Способ удаления покрытий с чувствительных металлических и композитных поверхностей и среда для струйной очистки

 

Использование: изобретение относится к очистке поверхностей и может быть использовано для очистки чувствительных металлических и композитных поверхностей. Сущность изобретенияочистку поверхностей производят рабочей средой, которая содержит частицы водорастворимого бикарбоната , например бикарбоната натрия, размеры которых находятся в интервале 250 - 300 мкм, в смеси с 02 - 3% гидрофобной двуокиси кремния в качестве агента сыпучести/стойкости к слеживанию от веса бикарбоната. Струйную обработку производят в потоке сжатого воздуха под избыточным давлением 0,7 - 10.55 кг/кв см. 2 с и 3 зяф-лы

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

Комитет Российской Федерации по натеитам и товарным знакам (21) 5001866/08 (22) 1309N (46) 15.1193 Бюп. Na 41-42 (71) ЧЕРЧ энд ДУАЙТ Ко, Инк (US) (72) Лауренс Киршнер(ОЗ) (73) ЧЕРЧ знд ДУАЙТ Ко, Инк (US)

f54) СПОСОБ УДАЛЕНИЯ ПОКРЫТИЙ С

ЧУВСТВИТЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ И композитных вова хностей и сРедА

ДЛЯ СТРУЙНОЙ ОЧИСТКИ (57) Использование: изобретение относится к очистке поверхностей и может быть использовано (19) RÖ (1Ц 20026О1 С1 (5Ц5 BZ4C100 ВХ4С11 ОО для очистки чувствительных металлических и композитных поверхностей Сущность изобретения: очистку поверхностей производят рабочей средой, которая содержит частицы водорастворимого бикарбоната, например бикарбоната натрия, размеры которых находятся в интервале 250 — 300 мкм, в смеси с 02 — 3% гидрофобной двуокиси кремния в качестве агента сыпучести/стойкости к слеживанию от веса бикарбоната. Струйную обработку производят в потоке сжатого воздуха под избыточным давлением 0,7 — 1055 кг/кв см. 2 с и 3 зл.ф-лы

Изобретение относится к очистке поверхностей и может быть использовано для очистки чувствительных металлических и композитных поверхностей, Известна, технология очистки, которая варьируется от техники механического абразивного истирания до нанесения химикатов для очистки поверхности или удаления с поверхности покрытий, s частности краски, герметиков, лаков и тому подобного.

Твердые, стойкие поверхности, в частности гранитные стены или толстостенное стальное покрытие, можно очищать или освобождать от покрытий согласно технике абразивного удаления, в частности пескоструйной очисткой. Более чувствительные поверхности могут требовать менее агрессивной обработки для предотвращения повреждения субстратов.

Используют очистку для периодического удаления или стирания краски и других покрытий с внешних поверхностей самолета. Эти поверхности являются поверхностями из легких сплавов из алюминия или других металлов, или же составных материалов, которые отличаются относительной мягкостью и с которых краску или другие покрытия следует удалять осторо>кно для избежания черезмерного истирания или химического повреждения. Б крайних случаях такое повреждение может привести к механической поломке.

Для удаления покрытий с поверхностей чувствительного металла, составных материалов или тому подобного рабочие среды для струйной обработки должны отвечать следующим критериям: среды должны быть относительно неагрессивными (твердость по Моосу приблизительно 2,0 — 3,0); для обработки различных поверхностей необходимо, чтобы среды были доступны с различным распределением частиц по размерам: среды должно быть легкосыпучими в условиях высокой влажности и в широком интервале давления воздуха и скоростей движения потоков; среды должны быть водорастворимыми и незагрязняющими, что позволяет их легко отделить от нерастворимых красок и смол, удаляемых с поверхностей, и упростить решение проблемы с отходами.

