Барьерный слой и его применение в системах покрытий на основах из полимера
Настоящее изобретение относится к материалу покрытия для получения барьерного слоя на основах из термопластов или полимерных композиционных материалов. Материал покрытия содержит гидроксифункциональный связующий компонент и алифатический изоцианатсодержащий отверждающий компонент, связующий компонент содержит водные полимерные дисперсии, содержащие сополимеры фторированного этилена и виниловых эфиров, полые стеклянные тела, а также неорганические наполнители и/или неорганические пигменты. Материал покрытия можно применять в системах покрытий для грунтования основ из полимерных материалов или основ из полимерных композиционных материалов на волокнистой основе. Полученные покрытия обладают улучшенной поверхностью, в частности более гладкой поверхностью. 4 н. и 10 з.п. ф-лы, 9 табл., 2 пр.
Настоящее изобретение относится к материалам покрытий для получения барьерного слоя и к их применению в системах покрытий для основ из полимерных материалов, а также к способу изготовления покрытия, содержащего барьерный слой.
Конструкционные элементы, изготовленные из полимерных композиционных материалов на волокнистой основе или из термопластов, как правило, имеют неравномерную, шероховатую поверхность. Включенные в них волокна выступают из поверхности, и обнаруживаются поры и усадочные раковины, которые образуются при отвердевании термопластов или при затвердевании основы из термореактивной смолы. Эти дефекты поверхности нежелательны, прежде всего - в области кромок и видимых поверхностей.
Для внутренней отделки или обшивки салонов транспортных средств часто используют конструкционные элементы из полимерного композиционного материала на волокнистой основе. Далее конструкционные элементы, используемые для внутренней отделки или обшивки салонов транспортных средств для перевозки пассажиров, будут обозначены как интерьерные конструкционные элементы. Для оформления или декоративной отделки салона транспортного средства видимые поверхности используемых конструкционных элементов снабжают индивидуальным декором. При этом декор может включать как цветные рисунки, так и трехмерные структуры поверхности.
Как правило, интерьерные конструкционные элементы необходимо покрывать многослойной грунтовкой, чтобы получить гладкую, пригодную для лакирования поверхность. Традиционно используемые системы покрытий состоят из двух слоев грунта-наполнителя и двух слоев покровного лака. За счет этого такая структура обладает большой массой единицы площади. Это является особым недостатком в случае транспортных средств, в которых играет роль масса, например - в случае воздушных транспортных средств. Следующим недостатком обычных систем покрытий является большая длительность способа нанесения, которая обусловлена временем, необходимым для вентиляции и отверждения отдельных слоев. Кроме того, слои грунта-наполнителя перед нанесением следующего слоя необходимо шлифовать для получения гладкой поверхности. Поэтому ранее использовавшиеся способы являются очень трудоемкими и, соответственно, дорогими.
Поэтому задачей настоящего изобретения является получение усовершенствованных покрытий для основ из полимерных материалов, в частности - для основ из термопластичных полимерных материалов и основ из полимерных композиционных материалов на волокнистой основе, которые, наряду с более простым нанесением, имели бы улучшенные поверхности, в частности - более гладкие поверхности. Это задача решена за счет материалов покрытия согласно основному пункту формулы изобретения, за счет их применения в системах покрытий для грунтования согласно дополнительному пункту формулы изобретения и за счет способа нанесения покрытия согласно дополнительному пункту формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения раскрыты в зависимых пунктах формулы изобретения и в описании настоящего изобретения.
Задача, лежащая в основе настоящего изобретения, решена за счет материала покрытия для получения барьерного слоя, который содержит гидроксифункциональный связующий компонент и изоцианатсодержащий отверждающий компонент. Связующий компонент покрытия при этом содержит комбинацию гидроксифункциональных водных полимерных дисперсий, полые стеклянные тела, а также неорганические наполнители и/или неорганические пигменты. При отверждении полые стеклянные тела и наполнители неожиданно включаются в плотно сшитую основу из смолы без больших мешающих эффектов. Образуется стабильное покрытие с очень гладкой поверхностью. Уже при нанесении единственного слоя на поверхность конструкционного элемента достигается хороший результат. Поэтому материалы покрытия по настоящему изобретению могут быть использованы для получения грунтовых покрытий. Полученные таким образом грунтовые покрытия можно без дополнительной последующей обработки лакировать желаемыми декоративными или покровными лаками. При толщине сухого слоя, не превышающей 50 мкм, покрытия по настоящему изобретению демонстрируют особенно высокую устойчивость против механических и химических нагрузок.
