Способ получения защитного покрытия на материалах и изделиях из поликарбоната


 


Владельцы патента RU 2561406:

Горленко Николай Петрович (RU)
Смирнов Алексей Павлович (RU)
Резников Игорь Владимирович (RU)
Саркисов Юрий Сергеевич (RU)

Изобретение относится к способам защиты поверхности поликарбонатных изделий из сотового, профилированного и монолитного поликарбоната, придающим устойчивость к разрушающему действию ультрафиолетового излучения и других вредных факторов внешней среды, что позволит использовать обработанные таким образом изделия в строительстве при изготовлении декоративных облицовочных панелей для фасадов зданий и сооружений, тепло- и звукоизоляционных блоков, а также для интерьерной отделки помещений. Для формирования на поверхности материала основы (поликарбонатного субстрата) грунтовочного покрытия предварительно поверхность обрабатывают метиленгликолем, сушат от лишней влаги, после чего наносят взвесь двуводного гипса (CaSO4·2H2O) с размером частиц 3-100 мкм в органическом растворителе из расчета от 200 до 500 г двуводного гипса на 1 л растворителя при температуре от 5 до 50°C, взвесь наносят трижды с перерывом 1-3 минуты. 2 пр.

 

Изобретение относится к способам защиты поверхности поликарбонатных изделий из сотового, профилированного и монолитного поликарбоната придающим устойчивость к разрушающему действию ультрафиолетового излучения и других вредных факторов внешней среды, что позволит использовать обработанные таким образом изделия в строительстве при изготовлении декоративных облицовочных панелей для фасадов зданий и сооружений, тепло- и звукоизоляционных блоков, а также для интерьерной отделки помещений.

Разнообразные изделия из поликарбоната находят в настоящее время широкое применение во многих отраслях промышленности (пищевая, автомобильная, сельское хозяйство и т.д.). Однако их серьезным недостатком является повышенная чувствительность к ультрафиолетовому излучению и другим вредным факторам внешней среды. Под воздействием ультрафиолетового излучения происходит разрыв кислородных связей полимерных молекул в поверхностном слое поликарбоната [Шнел Г. Химия и физика поликарбонатов. М.: Химия, 1967 г.], что приводит к снижению механической прочности и ухудшению оптических свойств. В конечном итоге срок эксплуатации изделий из поликарбоната ограничен 3-5 годами. Применяемая на сегодняшний день защита поликарбоната от УФ-излучения нанесением коэкструзионным методом дополнительного УФ-стабилизирующего слоя, а также введением в объем поликарбоната УФ-стабилизирующих добавок [Поликарбонат. Применение в современном строительстве. Казань, Сафпласт, 2010 г.] не позволяют оклеивать, шпаклевать и окрашивать такой поликарбонат, что существенно ограничивает его применение в строительстве. Окраска выпускаемых поликарбонатных изделий в настоящий момент возможна только введением в их объем ряда пигментов, которые не влияют на фактуру изделий, так как она, по существу, остается пластиковой, что не приветствуется при внешней и внутренней отделке зданий и сооружений. Покраска поверхности изделий из обычного поликарбоната не представляется возможной по причине плохой к нему адгезии красок и высокого коэффициента температурного расширения (6 мм на 1 погонный метр в интервале температур от -20°C до +20°C), что неизбежно приводит к отслаиванию красок от поверхности поликарбоната. Перечисленные выше недостатки присущи всем типам выпускаемых на сегодняшний день изделий из поликарбоната, что существенно снижает диапазон их применения и их потребительские свойства.

Известен способ получения защитного покрытия путем нанесения на поверхность основы одно- и двухкомпонентных лакокрасочные материалов, предназначенных для окраски различных типов пластмасс на основе термопластичных полиакриловых смол. Однокомпонентные материалы естественной сушки типа грунта АК-0105 [ТУ 2216-002-106-9441-94], "Леклер", "PPG", "Тиккурила" и другие предназначены для грунтования микроячеистого стеклонаполненного пенополиуретана (МПУ), акрилонитрилбутадиенстирола (АБС), композиционных пластмасс типа акрилонитрилбутадиенстирола/поликарбоната (АБС/ПК). Недостатком этих способов является ограниченная область применения, получение покрытия, обладающего плохой адгезией, низкие декоративно-эксплуатационные характеристики, не позволяющие обеспечить необходимую долговечность лакокрасочного покрытия.

