×
20.03.2014
216.012.ac4c

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЗАЩИТНО-ДЕКОРАТИВНЫХ ПОКРЫТИЙ НА ИЗДЕЛИЯХ ИЗ ДРЕВЕСИНЫ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к способам получения защитно-декоративных покрытий на изделиях из древесины. Технический результат заключается в повышении качества и долговечности покрытия за счет увеличения прочности сцепления покрытия с подложкой и устранения водопроницаемости покрытия, и снижении энергоемкости процесса. Предварительно поверхность древесины покрывают первым слоем из эпоксидной смолы и вторым слоем из эпоксидной смолы с порошком алюминия в соотношении 1:1. Напыление слоев металла или сплава осуществляют плазмотроном мощностью 3,9 кВт и расходом плазмообразующего газа 0,8 м/мин. 2 пр., 3 табл.
Основные результаты: Способ получения защитно-декоративных покрытий на изделиях из древесины, включающий напыление двух слоев металла или сплава, отличающийся тем, что предварительно поверхность древесины покрывают первым слоем из эпоксидной смолы и вторым слоем из эпоксидной смолы с порошком алюминия в соотношении 1:1, а напыление слоев металла или сплава осуществляют плазмотроном мощностью 3,9 кВт и расходом плазмообразующего газа 0,8 м/мин.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к способам получения защитно-декоративных покрытий на изделиях из древесины.

Известен способ получения защитио-дскоративных покрытий па изделиях из древесины распылением проволоки металла ⌀1 мм специальным распылителем - металлизатором в горящей смеси ацетилена с кислородом и сжатым воздухом. Горящий газ расплавляет металлическую проволоку, расплавленный металл подхватывается струей сжатого воздуха, и в расплавленном виде наносится на обрабатываемую поверхность со скоростью 140 м/сек под давлением не менее 6 атм. [В.Л. Куксов. Столярное дело. Изд-во: ТРУДРЕЗЕРВИЗДАТ, Москва, 1958, с.524].

Недостаток этого способа заключается в низкой прочности сцепления покрытия с подложкой, сложности аппаратного оформления за счет использования как газопламенного факела, так и сопла, подающего сжатый воздух.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является «Способ отделки изделий из древесины», патент РФ №2103412, заключающийся в предварительной обработке поверхности, затем производили напыление методом электродуговой металлизации промежуточного слоя из цинка, олова, свинца и их сплавов под углом 30-60° к подложке и последующим напылением слоя из алюминия, меди, никеля, нихромом, латунью, бронзой, железом и их комбинациями

Существенным недостатком этого способа является низкая прочность сцепления покрытия с подложкой и водопроницаемость покрытия. Водопроницаемость покрытия существенно снижает его эстетико-потребительские свойства за счет загрязняемости при попадании влаги и других дисперсных материалов в открытые поры. Известный способ получения защитно-декоративных покрытий является достаточно энергоемким, трудоемким и длительным во времени в связи с тем, что температуру в точке контакта покрытия с подложкой необходимо поддерживать не ниже температуры обугливания древесины, напылять промежуточный слой строго под углом 30°-60°.

Целью изобретения является повышение качества и долговечности покрытия за счет увеличения прочности сцепления покрытия с подложкой, устранения водопроницаемости покрытия, снижение трудоёмкости и энергоёмкости процесса.

Поставленная цель достигается тем, что способ получения защитно-декоративных покрытий на изделиях из древесины, включает напыление двух слоев металла или сплава, причём предварительно поверхность древесины покрывают первым слоем из эпоксидной смолы и вторым слоем из эпоксидной смолы с порошком алюминия в соотношении 1:1, а напыление слоев металла или сплава осуществляют плазмотроном мощностью 3,9 кВт с расходом плазмообразующего газа 0,8 м3/мин.

Отличительным признаком предлагаемого способа является предварительное нанесение на лицевую поверхность изделий из древесины первого слоя эпоксидной смолы и второго слоя эпоксидной смолы с наполнителем из порошка алюминия в соотношении 1:1 с последующим плазменным напылением цветных металлов и сплавов при мощности работы плазмотрона 3,9 кВт и расходе плазмообразующего газа 0,8 м3/мин. В предлагаемом способе устраняется энергоемкая операция напыления первого слоя электродуговой металлизацией цинка, олова, свинца или их сплавов. При нанесении второго слоя эпоксидной смолы на лицевую поверхность древесины образуется промежуточный диффузионный слой, который способствует снижению напряжений в покрытии и подложке, компенсирует существенные различия в значениях термического коэффициента линейного расширения изделий из древесины и металлов (сплавов).