Согласно настоящему изобретению связующий компонент содержит гидроксифункциональные полимерные дисперсии в воде с долей нелетучих компонентов, лежащей в диапазоне от 20 масс. % до 60 масс. % в пересчете на общую массу дисперсии, предпочтительно - от 30 масс. % до 50 масс. %, особо предпочтительно - от 35 масс. % до 45 масс. %. Подходящими полимерами являются полифениленовый эфир или сополимеры фторированного этилена и виниловых эфиров. Предпочтительны сополимеры фторированного этилена и виниловых эфиров. Полимерные дисперсии по настоящему изобретению имеют гидроксильное число, лежащее в диапазоне от 60 мг КОН/г до 100 мг КОН/г в пересчете на полимер, предпочтительно - от 70 мг КОН/г до 90 мг КОН/г, особо предпочтительно - от 75 мг КОН/г до 85 мг КОН/г. Полимерную дисперсию используют в массовых долях, лежащих в диапазоне от 10 масс. % до 40 масс. % в пересчете на общую массу связующего компонента, предпочтительно - в массовых долях, лежащих в диапазоне от 15 масс. % до 35 масс. %, особо предпочтительно - от 20 масс. % до 30 масс. %.
В варианте осуществления настоящего изобретения материалы покрытий имеют объемную концентрацию пигментов, лежащую в диапазоне от 40 об. % до 80 об. %, предпочтительно - от 50 об. % до 70 об. %, особо предпочтительно - от 55 об. % до 65 об. %. Объемная концентрация пигментов при этом определена как отношение суммарного объема всех твердых частиц, которые не участвуют в образовании пленки, к общему объему нелетучих компонентов.
В следующем варианте осуществления настоящего изобретения связующий компонент содержит от 10 об. % до 30 об. % полых стеклянных тел, предпочтительно - от 15 об. % до 25 об. %, особо предпочтительно - от 16 об. % до 20 об. %, в пересчете на общий объем связующего компонента. Подходящими полыми стеклянными телами являются, например, полые стеклянные шарики. Предпочтительно используют тонкостенные однокамерные полые стеклянные шарики из боросиликатных стекол с толщиной стенки от 0,64 мкм до 0,80 мкм, предпочтительно - от 0,70 мкм до 0,75 мкм. Кроме того, полые стеклянные шарики имеют средний размер частиц, лежащий в диапазоне от 10 мкм до 40 мкм, предпочтительно - от 13 мкм до 32 мкм, особо предпочтительно - от 18 мкм до 23 мкм. Далее они имеют номинальную плотность, лежащую в диапазоне от 0,4 г/м3 до 0,5 г/м3, предпочтительно - примерно 0,46 г/м3. При загрузке, равной 5%, они демонстрируют в воде щелочное значение рН, лежащее в диапазоне от 8 до 12, предпочтительно - от 9 до 11.
В следующем варианте осуществления настоящего изобретения связующий компонент содержит от 5 масс. % до 40 масс. % неорганических наполнителей и/или неорганических пигментов, предпочтительно - от 10 масс. % до 30 масс. %, особо предпочтительно - от 15 масс. % до 25 масс. %, в пересчете на общую массу связующего компонента.
