Способ получения покрытий

Союз Советских Социалистических Республик(61) Дополнительное к авт. сви 22) Заявлено 22,02.78 (21) 2583394/23 51)Ч. Кл.з 5 Р 1/22 с присоединением заявки М 23) Приоритет Государственнын комит УДК 678.029.6, Бюллетень М 2 по делам изобретен и открытий Дата опубликования описания 30.06.7 72) Авторы изобретения(71) Заявител ститут механики металлополимерных сист АН Белорусской ССР(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИ РЬПИ И 2 ки частицы 3 Изобретение относится к области технологии формирования покрытий из порошкообразных полимерных материалов,В технологии покрытий из порошкообразных полимеров способы формирования 5покрытий в элсктростатичссом поле являются наиболее перспективными, Среди нихособое место занимают электростатическиеспособы формирования покрытий с использованием псевдоожиженного слоя порошкообразных полимеров, которые позволяюгдостичь высокой степени равнотолщицности покрытий, имеют незначительные потери наносимого материала и обладают рядом других преимуществ цад прочими способами 1.Нанесение покрытий указанными способами осуществляют в результате воздействия электростатического поля на зарякеиные полимерные порошкообразные частицы, находящиеся впсевдоожиженцом состоянии. Направленное движение заряженныхчастиц, перенос и осакдение на обрабатываемой поверхности осуществляют в электростатическом поле между зарядным 25электродом, расположенным обычно надне рабочей камеры, и осадигельным электродом, роль которого выполняет обрабатываемое изделие,Вследствие биполярной заряд 0 полимеров при транспортировке в электростатическом (ЗС) поле коопер пруотся г, агрегаты частиц, по размерам превосходящие самые крупные отдельные частицы полякера. Размер 1 агрсгатироваццых част 1 ц, осажденных ца покрываемои поверхности, ис зависят от исходных размеров частиц используемых полимеров. Агрсгатировацие частиц полимеров ведет 1 тому, что в ряде случаев получение качественных равнотолщинных тонкослойных покрытий из порошкообразцых полимеров (цемодифицировацных специальными, зачастуо весьма трудоемкими методами) в ЭС-полс является неразрешимой задачей, У покрытий отсутствует сплошность, опи имсот островковый характер, поскольку тонкие слои полимера, осажденного на изделии, имеют пониженную плотность. Так, например, практисеки невозможно получить обычными способами с использованием ЗС-поля тонкие равнотолщицные покрытия толщиной до 50 - 100 мкм из полиолефицов, ацсталсй вини: лового спирта и других полимеров из-за агрегатироваиия частиц в процсссс переноса.Известен также способ получения покрытий путсх 1 э:1 сктродинамисского пацссспи 5 ца метал,1 ическос издслис пссвдоожижсиного полимерного порошка 2. Такой спосоо включает псевдоожижепис полимсриоТаблица 1 Напряжение на электроде, кВ 15 30 40 60 80 0,26 0,27 0,24 0,25 0,23 504 534 808 90 6 94 ь 7 8 8 10 7 7 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. % электропроводящего материала (железо, никель, медь, цинк и др.) с плотностью 4 - 10 г/см.В полимерный материал, предназначенный для покрытий, вводят электропроводящий материал. Затем порошкообразну ю 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)д, где д - ускорение свободного падения. Над аппаратом 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 ин 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 тервалом 4 - 10 г/см. Оптимальное содержание вводимой добавки - 20 - 40% от объема полимера, поскольку при введении меньшего количества электр о проводящего материала улучшение свойств слоя и покрытий не столь значительно как в указанном интервале, а при введении добавки больше 40 об. % практически невозможно виброожижить композицию при указанных параметрах процесса.П р и м е р 1. В порошкообразный полиэтилен низкого давления (марка 209, ГОСТ 13338 - 70, 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 А 99, толщина 50 мкм), которую заземляют, располагая над псевдоожиженным слоем параллельно его поверхности. Композицию псевдоожикают при скорости фильтрации воздуха 0,04 м/с и ускорении вибрации порошка (7 - 10)о, 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+-ЛЙ, мкм) и равнотолщинпости покрытий (ЛсИ, о/,), сформированных при различных величинах высоковольтного потенциала на электроде (межэлектродное расстояние 160 мм). По предлагаемому способу р, г/смз аЯ,мкм М/а, оо Результаты свидетельствуют о высокой плотности полимера, а также о высокой степени равнотолщинности покрытия.П р и м е р 2, В порошкообразный поливинилбутираль (марка ЛА, ГОСТ 9439 - 60, дисперсность менее 200 мкм) вводят670344 Таб лица 3 По предлагаемому способу Напряжение на электроде, кВ 5 ИИ, мкм р, г,смз 14 8 8 9 10 416 847 658 1029 11511 0,28 0,27 0,31 0,30 0,26 15 30 40 60 80 10 Таблица 2 По предлагаемому способу Напряжение на электроде, кВ Ы/а о. р, г/смэ с 1 М, мкм 20 Ф о р мул а изобретения 604 585 79 6 879 103 9 0,23 0,22 0,27 0,25 0,24 15 30 40 60 80 8 10 9Составитель Р. ВакарРедактор 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, Ж, Раушская иаб., д. 4 5Подписное Типография, пр. Сапунова, 2 25% от объема полимера порошкообразного никеля (марка ПНЭ, 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)д. 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 е р 3. В порошкообразный пентапласт (марка А, ТУ-1422 - 71, дисперсность менее 200 мкм) вводят 35/, от объема полимера порошкообразной меди (марка ПМС, 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)д. 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 сулучшенными качествами, а именно с увеличенной плотностью нанесенного полимера и равнотолщинного покрытия. Способ получения покрытий путем электростатического нанесения на металлическое изделие псевдоожиженной в условиях25 вибрации смеси порошка полимера и электропроводящего материала с последующимоплавлением порошка, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью увеличения плотностинанесенного полимера и получения равно 30 мерного по толщине покрытия, на изделиенаносят смесь, содержащую 20 - 40 об. %электропроводящего материала с плотностью 4 - 10 г/см.Источники информации,35 принятые во внимание при экспертизе1, 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 СССР45220478, кл. В 29 С 13/00, 1965.