Это достигается тем, что удаления покрытий с чувствительных поверхностей последние подвергают струйной обработке практически насыщенными потоками сжатого воздуха под избыточным давлением приблизительно 10 — 150 фунтов/кв. дюйм, 0,70-10,55 кг/кв. см, с использованием в качестве среды для струйной обработки частиц водорастворимого бикарбоната натрия, причем размеры этих частиц находятся в интервале примерно 10-500 мкм, в смеси по меньшей мере приблизительно с0,2%, предпочтительнее приблизительно 0,2 — 3%, гидрофобного кремнийдиоксидного агента сыпучести (препятствия сле>киванию в пересчете на вес бикарбоната), Такие гидрофобные кремнийдиоксидсодержащие среды проявляют значительно улучшенные

10 характеристики сыпучести в сравнении со средами, которые либо не содержат агентов сыпучести, либо содержат другие обычные агенты содействия сыпучести, Кроме того, бикарбонатные среды для струйной обработки, включающие в себя гидрофобный агент содействия сыпучести, обладают по существу неопределенно длительной жизнеспособностью и проявляют повышенную стойкость к высокой относительной влажно20 сти промышленных потоков сжатого воздуха, В качестве предпочтительно абразивного материала в средах для струйной обработки следует использовать бикарбонат натрия. Однако, следует иметь в виду, что подобным же образом можно испольэовать и другие водорастворимые бикарбонаты, например бикарбонаты щелочных металлов, в частности бикарбонат копия или бикарбонат аммония, Среды для струйной обработки по изобретению содержат по существу водорастворимый бикарбонат, например бикарбонат натрия в смеси с частицами гидрофобной двуокиси кремния. В противоположность гидрофильным диоксидам кремния гидрофобная двуокись кремния по существу не содержит не связанной с водородом силанольной группы и абсорбированной воды.

Одной предпочтительной гидрофобной двуокисью кремния, которую можно использовать в -оставе среды для струйной обработки, является Аэросил R— - 972. Этот материал представляет собой аэрозоль чис45 той коагулированной двуокиси кремния, в которой приблизительно 75% силанольных групп на поверхности частиц химически прореагировали с диметилдихлорсиланом, причем в полученном продукте имеются

50 приблизительно 0,7 ммол. химически связанных метильных групп на 100 см площади поверхносв и содержится примерно 1% углерода. Размеры частиц продукта варьируются в интервале приблизительно 10-40 нм, а удельная площадь их поверхности составляет примерно 110 кв.мlг.

Частицы гидрофобной двуокиси кремния подмешивают в натрийбикарбонатный агент струйной обработки в количестве по меньшей мере приблизительно 0,2-3 мас.%

2002б01

Частицы этого бикарбоната могут характеризоваться любыми желаемыми размерами в интервале приблизительно 10 — 500 м м, По предпочтительному варианту в том случае, когда среду для струйной обработки используют для удаления краски с внешних поверхностей самолета, лучше всего использовать частицы бикарбоната, средний размер которых составляет приблизительно

250 — 300 мкм.

Приготовленные таким образом среды для струйной обработки могут быть использованы для чистки или удаления покрытий с чувствительных металлов, например с алюминия или сплавов алюминия, или с композитных субстратов, в частности таких, которые определяют внешние поверхности самолетов, без шлифовки или другого повреждения субстратов. Композиты, которые могут быть обработаны средами для их струйной обработки, включают в себя матрицы, например эпоксидные смолы, которые могут содержать волокна, в частности стеклянные нити, графит или тому подобный армирующий компонент.

Приготовленную таким образом среду для стоуйной Обработки вводят В потоки сжатого воздуха в промышленных условиях, т.е, в потоки, которые практически насыщены влагой (при относительной влажнссти

90% и более) и содержат масляные загрязнители из компрессоров. Бикарбонат) гидрофобную кремнийдиоксидную среду для струйной обработки можно подавать с оасходом приблизительно 1 — 10 фунтов/мин, 0,45 — 4,53 кг/мин и под давлением воздуха примерно 10 — 150 фунтов/кв: дюйм, 0,70—

10,55 кг/кв. см, через воздуховодные сопла размером 1/4 дюйма, 6,35 мм и более, Установлено, что приготовленные и используемые таким образом среды для струйной обработки не слеживаются, характеризуются превосходной жизнеспособностью и легкосыпучестью. Следовательно, их легко можно использовать в промышленных процессах струйной обработки для удаления покрытий и поверхностей чувствительных металлов и композитных материалов.