Известен способ получения защитного покрытия путем нанесения на поверхность материала основы состава 2-компонентного вторичного грунта горячей сушки на базе пигментированных акриловых сополимеров - АК-0252 [ТУ 6-21-65-95] в комплекте с отвердителем Суризон АТЛ-400-65 [ТУ 113-03-29-50-90]. Несмотря на то, что используя этот грунт можно окрашивать различные типы пластмасс, недостатком его является невысокая светостойкость, а также жизнеспособность, приводящая к сложностям в работе с оборудованием при работе с двухкомпонентными материалами.

Известен способ получения защитного покрытия путем нанесения на поверхность материала основы 2-компонентного вторичного грунта горячей сушки типа АК-0104 [ТУ 2313-005-25690359-97] комплекте с отвердителем Изур7022 [ТУ472-25546303-496], включающий в свой состав полиакриловые смолы, пигменты, наполнители, специальные добавки, растворители. Недостатком этих способов является необходимость применения 2-х грунтов, т.е. нанесение последовательно 2-х слоев разных типов грунтов для обеспечения адгезии ко всем типам пластмасс. Обработка влечет за собой ухудшение экологии, так как сухой остаток адгезионных грунтов очень низкий, способ характеризуется жесткими требованиями к сушке каждого слоя, при этом получается покрытие с невысокой жизнеспособностью. Указанная технология требует использования специального оборудования и сушильных камер.

Известен способ получения защитного покрытия, заключающийся в нанесении на поликарбонатную основу полимерной лакокрасочной композиции [патент RU №2286367, опубл. 27.10.2006], содержащей ароматический поликарбонат на основе бисфенола, полимерный адгезив, пластификатор - сополимер акрилонитрил-бутадиен-стирола, минеральный наполнитель, выбранный из группы минеральных мелкодисперсных материалов: алюминиевой пудры, двуокиси титана, соли щелочно-земельных металлов, талька, микроволластонита, красителя, выбранного из ряда фталоцианиновых красителей или цветных минеральных пигментов, поверхностно-активного вещества - полиоксиэтиленсорбитанмонолеата (Твин 80) и остальное - хлорированный алифатический растворитель. Недостатком известного способа является ограниченная область применения.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения поликарбонатных формовок с двухслойным покрытием [патент RU №2493014, опубл. 20.09.2013], которые могут быть использованы в строительстве, самолето- и приборостроении, на автотранспорте, в осветительной технике и других областях, где требуются изделия из порликарбоната, в том числе прозрачные, с повышенными абразивостойкостью, твердостью и атмосферостойкостью. Способ получения поликарбонатных формовок с двухслойным покрытием включает формирование на поверхности поликарбонатного субстрата грунтовочного покрытия на основе раствора полиметилметакрилата в смеси двух растворителей - этилцеллозольва и хлороформа, сушку на воздухе, досушку при 120°C до полного удаления растворителей до толщины пленки грунтовочного покрытия 10-30 мкм, после чего субстрат с грунтовочным покрытием термообрабатывают при температуре 155-175°C и давлении 50-100 МПа в течение 3-5 секунд и охлаждают до температуры 70-75°C под тем же давлением с последующим нанесением покровной водно-спиртовой полисилоксановой композиции на основе продукта гидролитической конденсации смеси двух трехфункциональных алкоксисиланов и отверждают при температуре 80-85°C. Изобретение обеспечивает повышение абразивостойкости и поверхностной твердости поликарбанатных формовок.

Технический результат состоит в создании способа, позволяющего получить за короткое время быстросохнущее в естественных условиях полимерное покрытие с более высокими адгезивными характеристиками, что способствует расширению области применения обработанного таким образом материала и изделий из него.