Подходящими наполнителями являются, например, карбонаты, такие как мел, известняковая мука, кальцит, осажденный карбонат кальция, доломит и карбонат бария, сульфаты, такие как барит, бланфикс и сульфат кальция, силикаты, такие как тальк, пирофиллит, хлорит, роговая обманка и слюда, каолин, волластонит, сланцевая мука, осажденные силикаты кальция, осажденные силикаты алюминия, осажденные силикаты кальция-алюминия, осажденные силикаты натрия-алюминия, полевые шпаты, муллит, кремниевые кислоты, такие как кварц, плавленый кварц, кристобалит, кизельгур, кремнезем, осажденная кремниевая кислота и пирогенная кремниевая кислота, молотая пемза, перлит, метасиликат кальция, волокна из расплавов стекла или базальтов, стеклянная мука и шлаки. Согласно настоящему изобретению предпочтительными наполнителями являются осажденный карбонат кальция, сульфаты, такие как барит и бланфикс, силикаты, такие как тальк, пирофиллит, хлорит, роговая обманка и слюда. Особо предпочтителен тальк.
Подходящими пигментами являются все известные и используемые специалистами в данной области техники неорганические пигменты, например, такие как диоксид титана, сульфид цинка, литопон, основной карбонат свинца, основной сульфат свинца, основной силикат свинца, оксид цинка, оксид сурьмы, железоокисный желтый, хром желтый, кадмий желтый, никель-титановый желтый, хром оранжевый, молибдат оранжевый, кадмий оранжевый, железоокисный красный, кадмий красный, оксид меди, молибдат красный, ультрамарин красный, смешаннофазный красный, минеральный фиолетовый, марганец фиолетовый, ультрамарин фиолетовый, берлинская лазурь, ультрамарин синий, кобальт синий, оксид хрома зеленый, гидрат оксида хрома зеленый, ультрамарин зеленый, смешаннофазные зеленые пигменты, железоокисный коричневый, смешаннофазный коричневый, железоокисный черный, сульфид сурьмы, графит, газовая сажа, термическая сажа, печная сажа, пламенная сажа или ацетиленовая сажа. Предпочтительными являются диоксид титана, сульфид цинка, литопон, оксид цинка, оксид сурьмы, железоокисный желтый, никель-титановый желтый, молибдат оранжевый, железоокисный красный, оксид меди, молибдат красный, ультрамарин красный, смешаннофазный красный, минеральный фиолетовый, марганец фиолетовый, ультрамарин фиолетовый, берлинская лазурь, ультрамарин синий, кобальт синий, оксид хрома зеленый, оксида хрома гидрат зеленый, ультрамарин зеленый, смешаннофазные зеленые пигменты, железоокисный коричневый, смешаннофазный коричневый, железоокисный черный, сульфид сурьмы, графит, газовая сажа, термическая сажа, печная сажа, пламенная сажа или ацетиленовая сажа.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения материалы покрытий по настоящему изобретению дополнительно содержат огнезащитное средство. Для транспортных средств для перевозки пассажиров пригодны, как правило, композиции огнезащитных средств, которым должны соответствовать используемые в салонах транспортных средств интерьерные конструктивные элементы. Требования к воспламеняемости, образованию дыма и токсичности выделяющихся при горении веществ обычно обозначают как FST-свойства (от англ.: Flammability = воспламеняемость, Smoke = дым, Toxicity = токсичность). При этом огнестойкость - это свойство материалов, продуктов или конструкционных элементов выдерживать воздействие пламени или источников воспламенения, или способность препятствовать распространению огня энергетическим, кинетическим, химическим или механическим способом.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения связующий компонент содержит от 10 масс. % до 40 масс. % огнезащитного средства, предпочтительно - от 15 масс. % до 35 масс. %, особо предпочтительно - от 20 масс. % до 30 масс. %, в пересчете на общую массу связующего компонента. Подходящими огнезащитными средствами являются, например, неорганические огнезащитные средства, галогенсодержащие, азотсодержащие или борсодержащие огнезащитные средства, вспучивающиеся огнезащитные средства или их смеси. Предпочтительными огнезащитными средствами являются гидроксиды, гидраты оксидов и фосфаты Mg, Са, Sr, Ва, Zn и Al, полифосфаты аммония, бораты, такие как метаборат бария, метаборат кальция, тетрафторборат натрия, тетрафторборат калия, бораты цинка и тетрабората натрия декагидрат, оксиды сурьмы, такие как триоксид сурьмы и пентоксид сурьмы в комбинации с галогенсодержащими органическими огнезащитными средствами, например, такими как декабромбифенил, красный фосфор, боракс и расширяющийся графит. Особо предпочтительными огнезащитными средствами являются гидроксиды, гидраты оксидов и бораты Al, Mg и Zn, пентоксид сурьмы в комбинации с галогенсодержащими органическими огнезащитными средствами, такими как декабромбифенил, или смеси двух или более вышеуказанных огнезащитных средств.
