Способ получения полимерных порошковых покрытий на изделиях сложной геометрической формы

Изобретение относится к способу нанесения полимерных порошковых покрытий с комбинированной термообработкой их на поверхностях изделий сложной геометрии. Способ получения полимерных порошковых покрытий включает нанесение порошковых композиций как термореактивных, так и термопластичных в электростатическом поле на поверхность изделия. После этого производят нагрев нанесенного слоя до расплавления частиц и растекания их по поверхности изделия и отверждение покрытия. Затем нанесенный слой нагревают инфракрасным излучением с одновременным обдувом изделия потоком горячего воздуха в замкнутом объеме. После образования вязко-текущего слоя поверхность изделия дополнительно облучают ИК-излучением до достижения температуры отверждения для данного типа полимерной композиции. ИК-излучение сканируют по всей поверхности изделия. После отключения ИК-излучения по команде электронного блока управления режимными параметрами технологического процесса изделие дополнительно подвергают NIR-излучению до окончательного отверждения покрытия. Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности сокращения стадии формирования полимерных порошковых покрытий и повышение их качества на изделиях сложной геометрической формы. 6 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к способу нанесения полимерных порошковых покрытий с комбинированной термообработкой их на поверхностях изделий сложной геометрии.

Известна установка для ультрафиолетовой полимеризации полиэфирных покрытий на кромках щитовых деталей (а.с. SU №1688080 МПК F26B 3/28, F26B 9/06 от 30.10.1991 г.), использующая способ полимеризации полиэфирных лакокрасочных покрытий с помощью УФ-источника облучения. Недостатком данного изобретения является необходимость использования лакокрасочных материалов только УФ-отверждения. При этом способе возможно полимеризовать покрытия на поверхности изделий плоской формы.

Известен также способ импульсного нагрева ближним инфракрасным излучением для отверждения порошковых покрытий (патент RU №2339461 МПК B05D 3/02, опубл. 27.11.2005 г.). Способ предусматривает подвод тепловой энергии в области, близкой к инфракрасному излучению (БИК) при 20-50% мощности излучателя в течение определенного времени и затем отвод тепла для создания адгезии расплава полимерной порошковой композиции с поверхностью изделия, а потом уже подвод тепла при 80-100% мощности излучателя. Очевидно, что даже кратковременное нарушение теплового баланса на поверхности приводит к изменению кинетики формирования покрытия. Недостаток указанного способа заключается также и в том, что отсутствует гарантированная возможность проводить стадии расплавления, растекания и отвержения порошковых покрытий на изделиях сложной формы, особенно в местах, где имеются так называемые «теневые» участки для проникновения ИК-излучений.

Известен излучатель для быстрого нагревания поверхностей объектов, устройство и установка для нанесения порошкового покрытия на объекте и способ нанесения порошковых покрытий на деревянные элементы и элементы на основе древесно-волокнистых плит средней плотности (патент RU №2403988, МПК B05D 3/02, опубл. 20.11.2010 г.). Данный способ предусматривает получение порошковых покрытий на изделиях только плоской формы, что является недостатком этого способа.

Имеется также способ отвержения порошковых покрытий (патент RU №2350404 МПК B05D 3/02, опубл. 27.03.2009 г.), где для отвержения порошкового покрытия применяют БИК-излучатели, работающие в диапазоне длин волн от 760 нм до 1500 нм. Однако, как известно, излучение в диапазоне 760-1200 нм относится к области, близкой к коротковолновому ИК-излучению. Для воздействия на электронное состояние молекул веществ порошковой композиции энергии излучения в этом диапазоне недостаточно для всех типов термореактивных порошковых композиций традиционного отверждения. Основным недостатком указанного способа является невозможность технологического производственного вмешательства на стадию отверждения. При этом состояние покрытия оценивается только по окончании производственного цикла.

Известен способ получения порошковых покрытий (патент РФ №2367525 МПК B05D 1/12, B05D 3/06, опубл. 20.09.2009 г.), принятый за прототип. Способ получения порошковых покрытий с любым желаемым уровнем глянца включает: нанесение композиции порошкового покрытия на поверхность субстрата, облучение нанесенной композиции порошкового покрытия высокоэнергетическим излучением при температуре, близкой к температуре окружающей среды, плавление, расплавление и растекание частиц композиции порошкового покрытия под действием повышенной температуры с образованием расплавленного покрытия, и отверждение расплавленного покрытия.

