Что такое полимерное покрытие? Полимерное покрытие металла. Полиэфирные порошковые краски Полиэфирное покрытие

Использование: для получения защитно-декоративных покрытий на различных изделиях, например, на керамических плитках, стекле. Сущность: полиэфирное покрытие получают путем нанесения на поверхность изделия состава, включающего ненасыщенную полиэфирную смолу на основе полиалкиленгликольмалеинатфталата (91-97 мас.%) и смесь фотоинициаторов: гексахлор-п-ксилол (2,0-6,0 мас. %), -гидроксиацетофенон (0,5-1,5) и 2,4,6-триметилбензоилдифенилфосфиноксид (0,5-1,5 мас.%). Нанесенный состав отверждают с помощью УФ-облучения и получают покрытие, характеризующееся повышенной адгезией, эластичностью, химической стойкостью, в том числе и при кипячении. 1 табл.

Изобретение относится к технологии получения защитно-декоративных полимерных покрытий на различных изделиях, например на керамических плитках, стекле. Известно, что поверхность керамических, стеклянных, металлических изделий для упрочнения и придания определенных декоративных свойств покрывают полимерными покрытиями, для чего используются полимеризуемые соединения, например ненасыщенные полиэфиры. Для ускорения отверждения полиэфирных покрытий широко применимы различные химические соединения. К таким соединениям относятся различные перекисные соединения, например перекись бензоила /1/. Основной недостаток применения для этих целей перекисных соединений их взрывоопасность. К разновидности инициаторов полимеризации относятся и фотоинициаторы полимеризации, применяемые при УФ- или ИК-отверждении полиэфирных покрытий. Известна большая группа фотоинициаторов полимеризации. Это галоидуглеводороды, например трихлортолуол, гексахлор-п-ксилол, гекссахлор-м-ксилол /2/, полихлорированный трифенил/3/, производные бензоина, бензофенона, ацетофенона, например, диметокси-2-фенилацетофенон /3/, элементоорганические соединения, в том числе фосфорорганические соединения, например трифетилфосфин /3/. Однако единичные ускорители полимеризации не обеспечивают высокую скорость отверждения полиэфирных покрытий, а также не обеспечивают образование покрытий достаточной устойчивостью к истиранию, хорошей эластичностью, что известно из ранее опубликованных работ /3/. Наиболее близким к способу, выбранному в качестве прототипа, является известный способ УФ отвердения полиэфирного покрытия, в котором применяется смесь фотоинициаторов полимеризации, содержащая ацетофенопроизводное, например диметокси-2-фенилацетофенон, затем галогенсодержащее ароматическое углеводородное соединение, например полихлорированный трифенил, а также фосфорорганическое соединение, например триметилфосфин, взятые в весовом соотношении 1-30:30:1-30/3/. Покрытия, получаемые данным способом, характеризуются высокой эластичностью, химической стойкостью, однако, как показали дополнительные исследования, не выдерживают кипячение в воде. Новый способ получения полиэфирного покрытия на изделиях включает нанесение состава, содержащего смесь фотоинициаторов полимеризации, включающую гидроксиацетофенон, гексахлор-п-ксилол, 2, 4, 6 -триметилбензоилдифенилфосфиноксид при их массовом соотношении, равном мас. ненасыщенный полиэфир 91-97, гексахлор-п-ксилол 2,0-6,0, гидроксиацетофенон 0,5-1,5, 2, 4, 6- триметилбензоилдифенилфосфиноксид 0,5-1,5, и дальнейшее УФ - отверждение покрытия. Способ отличается от способа-прототипа новым качественным и количественным составом фотоинициаторов. Покрытия, получаемые после УФ - отверждения ненасыщенных полиэфиров, содержащих Указанную смесь фотоинициаторов, характеризуются высокой прочностью при испытании образца на кипячение, обладают высокой адгезионной прочностью. В качестве отверждаемых ненасыщенных полиэфиров применяются смолы на основе гликолей, фталевой малеиновой кислот. Количество полиэфира в смеси составляет 91-97 мас. Уменьшение количества полиэфира ниже заявляемого приводит к неполной полимеризации по всей глубине покрытия, а завышение количества полиэфира приводит к замедлению процесса полимеризации, что приводит к образованию липкого покрытия. Полимеризация ненасыщенного полиэфирного покрытия инициируется присутствием смеси фотоинициаторов определенного состава. При занижении количества каждого фотоинициатора ниже заявляемого: гексахлор-п-ксилола ниже 2 мас. а гидроксиацетофенона и 2, 4, 6 -триметилбензоилдифенилфосфиноксида ниже 0,5 мас. наблюдается резкое снижение скорости полимеризации, что требует многократного облучения поверхности с применением высокой мощности УФ-облучения. В случае превышения количества гексахлор-п-ксилола выше 6 мас. гидроксиацетофенона выше 1,5 мас. и 2, 4, 6-триметилбензоилфосфиноксида выше 1,5 мас. наблюдается образование неровной поверхности. Процесс отверждения покрытия проводится при помощи УФ-облучения, составляющей 6-8кВт/ч. Изобретение иллюстрируется примерами 1-5/см. пример 1 и таблицу/. Пример 1. В стеклянной емкости смешивают ненасыщенный полиэфир марки 609-21-М /91/, гексахлор-п-ксилол /6г/, гидроксиацетофенон /1,5г, 2, 4, 6 -триметилбензоилдифенилфосфиноксид/1,5г/, нагревают на водяной бане до 70 o C, готовую композицию наливают на стекло и апликатором раскатывают слой покрытия толщиной 100мк, после чего стеклянную пластину с покрытием подвергают УФ облучению при использовании лампы УФ-облучения мощностью 8кВт/ч.