Отверждающий компонент материала покрытия по настоящему изобретению содержит один или более изоцианатов. Подходящими изоцианатами являются любые используемые для отверждения материалов покрытий изоцианаты, например - дифенилметандиизоцианат (MDI; от англ.: diphenylmethane diisocyanate), а также олигомеры или полимеры на основе толуилендиизоцианата (TDI; от англ.: toluylene diisocyanate), дифенилметандиизоцианата (MDI; от англ.: diphenylmethane diisocyanate), гексаметилендиизоцианата (HDI; от англ.: hexamethylene diisocyanate), изофорондиизоцианата (IPDI; от англ.: isophorone diisocyanate), 4,4'-диизоцианатдициклогексилметана (HMDI; от англ.: diisocyanato-dicyclohexylmethane), м-ксилилендиизоцианата (XDI; от англ.: m-xylylene diisocyanate), 1,6-диизоцианатотриметилгексана (TMDI; от англ.: 1,6-diisocyanatotrimethylhexane) или тетраметилксилилендиизоцианата (TMXDI; от англ.: tetramethylxylylene diisocyanate). Также можно использовать смеси указанных изоцианатов. Предпочтительными отвердителями являются олигомеры на основе гексаметилендиизоцианата (HDI).
Связующий компонент и отверждающий компонент используют при молярном соотношении ОН-групп связующего средства и NCO-групп отвердителя, лежащем в диапазоне от 1:0,8 до 1:2,6, предпочтительно - от 1:1 до 1:2,2, особо предпочтительно - от 1:1,5 до 1:2.
Кроме того, материалы покрытий по настоящему изобретению могут содержать обычные и известные специалистам в данной области техники вспомогательные вещества и добавки, например - смачивающие средства, реологические добавки или усилители сцепления. Материалы покрытий могут при этом содержать до 15 масс. % добавок и вспомогательных веществ в пересчете на общую массу материала покрытия.
Покрытие по настоящему изобретению особенно хорошо подходит для использования в качестве барьерного слоя в системах покрытий для грунтования полимерных материалов и полимерных композиционных материалов на волокнистой основе, предпочтительно - для грунтования полимерных материалов, усиленных стеклянными или углеродными волокнами. Эти основы из-за особенностей их изготовления имеют особенно неровные, шероховатые поверхности. Известные материалы покрытий необходимо наносить в форме по меньшей мере двух слоев для получения поверхности, пригодной для лакирования. Покрытия по настоящему изобретению уже при однослойном нанесении при толщине сухого покрытия, не превышающей 50 мкм, демонстрируют очень гладкие поверхности, на которые можно наносить стандартные декоративные или покровные лаки. Благодаря своей очень гладкой поверхности, они также пригодны, в частности, для использования в качестве грунтового покрытия для высокоглянцевых лаков.
В отличие от систем покрытий, до сих пор использовавшихся в качестве грунтовых покрытий, системы покрытий по настоящему изобретению обладают значительно меньшей массой. Кроме того, из-за меньшего числа необходимых слоев, каждый из которых должен быть нанесен и отвержден, покрытия по настоящему изобретению могут быть изготовлены за заметно более короткое технологическое время.
За счет добавления огнезащитных средств покрытия по настоящему изобретению, используемые в системах покрытий в качестве барьерного слоя, демонстрируют характер горения и FST-свойства, соответствующие требованиям к пожарной безопасности, характерным для воздушных транспортных средств. Кроме того, поверхности по настоящему изобретению демонстрируют высокую износостойкость и устойчивость к образованию царапин, а также хорошую очищаемость. Поэтому покрытия по настоящему изобретению предпочтительно наносят на поверхности интерьерных конструкционных элементов. Такими элементами являются, например, откидные крышки багажных полок, элементы потолков, шкафы для пищи, в частности - дверцы и боковые стенки, разделительные стенки, покрытия световых дорожек (панели скрытых источников света; от англ.: cove light panels), обшивки дверей и дверных коробок, движущиеся поручни, элементы для обслуживания пассажиров (панели обслуживания пассажиров; PSU; от англ.: Passengers Service Unit) и оконные панели. Особенно предпочтительно использовать покрытия по настоящему изобретению в системах покрытий для декорирования монолитных интерьерных конструкционных элементов из полимерных композиционных материалов на волокнистой основе или сэндвич-панелей, которые обычно используют для внутренней отделки в самолетах и железнодорожных вагонах.