Нанесенную композицию порошкового покрытия облучают высокоэнергетическим излучением дозой ультрафиолета в диапазоне от 50 до 150 мДж/см2. Время облучения находится в диапазоне от 0,1 до 60 с. Время облучения находится в диапазоне от 0,5 сек до 30 мин. Температура, близкая к температуре окружающей среды, на стадии облучения находится в диапазоне от 15 до 30°C. Повышенная температура на стадии c) обусловлена применением технологии, выбранной из группы, состоящей из инфракрасного облучения и конвекции горячим воздухом. БИК-излучение применяют для повышения температуры на стадии c). Расплавленное покрытие на стадии d) отверждают действием ультрафиолетового излучения. Субстрат предварительно нагревают перед нанесением композиции порошкового покрытия.

При применении этого способа для получения покрытий из полимерных порошковых композиций требуется использовать специальные порошковые композиции УФ-отверждения (примеры в описании прототипа). Такие порошковые композиции в своем составе имеют фотоинициаторы, которые поглощают УФ-излучение и при этом образуются радикалы, инициирующие радикальную полимеризацию. Введение фотоинициаторов в состав пленкообразователя путем сухого смешивания в производственных условиях получения покрытий не является оптимальным вариантом: требуется высокий профессионализм рабочего персонала, возможны и ошибки при приготовлении больших объемов порошковой композиции, обусловленные человеческим фактором. При формировании пигментированных порошковых композиций УФ-излучением также существуют сложности, обусловленные отражательными характеристиками пигментных частиц. Существенным недостатком этого способа является также невозможность качественного формирования покрытий на поверхностях изделий сложной геометрической формы.

Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, заключается в сокращении стадий формирования полимерных порошковых покрытий, повышении их качества на изделиях сложной геометрической формы.

Технический результат достигается тем, что в способе получения полимерных порошковых покрытий на изделиях сложной геометрической формы, включающем нанесение порошковых композиций как термореактивных, так и термопластичных в электростатическом поле на поверхность изделия, нагрев нанесенного слоя до расплавления частиц и растекания их по поверхности изделия, отверждение покрытия, новым является то, что нанесенный слой нагревают инфракрасным излучением с одновременным обдувом изделия потоком горячего воздуха в замкнутом объеме, после образования вязко-текущего слоя поверхность изделия дополнительно облучают ИК-излучением до достижения температуры отверждения для данного типа полимерной композиции, при этом ИК-излучение сканируют по всей поверхности изделия, после отключения ИК-излучения по команде электронного блока управления режимными параметрами технологического процесса изделие дополнительно подвергают NIR-излучению до окончательного отверждения покрытия.

Нагрев нанесенного слоя инфракрасным излучением осуществляют со скоростью V=0,5°C/сек до температуры 120-130°C.

Изделие обдувают потоком горячего воздуха со скоростью не более 1 м/сек.

Изделие дополнительно облучают ИК-излучением до достижения температуры отверждения длиной волн 1,2-2,0 нм и удельной мощностью 80 кВт/м2.

Изделие дополнительно подвергают NIR-излучению с длиной волны в диапазоне 740-1500 нм.

Нагрев нанесенного слоя осуществляют посредством инфракрасного излучения с помощью инфракрасной панели со встроенным в ней вентилятором, создающим поток горячего воздуха, а сканирование ИК излучения по всей поверхности изделия осуществляют посредством параболических отражателей, установленных в зоне нагрева.

Использование способа производится следующим образом:

- после нанесения порошковых композиций как термореактивных, так и термопластичных в электростатическом поле на поверхность изделия подводят тепловую энергию с помощью инфракрасной панели с встроенным в ней вентилятором, который создает поток горячего воздуха в рабочей камере со скоростью до 1 м/с, снимая часть тепловой энергии с инфракрасной панели, при этом осуществляется нагрев порошкового слоя со скоростью 0,5°C/с до температуры 120-130°C, таким образом время перехода порошка в вязко-текучее состояние сокращается до 3-4 минут;

- затем при образовании на поверхности изделия вязко-текучего слоя полимера осуществляют облучение его поверхности инфракрасной панелью, создающих излучение в диапазоне длин волн 1,2-2 нм в течение короткого времени ориентировочно 100-120 с для ускоренного снижения вязкого образовавшегося вязко-текучего слоя полимера;

- стадию отверждения выполняют с помощью дополнительной панели NIR излучения с длиной волн 740-1500 нм одновременно с отключением нагрева ИК панели по команде электронного блока управления в течение 3-10 с;

- при этом в зоне нагрева поверхности порошкового слоя на изделии ИК панели длиной волн 1,2-2,0 нм и удельной мощностью 80 кВт/м2 устанавливаются с возможностью сканирования параболические отражатели излучения от указанных панелей для нагрева поверхностей с «теневыми» участками.