Для достижения технического результата в способе получения защитного покрытия на материалах и изделиях из поликарбоната, заключающемся в формировании на поверхности материала основы (поликарбонатного субстрата), нанесении грунтовочного покрытия, причем предварительно поверхность обрабатывают метиленгликолем, сушат, после чего наносят взвесь двуводного гипса (CaSO4·2H2O) с размером частиц 3-100 мкм в органическом растворителе в количестве от 200 до 500 г двуводного гипса на 1 л растворителя при температуре от 5 до 50°C, через 1-3 минут после высыхания наносят взвесь еще 2-3 раза.

Способ осуществляют следующим образом

Предварительная обработка поверхности материала или изделия из поликарбоната метиленгликолем вызывает появление на поверхности материала разрывов кислородных связей в полимерных цепях поликарбоната с образованием реакционных гидроксильных групп (OH). На модифицированную метиленгликолем поверхность поликарбоната наносят тонкодисперсный порошок двуводного гипса (CaSO4·2Н2О), взвешенный в органических растворителях марок 645,646,647 в пропорции на 1 литр растворителя от 200 до 500 г тонкодисперсного двуводного гипса с размером частиц 3-100 мкм. Этот тип растворителей, взаимодействуя с поликарбонатом, разжижает его поверхностный слой [Смирнова О., Ерофеева М. Поликарбонаты. М.: Химия, 1975 г.], что способствует внедрению в поликарбонат микроагрегатов двуводного гипса. Способ нанесения - любой: валиком, кистью, распылителем. Температура обработки поликарбонатных изделий пероксидом водорода и взвесью двуводного гипса в растворителях вышеуказанных марок выбрана в интервале от 5 до 50°C. После испарения растворителя (около 1-3 мин) поверхность поликарбоната затвердевает, а микроагрегаты двуводного гипса прочно вклеиваются в нее. Двуводный гипс в результате реакции присоединения гидроксильных OH-групп его молекулярной воды к поляризованным дефектам разорванных полимерных цепей поверхностного слоя поликарбоната дегидратирует с образованием полуводного гипса CaSO4·0,5H2O [Шнел Г. Химия и физика поликарбоната. М.: Химия, 1967 г.]. В результате на поверхности поликарбонатного изделия образуется слой грунтовки, состоящий из пористых микроагрегатов полуводного гипса, прочно приклеенных к поликарбонатной основе. Для получения равномерного грунтовочного покрытия на поликарбонатное изделие необходимо повторно нанести 2-3 слоя взвешенного в растворителе тонкодисперсного двуводного гипса. В результате на поверхности поликарбоната образуется прочно сцепленная с ним прослойка из тонкодисперсного порошка полуводного гипса, обладающая высокой адгезионной способностью практически к любым выпускаемым промышленностью клеям, шпаклевкам и краскам. Это обусловливается тем, что клеи, шпаклевки и краски заполняют множественные микропоры агрегатов полуводного гипса с образованием высокопрочной связи клей-грунт, шпаклевка-грунт, краска-грунт, которая позволяет системам поликарбонат-грунт-клей, поликарбонат-грунт-шпаклевка, поликарбонат-грунт-краска выдерживать значительные температурные сжатия и расширения, не сопровождающиеся отслаиванием клея, шпаклевки и краски от грунта, а грунта от поликарбоната.

Изобретение иллюстрируется примерами 1-3.