Задача, лежащая в основе настоящего изобретения, также решена за счет способа нанесения покрытия на конструкционные элементы из полимерных материалов. Подходящими полимерными материалами являются, например, термопласты, такие как полиэфирэфиркетон (РЕЕK; от англ.: polyetheretherketone), полифениленсульфид (PPS; от англ.: polyphenylensulfide), полисульфон (PSU; от англ.: polysulfone), полиэфиримид (PEI; от англ.: polyetherimide) или политетрафторэтилен (PTFE; от англ.: polytetrafluorethylene). Особенно подходящими являются высокотемпературные термопласты. Кроме того, способ предпочтительно используют для нанесения покрытий на конструкционные элементы из полимерных композиционных материалов на волокнистой основе.
На стадии «а» производят подготовку конструкционного элемента; при этом его поверхность очищают, просушивают и затем шлифуют. На следующей стадии «b» наносят материал покрытия по настоящему изобретению и его сушат или отверждают. На последней стадии «с» способа по настоящему изобретению наносят и просушивают стандартные декоративные и покровные лаки.
Детали, на которые нужно нанести покрытие, не должны содержать антиадгезионных агентов и других загрязнений. Для этого перед нанесением первого слоя их можно очистить с помощью реагентов для холодной очистки, например - изопропанола. В варианте осуществления настоящего изобретения перед нанесением первого слоя можно покрыть конструкционный элемент электропроводящим грунтом. В частности, электропроводящим грунтом покрывают конструкционные элементы, на которые следует нанести покрытие способом электростатического нанесения (ESTA; от англ.: electrostatic application), например - из полимерных композиционных материалов на волокнистой основе и высокотемпературных термопластов. Электропроводящими грунтами при этом называют покрытия, которые формируют электропроводящие поверхности, необходимые при электростатических способах нанесения покрытий.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения поверхность конструкционного элемента перед нанесением грунтовочного покрытия шпаклюют, чтобы выровнять крупные дефекты поверхности. В частности, в конструкционных элементах, содержащих термопластичные или термореактивные полимерные материалы, часто обнаруживаются термоусадочные раковины. Термином «термоусадочные раковины» при этом обозначают полости, которые образуются при затвердевании или отверждении полимерных смол. В области кромок и в видимой области эти дефекты поверхности нежелательны. Для получения гладкой поверхности при этом на поверхность наносят шпатлевку или шпатлевочную массу, отверждают ее и затем выполняют чистовое шлифование. Согласно настоящему изобретению предпочтительно вначале наносят слой грубой шпатлевки, отверждают его и шлифуют. Затем наносят слой тонкой шпатлевки, отверждают его и шлифуют. При этом нанесенные шпатлевочные массы можно отверждать, например, посредством конвекционной сушки или инфракрасной сушки. При конвекционной сушке нанесенный слой шпатлевки вначале в течение периода, лежащего в диапазоне от 5 минут до 40 минут, предпочтительно - от 20 минут до 35 минут, особо предпочтительно - в течение примерно 30 минут, обдувают воздухом при комнатной температуре, а затем отверждают при температуре, лежащей в диапазоне от 50°С до 70°С, предпочтительно - примерно при 60°С, в течение периода, лежащего в диапазоне от 25 минут до 60 минут, предпочтительно - равного примерно 30 минутам.