Примеры иллюстрируют характеристики стойкости к слеживанию и легкосыпучести сред для струйной обработки по изобретению. В этих примерах во всех случаях, за исключением специально оговоренных, количества выражены в мас. ч. и процентах, а температура — в градусах Фаренгейта. Проводились лабораторные испытания на стойкость к слеживанию сред для струйной обработки.

Для определения характеристик стойкости к слеживанию оценке подвергли следующие композиции, содержащие частицы бикарбоната натрия, средний Оазмер которых составляет приблизительно 70 мкм, Пример 1. Бикарбонат натрия +0,2% гидрофобной двуокиси кремния (Аэросил

R-972).

Контрольный эксперимент А: бикарбонат натрия +0,2% гидрофильной двуокиси кремния (Силокс 15).

Контрольный эксперимент В: Бикарбонат натрия +0,2% ТКФ.

Пример 2, Бикарбонат натрия +0,5% гидрофобной двуокиси кремния (Аэросил

R-972)

Контрольный эксперимент С; бикарбонат натрия +0,5% гидрофобной двуокиси кремния (Силокс 15)

Контрольный эксперимент 0: бикарбонат натр : я +0,5% ТКФ, Контрольный эксперимент Е; бикарбонат натрия без каких-либо агентов содействия сыпучести.

Эти композиции подвергли оценке на их стойкость к образованию "пирога" при экспозиции в условиях 100%-ной относительной влажности в закрытых картонных контейчерах в течение трехдчевчого периода испытаний, Каждую из испытываемых композиций высыпали в стандартное испы-,àòåëüíîå американское сито с размерами ячеек 20 меш:;: -.Онемногу выпускали до прохождения всего количества через сито (за исключением всей массы слежавшегося продукта). После этого просеянные продукты высыпали в п.устые коробки и подвергли ударам по пять раз посредством сбрасывания с высоты 1 дюйм, 2,54 см на твердую поверхность. После этого коробки герметизировали.

По три образца каждой композиции неупорядоченно размещали в погодной камере, в которой выдерживали при 100%-ной относительной влажности и комнатной температуре, Оставляя свободное пространство между соответствующими образцами по меньшей мере 1/2 дюйма. 12,7 мм. По истечение трех дней выдержки в погодной камере Образцы удаляли и подвергали уравновешиванию в условиях влажности окружающей среды и при комнатной температуре в течение дополнительных 24 ч с последующей оценкой на образование "пирога" или слеживание.

После выдержки для уравновешивания коробки с образцами открывали и определяли весовое общее содержание бикарбоната и образовавшиеся слежавшиеся кусочки (после легкого встряхивания). Затем определяли пропорции слежавшегося материала соответствующих образцов, которые

2002601 были зафиксированы как среднее процентное содержание трех образцов каждой иэ композиций. Таким образом получили результаты, представленные в таблице, пескоструйным контейнером емкостью 6 куб.футов. 0,17 куб.м и компрессором производительностью 800 куб, футов/мин, 22,7 куб. м/мин. Пескоструйный контейнер смонтировали таким образом, чтобы была возможность определить расход среды.

Соответствующие бикарбонатные композиции были использованы для струйной обработки через насадку под давлением 60

"0 фунтов/кв, дюйм, 4,2 кг/KB см с использованием сжатого воздуха, который был насыщен влагой при прохождении через среды для струйной обработки в пескоструйном контейнере.

Частицы бикарбоната натрия, которые не содержали гидрофобной двуокиси кремния в качестве агента содействия сыпучести, проходили через систему прерывисто, быстро забивали насадку и препятствовали

20 дальнейшему прохождению потока, В результате невозможно было поддерживать устойчивый поток.