Изобретательский уровень подтверждается тем, что изменение способа нанесения слоев за счет предварительного нанесения первого слоя эпоксидной смолы с последующим нанесением второго слоя эпоксидной смолы с наполнителем из порошка алюминия позволяет не только повысить прочность сцепления напыленного плазменным распылением металла или сплава, но и получить высококачественный продукт с гораздо более низкими напряжениями, существенно снизить себестоимость и устранить водопроницаемость покрытия за счет устранения пористости. Водонепроницаемость обеспечивается промежуточным поверхностным диффузионным слоем из напыленного металла и эпоксидной смолы с наполнителем из алюминиевого порошка.

В известном способе низкая прочность сцепления напыленного металла с изделиями из древесины объясняется накоплением в покрытии и в подложке временных и постоянных напряжений в связи с существенными различиями термического коэффициента линейного расширения (ТКЛР). Так, например, ТКЛР алюминия составляет 245*10-7 град-1, а различных видов древесины (30-50)*10-7 град-1 [Киселева О.Л. Влияние плотности па термическое расширение древесных плит / О.А. Киселева, В.П. Ярцев // Актуальные проблемы современного строительства: Сб. тр. / ПГАСЛ. - Пенза, 2003. - Ч.2. - С.63-66; Кисина А.И., Куценко В.К. Полимербитумныс кровельные и гидроизоляционные материалы. Л., 1983. - 289 с.|.

Известно, что внутреннее напряжение в покрытии и подложке образовываются и накапливаются при различии ТКЛР покрытия и подложки более чем на 5% [Киселёва О.А. Прогнозирование работоспособности древесно-стружечных и древесноволокнистых композитов в строительных изделиях: дис… к-та техн. наук: 05.23.05: защищена 03.07.2003 / Киселева Олеся Анатольевна. - Воронеж: Воронежский государственный архитектурно-строительном университет. - 2003. - 205 с.].

В реальных условиях TKJIP практически всех используемых для металлизации древесины металлов и сплавов (алюминий, мед, железо, латунь, никель, бронза, нихром, олово, цинк, свинец) превышает ТКЛР всех видов древесины и изделий из древесины более чем па 5%. Это является основным фактором, существенно снижающим прочность сцепления покрытия с подложкой.

В предлагаемом способе высокая прочность сцепления покрытия с подложкой обеспечивается за счет прочного сцепления и проникновения в поверхностный слой древесины эпоксидной смолы, прочного сцепления второго слоя эпоксидной смолы с наполнителем из алюминия с первым слоем и напыленного металла со вторым слоем из эпоксидной смолы с наполнителем из алюминия.

Проведенный анализ известных способов получения защитно-декоративных покрытий на изделиях из древесины позволяет сделать заключение о соответствии заявляемого изобретения критерию «новизна».

Сопоставительный анализ показал, что в предлагаемом способе по сравнению с известным, устраняется энергоемкая и трудоемкая технологическая операция напыления внутреннего слоя под углом 30-60° и операция предварительного обезжиривания лицевой поверхности древесины ацетоном (таблица 1).

Пример.

В качестве исходного материала брали плиту древесно-волокнистую по ГОСТ 4598-86 марки Т (с необлагороженной лицевой поверхностью) номинальной толщиной 4,0 мм и размером 250×250 мм. Плиту просушивали в сушильном шкафу. Затем кистью наносили первый слой эпоксидной смолы. Далее смешивали в отдельной емкости эпоксидную смолу с алюминиевым порошком в соотношении 1:1. В качестве наполнителя брали алюминиевый порошок по ГОСТ 6058-73 марки ПЛ-4 с удельной поверхностью 0,008-0,10 м2/г, насыпной массой 1050-1100 кг/м3 с содержанием примесей не более 1,0 масс. %.

После высыхания первого слоя кистью наносили второй слой эпоксидной смолы с наполнителем из алюминиевого порошка.

Увеличения содержания наполнителя в эпоксидной смоле более 50% затрудняет равномерное нанесение слоя эпоксидной смолы па лицевую поверхность плиты древесно-волокнистой. Уменьшение содержания наполнителя в эпоксидной смоле менее 50% снижает количество контактов частиц алюминия с напыляемым металлом, что приводит к снижению прочности сцепления. Таким образом, оптимальным соотношением эпоксидной смолы с порошком алюминия является 1:1.

