Рефлектор, способ и средства для его изготовления

 

Рефлектор изготовлен путем напыления металла на его заготовку, изготовленную из не содержащей стирола и волокон пресс-массы на основе ненасыщенных полиэфирных смол. Заготовку формуют и отверждают методом литья под давлением или литьевого прессования. Средняя шероховатость поверхности заготовки без промежуточного улучшения этой поверхности составляет менее 0,1 мкм. Наполнители в пресс-массе имеют средний размер частиц менее 10 мкм. Пресс-масса может иметь следующий состав, мас. %: ненасыщенный(е)полиэфир(ы) 10 - 30; термопласт 1 - 15; наполнители 50 - 80; отвердители 0,1 - 0,5; внутренние смазки и антиадгезивы 0,5 - 2,0; сшивающие агенты 0 - 8. Обеспечивается создание рефлектора из такой пластмассовой заготовки, на которую можно наносить металлический слой без промежуточной стадии по улучшению поверхности и которая при отверждении обладает малой усадкой, а шероховатость поверхности составляет менее 0,1 мкм. 3 с. и 5 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к рефлекторам, выполненным из пластмассовой заготовки, на участки поверхности которой, служащие для отражения лучей, нанесен металлический слой.

Из уровня техники (ср. Реактопласты, справочник Kunststoff-Handbuch, том 10, издательство Hanser-Verlag, 2-е издание, 1988 г, стр. 318-319) известно производство заготовок, т.е. рефлекторов без зеркального покрытия, из пресс-масс на основе стеклонаполненных композиций (СНК-пресс-массы) методом прессования или литья под давлением. СНК-пресс-массы представляют собой пластический материал из ненасыщенных полиэфирных смол, растворенных в стироле, отвердителей, добавок и упрочняющих волокон.

Однако качество поверхности получаемых заготовок остается неудовлетворительным. Шероховатость таких заготовок составляет 0,2-0,5 мкм. По этой причине шероховатость поверхности перед нанесением металлического слоя улучшают за счет нанесения лакового покрытия. Благодаря этому шероховатость снижают до < 0,1 мкм. Но поскольку такая отделка заготовок лаком представляет собой дополнительную стадию способа, нет недостатка в попытках изготавливать заготовки для рефлекторов с более высоким качеством поверхности, на которую можно было бы непосредственно наносить зеркальное покрытие.

Так, например, из европейской заявки EP-A 0634605 известно изготовление рефлекторов с высоким качеством поверхности методом литья под давлением из пресс-массы на основе эпоксидных смол, содержащей в качестве предпочтительных наполнителей смесь кварц-каолин и волластонит. Однако наряду с повышенным износом инструмента и соответствующих узлов машин, обусловленным наличием в пресс-массе твердых наполнителей, пресс-массы такого типа, как показали наши собственные исследования, имеют при отверждении усадку порядка 0,7-1%. Кроме того, шероховатость поверхности удается снизить лишь до 0,1 мкм.

Исходя из вышеизложенного, в основу изобретения была положена задача изготовить рефлектор из такой пластмассовой заготовки, на которую можно было бы наносить металлический слой (зеркальное покрытие) без промежуточной стадии по улучшению поверхности, которая при отверждении обладала бы заметно меньшей усадкой и шероховатость поверхности которой составляла менее 0,1 мкм.

Решение указанной задачи обеспечивают рефлектор согласно пунктам 1-3 формулы изобретения, способ его изготовления согласно пункту 4 формулы изобретения, а также пресс-масса согласно пунктам 6-8 формулы изобретения.

Было установлено, что волокна СНК-пресс-масс являются одной из главных причин неудовлетворительного качества поверхности изготавливаемых из этих пресс-масс продуктов. С другой стороны, однако, наличие волокон признано специалистами в данной области техники как необходимое условие для достижения достаточной прочности изделий (заготовок), получаемых из ненасыщенных полиэфиров. Эта точка зрения тем более обоснована, что, как полагают, применяемые наполнители должны быть мелкозернистыми и по этой причине придают материалу лишь малые прочностные свойства.