Сущность способа заключается в следующем. Способ предусматривает на стадии расплавления частиц порошковой композиции подвод тепловой энергии со скоростью 0,5°C/сек до температур 150-170°C с помощью ИК-панели с встроенным в ней вентилятором, создающим поток горячего воздуха со скоростью не более 1,0 м/сек. На этой же стадии происходит начало растекания расплава полимерной порошковой композиции, затем после образования расплавленного слоя поверхность облучается с помощью ИК-панелей, создающих излучение длиной волн 1,2-2,0 нм и удельной мощностью 80 кВт/м2 до достижения температуры полимеризации данного типа порошковой композиции.

Таким образом, механизм и скорость формирования покрытия не нарушается. Способ также предусматривает, что в зоне нагрева установлены параболические отражатели с возможностью сканирования излучения ИК-панелей по всей поверхности изделия с проникновением их в теневые участки.

1. Способ получения полимерных порошковых покрытий на изделиях сложной геометрической формы, включающий нанесение порошковых композиций как термореактивных, так и термопластичных в электростатическом поле на поверхность изделия, нагрев нанесенного слоя до расплавления частиц и растекания их по поверхности изделия, отверждение покрытия, отличающийся тем, что нанесенный слой нагревают инфракрасным излучением с одновременным обдувом изделия потоком горячего воздуха в замкнутом объеме, после образования вязко-текущего слоя поверхность изделия дополнительно облучают ИК-излучением до достижения температуры отверждения для данного типа полимерной композиции, при этом ИК-излучение сканируют по всей поверхности изделия, после отключения ИК-излучения по команде электронного блока управления режимными параметрами технологического процесса изделие дополнительно подвергают NIR-излучению до окончательного отверждения покрытия.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что нагрев нанесенного слоя инфракрасным излучением осуществляют со скоростью V=0,5°C/с до температуры 120-130°C.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что изделие обдувают потоком горячего воздуха со скоростью не более 1 м/с.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что изделие дополнительно облучают ИК-излучением до достижения температуры отверждения длиной волн 1,2-2,0 нм и удельной мощностью 80 кВт/м2.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что изделие дополнительно подвергают NIR-излучению с длиной волны в диапазоне 740-1500 нм.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что нагрев нанесенного слоя осуществляют посредством инфракрасного излучения с помощью инфракрасной панели со встроенным в ней вентилятором, создающим поток горячего воздуха.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сканирование ИК-излучения по всей поверхности изделия осуществляют посредством параболических отражателей, установленных в зоне нагрева.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть использовано в сельском хозяйстве, пищевой, фармацевтической и других отраслях народного хозяйства для эффективной сушки продуктов растительного и животного происхождения.

Изобретение относится к технологии цилиндровой (барабанной) сушки длинномерных тонкослойных материалов (ДТМ) в производствах текстильной промышленности; бумаги и картона в бумажно-картонном производстве; для вулканизации транспортерных, кардных и кордных лент в резинотехническом производстве, для нагрева и сушки в процессах производства пленочных полимерных (термопластичных) материалов.

Изобретение относится к сушке топинамбура, может применяться в сельском хозяйстве и в пищевой промышленности. Способ сушки топинамбура предусматривает подготовку сырья, формирование слоя, воздействие ИК-лучами, контроль температуры топинамбура оптическим пирометром.
Материалы моют, измельчают и укладывают слоем на газопроницаемых поддонах, установленных в вентилируемой камере. Нагрев слоя продукта высотой 10-30 мм осуществляют двухсторонним непрерывным инфракрасным облучением на длине волны 1,5-3,0 мкм при плотности теплового потока 2,8-3,1 кВт/м2 до температуры поверхности 52±1°C или 55±1°C в течение времени 10-16 или 8-12 минут соответственно.

Продукт измельчают в поддон при толщине слоя от 4 до 45 мм. Устанавливают элементы нагрева на расстоянии 9-18 мм от продукта и сушат при температуре 20-60°С и остаточном давлении 3,4-4,5 кПа.
Способ предусматривает мойку растительных продуктов, мерную резку и укладку слоем на сетчатые поддоны, которые устанавливают на бесконечный транспортер сушильной камеры.

Изобретение относится к области сушки сыпучих (в сухом состоянии) материалов. Оно может быть использовано для сушки: муки, отрубей, сахарного песка, соли, зерен, семян, нарезанных ломтиками овощей и фруктов; сырья для строительных и дорожных материалов типа песка, глины, доломита, гравия и щебенки, минеральных и органических удобрений и т.д.