Пример 1

Лист сотового поликарбоната размером 1000×1000 мм толщиной 4 мм обрабатывался кистью с обеих сторон метиленгликолем. После этого для удаления остаточной влаги с поверхности листа его обдували сжатым воздухом, после чего кистью на поверхность поликарбоната наносили взвесь 200 г двуводного гипса в 1 литре 646 растворителя. При этом расход составил 200 мл взвеси на 1 м2 поликарбонатного листа. Через 1-3 минуты после нанесения на поверхность поликарбоната взвеси двуводного гипса растворитель испарялся, а на поверхности поликарбоната образовывался плотный слой приклеенных к нему микроагрегатов полуводного гипса. После трехкратной обработки поликарбонатного листа взвесью двуводного гипса в 646 растворителе на его поверхности образуется плотный без пробелов слой грунта из микроагрегатов полуводного гипса. Обработка поликарбоната проводилась при температуре 10°C. Затем на образовавшийся слой грунта из микроагрегатов полуводного гипса с обеих сторон наносились полосами шириной 300-400 мм: нитроэмаль НЦ-132 НИТРА, алкидная Tikkurila Уника С, акриловая Байрамикс Akrylik Profi, водно-дисперсная ВД для потолков, силиконовая Tikkurila Термал. После чего окрашенный лист поликарбоната проходил 20 циклов замораживания-размораживания с использованием промышленной холодильной камеры с рабочей температурой -20°C. По окончании испытаний результаты визуального анализа показали, что отслаивания грунта от поликарбоната и нанесенных на него красок по всей поверхности обработанного поликарбонатного листа зафиксировано не было. Механическое воздействие щеткой из грубой щетины на всю поверхность загрунтованного и покрашенного поликарбонатного листа к дефектам в слое грунта и красок не привело.

Пример 2

Лист сотового поликарбоната размером 500×500 мм толщиной 4 мм обрабатывался валиком с обеих сторон метиленгликолем. После этого для удаления остаточной влаги с поверхности листа его обдували сжатым воздухом, после чего кистью на поверхность поликарбоната наносили взвесь 500 г двуводного гипса в 1 литре 645 растворителя. При этом расход составил 200 мл взвеси на 1 м2 поликарбонатного листа. Через 1-3 минуты после нанесения на поверхность поликарбоната взвеси двуводного гипса растворитель испарялся, а на поверхности поликарбоната образовывался плотный слой приклеенных к нему микроагрегатов полуводного гипса. После трехкратной обработки поликарбонатного листа взвесью двуводного гипса в 645 растворителе на его поверхности образуется плотный без пробелов слой грунта из микроагрегатов полуводного гипса. Обработка поликарбоната проводилась при температуре 10°C. Затем на образовавшийся слой микроагрегатов полуводного гипса с обеих сторон наносились полосами шириной 200 мм: клей «ПВА-М», силиконовый «Клей для плитки ПВХ», полиуретановый клей «Gorilla Glue», клей Момент «Henkel», монтажная пена «Макрофлекс». После чего поликарбонатный лист с нанесенными на него клеями и монтажной пеной проходил 20 циклов замораживания-размораживания с использованием промышленной холодильной камеры с рабочей температурой -20°C. По окончании испытаний результаты визуального анализа показали, что отслаивания грунта от поликарбоната не произошло, а все виды клеев и монтажная пена прочно держались на нем. После механического воздействия щеткой из грубой щетины на всю поверхность загрунтованного и проклеенного поликарбонатного листа дефектов в клеевом и пенном слое отмечено не было.

Пример 3

Лист сотового поликарбоната 500×500 мм толщиной 4 мм обрабатывался кистью с обеих сторон метиленгликолем. После этого для удаления остаточной влаги с поверхности листа его обдували сжатым воздухом, после чего кистью на поверхность поликарбоната наносили взвесь 200 г двуводного гипса в 1 литре 645 растворителя. При этом расход составил 200 мл взвеси на 1 м2 поликарбонатного листа. Через 1-3 минуты после нанесения на поверхность поликарбоната взвеси двуводного гипса, растворитель испарялся, а на поверхности поликарбоната образовывался плотный слой приклеенных к нему микроагрегатов полуводного гипса. После трехкратной обработки поликарбонатного листа взвесью двуводного гипса в 645 растворителе на его поверхности образуется плотный без пробелов слой грунта из агрегатов полуводного гипса. Обработка поликарбоната проводилась при температуре 10°C. Сухие шпаклевки (цементная - Knauf Multi-Finish, гипсовая - Knauf Fugen и полимерная «Геркулес») разбавлялись водой до рабочей консистенции, после чего их наносили полосами шириной 300-400 мм на загрунтованный микроагрегатами полуводного гипса лист поликарбоната. После чего поликарбонатный лист с нанесенными на него разными типами шпаклевок проходил 20 циклов замораживания-размораживания с использованием промышленной холодильной камеры с рабочей температурой -20°C. По окончании испытаний результаты визуального анализа показали, что отставания грунта от поликарбоната не произошло, а все виды шпаклевок прочно держались на нем. После механического воздействия щеткой из грубой щетины на всю поверхность загрунтованного и зашпаклеванного поликарбонатного листа деформаций в грунте и шпаклевочном слое зафиксировано не было.

