Способ получения покрытий

 

(1ц 670344

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

«

1 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22.02.78 (21) 2583394/23-05 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.06.79. Бюллетень ¹ 24

Дата опубликования описания 30.06.79 (51) M. Кл.-з

В 05D 1/22

Государственный комитет (53) УДК 678.029.66 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

B. А. Довгпло и О. P. Юркевич (71) Заявитель

Институт механики металлополимерных систем

АН Белорусской ССР (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОКРЬ1ТИ 11

Изобретение относится к области технологии формирования покрытий из порошкообразных полимерных материалов, В технологии покрытий из порошкообразных полимеров способы формирования покрытий в элсктростатичсском поле являются наиболее перспективными. Среди них особое место занимают электростатические способы формирования покрытий с использованием псевдоожиженного слоя порошкообразных полимеров, которые позволяюг достичь высокой степени равнотолщинности покрытий, имеют незначительные потери наносимого материала и обладают рядом других преимуществ над прочими способами (1).

Нанесение покрытий указанными способами осуществляют в результате воздействия электростатического поля на заря>кеиные полимерные порошкообразные частиIII I, находящиеся впсевдоожиженном состоянии. Направленное движение заряженных частиц, перенос и оса>кдение на обрабатываемой поверхности осуществляют в электростатическом поле между зарядным электродом, расположенным обычно на дне рабочей камеры, и осадигельным электродом, роль которого выполняет обрабатываемое изделие.

Вследствие биполярной зарядки частицы полимеров при транспортировке в электростатическом (ЗС) поле кооперируются г, агрегаты частиц, по размерам превосходящие самые крупные отдельные частицы по5 лимера. Размеры агрсгатированных частиц, осажденных на покрываемой поверхности, ис зависят от исходных размеров частиц используемых полимеров. Агрсгатированне частиц полимеров ведет !с тому, что в ряде

10 случаев получение качественных равнотолIIIHHFIbIx тонкослойных покрытий из порошкообразных полимеров (немодифицированных специальными, зачасту1о весьма трудоемкими методами) в ЭС-поле является нс15 разрешимой задачей. У покрытий отсутствует сплошность, опи имс1от островковый характер, поскольку тонкие слои полимера, осажденного на изделии, имсют поиижсII11i Io плотность. Так, harIPIIuep, практичсс1 11

20 невозможно получить обычными способами с использованием ЗС-поля тонкие равнотолщииные покрытия толщиной до 50—

100 мкм из полиолефинов, ацсталсй вини: лового спирта и других полимеров из-за аг25 регатироваиия частиц в процсссс переноса.

Известен также способ получения покрытий путем 3.1сктродинамичсского панссспия на металлическое изделие пссвдоожижсиного полимерного порошка (2). Такой спосоо включает псевдоожижспис полимсрио670344

Таблица 1

Напряжение на электроде, кВ р, г/сма

d + М,мкм Ьд/В, 15

0,26

0,27

0,24

0,25

0,23

50 4

53+4

80 8

90 6

94+7

8

3 го порошка, зарядку его частиц, а также перенос частиц в межэлектродном пространстве и осаждение их на поверхность покрываемого изделия в ЭС-поле.

Однако нанесение покрытий по известному способу не позволяет исключить агрегатирование частиц полимера в процессе переноса в ЭС-поле, поэтому получить сплошные равнотолщинные покрытия толщиной до 50 — 100 мкм практически невозможно.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения покрытий путем электростатического нанесения на металлическое изделие псевдоожиженной в условиях вибрации смеси порошка полимера и электропроводящего материала с последующим оплавлением порошка (3).

Однако такой способ не дает возможности получить равномерное по толщине покрытия.

Цель изобретения — увеличение плотности нанесенного полимера и получение равномерного по толщине покрытия.

Поставленная цель достигается описываемым способом получения покрытий, состоящим в электростатическом нанесении на металлическое изделие псевдоожиженной в условиях вибрации смеси порошка полимера, содержащую 20 — 40 об. o/o электропроводящего материала (железо, никель, медь, цинк и др.) с плотностью 4 — 10 г/см .

В полимерный материал, предназначенный для покрытий, вводят электропроводящий материал. Затем порошкообразную двухкомпонентную композицию псевдоожижают в рабочей камере аппарата напыления вибровихревого типа, снабженного в нижней части высоковольтным электродом. Параметры псевдоожижения выбирают таким образом, чтобы частицы полимера псевдоожижались совместным действием вибрации и газа, в то время как более тяжелые частицы электропроводящего материала находятся только в режиме виброожижения. Ускорение вибрации должно находиться в пределах (5 — 10) g, где g— ускорение свободного падения. Над àïïàратом помещают заземленное покрываемое изделие. Затем подают высоковольтный потенциал на электрод, находящийся на днс рабочей камеры. При появлении электрического поля между высоковольтным электродом и обрабатываемым изделием, находящимся над псевдоожиженным слоем, к изделию могут транспортироваться только частицы полимера, а более тяжелые электропроводящие частицы останутся в аппарате. Их плотность выбирают таким образом, чтобы, во-первых, электропроводящие частицы не выносило газовым потоком из аппарата, и, во-вторых — чтобы с помощью вибрации их можно было виброожижить.