После естественного твердения второго слоя производили плазменное напыление алюминия и меди. Подготовленную плитку закрепляли в приспособлении для взаимного перемещения плиток и плазменной горелки ГН-5М электродугового плазматроиа УПУ-8М.

Для плазменного напыления использовали алюминиевую проволоку ⌀ 1,5 мм марки АД-1 (ГОСТ 7871-63) и медную проволоку ⌀ 1,0 мм марки М 1 (ГОСТ 2112-62). Плазменная горелка ГН-М предназначена для нанесения металлических покрытий из проволоки. В плазменную горелку одновременно подавали две проволоки со скоростью подачи 1,5-2,5 м/мм. Дистанция напыления составляла 150-250 мм. В качестве плазмообразующего газа использовали аргон марки А (ГОСТ 19157- 62), расход которого составил 0,5 м3/мин. Для выше приведенного примера были выбраны следующие режимы: ток 130 А; напряжение - 30-32 В (Мощность W=130*30=3900 Вт=3,9 кВт).

Таблица 1
Сопоставительный анализ технологических операций известного и предлагаемого способа
Предлагаемый способ Известный способ
Нанесение на поверхность древесноволокнистую первого слоя эпоксидной смолы Обработка поверхности древесины ацетоном
Плазменное напыление на
Нанесение на незатвердевшую поверхность второго слоя эпоксидной смолы с наполнителем из порошка алюминия поверхности древесины цинка, олова, свинца или их сплавов под углом 30°-60°
Плазменное нанесение комбинаций металлов и сплавов на поверхность древесины: алюминий - медь; железо - бронза; нихром - латунь; железо - никель; латунь - алюминий; никель - бронза; никель - латунь; никель - алюминий; латунь - бронза; медь - латунь; бронза - алюминий
Плазменное напыление металлов и сплавов на поверхность древесины: алюминий - медь; железо - бронза;
нихром - латунь; железо - никель; латунь - алюминий; никель - бронза; никель - латунь; никель - алюминий; латунь - бронза; медь - латунь; бронза - алюминий
Контроль качества

Сопоставительный анализ известного и предлагаемого способов представлен в таблицах 1 и 2.

Таблица 2
Показатели качества металлизированной древесины и технические параметры металлизации
№ п/п Показатели Единица измерения Известный способ Предлагаемый способ
1 Параметры металлизации:
ток I 55-95 130
напряжение В 18-31 30-32
вводимый газ - сжатый воздух аргон
расход газа м3/мин 0,6-1,1 0,8
давление газа Па 5,2*105 4,5*105

Продолжение таблицы
скорость подачи в факел проволоки м/мм 1,8-2,1 2,0-3,0
дистанция напыления металла (плава) мм 150-200 200-300
диаметр проволоки мм 1,0-1,6 1,0-1,5
2 Показатели качества:
прочность сцепления покрытия с основой МПа 0,061* 0,30
водопроницаемость - покрытие водопроницаемое покрытие неводопроницаемс
пористость - покрытие пористое пористость отсутствует
1* - по собственным исследованиям
2* - оптимальный режим плазменного напыления

Нами определены оптимальные параметры плазменной металлизации изделий из древесины (таблица 3), при которых достигается максимальная прочность сцепления покрытия с основой.

таблица 3
Оптимальные параметры плазменного напыления
Мощность работы плазмотрона, кВт Расход газа, м3/мин Прочность сцепления покрытия с основой, МПа
3,4 0,6 0,11
0,7 0,17
0,8 0,24
0,9 0,18
1,0 0,13
3,92* 0,6 0,21
0,7 0,26
0,8 0,302*
0,9 0,27
1,0 0,23
4,5 0,6 0,17
0,7 0,20
0,8 0,27
0.9 0,21
1,0 0,19

Пример осуществления контроля качества.

Для определения прочности сцепления покрытия с основой к поверхности приклеивали эпоксидной смолой металлический стержень длиной 150 мм и площадью 1 см. После полимеризации эпоксидной смолы в течение 24 часов приступали к определению прочности сцепления покрытия с основой на разрыв машине R - 0,5.

Изделие и стержень закрепляли в специальных зажимах разрывной машины. После равномерного нагружения происходил отрыв покрытия от основы. Для испытаний брали не менее 5 образцов. Прочность сцепления защитно-декоративного покрытия определяли как среднее арифметическое:

Gcp = (0,31+0,29+0,30+0,32+0,28)/5=0,30 МПа.

