Способ получения полимерных покрытий и устройство для его осуществления

 

Изобретение касается получения полимерных покрытий на изделиях методом газодинамического напыления и может быть использовано для напыления неполиуретановых покрытий в машиностроительной, авиационной, судостроительной промышленности, в сельском хозяйстве, строительстве

СОЮЗ СОВЕТСКИХ социАлистичесних

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1634333 (У1) В 05 П 1/04, В 05 В 7/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ пО изОБРетениям и ОтнРытиям

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4606755/05 (22) 17.11.88 (46) 15.03.91. Бюл. ¹ 10 (71) Ленинградский механический институт им. Маршала Советского Союза

Устинова Д.Ф. (72) О.О.Галинская, С.И.Жигач, А.М.Сизов и О.Г. Цыплаков (53) 678.026.3:678.056(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М- 1211071, кл. В 05 В 7/02, 1986.

2 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ

ПОКРЫТИЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение касается получения полимерных покрытий на иэделиях методом газодинамического напыления и может быть использовано для напыления неполиуретановых покрытий в машиностроительной, авиационной, судостроительной промъппленности, в сельском хозяйстве, строительстве

1634333 в соотношении к полиэфирной смеси

1:1,2

30 и других отраслях народного хозяйства. Цель изобретения — улучшение качества напыляемого полимерного покрытия путем повьппения равномерности и плотности дисперсии полимерной композиции в факеле распь»ла. Для этого газодинамический тракт выполнен в виде упругого ствола 2 с глухой донной частью 3 и радиальными 10 отверстиями 4 в стенке. Отверстия 4 расположены от дна на расстоянии

1,3-1,5 диаметра ствола 2, который размещен в корпусе с возможностью возвратно-поступательного осевого 15 перемещения и подпружинен к соплу 5.

Каналы для сообщения коллектора 7 подачи полимерного компонента с газодинамическим трактом выполнены в виде радиальных пазов 8 на дульном 20 срезе ствола. Каналы 10 для сообщения коллектора 9 подачи отверждающего компонента выполнены на расстоянии 0,5-2 мм за срезом ствола. Дно ствола 2 может быть выполнено регули- 25

pyeMw и снабжено механизмом его осевого перемещения относительно радиИзобретение относится к получению полимернъ»х покрытий на изделиях методом газодинамического напыления и может быть использовано для напыления пенополиуретановых покрытий в машиностроительной, авиационной, судостроительной промышленности, в сельском хозяйстве, строительстве и других отраслях народного хозяйства.

Цель изобретения — улучшение качества напыляемого полимерного псусрытия путем повышения равномерности и плотности дисперсии полимерной композиции в факеле распыпа.

Пример 1. Пенополиуретановая композиция марки ППУ-308Н, используемая широко для напыления защитных покрытий, легких заполнителей трехслойных конструкций и т.п., имеет следующую исходную рецептуру, вес.ч.:

Лапронол 294 100

Фтортрихлорметан (хладон) 30

Кремнийорганический пенорегулятор КЭП-1

Трихлорэтилфосфат

Полиизоцианат альных отверстий в стенке и фиксации его положения. Рабочий газ заполняет канал ствола 2 под давлением 1-4 кг/см, которое иэ-за "внезапного расшнреII ния падает до минимального значения (1,2-2 кг/см ). .По мере заполнения канала давление растет. Вырываясь из корпуса устройства наружу, рабочий газ образует газодинамическую реактивную струю, под действием которой ствол 2 перемещается в сторону пружины 11. Устанавливается авторегулируемый режим ударно-импульсных вьв»лопов, образующих пульсирующую струю. Вибрацию накладывают на компоиенть» композиции до их подачи в поток рабочего газа и на поток рабочего газа с частотой 0.7-1,5 кГц. От действия вибраций происходит снижение вязкости жидких компонентов, что позволяет организовать их впрыск через отверстия малого диаметра тонкими радиальными струями, т.е. при нормальной температуре или при температуре рабочего газа. 2 с.и 1 з.п.A — лы, 2 ил.

Исходную рецептуру разбивают на две автономные инертные подсистемы:

I — полиэфирная смесь — лапронола

294, фтортрихлорметана, КЭП-1 и трихлорэтилфосфата; II — отверждающая подсистема — полиизоцианат.

