; полимеризация идет
при 200°С в течение 60 мин; охлаждение постепенное, вместе с печью.
Для ускорения многоразовых оплавлений используют две печи: сначала вакуумную, г после достижения 200°С изделие с покрытием
переносят для отверждения в обычную сушильную печь (где поддерживают атмосферное давление и температуру 200°С).
В результате двухразового покрывания на поверхности диска получают сплошное безгазовое покрытие с толщиной более 6000 мкм (или 6 мм). Такие покрытия могут применяться для получения высоковольтной электрической изоляции, поскольку в них нет слабых в отношении электрической прочности газовых включений, а также потому, что при этом получают достаточные для высоковольтной изоляции толшины.
Необходимо отметить, что для получения покрытий без газовых включений очень важно создавать в вакуумной печи атмосферное давление как можно скорее, то есть непосредственно после полного расплавления всего слоя. При этом температура самой детали еще такова, что ее поверхность не выделяет газы (газовыделение, например, поверхностью металлов растет, начиная с оиределеиной температуры).
Использование предлагаемого способа получения полимерных покрытий позволяет реализовать преимущества методов нанесения покрытий с поьощью установок электронно-ионной технологии (например, установок с электрическим кипящим слоем и электростатических распылителей) в области получения покрытий на деталях сложной формы при значительной толшине покрытия. В частности, возмолсно получение электроизоляционных покрытий на деталях сложной формы, в том числе и на деталях высоковольтных конструкций. Отсутствие газовых включений в покрытии ведет к тому, что увеличивается надежность и срок службы изоляции, полученной предлагаемым способом. Обусловлено это тем, что в такой изоляции будут отсутствовать частичные разряды, так как в ней нет газовых включений.
Формула изобретения
Способ получения эпоксидных покрытий на металлических изделиях путем подготовки поверхности, напыления на нее эпоксидного порошка, нагревания в вакууме до плавления и последующего отверждения, отличающийс я тем, что, с целью уменьщения пористости
толстослойных покрытий, в момент плавления
порощка давление повышают до атмосферного
и отверждение проводят при этом давлении.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Полякова К. К., Пайма А. И. Технология и оборудование для нанесения порошковых полимерных покрытий, М., «Химия, 1972, с. 35.
2. Лакокрасочные покрытия в мащиностроении под ред. Гольдберга М. М., М., «Машине строение, 1974, с. 373-377.
3. Патент ФРГ № 1224184, кл. 75с 5/01 1967.
4. Белый В. А. и др. «Адгезия полимеров к металлам, Минск, 1971, «Наука и техника, с. 242.
5. Благонравова А. А., Непомнящий А. И Лаковые эпоксидные смолы, .М., «Химия
1970, с. 208-214.