На подготовленную таким образом поверхность на стадии «b» затем наносят материал покрытия по настоящему изобретению для получения барьерного слоя и отверждают его. Подходящими способами нанесения являются, например, способ электростатического нанесения и способ пневматического распыления потоком сжатого воздуха. В способе электростатического нанесения работают, например, при 50 мА с давлением материала, лежащим в диапазоне от 2,3 бар до 25 бар; в способе пневматического нанесения работают, например, с форсунками диаметром от 1,1 мм до 1,8 мм при давлении распыления, лежащем в диапазоне от 3 бар до 4 бар. Полученное на стадии «b» покрытие после отверждения выравнивают, например - с помощью шлифовальной бумаги с зерном 150.
Полученная способом по настоящему изобретению система покрытий имеет толщину сухого слоя, лежащую в диапазоне от 30 мкм до 50 мкм. Это заметно меньше, чем в случае покрытий, полученных стандартными способами. В варианте осуществления способа по настоящему изобретению используют описанные выше материалы покрытий, которые содержат дополнительные неорганические огнезащитные средства. За счет этого получают огнестойкие покрытия и конструкционные элементы с толщиной сухого покрытия, лежащей в диапазоне от 30 мкм до 50 мкм, которые удовлетворяют FST-требованиям при воздушных перевозках. Обычные огнестойкие системы покрытий, которые используют для нанесения покрытий на интерьерные конструкционные элементы в области воздушного транспорта, имеют толщину сухого покрытия, лежащую в диапазоне от 100 мкм до 200 мкм. В отличие от систем покрытий по настоящему изобретению, они дополнительно содержат по меньшей мере два огнезащитных слоя-наполнителя.
ОПИСАНИЕ ПРИМЕРОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Пример 1
Композиция барьерного слоя по настоящему изобретению
Связующий компонент
Отверждающий компонент
Пример 2
Композиция барьерного FST-слоя по настоящему изобретению
Связующий компонент
Отверждающий компонент
Испытательные образцы из различных основ снабдили покрытиями по настоящему изобретению и испытали. В качестве Основы А использовали сэндвич-панели с сотовым заполнителем из бумаги, пропитанной фенольной смолой, и с покровными слоями из стекловолокнистой ткани, импрегнированной фенольной смолой. Кроме того, монолитные стекловолоконные ламинаты, изготовленные из стекловолоконной ткани, импрегнированной фенольной смолой, использовали в качестве Основы В, а алюминиевые пластины - в качестве Основы С. Для изготовления испытательных образцов связующий компонент и отверждающий компонент смешали в молярном соотношении 1:1,8 в пересчете на содержание ОН-групп в связующем средстве и NCO-групп в отвердителе. Полученную таким образом смесь нанесли на поверхности Основ А, В и С посредством распылительного нанесения. Нанесенное покрытие в течение 15 минут обдували воздухом при комнатной температуре и затем в течение 15 минут отверждали при 60°С. Отвержденные покрытия имели толщину сухого слоя, лежавшую в диапазоне от 40 мкм до 45 мкм. Испытательные образцы А1 и А2 из Основы А покрыли композициями из Примеров 1 и 2. Испытательные образцы В1 и В2 из Основы В покрыли композициями из Примеров 1 и 2. Испытательные образцы С1 и С2 из Основы С покрыли композициями из Примеров 1 и 2.
Произвели испытание на устойчивость к раствору средства для очистки Turco 5948-DPM (производитель: компания Henkel KG) в воде с концентрацией, равной 5 масс. %, и к изопропанолу. При этом полностью погруженные испытательные образцы выдерживали в растворе средства для очистки или в изопропаноле при 23°С в течение 168 часов. Затем испытательные образцы протирали и в течение 24 часов кондиционировали при 23°С и относительной влажности воздуха, равной 50%.
Определение устойчивости к образованию царапин:
При этом испытании острие штихеля для нанесения царапин с присоединенным к нему грузом помещали на покрытие, подлежащее испытанию, и в положении, перпендикулярном испытываемой поверхности, проводили по поверхности. Затем визуально оценивали, появился ли на испытанном покрытии след царапины. Максимальная масса груза, которым нагружали штихель для нанесения царапин, не вызвавшая повреждения поверхности при испытании, является мерой устойчивости покрытия к образованию царапин.
