Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ЗАЩИТНОГО ПОКРЫТИЯ НА ЦЕЛЛЮЛОЗНЫЙ МАТЕРИАЛ

Изобретение относится к области получения защитных покрытий на композиционных материалах и изделий из них.

В научно-технической литературе имеется достаточное количество информации о способах нанесения защитных покрытий на деревянные, пластмассовые, бетонные и металлические конструкционные материалы.

Так, например, известный патент [1], в котором описывается способ получения защитных покрытий на алюминиевых сплавах, может быть использован в радиотехнической и авиационной промышленности, приборостроении и других областях для изготовления изделий, эксплуатируемых в различных климатических условиях. Недостатком данного способа является многостадийная подготовка материала перед нанесением защитного лакового покрытия.

Известно изобретение [2], в котором описан процесс многослойного покрытия для подавления проницаемости изотопов водорода через сплав V-4Cr -4Ti, являющийся перспективным конструкционным материалом для термоядерных установок, поскольку обладает низкой активируемостью и может эксплуатироваться в условиях сильного нейтронного облучения. Недостатком данного покрытия является невозможность его использования для целлюлозного материала из-за отсутствия адгезии компонентов.

Наиболее близким техническим решением является способ по патенту [3] (прототип), включающий обработку внутренней поверхности изделия путем нанесения подложки из смеси парафина и двуокиси титана с последующим созданием основного защитного покрытия из металлической фольги, в частности свинцовой.

Недостатком данного способа является применение парафина, который при повышенных температурах (~60°C) плавится и способен проникать в поры целлюлозного пористого материала. При этом металлическая фольга будет отслаиваться от материала, следовательно, будет повышаться влагопроницаемость и уменьшаться герметичность изделия.

Задачей изобретения является способ получения защитного покрытия на целлюлозном материале, позволяющего при повышенных температурах сохранять свою физическую стабильность.

Данная задача решается за счет того, что способ получения защитного покрытия на целлюлозном материале, включающий создание на материале слоя подложки и основного защитного покрытия, отличается тем, что в качестве подложки на поверхность наносится поливинилацетат (ПВА) путем окунания изделия в водную эмульсию с концентрацией 20-40%, изделие сушится до постоянной массы при температуре 60-70°C с последующим нанесением двух слоев лака ЭП-5123 с вязкостью 12-16 с методом пульверизации в течение 8-12 с при непрерывном его вращении, при этом каждый слой сушится до постоянной массы изделия.

Приготовление лака ЭП-5123 осуществляется в соответствии с техническими условиями [4]. Полуфабрикат лака имеет вязкость 15-25 с по вискозиметру ВЗ-246, при температуре (20,0±0,5)°C в него добавляется отвердитель №1 [5], перемешивается, затем лак разбавляется растворителем Р-5А [6] до рабочей вязкости 12-13 с по вискозиметру ВЗ-246, рабочий лак используется в течение 72 часов. С течением времени вязкость лака повышается, так как в нем присутствует отвердитель. По истечении 72 часов вязкость лака становится больше 16 с по вискозиметру ВЗ-246, и далее он не используется.

Выбор поливинилацетата (ПВА) в качестве подложки для лака обусловлен его высокой адгезионной способностью к целлюлозным материалам. При нанесении на материал поливинилацетатной эмульсии происходит частичное проникание поливинилацетата в пористый материал, сопровождающееся закупориванием микропор. При этом одновременно повышается механическая прочность материала на 5%. Пленка поливинилацетата сохраняется на поверхности без изменений при повышенных температурах, вплоть до 310-320°C. Выбор лака ЭП-5123 обусловлен его способностью создавать и сохранять прочное лаковое покрытие во всем интервале эксплуатации изделия.

Увеличение концентрации эмульсии поливинилацетата более 40% ведет к образованию микротрещин на поверхности целлюлозного материала после сушки, что в последующем отрицательно сказывается на герметичности, при применении поливинилацетата с концентрацией водной эмульсии менее 20% происходит полное проникание ПВА в целлюлозный материал и требуемого слоя подложки на материале не образуется, при этом возникает необходимость повторной обработки поверхности, что ведет к увеличению трудоемкости процесса.

При использовании лака ЭП-5123 с вязкостью более 16 с образуется неравномерный слой лака на поверхности (шагрень), при этом повторное нанесение лака с той же вязкостью не обеспечивает однородного лакового покрытия. Использование лака с вязкостью менее 12 с приводит к перерасходу лака, нанесение второго слоя также не обеспечивает равномерности покрытия, кроме того, на поверхности материала наблюдаются подтеки, что приводит к повышению газопроницаемости материала. Время нанесения лака 8-12 с и зависит от вязкости лака. Чем вязкость выше, тем время нанесения меньше. Такое двухслойное покрытие обеспечивает герметичность изделия при вакуумировании до 49 кПа (-0,5 атм) при температуре 60°C.

Способ нанесения покрытия осуществляется следующим образом.

Пример 1. В цилиндр наливается водная эмульсия поливинилацетата с концентрацией 20%, в нее кратковременно полностью погружается целлюлозный материал, который после обработки направляется на сушку, осуществляемой при температуре 60-70°C до постоянной массы. Затем изделие устанавливается на подвес, при его вращении наносится первый слой лака ЭП-5123 с вязкостью 12 с, время нанесения составляет 12 с, затем целлюлозный материал сушится до постоянной массы, второй слой лака наносится аналогично первому. Остальные примеры выполняются аналогично.

В таблице приведены режимы нанесения покрытия на целлюлозный материал.

Из приведенных данных видно (примеры 1-3), что необходимые характеристики целлюлозного материала по влагозащите, гигроскопичности и герметичности при вакуумировании достигаются за счет применения в качестве подслоя поливинилацетата, который наносится методом окунания, с последующей лакировкой лаком ЭП-5123 в два слоя.

Источники информации

1. Патент РФ №2304157 (C09D 109/00, C09D 5/08). Лаковая композиция и способ получения защитного лакового покрытия на устройствах из алюминиевых сплавов / Симунова С.С., Хромова Т.А. и др.

2. Патент РФ №2534710 (C23C 28/00, C23C 14/16 B82Y 30/00). Многослойное защитное покрытие для конструкционных материалов / Спицын А.В., Бобырь Н.П. и. др.

3. Патент США №US5052304.

4. ТУ 2111-03075351875-2006. Лак ЭП-5123.

5. ТУ 6-10-1263-77. Отвердитель №1.

6. ГОСТ 7827-74. Растворители марок Р-4, Р-4А, Р-5, Р-5А, Р-12 для лакокрасочных материалов.