Изобретение относится к технологии сушки древесины, в частности к способу сушки пиломатериала. Способ сушки пиломатериала включает укладку пиломатериала слоями в штабель, установку между слоями разделительных элементов в виде реек, установку плоских инфракрасных излучателей, подведение к ним питания и сушку пиломатериала с контролем температуры и отводом влаги, причем установку плоских инфракрасных излучателей осуществляют, по меньшей мере, между каждым слоем пиломатериала, после чего над поверхностью верхнего слоя пиломатериала штабеля с зазором укладывают теплоизоляционный материал, затем по периметру боковых сторон на расстоянии, предотвращающем касание штабеля, выполняют охватывающий штабель контур, при этом отвод влаги во время сушки осуществляют путем конденсации ее паров и последующее стекание по боковым поверхностям контура.

Изобретение относится к технологии сушки и может быть использовано для непрерывной сушки сыпучих (дисперсных) материалов в оборонной промышленности для сушки взрывчатых веществ, в строительстве (например, сушка цемента), в производстве строительных материалов (например, песка и доломита в производстве стекла), в сельском хозяйстве (например, сушка зерна), в пищевой промышленности (например, для сушки муки, пряников и печений) и для сушки промышленных отходов (например, древесных опилок), в химической промышленности, в производствах медицинских препаратов: гранул, таблеток, порошков и в других, аналогичных отраслях производства.

Изобретение относится к сушке семян и зерна и может быть использовано в сельском хозяйстве. .

Изобретение относится к полупроводниковой электронике, а именно к способу изготовления фотопроводящих радиационно стойких структур. Способ включает предварительное формирование монослоя жирной кислоты на поверхности раствора свинецсодержащей соли в воде в концентрации 1·10-3-5·10-3 моль/л для получения свинецсодержащего монослоя жирной кислоты по методу Ленгмюра-Блоджетт, перенос одного свинецсодержащего монослоя жирной кислоты на поверхность фоточувствительной пленки, термическую сенсибилизацию фоточувствительной пленки.

Изобретение относится к способу нанесения покрытия на поверхность из полимерного материала посредством лазерного плакирования термопластического порошка на указанной поверхности, в частности, в том случае, если указанный пластический материал и указанный термопластический порошок являются взаимно несовместимыми пластиками.

Изобретение относится к устройству и к способу для нагревания металлической полосы в конвекционной печи. В устройстве для нагревания металлической полосы в направлении транспортировки металлической полосы перед конвекционной печью расположено устройство для индуктивного предварительного нагревания металлической полосы.

Изобретение относится к излучающему устройству, предназначенному для облучения деревянных поверхностей, преимущественно, имеющих форму панели или диска. .
Изобретение относится к способу нанесения покрытий. .

Изобретение относится к способу обжига листовой конструкции, состоящей из нескольких соединенных между собой элементов, после этапа нанесения покрытия. .

Изобретение относится к способу получения покрытий с сильной адгезией на неорганических или органических субстратах, в котором эти субстраты обрабатывают низкотемпературной плазмой, коронным разрядом или огневой обработкой, при нормальном давлении наносят на неорганические или органические субстраты один или несколько фотоинициаторов, и такие субстраты с предварительным покрытием фотоинициатора покрывают композицией, содержащей, по меньшей мере, один этиленово ненасыщенный мономер или олигомер, и покрытие отверждают, используя излучение.

Изобретение относится к области термодинамики в части теплообмена излучением и к технологии сушки. В способе непрерывной сушки дисперсных сыпучих материалов внутри вертикально установленной емкости ее нагревают снаружи излучением, а емкость выполняют перфорированной или из сетки и вращают относительно неподвижной собственной геометрической оси, а внутри емкости, коаксиально ей и неподвижно, с зазором относительно днища и стенки емкости размещают трубу с радиально закрепленными на наружной ее поверхности лопастями, причем влажный сыпучий материал непрерывно подают внутрь трубы, высохший сыпучий материал пневматически удаляют из емкости. Емкость выполняют в форме тонкостенного усеченного конуса, установленного вертикально меньшим основанием вниз с тупым углом между противоположными образующими более 100°, направляя излучение на его боковую поверхность по нормали, а в нижнем отверстии конуса неподвижно относительно емкости закрепляют тонкослойное сплошное днище в форме сегмента сферы из фторопласта выпуклой частью вниз, опирая емкость на неподвижный подпятник такой же формы, вокруг емкости неподвижно с равномерным зазором относительно нее вдоль образующих и между собой располагают девять линейных излучателей ограниченной длины, каждый в своем отражателе, создавая направленный на емкость по нормали поток излучения в ближней инфракрасной области, кроме этого, неподвижные плоские лопасти на трубе делают трапецеидальными в плоскости, располагают вдоль трубы в три равномерных ряда. Изобретение должно обеспечить высокую равномерность нагрева боковой поверхности емкости, монтаж и обслуживание устройства для реализации операций способа. 4 ил.
Наверх