Формула изобретения

Способ получения полиэфирного покрытия путем нанесения на поверхность изделия состава, включающего ненасыщенную полиэфирную смолу на основе полиалкиленгликольмалеинатфталата и смесь фотоинициаторов, с последующим УФ-отверждением, отличающийся тем, что в качестве смеси фотоинициаторов используют смесь гексахлор-п-ксилола, - гидроксиацетофенона и 2,4,6-триметилбензоил-дифенилфосфиноксида при следующем массовом соотношении компонентов состава, мас. Ненасыщенная полиэфирная смола 91 97 Гексахлор-п-ксилол 2,0 6,0 - гидроксиацетофенон 0,5 1,5 2,4,6-триметилбензоилдифенилфосфиноксид 0,5 1,5о

Похожие патенты:

Изобретение относится к фотографии, в частности к фотополимеризующейся кеомпозиции (ФПК) для изготовления защитного рельефа матрицы гальванопластического наращивания

Изобретение относится к области получения полимерных композиций на основе полимерных смол, в частности, ненасыщенных полиэфирных, которые могут применяться в качестве защитных покрытий при ремонте и монтаже подводных нефтепроводов, для защиты от коррозии и абразивного износа установок сероочистки на промышленных теплоэлектростанциях, а также для защиты оборудования, трубопроводов, работающих в условиях низких температур

Изобретение относится к отделочным лакокрасочным материалам, в частности к шпатлевкам для заделки различных неровностей и исправления дефектов металлических и деревянных поверхностей в конструкциях, эксплуатируемых в атмосферных условиях и внутри помещений, для ремонта автомобилей

Изобретение относится к области химии и технологии полимеров, а именно к самоотверждающимся полимерминеральным композициям, которые используют преимущественно для выравнивания кузовов автомобилей, а также для выравнивания других металлических и неметаллических поверхностей, не контактирующих с пищевыми продуктами

Изобретение относится к области получения пленкообразующих композиций на основе ненасыщенных олигоэфиров, отверждаемых УФ-излучением или излучениями высоких энергий и образующих глянцевые защитно-декоративные покрытия на древесине, картоне, цементе и других материалах

Коррозия снижает прочность и ухудшает внешний вид металлических конструкций, приводя со временем их к полному разрушению. Полиэфирные краски отлично защищают металл от ржавчины, одновременно придавая ему эстетичный внешний вид.

Общие характеристики

Твердые дисперсные структуры, в соединении которых присутствуют пленкообразующие смолы, отвердители (сиккативы), различные пигменты, а также установочные добавки, называются порошковыми красками.

Таким составам присущи:

гомогенность (однотипность состава);
физическое и химическое постоянство;
неизменность смеси при эксплуатации и хранении.