Пористость определяли «методом пятна». Защитно-декоративные покрытия были беспористые.

Водопроницаемость определяли по наличию окрашенной воды па поверхности плиты древесноволокнистой и в ее поверхностном слое после отрыва покрытия от подложки на разрывной машине R-0,5. После отрыва предварительно пропитанного окрашенной водой металлического покрытия пяти образцов в поверхностных слоях подложки краситель от высохшей воды отсутствовал.

Аналогично была осуществлена металлизация плиты древесноволокнистой нанесением таких комбинаций металлов и сплавов: железо - бронза, нихром - латунь, железо - никель, латунь - алюминий, никель - бронза, никель - алюминий, латунь - бронза, бронза - алюминий, медь - латунь, никель - латунь, алюминий - медь.

Все покрытия были водонепроницаемыми и обладали высокой прочностью сцепления.

Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 61 items.
20.01.2013
№216.012.1c3a

Способ приготовления стекольной шихты

Изобретение относится к стекольной промышленности и может быть использовано в производстве тарного, строительного и других видов стекол. Техническим результатом предлагаемого способа является повышение качества конечного продукта и снижение его себестоимости, ускорение процесса компактирования...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472720
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.06.2013
№216.012.4c14

Способ получения теплоизоляционного облицовочного материала на основе пеностекла

Изобретение относится к области технологии силикатов и касается производства изделий из пеностекла. Техническим результатом изобретения является снижение плотности и повышение защитных характеристик материала. Способ получения теплоизоляционного облицовочного материала на основе пеностекла с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485058
Дата охранного документа: 20.06.2013
20.11.2013
№216.012.8209

Способ получения защитно-декоративных покрытий на изделиях из стеновой керамики

Изобретение относится к области получения защитно-декоративных покрытий на стеновой керамике и может быть использовано в промышленности строительных материалов. Способ получения защитно-декоративных покрытий на стеновых керамических изделиях включает предварительное нанесение на лицевую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498965
Дата охранного документа: 20.11.2013
10.12.2013
№216.012.8898

Комплексная разжижающая добавка для керамических шликеров, применяемых при изготовлении керамических изделий методом литья в гипсовых формах

Изобретение относится к области получения разжижающих добавок для керамических масс, применяемых при производстве изделий методом шликерного литья. Техническим результатом изобретения является повышение подвижности керамического шликера. Комплексная разжижающая добавка для керамических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500650
Дата охранного документа: 10.12.2013
20.12.2013
№216.012.8c77

Устройство для обработки текучим абразивом отверстий длинномерных деталей

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для финишной обработки текучим абразивом поверхностей отверстий длинномерных деталей в большом диапазоне их длин в составе полировальных установок. Устройство содержит рабочую камеру, имеющую две полости, разделенные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002501642
Дата охранного документа: 20.12.2013
20.03.2014
№216.012.ac4f

Способ металлизации древесины

Изобретение относится к способу металлизации изделий из древесины. Технический результат изобретения заключается в повышении качества и долговечности покрытия за счет увеличения прочности сцепления покрытия с подложкой, устранения пористости покрытия и увеличения водонепроницаемости покрытия,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509826
Дата охранного документа: 20.03.2014
20.04.2014
№216.012.b8ef

Состав шихты для изготовления композиционных микрошариков, способ ее получения

Изобретение относится к области подготовки шихты для получения композиционных материалов. Технический результат изобретения заключается в повышении прочности отформованных стержней из сырьевой смеси и светоотражающей способности композиционных микрошариков. Шихта для получения композиционных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513071
Дата охранного документа: 20.04.2014
10.05.2014
№216.012.c123

Устройство для измерения длины гибких длинномерных материалов

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения длины гибких длинномерных материалов типа ленточных проводов и других материалов плоского ленточного типа прямоугольного сечения толщиной 0,1…2 мм и шириной 4…25 мм, с максимальным наружным диаметром рулона 130 мм....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002515192
Дата охранного документа: 10.05.2014
27.09.2014
№216.012.f916

Способ изготовления литейных керамических форм по выплавляемым моделям для сложнопрофильных отливок

Изобретение относится к литейному производству. Способ включает приготовление огнеупорной суспензии, послойное формирование огнеупорных слоев оболочки, сушку, отверждение, выплавление модели, сушку и обжиг полученной керамической формооболочки. После нанесения обсыпочного материала на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002529603
Дата охранного документа: 27.09.2014
10.10.2014
№216.012.fb31