Неожиданным образом было установлено, что наряду с другими преимуществами благодаря применению пресс-масс на основе ненасыщенных полиэфиров, не содержащих волокон, удается достичь таких показателей прочности, которые обеспечивают достаточную устойчивость рефлекторов к деформации. Указанные пресс-массы не содержат стирола. Они представляют собой сыпучий полиэфирный материал, содержащий полиэфирные смолы, ускорители отверждения, а также наполнители и добавки. Было установлено, что пресс-массы такого типа после процесса формования и отверждения имеют крайне незначительную усадку порядка 0,3-0,6% и высокое качество поверхности с шероховатостью < 0,1, прежде всего ≅ 0,06 мкм, если при этом доля наполнителей составляет по крайней мере 50 мас.%, средний размер зерен наполнителей менее 10 мкм и если пресс-масса дополнительно содержит термопластичный материал. Эти пресс-массы с помощью известных способов, таких, как литье под давлением или литьевое прессование, формуют и отверждают, получая из них заготовки со средней шероховатостью поверхности менее 0,1 мкм, и даже 0,06 мкм и менее. Нанесение металлического слоя на поверхность, служащую для отражения лучей, осуществляют по известной методике, как это имеет место при нанесении зеркального покрытия согласно приведенному выше уровню техники, например, путем осаждения на заготовку паровой фазы алюминия, с тем, однако, отличием, что отпадает необходимость проведения промежуточной стадии отделки заготовки лаком.

Связующими в применяемых согласно изобретению пресс-массах являются кристаллические либо аморфные ненасыщенные полиэфирные смолы или смеси полиэфирных смол, предпочтительно смеси, состоящие из 0-60% аморфных и 40-100% кристаллических полиэфирных смол, с температурой размягчения в интервале от 50 до 110^oC. Имеются в виду продукты совместной конденсации бифункциональных спиртов и бифункциональных кислот, причем как спиртовой, так и кислотный компоненты могут быть этиленово ненасыщенными. В качестве добавок в смолы могут вводиться небольшие количества (до 8 мас.%) так называемых сшивающих агентов, таких, например, как аллиловый эфир. К предпочтительным полиэфирным смолам относятся таковые, которые известны из заявки Германии DE-A 2153782 и которые получают этерификацией смеси из 60-85 мол.% α,β- ненасыщенных дикарбоновых кислот и 40-15 мол. % одной или нескольких из трех изомерных фталевых кислот, осуществляемой взаимодействием с двухатомными спиртами либо со смесями спиртов. Указанные полиэфиры предпочтительно применяют без добавок полимеризующих соединений, т.е. без добавок сшивающих агентов.

Предлагаемые согласно изобретению пресс-массы содержат далее 1-15 мас.% термопластичного материала, такого, например, как полиэтиленовый, полипропиленовый, поливинилспиртовой или поливинилацетатный порошки.

Другими ингредиентами этих пресс-масс являются наполнители, а также обычные отвердители и внутренние смазки и антиадгезивы.

Применяемые согласно изобретению наполнители не являются волокнистыми или игольчатыми веществами, а представляют собой зернистый либо аморфный материал. Примерами такового могут служить различные виды мела, предпочтительно получаемый осаждением или аморфный мел, водный оксид алюминия, каолин, сажа, сульфид цинка, сульфат бария, доломит, двуокись титана или тальк, но при условии, что они имеют средний размер частиц менее 10 мкм. В качестве отвердителей могут служить обычные органические пероксиды, применяемые обычно при отверждении общеизвестных СНК-пресс-масс. Другими вспомогательными веществами являются внутренние смазки и антиадгезивы, такие, как металлические мыла или воски. Таким образом, пресс-массы по изобретению имеют следующий состав, мас.%: Ненасыщенный(е) полиэфир(ы) - 10-30 Термопласт - 1-15 Наполнители - 50-80 Отвердители - 0,1-0,5 Внутренние смазки и антиадгезивы - 0,5-2,0 Сшивающие агенты - 0-8 Получение пресс-масс осуществляют по известной методике смешением компонентов, предпочтительно методом расплава с последующим гранулированием.