Полиэфирные порошковые краски производятся следующим образом: все компоненты смешивают, затем гомогенизируют, (это происходит при высокой температуре в двухшнековом экструдере). Готовый расплав охлаждают, измельчают и просеивают, чем добиваются однородности порошка. Такие краски используют исключительно для металлических поверхностей. Однако за последнее десятилетие созданы несколько видов порошковых ЛКМ для пластика и дерева.

Такие краски отличаются экологической безопасностью, хорошими защитными свойствами, декоративностью. Кроме того, они экономичны. Окрашивание происходит в специальной камере, чем достигается 100% использование материала.

Особенности порошковой краски:

декоративность (возможность использовать широчайшую цветовую палитру);
надежность (высокая химическая устойчивость);
возможность получить довольно толстое покрытие за одно окрашивание;
полное отсутствие потеков на вертикалях;
хорошая адгезия.

Разновидности

Широкое применение нашли порошковые краски на основе термоотверждаемых пленкообразующих. Они делятся на 2 вида: полиэфирные и эпоксидно-полиэфирные.

В их основе – специальный мелкодисперсный порошок, в котором используются полиэфир, пигменты и добавки, но при этом отсутствуют, какие бы то ни были растворители и эпоксидная смола.

Полиэфирные краски отличаются малой токсичностью, поэтому их применяют даже для окрашивания велосипедов, деталей автомобилей. Они разработаны для различных металлических поверхностей, регулярно испытывающих различные атмосферные воздействия (высокие/низкие температуры, снег, дождь, град, ветер) Устойчивость к перепадам температуры очень высокая. Способы нанесения – электростатический или трибостатический методы.

Среди других положительных характеристик:

отличные показатели розлива и укрывистости;
стойкость к агрессивным химическим веществам;
быстрота высыхания.

Совет! Храните ЛКМ не более 12 месяцев при температуре 25°С.

Эпоксидно-полиэфирные

В основе таких красок находятся полиэфирные (до 50 – 70% общего состава) и эпоксидные смолы, дополненные отвердителем, наполнителями и пигментами (до 35 – 50% общего состава). Они относятся к порошковым эмалям внутреннего применения и имеют высокие прочностные характеристики:

ударопрочность;
эластичность;
стойкость к растворителям;
хорошую растекаемость.

Эпоксидно-полиэфирные (гибридные) краски применяют для окрашивания и улучшения внешнего вида изделий из металла, эксплуатируемых внутри помещения. Это может быть:

электрооборудование;
бытовая техника;
посуда;
мебель для дома и офиса;
аксессуары для автомобилей;
нагревательные приборы;
туристические принадлежности.

Методы окрашивания: электростатический или трибостатический. Эпоксидно-полиэфирные составы отлично защищают от коррозии, не желтеют при воздействии высоких температур.

Совет! Работая с такими эмалями, соблюдайте осторожность – надевайте защитную маску, специальные очки и перчатки.

Методы покраски

Существует 2 способа нанесения порошковых полиэфирных и эпоксидно-полиэфирных составов – это электростатическое и трибостатическое распыление. Типовой процесс покраски состоит из следующих шагов:

Подготовки основания предмета к покраске – , обработки грунтовками.
Нанесения на окрашиваемый предмет порошка одним из самых подходящих для этого способов.
Полимеризации при температуре от 140 – 220 °С. Это зависит от вида краски. В процессе подогревания порошок медленно расплавляется, в результате чего получается прочное однородное покрытие.

Производители порошковых красок выпускают составы, напоминающие хром, патину, медь, анодированный алюминий и некоторые металлы. Поверхности после окрашивания могут быть глянцевыми, способными скрывать мелкие дефекты, или фактурными, подчеркивающими достоинства. Выбор для потенциального потребителя огромен.

Несмотря на широкое применение полиэфиров в производстве лакокрасочных материалов, разработка порошковых полиэфирных красок значительно задерживалась из-за отсутствия промышленного выпуска твердых полиэфиров. Они появились только в середине 60-х годов и в 1975 году составили в мировом производстве около 15-20% выпуска термоотверждаемых порошковых красок.