Определение сцепления (испытание решетчатым надрезом)
Для испытания решетчатым надрезом в покрытии испытательного образца канцелярским ножом сделали шесть параллельных надрезов. При этом надрезы в покрытии имели такую глубину, что они доходили до поверхности основы, не повреждая ее. Затем сделали шесть дополнительных параллельных надрезов, которые проходили перпендикулярно к первым, и с их помощью получили одинаковые квадраты или решетку. Растровое расстояние при этом составило 1 мм. На полученный квадрат наклеивали полоски из прозрачной полимерной или креппированной малярной клейкой ленты с силой сцепления, лежавшей в диапазоне от 8 Н/25 мм до 10 Н/25 мм. Эти полоски отдирали за время, лежавшее в диапазоне от 0,5 с до 1 с, под углом, равным 60°. Затем визуально оценивали решетку или покрытие. При этом полученное в испытании решетчатым надрезом значение, равное Gt 0, соответствует очень хорошей прочности сцепления, а значение Gt 5 соответствует очень плохой прочности сцепления.
Результаты представлены в приведенных ниже таблицах.
Сцепление
Устойчивость к образованию царапин
Все испытательные образцы продемонстрировали не изменившееся хорошее сцепление (G 0) покрытия с основой и высокую устойчивость к образованию царапин, на которую не влияли ни термическая нагрузка, ни воздействие химических веществ.
Испытательные образцы, на которые было нанесено покрытие из Примера 2, дополнительно испытали на характер горения. Испытания на характер горения провели согласно предписаниям Федерального управления гражданской авиации Соединенных Штатов Америки (см. Code of Federal Regulations 14 CFR Ch. I (1-1-92) Federal Aviation Administration, U.S. Department of Transportation (Свод федеральных нормативных предписаний 14 CFR, Глава I (1-1-92), Федеральное управление гражданской авиации, Министерство транспорта США)).
Определение воспламеняемости:
Воспламеняемость покрытий испытали согласно Статье 25, Приложение F, часть I, абзац 5. Горизонтально расположенный испытательный образец с покрытием в течение 60 секунд обрабатывали пламенем газовой горелки. Затем определяли длину отрезка, на котором обгорело покрытие (длину зоны горения). Кроме того, определяли промежуток времени, в течение которого покрытие продолжало гореть после удаления газовой горелки (время догорания) или горящий материал продолжал капать с испытательного образца (время стекания). В качестве испытательного образца для этого испытания использовали сэндвич-панели А2 и монолитный стекловолоконный ламинат В2.
Определение удельной плотности дымового газа:
Удельную оптическую плотность дымовых газов, образующихся при горении покрытия, определили согласно Статье 25, Приложение F, часть V. В качестве испытательных образцов для этого испытания использовали сэндвич-панели А2.
Определение состава дымовых газов:
Состав дымовых газов, образующихся при горении покрытий, исследовали на содержание токсичных компонентов. Для этого в рамках описанного выше испытания на удельную оптическую плотность дымовых газов исследовали образующийся дым и определяли концентрацию синильной кислоты (HCN), монооксида углерода (СО), азотсодержащих газов (NOx), диоксида серы (SO2), хлористого водорода (HCl) и фтористого водорода (HF) в дымовом газе. В качестве испытательного образца для этого испытания использовали сэндвич-панели А2.
Определение выделения тепла:
Выделение тепла определяли согласно Статье 25, Приложение F, часть IV. При этом измеряли суммарное выделение тепла, происходящее при сгорании покрытия, и максимальную тепловую мощность. В качестве испытательного образца для этого испытания использовали сэндвич-панели А2 и алюминиевые панели С2.
Результаты представлены в приведенных ниже таблицах.
Воспламеняемость
Удельная плотность дымового газа и состав дымового газа
Выделение тепла
1. Материал покрытия для получения барьерного слоя на основах из термопластов или полимерных композиционных материалов на волокнистой основе, содержащий гидроксифункциональный связующий компонент и алифатический изоцианатсодержащий отверждающий компонент, отличающийся тем, что связующий компонент содержит:
- водные полимерные дисперсии, содержащие сополимеры фторированного этилена и виниловых эфиров,
- полые стеклянные тела, а также
- неорганические наполнители и/или неорганические пигменты.