Таким образом, в предлагаемом способе защиты материала и изделий из поликарбоната путем формирования покрытия на их поверхности способствует повышению устойчивости к таким факторам, как УФ-излучения и другие агрессивные факторы внешней среды, применяется одно- или двухсторонняя грунтовка предлагаемым составом, с последующей его проклейкой, или шпаклевкой, или покраской изделий, что позволит в несколько раз увеличить срок их эксплуатации и широко применять в строительстве для внешней и внутренней отделки зданий и сооружений, а также при изготовлении тепло- и звукоизоляционных блоков. Увеличивается срок эксплуатации, и улучшаются декоративные свойства, что позволит широко применять изделия из сотового, профилированного и монолитного поликарбоната в строительстве.

Способ получения защитного покрытия на материалах и изделиях из поликарбоната, заключающийся в формировании на поверхности поликарбонатного субстрата грунтовочного покрытия, отличающийся тем, что предварительно поверхность обрабатывают метиленгликолем, сушат от лишней влаги, после чего наносят взвесь двуводного гипса (CaSO4·2H2O) с размером частиц 3-100 мкм в органическом растворителе из расчета от 200 до 500 г двуводного гипса на 1 л растворителя при температуре от 5 до 50°C, взвесь наносят трижды с перерывом 1-3 минуты.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к пленке с покрытием, имеющей толщину менее 100 мкм, содержащей по существу биоразлагаемую подложку, содержащую на поверхности биоразлагаемое покрытие при весе покрытия не более чем 12 г/м2, где пленка с покрытием характеризуется скоростью проникновения водяных паров, тропические условия, 38°С, 90% RH, менее 20 г/м2/день и/или где пленка с покрытием имеет прочность сварки более 300 г/25 мм при сварке при 135°С со временем выдержки полсекунды при давлении 0,7031 кг/см2.

Изобретение относится к отверждаемой влагой смоле на основе алифатических изоцианатов. Отверждаемая влагой смола содержит материал с функциональными алифатическими изоцианатными группами, содержащий продукт реакции гексаметилендиизоцианата и гидрокси-функционального простого эфирного соединения, и материал с функциональными циклоалифатическими изоцианатными группами, содержащий продукт реакции изофорондиизоцианата и монофункционального спирта, при этом массовое отношение материала с функциональными циклоалифатическими изоцианатными группами к материалу с функциональными алифатическими изоцианатными группами составляет от 95:5 до 50:50.

Изобретение относится к способам поверхностной обработки изделий из поливинилхлорида (ПВХ). Способ поверхностной обработки изделий из поливинилхлорида путем диффузионной модификации заключается в пропитке поливинилхлоридных изделий смесью дифенилметан-4,4′-диизоцианата и полиметиленполифениленизоцианата с соотношением около 40/60% при 70-80°C в течение 40-100 минут с последующим отверждением в воздушной среде при температуре 80-120°C в течение 2-3 часов или в пропитке поливинилхлоридных изделий диглицидиловым эфиром бисфенола А, функционализированной углеродными нанотрубками, с отвердителем изометилтетрагидрофталевым ангидридом при 50-60°C в течение 220-270 минут с последующим отверждением в воздушной среде при температуре 100-120°C в течение 1-2 часов или в пропитке поливинилхлоридных изделий диглицидиловым эфиром бисфенола А, функционализированной углеродными нанотрубками, с отвердителем диэтилентриамином при 20-25°C в течение 180-200 минут с последующим отверждением в воздушной среде при температуре 40-60°C в течение 1 -2 часов.

Изобретение относится к многослойным материалам для упаковки и касается слоистого материала для применения в упаковке и способа получения поддающегося повторной герметизации слоистого материала.