Полиэфирные порошковые краски обычно делят на несколько групп. Прежде всего, это широко распространенные полиэфиры, отверждаемые триглицидилизоциануратом (ТГИЦ). В течение многих лет велись разработки по улучшению только таких ПК, несмотря повышенную токсичность как летучих веществ, выделяющихся при отверждении, так и самих покрытий, по сравнению с описанными выше эпоксидами и эпокси-полиэфирами.

Однако в последнее время, в связи с особым вниманием к экологии и безвредности применяемых материалов, разработаны и стали производиться полиэфирные порошковые краски, обладающие всеми преимуществами первых при сниженной токсичности. Покрытия на их основе допускаются к контакту с пищевыми продуктами, могут применяться для окраски детских игрушек и мебели, при их отверждении не выделяются особо вредные вещества. При этом стоимость ПК и, соответственно, себестоимость окраски единицы площади возрастает незначительно.

Полиэфирные покрытия отличаются прежде всего атмосферостойкостью, механической прочностью и повышенной стойкостью к истиранию. По атмосферостойкости данные покрытия не уступают никакому другому порошковому материалу. Диэлектрические показатели близки к показателям эпоксидных покрытий. Однако щелочестойкость полиэфирных покрытий низка.

Обычно эксплуатируют покрытия толщиной 60-120мкм. Они обладают высоким глянцем и хорошей адгезией к металлам, в том числе и к легким сплавам.

Полиэфирные покрывные лаки с высокой атмосферостойкостью и высоким глянцем используются в многослойной технологии (например, диски колес) для окончательной отделки изделия.

Назначение полиэфирных покрытий: алюминиевые фасонные профили, архитектурно-строительные конструкции, диски колес и детали машин, сельскохозяйственное оборудование, садовый инвентарь и т.д.

ПОЛИЭФИРНЫЕ ПОРОШКОВЫЕ КРАСКИ

К полиэфирным ПК относят также так называемые “полиуретаны”, отверждаемые блокированным изоцианатом и отличающиеся рядом особенностей.

Основным недостатком первых полиуретанов была проблема летучих соединений, выделяющихся в процессе отверждения покрытия, и как правило приводящих к дефекту покрытия (образование кратеров), а при большой толщине слоя и к пористости. Максимальный предел толщины покрытия составлял 100мкм. Но несмотря на это, потребителей полиуретанов привлекала исключительная твердость, химстойкость, блеск и поверхностная текстура этих покрытий. Разработки последних лет по созданию новых изоцианатов позволили решить не только эту проблему, но добиться того,что современные полиуретаны сопоставимы по атмосферостойкости с полиэфирами, содержащими ТГИЦ.

Полиуретановые покрытия характеризуются устойчивым блеском, обладают водо- и атмосферостойкостью, стойкостью к жидкому топливу, минеральным маслам, растворителям.

Они применяются для защиты изделий, подвергающихся трению, абразивному износу, некоторых видов химического оборудования и емкостей для хранения жидких и газообразных химических веществ. Так же пригодны в качестве грунта при нанесении других порошковых красок (эпоксидных, полиакрилатных и т.д.).

Технология получения покрытия на основе порошковых красок во многом одинакова с технологией получения покрытий из обычных жидких ЛКМ. Отличие заключается в отсутствии в составе ПК жидкой в нормальных условиях фазы, которую необходимо удалять или превращать в твердую, и, конечно, самим физическим состоянием краски: твердое тело в виде тонкоизмельченного порошка, требующее для образования пленки покрытия на поверхности окрашиваемого изделия временного перевода в жидкое состояние.

В соответствии с этим, в технологической цепочке процессов получения покрытия исключается процесс удаления жидкости при включении обязательной стадии термообработки при температуре выше температуры плавления материала ПК, а аппаратура для нанесения ПК приспосабливается к работе с порошком. Остаются почти без изменений процессы подготовки поверхности перед нанесением. Таким образом, технологическая цепочка окраски изделия порошковой краской складывается из следующих стадий и процессов:

Подготовка поверхности: обезжиривание, удаление загрязнений и окислов, при необходимости и возможности - преобразование (конверсия) поверхности для повышения адгезии и защиты от коррозии (фосфатирование, хроматирование).

Нанесение слоя порошковой краски на окрашиваемую поверхность.