2. Материал покрытия по п. 1, отличающийся тем, что связующий компонент имеет объемную концентрацию пигментов, лежащую в диапазоне от 40 об. % до 80 об. %, предпочтительно от 50 об. % до 70 об. %, особо предпочтительно от 55 об. % до 65 об. %.
3. Материал покрытия по п. 1 или 2, отличающийся тем, что связующий компонент содержит полимерную дисперсию в количествах, лежащих в диапазоне от 10 масс. % до 40 масс. %, предпочтительно от 15 масс. % до 35 масс. %, особо предпочтительно от 20 масс. % до 30 масс. %, в пересчете на общую массу связующего компонента.
4. Материал покрытия по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что связующий компонент содержит от 10 об. % до 30 об. %, предпочтительно от 15 об. % до 25 об. %, особо предпочтительно от 16 об. % до 20 об. % полых стеклянных тел, в пересчете на общий объем связующего компонента.
5. Материал покрытия по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что связующий компонент содержит от 5 масс. % до 40 масс. % неорганических наполнителей и/или неорганических пигментов, в пересчете на общую массу связующего компонента.
6. Материал покрытия по п. 5, отличающийся тем, что наполнители выбраны из группы, содержащей осажденный карбонат кальция, барит, бланфикс, тальк, пирофиллит, хлорит, роговую обманку и слюду.
7. Материал покрытия по п. 5, отличающийся тем, что пигменты выбраны из группы, содержащей диоксид титана, сульфид цинка, литопон, оксид цинка, оксид сурьмы, железоокисный желтый, никель-титановый желтый, молибдат оранжевый, железоокисный красный, оксид меди, молибдат красный, ультрамарин красный, смешаннофазный красный, минеральный фиолетовый, марганец фиолетовый, ультрамарин фиолетовый, берлинская лазурь, ультрамарин синий, кобальт синий, оксид хрома зеленый, оксида хрома гидрат зеленый, ультрамарин зеленый, смешаннофазные зеленые пигменты, железоокисный коричневый, смешаннофазный коричневый, железоокисный черный, сульфид сурьмы, графит, газовую сажу, термическую сажу, печную сажу, пламенную сажу и ацетиленовую сажу.
8. Материал покрытия по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что связующий компонент дополнительно содержит огнезащитное средство, причем огнезащитное средство выбрано из группы, содержащей гидроксиды, гидраты оксидов и фосфаты Mg, Са, Sr, Ва, Zn и Al, полифосфаты аммония, бораты, оксиды сурьмы в комбинации с галогенсодержащими органическими огнезащитными средствами, красный фосфор, боракс и расширяющийся графит.
9. Материал покрытия по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что отверждающий компонент содержит полиизоцианаты, выбранные из группы, состоящей из олигомеров или полимеров на основе гексаметилендиизоцианата (HDI), изофорондиизоцианата (IPDI), 4,4'-диизоцианатдициклогексилметана (HMDI), 1,6-диизоцианатотриметилгексана (TMDI) или их смесей.
10. Материал покрытия по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что материал покрытия содержит связующий компонент и отверждающий компонент при молярном отношении ОН-групп связующего компонента к NCO-группам отверждающего компонента, лежащем в диапазоне от 1:0,8 до 1:2,6.
11. Применение материала покрытия по любому из пп. с 1 по 10 в системе покрытий для грунтования поверхностей основ из полимерных материалов или основ из полимерных композиционных материалов на волокнистой основе.
12. Способ получения системы покрытий на конструкционном элементе, изготовленном из полимерных материалов или полимерных композиционных материалов на волокнистой основе, включающий стадии
a. подготовки поверхности,
b. нанесения и отверждения материала покрытия по любому из пп. с 1 по 10, и
c. лакирования.
13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что материал покрытия на стадии b наносят способом электростатического нанесения или способом пневматического распыления потоком сжатого воздуха.
14. Интерьерный конструкционный элемент из полимерного материала или полимерного композиционного материала на волокнистой основе, содержащий по меньшей мере одно покрытие, изготовленное из материала покрытия по любому из пп. с 1 по 10.