Каждую из указанных исходных подсистем (I и II) подают незАвисимо по трубопроводам с помощью насосной системы в устройство для напыления (фиг. 1), в кото1»ом с помощью вибрации с частотой 0,7-1,5 кГц повьппают жидкотекучесть подсистем I u II u однородность смеси 1. Затем ожиженную полиэфирную смесь разбивают на систему тонких радиальных струек диаметром (0,5-1,5) мм и впрыскивают их импульсами в газодинамнческий ударно-импульсный поток рабочего газа.

Аналогичньа» образом дифференцируют на систему радиальных струй отверждающую подсистему II, и также впрыскивают импульсами в пульсирующий поток рабочего газа. Частота впрысков компонентов подсистем I u II в лульси16З4ЗЗЗ

6 рующий поток рабочего газа составля- штифтом 19. Регулировочный винт 18 ет О, 7-1,5 кГц. Рабочий газ подают имеет контргайку 20. Торец плунжера ударными импульсами с частотой 0,7- 17 образует дно ствола, положение

1,5 кГц, образуя пакеты ударных волн

5 которого относительно радиальных отв непрерывной пульсирующей струе рабо†верстий 4 может изменяться эа счет чего газа, Перепады давления в паке- перемещения регулировочного винта 18. тах волн составляют 2-4 атм. BHpbtcKH- Устройство работает следующим обвание радиальных струек полимерной сме- Разом ° си (Т) и отверкдающей подсистемы (11) 1Р Рабочий газ (например, воздух от выполняют в разреженную зону пульси- цеховой воздушной магистрали под рующей струи, т.е, в зону наименьшего давлением 4 атм) подается ерез рудавления струи, чтобы они могли до- коятку по каналу 12 в полость 13 корстичь середины сечения пульсирующей пуса 1, проникает через радиальные струи и образовать струйную решетку" 15 и следующего пакета ударных отверстия 4 в газодинамический ствол волн (т е. на

2 и заполняет канал ствола под давт.е. на пути следующего газодивыстрела лением, которое из-эа внезапного рассхематично пока=-ано устширения падает до минимального значения (1,2-2 кг/см ). По мере эаполнеемого способа н Ь 2 а иг. — то же, вания канала давление растет и достигариант. ет своего максимального значения (4 кг/см ). Вырываясь иэ корпуса устУстройство включает сообщенный с ройства наружу, рабочий газ образует источником подачи сжатого газа и ком25 гаэодинамическую реактивную струю, понентов (не показано) распылительный под действием которой ствол 2 перемепистолет, содержащий корпус 1 с осевым щается в сторону пружины 11 которая

У газодинамическим трактом в виде упру- амортизирует откат ствола и после выгого ствола ? с глухой донной частью хлопа порции рабочего газа возвраща3 и радиальными отверстиями 4 в стен- ет ствол в исходное положение до упоке, расположенными от дна на расстоя — ра в шайбу 14, которая амортизирует

ЗР нии 1,3-1,5 диаметра ствола. Гаэоди- удар. Таким образом устанавливается намический тракт проходит в сопло 5, авторегулируемый режим ударно-импульсвыполненное в сопловой головке 6. Га- ных выхлопов рабочего газа, образующих зовый тракт охвачен кольцевым коллек- пульсирующую струю (факел) . тором 7 для подачи полимерного компо- 35 Жидкие компоненты полимерной комнента, сообщенным с газодинамическим позиции (полиэфирная смесь и отвертрактом через каналы, выполненные на ждающая подсистема1 подаются насосом дульном срезе ствола в виде радиаль- по трубопроводам (не показано) в колных пазов 8. Коллектор 9 для подачи лекторы соответственно 7 и 9 и далее отвердителя, также охватывающий газо 4Р по кольцевым каналам к радиальным вый тракт, сообщен с ним через кана- пазам 8 и каналам 10. Под действием лы 10, выполненные за срезом ствола пульсаций давления рабочего газа в на расстоянии 0,5 — 2 мм. Упругий ствол канале газодинамического ствола 2

2 установлен с возможностью осевого вибрируют (пульсируют) с той же часперемещения и подпружинен пружиной 11 45 тотой упругие тонкие стенки ствола 2 к соплу, С источником подачи газа и корпуса 1 (с частотой 0,7-1,5 кГц). газовый тракт сообщен через полость От действия вибраций происходит сни12 и канал 13. Между срезом ствола кение вязкости жидких компонентов, 2 и сопловой головкой установлена находящихся в кольцевых зазорах корпрокладка 14 для герметизации и амор- 5р пуса, что позволяет организовать их тизации и торцовая шайба 15, в кото- впрыск через отверстия малого диаметрой выполнены каналы 10. Донная часть ра (0,5-1,5 мм) тонкими радиальными