Композиция Бикарбоната/гидрофобной двуокиси кремния непрерывно прохо25 дила через систему в течение более 65 ч с регулируемым расходом, который варьировали в интервале 1-5 фунтов/мин, 0,45-2,27 кг/мин, При этом не возникало никаких проблем с подачей потока.

30 (56) Авторское свидетельство СССР

N 852518, кл, В 24 С 1/00, 1981.

Иэ изложенного совершенно очевидно, что композиции, содержащие гидрофобный кремнийдиоксидный агент, препятствующий слеживанию (Аэросил R-972, примеры

1 и 2), проявляют заметно улучшенные свойства стойкости к слеживанию в сравнении с композициями, содержащими другие агенты содействия сыпучести (контрольные эксперименты А-.О или не содержащими никаких агентов сыпучести (контрольный эксперимент Е).

Пример 3. Полевые испытания сред для струйной обработки, содержащих бикарбонат натрия.

В качестве сред для стандартной установки пескоструйной обработки использованы два натрийбикарбонатных образца, средний размер частиц которых составлял приблизительно 250-300 мкм, и один в смеси с гидрофобной двуокисью кремния Аэросил R-972 в количестве 0,5%. Эта установка представляла собой Schmidt Accustrlp

SYstem, выпускаемую фирмой "Шмидт меньюфекчуринго, Инк.", которая снабжена форсункой диаметром 0,5 дюйма. 12,7 мм и клапаном Томпсона, который сообщается с

Агент содействия сып чести

0,2% Аэросила й-972

0,2 Силокса 15

0,2% ТКФ

0 5% Аэросила 8-972

0,5 Силокса 15

0,5% Ткф

12,3

Пример 1

Контрольный мент А

Контрольный мент В экспериэкспери39,7

35,8

0,6

Пример 2

Контрольный мент С

Контрольный мент 0 . Контрольный мент Е экспери22,0 экспери31,7 экспери32,1

Без агентов содействия сып чести

Пример или контрольный экспе имент

Содержание слежавшегося об аэ а, 2002601

Формула изобретения

Составитель Г.Никогосова

Техред M.Moðãåíòàë Корректор О.Густи

Редактор Т.Горячева

Заказ 3206

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

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

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

1. Способ удаления покрытий с чувствительных металлических и композитных поверхностей, при котором на обрабатываемую поверхность подают рабочую среду потоком воздуха, отличающийся тем, что рабочая среда для струйной обработки содержит частицы водорастворимого бикарбоната, выбираемого из класса, который охватывает бикарбонаты щелочных металлов и аммония, причем размеры бикарбонатных частиц находятся в интервале 250300 мкм, в смеси с 0,2 - 3,0% гидрофобной двуокиси кремния в качестве агента сыпучести-стойкости к слеживанию от веса бикарбоната, а сжатый воздух подают под избыточным давлением 0,70- 10,55 кг/см . г

2. Способ по п,1, отличающийся тем, что бикарбонат представляет собой бикарбонат натрия, а гидрофобиая двуокись кремния практически не содержит не связанных водородом силанольных групп и адсорбированной воды.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, . что поток рабочей среды при струйной обработке подают на обрабатываемую поверхность с расходом частиц бикарбоната натрия 0,45-4,53 кгlмин, 4. Среда для струйной очистки для удаления покрытий с чувствительных металлических и композитных поверхностей, включающая абразивные частицы, отличающаяся тем, что среда включает в себя в

10 основном частицы водорастворимого бикарбоната, выбираемого из класса, который охватывает бикарбонаты щелочных металлов и аммония, причем размеры бикарбонэтных частиц выбирают 250 - 300

15 мкм, в смеси с 0.2 - 3,0 гидрофобной двуокиси кремния в качестве агента сыпучести-стойкости к слеживанию от веса бикарбоната.

5. Среда по п.4, отличающаяся тем, что бикарбонэт представляет собой бикарбонат натрия, а гидрофобная двуокись кремния практически не содержит не связанных водородом силанольных групп и адсорбированной воды.