Формирование пленки покрытия: оплавление, отверждение, охлаждение.

Полиэфирные покрытия

Полиэфирные покрытия отличаются от всех других прозрачностью, твердостью и зеркальным блеском. Эти свойства, хотя и в меньшей степени, присущи и полиуретановым покрытиям. Отремонтировать их в домашних условиях нельзя. Для того чтобы узнать, каким лаком следует покрыть мебель, рекомендуется сделать пробу. Для этого на незаметный участок поверхности нужно пипеткой нанести каплю 10%ного раствора гидроксида натрия. Если мебель покрыта спиртовым лаком, покрытие через 2-3 мин растворится. В том случае, когда пленка не растворилась, на то же место следует нанести каплю растворителя для нитролаков (ацетон, растворители 646, 647 и т. д.). Если и при этом пленка не растворится, значит покрытие алкидное, полиэфирное или полиуретановое.

При потускнении покрытия блеск можно восстановить с помощью различных полирующих средств, поступающих в розничную торговлю.

При повреждении всего лакового покрытия его следует удалить и нанести новое. Старую лаковую пленку снимают тон

кими шлифовальными шкурками либо с помощью растворителей. Удалять лаковую пленку с поврежденного участка следует очень осторожно, чтобы одновременно не снять с поверхности древесины порозаполняющие составы и красители. Если после снятия старой лаковой пленки не нарушены грунтовка, порозаполнение древесины и ее окрасочный слой, можно приступить к восстановлению лакировки.

Для реставрации нитроцеллюлозных покрытий лучше всего использовать мебельные нитролаки в аэрозольной упаковке. В этом случае участки, которые не требуется лакировать, защищают бумагой или слоем вазелина.

Нитролак наносят в 3-4 слоя. Масляный лак можно наносить тампоном в 2-3 слоя, давая каждому слою лака высохнуть перед нанесением следующего. При ремонте алкидного покрытия чаще всего используют лак ПФ283. Вновь нанесенное лаковое покрытие нужно отполировать.

Кухонную мебель и другие предметы домашнего обихода, имеющие непрозрачное покрытие, можно перекрасить. Перед окраской старое покрытие следует обезжирить: для этого достаточно протереть его уайтспиритом (если покрытие масляное или алкидное) или растворителем 646 (если покрытие нитроцеллюлозное). По старому покрытию обычно красят кистью в 2 слоя. При этом для окраски по масляным и алкидным покрытиям обычно применяют масляные краски и эмали (ПФ223, ПФ115 и др.), а по нитроцеллюлозным покрытиям - эмали НЦ25 и НЦ132.

Полиэфирные лаки и грунты необычные материалы для покраски. Материалы с отличными потребительскими характеристиками, но малым временем жизни, требующие оперативности от маляра. Конечно, о применении в бытовых условиях речи никакой не идет, это вы поймете из описания. Статья буде полезна для тех, кто фанат покрасочного дела.

Полиэфирные краски, лаки, грунты обычно состоят из трёх компонентов: основы, катализатора и ускорителя. При соединении компонентов в результате сложной химической реакции получается стабильная лакокрасочная плёнка.

Полиэфирные краски, лаки, грунты имеют своеобразие, определяющее многие их эксплуатационные характеристики, поэтому имеет смысл вкратце с ней ознакомиться.

Полиэфирные краски, лаки, грунты поставляются обычно в виде раствора смол в мономере (стирол), который не испаряется при сушке, а принимает участие в реакции сополимеризации. Отсюда следуют две технологические особенности ПЭ (полиэфирных) материалов: высокий сухой остаток, доходящий до 96% и ограниченный срок годности - один год.

Особенности использования полиэфирных лакокрасочных материалов

В рабочую смесь перед употреблением вводят небольшое количество (по 2%) катализатора - вещества, инициирующего реакцию, и ускорителя, активирующего катализатор. В результате сополимеризации полиэфира с мономером образуется разветвлённый пространственный полимер.

Полезно знать, что добавление одного ускорителя (обычно синего цвета) мало меняет жизнеспособность смеси (то есть она может сохраняться много дней). Добавление в материал одного катализатора сокращает жизнеспособность уже до десятка часов.