Способ получения блочного термостойкого пеностекла

Изобретение относится к области получения блочного термостойкого пеностекла. Технический результат изобретения заключается в повышении термостойкости, прочности конечного продукта, снижении энергозатрат и сокращении времени отжига. Пенообразующую смесь помещают в металлические формы, которые...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002530151
Дата охранного документа: 10.10.2014
Showing 1-10 of 99 items.
20.01.2013
№216.012.1c3a

Способ приготовления стекольной шихты

Изобретение относится к стекольной промышленности и может быть использовано в производстве тарного, строительного и других видов стекол. Техническим результатом предлагаемого способа является повышение качества конечного продукта и снижение его себестоимости, ускорение процесса компактирования...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472720
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.06.2013
№216.012.4c14

Способ получения теплоизоляционного облицовочного материала на основе пеностекла

Изобретение относится к области технологии силикатов и касается производства изделий из пеностекла. Техническим результатом изобретения является снижение плотности и повышение защитных характеристик материала. Способ получения теплоизоляционного облицовочного материала на основе пеностекла с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485058
Дата охранного документа: 20.06.2013
20.07.2013
№216.012.5655

Композиционный препарат для лечения пневмонии поросят

Изобретение относится к ветеринарии и касается лечения пневмонии поросят. Для этого применяют композиционный препарат, включающий в качестве активных агентов тилозина тартрат и антибиотик тетрациклин в соотношении 1:1. Препарат вводят в количестве, обеспечивающем эффективные дозы тилозина...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487709
Дата охранного документа: 20.07.2013
20.11.2013
№216.012.8209

Способ получения защитно-декоративных покрытий на изделиях из стеновой керамики

Изобретение относится к области получения защитно-декоративных покрытий на стеновой керамике и может быть использовано в промышленности строительных материалов. Способ получения защитно-декоративных покрытий на стеновых керамических изделиях включает предварительное нанесение на лицевую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498965
Дата охранного документа: 20.11.2013
10.12.2013
№216.012.8898

Комплексная разжижающая добавка для керамических шликеров, применяемых при изготовлении керамических изделий методом литья в гипсовых формах

Изобретение относится к области получения разжижающих добавок для керамических масс, применяемых при производстве изделий методом шликерного литья. Техническим результатом изобретения является повышение подвижности керамического шликера. Комплексная разжижающая добавка для керамических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500650
Дата охранного документа: 10.12.2013
20.12.2013
№216.012.8c77

Устройство для обработки текучим абразивом отверстий длинномерных деталей

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для финишной обработки текучим абразивом поверхностей отверстий длинномерных деталей в большом диапазоне их длин в составе полировальных установок. Устройство содержит рабочую камеру, имеющую две полости, разделенные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002501642
Дата охранного документа: 20.12.2013
20.03.2014
№216.012.ac4f

Способ металлизации древесины

Изобретение относится к способу металлизации изделий из древесины. Технический результат изобретения заключается в повышении качества и долговечности покрытия за счет увеличения прочности сцепления покрытия с подложкой, устранения пористости покрытия и увеличения водонепроницаемости покрытия,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509826
Дата охранного документа: 20.03.2014
20.04.2014
№216.012.b8ef

Состав шихты для изготовления композиционных микрошариков, способ ее получения

Изобретение относится к области подготовки шихты для получения композиционных материалов. Технический результат изобретения заключается в повышении прочности отформованных стержней из сырьевой смеси и светоотражающей способности композиционных микрошариков. Шихта для получения композиционных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513071
Дата охранного документа: 20.04.2014
10.05.2014
№216.012.c123

Устройство для измерения длины гибких длинномерных материалов

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения длины гибких длинномерных материалов типа ленточных проводов и других материалов плоского ленточного типа прямоугольного сечения толщиной 0,1…2 мм и шириной 4…25 мм, с максимальным наружным диаметром рулона 130 мм....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002515192
Дата охранного документа: 10.05.2014
27.09.2014
№216.012.f916

Способ изготовления литейных керамических форм по выплавляемым моделям для сложнопрофильных отливок

Изобретение относится к литейному производству. Способ включает приготовление огнеупорной суспензии, послойное формирование огнеупорных слоев оболочки, сушку, отверждение, выплавление модели, сушку и обжиг полученной керамической формооболочки. После нанесения обсыпочного материала на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002529603
Дата охранного документа: 27.09.2014
+ добавить свой РИД