Этим требованиям удовлетворяют частицы материала с плотностью, ограниченной ин5

4 тервалом 4 — 10 г/см . Оптимальное содерхкание вводимой добавки — 20 — 40 /о от объема полимера, поскольку при введении меньшего количества электропроводящего материала улучшение свойств слоя и покрытий не столь значительно как в указанном интервале, а при введении добавки больше 40 об. о/о практически невозможно виброожижить композицию при указанных параметрах процесса.

Пример 1. В порошкообразный полиэтилен низкого давления (марка 209, ГОСТ

13338 †, дисперсность менее 200 мкм) вводят 30 /о от объема полимера порошкообразной бронзы (марка БПК, дисперсность менее 40 мкм). Композицию помещают в рабочую камеру аппарата вибровихревого типа, на дне которой укреплен высоковольтный электрод в виде перфорированной металлической пластины. В качестве покрываемого изделия используют алюминиевую фольгу (марка А99, толщина

50 мкм), которую заземляют, располагая над псевдоожиженным слоем параллельно его поверхности. Композицию псевдоожи>кают при скорости фильтрации воздуха

0,04 м/с и ускорении вибрации порошка (7 — 10) g. Затем на электрод подают высоковольтный потенциал и на фольгу осаждают слой заряженных частиц в электростатическом поле. Оплавление покрытия производят при 200 С в течение 30 мин.

Оценивают плотность осажденного слоя порошка, а также качество покрытия (равнотолщннность) по средней относительной погрешности измерений толщины покрытий в десяти различных точках.

В табл. 1 приведены данные по плотности электроосажден ного слоя порошка (р, г/сма) на поверхность фольги, а также по толщине (д+-Лс/, мкм) и равнотолщинпости покрытий (Ad/d, %), сформированных при различных величинах высоковольтного потенциала на электроде (межэлектродное расстояние 160 мм).

По предлагаемому способу

Результаты свидетельствуют о высокой плотности полимера, а также о высокой степени равнотолщинности покрытия.

Пример 2. В порошкообразный поливинилбутираль (марка ЛА, ГОСТ 9439—

60, дисперсность менее 200 мкм) вводят

670344

Т аб лица 3

По предлагаемому способу

Напряжение на электроде, кВ

М, d, у, И М, мкм р, г/сма

14

8

10

41 6

84 7

65 8

102 9

115 11

0,28

0,27

0,31

0,30

0,26

10

Таблица 2

По предлагаемому способу

Напряжение иа электроде, кВ

ы/d 00 р, г/сма

deed, мкм

Формула изобретения

60 4

58 5

79+ 6

87+9

103 9

0,23

0,22

0,27

0,25

0,24

10

Составитель P. Вакар

Редактор А. Соловьева Тсхред Н. Строганова Корректор Е. Угроватова

Заказ 1528/1 Изд. № 420 Тираж 822

ЦНИИПИ НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 0К-35, Раушская иаб., д. 4 5

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2

25% от объема полимера порошкообразного никеля (марка ПНЭ-1, дисперсность менее 50 мкм). Псевдоожижение и электроосаждение полимерного порошка осуществляют на описанном устройстве вибровихревого типа. Композицию псевдоожижают при скорости фильтрации воздуха 0,02 м/с и ускорении вибрации порошка (5 — 8) а

Электроосаждение порошка поливинилбутираля на поверхность фольги производят подобно отмеченному. Покрытия сплавляют при 230 С в течение 30 мин.

Результаты приведены в табл. 2.

П р и м ер 3. В порошкообразный пентапласт (марка А, ТУ-605-1422 — 71, дисперсность менее 200 мкм) вводят 35 /, от объема полимера порошкообразной меди (марка ПМС-1, дисперсность менее

40 мкм). Псевдоожижение осуществляют на описанном устройстве, электроосаждение на фольгу производят тем же путем.

Композицию псевдоожижают при скорости фильтрации воздуха 0,03 м/с и ускорении вибрации порошка (6 — 9)g. Покрытия оплавляют при 250 С в течение 30 мин.

Результаты оценки осажденного слоя пентапласта и равнотолщинности покрытий из него, приведенные в табл. 3, свидетельствуют о высокой плотности полученного покрытия и о равномерности по толщине.

Таким образом, предложенный способ

15 дает возможность получить покрытия с улучшенными качествами, а именно с увеличенной плотностью нанесенного полимера и равнотолщинного покрытия.

Способ получения покрытий путем электростатического нанесения на металлическое изделие псевдоожиженной в условиях

25 вибрации смеси порошка полимера и электропроводящего материала с последующим оплавлением порошка, отличающийся тем, что, с целью увеличения плотности нанесенного полимера и получения равно30 мерного по толщине покрытия, на изделие наносят смесь, содержащую 20 — 40 об. % электропроводящего материала с плотностью 4 — 10 г/см .

Источники информации, 35 принятые во внимание при экспертизе

1. Яковлев А.Д., Здор В. Ф., Каплан В. И.

Порошковые полимерные материалы и покрытия на их основе, Л., «Химия», 1971, с. 157.

40 2. Гарин В. Н., Долгополов Н. Н. Полимерные защитные и декоративные покрытия строительных материалов, М., «Стройиздат», 1975, с. 90 — 92.

3. Авторское свидетельство СССР

45 № 220478, кл. В 29С 13/00, 1965.