Рабочая смесь, содержащая «быстрые» катализатор и ускоритель, имеет жизнеспособность уже только 10-40 минут, "медленные" катализатор и ускоритель дают жизнеспособность несколько часов.

Оригинальной особенностью некоторых ПЭ материалов (парафиносодежащих) является также и то, что они содержат в своём составе небольшое количество (0.1-0.3%) парафинов.

Дело в том, что в присутствии кислорода свободные радикалы, на которые распадается инициатор, реагируют в основном с ним, не вызывая реакции сополимеризации. Введённые же в состав парафины всплывают, образуют на поверхности плёнку, препятствующую доступу кислорода, и затем только происходит полимеризация лакокрасочного материала.

Парафиновый слой на поверхности удаляется затем шлифованием или полировкой, являющимися обязательными компонентами технологии вменения парафиносодержащих ПЭ материалов.

Разбавление полиэфирных лакокрасочных материалов

Разбавляются полиэфирные краски, лаки, грунты очень быстрыми разбавителями на основе ацетона, большая часть его испаряется при нанесении, так что нанесённый слой получается достаточно вязким, не дающим подтёков. Оставшаяся часть ацетона испаряется за 10-15 минут. После шлифовки через несколько часов усадка очень мала.

Технологическими особенностями ПЭ материалов, следующими из того, что основной разбавитель не должен испаряться, являются большая рекомендуемая величина наносимого слоя - 200-250 г/м.кв. и слабая зависимость длительности сушки от толщины мокрого слоя.

Большая толщина мокрого слоя и высокий сухой остаток позволяют получать за одно нанесение очень толстую лакокрасочную плёнку. Эти особенности наряду с хорошей физико-химической стойкостью определяют преимущества работы с полиэфирными ЛКМ, особенно в случае глянцевых отделок.

Сушка полиэфирных грунтов до шлифовки

Сушка полиэфирных грунтов под глянцевые отделки длится, как правило, гораздо дольше минимального срока сушки до шлифовки.

Для того, чтобы глянцевая отделка со временем не портилась «оспинками» проседаний, нанесённый грунт необходимо выдерживать до шлифовки 1-2 суток, а для эталонного зеркального глянца - неделю.

Толстые, жёсткие, идеально ровные и гладкие основания под зеркально глянцевые отделки - это именно то, что наилучшим образом могут обеспечить ПЭ материалы.

Приготовление рабочей смеси полиэфирных лакокрасочных материалов

При приготовлении рабочей ПЭ смеси требуется проявлять осторожность. Нельзя смешивать катализатор и ускоритель в одной ёмкости, так как они вступают в бурную реакцию с выделением тепла, опасную для персонала и помещения.

Кроме того, рабочая смесь обладает обычно короткой жизнеспособностью (10-40 минут), ограничен также срок хранения самих материалов. Несмотря на низкое испарение разбавителей, некоторые ПЭ материалы обладают более резким и неприятным запахом, чем ПУ материалы.

Для повышения технологичности ПЭ материалов разработаны «медленные» катализаторы и ускорители, увеличивающие жизнеспособность до нескольких часов, правда, и время сушки материала с такими добавками также возрастает.

Для того чтобы обойти затруднения, связанные с малым временем жизни, используют иногда специальные двухкомпонентные насосы, смешивающие материалы непосредственно перед нанесением или же распылительные пистолеты со смешением компонент в факеле.

Потребительские свойства полиэфирных лакокрасочных материалов

Плёнки ПЭ материалов выдерживают колебания температур от -40°С до 60°С, но имеют невысокую атмосферостойкость. ПЭ материалы плохо отверждаются на смолистой хвойной древесине, на палисандре и некоторых других маслянистых породах древесины.

Большая толщина ПЭ грунтов имеет следствием склонность отделяться от основания при нагрузках, что особенно неприятно при прозрачной отделке. Однако, отделка, содержащая ПЭ грунт и финишный ПУ материал оказывается вполне ударостойкой. Разработаны добавки, повышающие эластичность ПЭ ЛКМ.

ПЭ материалы применяются в основном в качестве грунтов (прозрачные и белые) для получения высокоглянцевой отделки. Иногда применяют также глянцевые финишные ПЭ лаки для получения толстого высокоглянцевого («рояльного») покрытия.