Сыпучие массы по известной методике в обычных машинах для литья под давлением или литьевого прессования пластифицируют, формуют и отверждают при температурах в интервале от 140 до 200^oC в течение 50-120 с.

Происходящая в процессе отверждения усадка составляет приблизительно 0,3-0,6% и тем самым обеспечивается с очень точным соответствием требуемым характеристикам получение также сложных структур. Прочность на изгиб отвержденных масс, испытанная согласно стандарту ISO 178, находится в пределах 80-100 МПа. Ударная вязкость, испытанная согласно стандарту ISO 179/1 eU, находится в пределах 4-6 кДж/м² и ударная вязкость образца с надрезом, испытанная согласно стандарту ISO 179/1 eU, составляет 1-2 кДж/м³.

Пример Процентные показатели количеств компонентов в смеси представляют собой мас. проценты в пересчете на общее количество смеси.

Применяемая аморфная ненасыщенная полиэфирная смола (НП-смола) представляет собой аморфный ненасыщенный полиэфир на основе терефталевой кислоты, фумаровой кислоты, этиленгликоля и неопентилгликоля (НП-смола 9193 NO фирмы DSM).

Применяемая кристаллическая НП-смола представляет собой кристаллический ненасыщенный полиэфир на основе терефталевой кислоты, фумаровой кислоты, этиленгликоля и бутандиола (Palatal (R)M 606-21Z фирмы BASF).

Ниже представлен состав пресс-массы, получаемой смешением следующих компонентов: 6% аморфная НП-смола
12% кристаллическая НП-смола
7,5% сополимер состава полиэтилен-поливинилацетат
0,3% гидропероксид кумола
72,8% мел с зернистостью менее 10 мкм
0,1% MgO
1,3% стеарат кальция.

Сыпучую массу пластифицируют и затем из нее в машине для литьевого прессования формуют заготовку для рефлектора, которую отверждают при температуре 160^oC. Полученная заготовка для рефлектора имеет следующие характеристики:
Усадка: 0,5%
Прочность на изгиб: 80 МПа
Ударная вязкость: 4,6 кДж/м²
Ударная вязкость образца с надрезом: 1,3 кДж/м²
При этом шероховатость составляет 0,05 мкм.

Формула изобретения

1. Рефлектор, полученный путем напыления металла на его заготовку, изготовленную из ненасыщенных полиэфирных смол, отличающийся тем, что средняя шероховатость поверхности заготовки без промежуточного улучшения этой поверхности составляет менее 0,1 мкм.

2. Рефлектор по п. 1, отличающийся тем, что средняя шероховатость поверхности заготовки без промежуточного улучшения этой поверхности составляет ≅ 0,06 мкм.

3. Рефлектор по п.1, отличающийся тем, что его изготавливают методом литья под давлением или литьевого прессования из пресс-массы на основе ненасыщенных полиэфирных смол с последующим нанесением металлического слоя на поверхность заготовки, служащую для отражения лучей, без промежуточного улучшения этой поверхности.

4. Способ изготовления рефлектора по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что из не содержащей стирола и волокон пресс-массы на основе ненасыщенных полиэфирных смол методом литья под давлением или литьевого прессования формуют и отверждают соответствующую заготовку для рефлектора и на поверхность заготовки, служащую для отражения лучей, без промежуточного улучшения этой поверхности наносят металлический слой.

5. Пресс-масса на основе ненасыщенных полиэфирных смол для изготовления рефлектора по любому из пп.1 - 3, отличающаяся тем, что она не содержит волокон и стирола.

6. Пресс-масса по п.5, отличающаяся тем, что наполнители имеют средний размер частиц менее 10 мкм.

7. Пресс-масса по п.5 или 6, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит термопластический материал.

8. Пресс-масса по любому из пп.5 - 7, отличающаяся тем, что имеет следующий состав, мас.%:
Ненасыщенный(е) полиэфир(ы) - 10 - 30
Термопласт - 1 - 15
Наполнители - 50 - 80
Отвердители - 0,1 - 0,5
Внутренние смазки и антиадгезивы - 0,5 - 2,0
Сшивающие агенты - 0 - 8