Изобретение относится к упаковочному материалу, сформированному из многослойного тела, содержащего по меньшей мере основной слой и термоадгезивный слой, который нанесен в качестве внешнего слоя на одной стороне упаковочного материала, и мелкие гидрофобные оксидные частицы, имеющие средний диаметр первичных частиц от 3 до 100 нм, прикрепленные к наружной поверхности там, где термоадгезивный слой не примыкает к другому слою, при этом мелкие гидрофобные оксидные частицы образуют пористый слой, имеющий трехмерную сетчатую структуру, и мелкие гидрофобные частицы в области термоадгезии внедряются в термоадгезивный слой во время процесса термоадгезии.
Изобретение относится к многокомпонентному материалу, который может быть использован в изделиях личной гигиены. Многокомпонентный материал содержит подложку и слой пленки на подложке.

Настоящее изобретение относится к композиции для обработки субстрата, содержащей: a) активный материал, который имеет одну или более функциональных групп, образующих ковалентные присоединения к комплементарным функциональным группам субстрата в присутствии кислоты или основания, при этом активный материал выбран из группы, состоящей из гидрофильных активных материалов, гидрофобных активных материалов и их смесей; b) фотокатализатор, способный генерировать кислоту или основание под действием света, при этом фотокатализатор поглощает свет внутри электромагнитного спектра от инфракрасной области до видимого и ультрафиолетового света, от 1200 нм до 200 нм; и фотокатализатор является фотокислотой, выбранной из группы, состоящей из ароматических гидроксильных соединений, сульфонированных пиреновых соединений, ониевых солей, производных диазометана, производных биссульфона, производных дисульфида, производных нитробензилсульфоната, производных сложных эфиров сульфоновой кислоты, N-гидроксиимидов сложных эфиров сульфоновой кислоты и их комбинаций; и c) носитель для доставки комбинации элементов 1(a) и 1(b); при этом субстраты исключают физиологические материалы.

Изобретение относится к области получения слоистых материалов, используемых в тонкопленочных приборах и устройствах. Изобретение предлагает выравнивающую пленку, включающую выравнивающий слой, содержащий связующую полимерную смолу и неорганический наполнитель в качестве компонентов, по меньшей мере на одной стороне прозрачного полимерного основания.

Изобретение относится к эластомерному телу, пригодному для применения в антивибрационных приспособлениях и подвесках. Эластомерное тело (1) имеет, по меньшей мере, один слой эластичного и гибкого огнезащитного покрытия, покрывающего часть тела (1).

Изобретение относится к остеклению транспортных средств. Предложено авиационное остекление, включающее в себя два разнесенных полимерных слоя и комплексное покрытие, обладающее солнцезащитными свойствами.

Изобретение относится к способу поверхностной модификации формованных изделий из полиолефинов и каучуков. .

Изобретение относится к модифицированным хиральным жидкокристаллическим материалам, которые могут быть использованы в качестве декоративного или защитного элемента, элемента аутентификации или идентификации.
Изобретение относится к области получения средств изоляции металлических поверхностей, преимущественно металлических труб и оболочек электрических кабелей, в частности термоусаживающейся многослойной адгезионной ленты, и может быть использовано для защиты магистральных трубопроводов и электрических кабелей от механических повреждений, от почвенной и атмосферной коррозии.

Изобретение относится к способу обработки имеющей выпуклую и вогнутую поверхности контактной линзы, а именно удалению выщелачивающихся веществ из полимерных контактных линз, а более конкретно к способу гидратации мягких контактных линз путем обмена выщелачивающихся веществ на воду, а именно касается способа осуществления выщелачивания (гидратации) контактных линз с сохранением ориентации линз в течение всего процесса для уменьшения потребности в физическом манипулировании линзами.

Изобретение относится к области химической технологии, а именно к способам получения пористых мембран на основе блок-сополимеров, и может быть использовано в химической промышленности, микробиологии , медицине.

Изобретение относится к электротехнике , в частности к липким изоляционным прорезиненным лентам на текстильной основе. .

Изобретение относится к области строительства, в частности к материалам изоляции кровельных конструкций, и касается изоляционной мембраны с барьером против миграции пластификатора.
Наверх