3 ствола может быть выполнена регули- струями без специального подогрЕва руемой (фиг. 2), что позволяет регу- компонентов, т„е. при нормальной темпелировать частоту и амплитуду импуль- 55 ратуре или при температуре рабочего сов газодинамической струи. В этом газа. случае газодинамический ствол 16 име- Пульсирующие деформации стенок ство-. ет плунжер 17, соединенный с регули-, ла и продольные его перемещения оргаровочным винтом 18 тангенциальным низуют импульсный впрыск жидких ра1634333 диальных струек через каналы 10 и пазы 8 в пульсирующий поток рабочего газа.

Благодаря ударно-импульсному принципу дробления радиальных струй исходных компонентов композиции, вдуваемых импульсно в поперечное сечение пульсирующей газодинамической струи, обеспечивается дробление струй жидкос- 0 ти в пыль. Ударно-импульсный перенос и нанесение на покрываемую поверхность тонко диспергированных капель композиции обеспечивает высокое качество сцепления (адсорбции и адгезии) жидкой композиции с поверхностью, а также высокую однородность химического состава напыленного жидкого слоя покрытия, что в результате обеспечивает одновременность и однообразие протекания химических реакций отверждения полимерного покрытия во всем объеме и по всей покрываемой поверхности. В итоге качество самого покрытия и его сцепления с подложкой по- 25 вышается.

Формула изобретения

Способ получения полимерных покрытий, включающий раздельную подачу компонентов полиуретановой композиции радиально направленными струями в газодинамический поток под давлением рабочего газа и последующим напьг яением композиции на покрываемое из- 35 делие, отличающийся тем, что с целью повышения качества поФ крытия, на компоненты полиуретановой композиции перед их подачей в поток рабочего газа и на поток рабочего 40 газа накладывают вибрацию с частотои

0,7-1,5 кГц, рабочий гаэ подают под давлением 1-4 кг/см, подачу компонентов полиуретановой композиции в гаэодинамический поток осуществляют 45 при давлении рабочего газа в газодинамическом тракте 1,2-2 кг/см2, причем подачу всех компонентов композиции, кроме отвердителя, производят в образованный пульсирующий поток рабочего газа струями в одном поперечном сечении, а струю отвердителя подают в пульсирующий поток рабочего газа в поперечном сечении, расположенном за сечением подачи компонентов композиции по ходу гаэодинамического потока.

2. Устройство для получения полимерных покрытий газодинамическим напылением, включающее сообщенный с источником подачи сжатого газа и компонентов распылительный пистолет, содержащий корпус с осевым газодинамическим трактом, переходящим в сопло, и охватывающими последний кольцевыми коллекторами подачи полимерного и отверждающего компонентов композиции, сообщающимися через каналы с газодинамическим трактом, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения качества напыпяемого полимерного покрытия путем повышения равномерности и плотности дисперсии полимерной композиции в факеле распыла, газодинамический тракт выполнен в виде упругого ствола с глухой донной частью и радиальными отверстиями в стенке, расположенными от дна на расстоянии 1,3- 1,5 диаметра ствола, который размещен в корпусе с воэможностью возвратно-поступательного осевого перемещения и подпружинен к соплу, при этом каналы для сообщения коллектора подачи полимерного компояента с газодинамическим трактом выполнены в виде радиальных пазов на дульном срезе ствола, а каналы для сообщения коллектора подачи отверждающего компонента с газодинамическим трактом выполнены на расстоянии 0,52 мм эа срезом ствола.

3. Устройство по и. 2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что дно ствола выполнено регулируемым и снабжено механизмом его осевого перемещения относительно радиальных отверстий в стенке и фиксации его положения.

1634333

7 Q

Составитель В ° Ляпина

Техред Д.Сердюхова Корректор И ° Лемчик

Редактор ). Середа

Заказ 714

Тираж 417

P.oäã èñ Hî å

ВНИИПИ Государственного комитета ио изооретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101

7g

77

ФЫГ. 2