СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ПОЛИМЕРНОГО ПОКРЫТИЯ

Изобретение относится к области изготовления изделий с полимерным покрытием, например к области изготовления столешниц с полимерным покрытием.

Известен способ нанесения покрытий (см. патент Японии 2916540 от 05.10.89 г. , В 05 D 1/30), включающий нанесение на обрабатываемую основу жидкого материала покрытия с помощью инжектора экструзионного типа.

Недостатком известного способа является применение специального приспособления - инжектора для нанесения покрытия, а также образование большого количества пузырьков воздуха в слое покрытия, характерного для покрытий, образованных с применением инжектора.

Известен способ нанесения защитного покрытия (см. заявку РФ 99114395/3 от 29.06.99 г., В 05 D 7/22), включающий подготовку поверхности и нанесение на нее полимерного материала за счет инжекторной подачи и оплавления его газотермическим способом.

Недостатком известного способа является большое количество пузырьков воздуха в слое покрытия и наличие на готовом изделии углубления в месте литникового отверстия, обусловленные применением инжектора, а также необходимость газотермического плавления покрытия.

Известен способ покрытия металлов путем погружной самопроизвольной полимеризации (см. WO PCT 09805436 от 12.02.98 г., В 05 D 1/18), включающий погружение изделия в кислый раствор органического мономера, последующую самопроизвольную полимеризацию мономера во время контакта с металлом с образованием полимерного покрытия на металле.

Недостатком известного способа является ограниченная область его применения только для нанесения полимерного покрытия на металлические изделия, а также большое количество пузырьков воздуха в слое покрытия, характерное для процесса самопроизвольной полимеризации.

Известен способ нанесения покрытия окунанием (см. патент Японии 2882820 от 17.10.89 г., В 05 D 1/18), принятый в качестве прототипа, включающий подачу раствора в резервуар, используемый для формирования покрытия, погружение изделия в раствор с последующим вытягиванием его вверх с одновременным нанесением покрытия, при этом удаление пузырьков воздуха из покрытия осуществляют посредством поддержания полного заполнения раствором трубы, предназначенной для улавливания избытков раствора из резервуара, используемого для формирования покрытия, и подачи избытков раствора в резервный бак.

Недостатком известного способа является сложность применяемого для его осуществления устройства и сложность процесса удаления пузырьков воздуха из покрытия за счет полного заполнения улавливающей трубы раствором, что приводит к использованию избыточного количества раствора для формирования покрытия.

Заявляемый способ нанесения полимерных покрытий позволяет решить задачу получения качественного полимерного покрытия высокой плотности, наносимого на изделия из любого материала, например из дерева, бетона, металла и других.

Технический результат заключается в достижении высокой плотности полимерного покрытия за счет минимизации количества пузырьков воздуха и уменьшения их размера до размера меньшего, чем размер частиц сыпучего наполнителя мелкой фракции, соизмеримого с размером над молекулярной структуры олигомерного связующего, что приводит к достижению фактического заполнения образовавшейся газовой фазой свободного объема полимерной сетки.

Способ нанесения полимерного покрытия включает приготовление полимерной композиции на основе олигомера, например эпоксидной смолы, с введением сыпучего наполнителя, например речного песка, с размером частиц не более половины толщины наносимого покрытия, помещение полимерной композиции на дно матрицы, предназначенной для формирования покрытия, погружение изделия, на которое требуется нанести покрытие, в слой полимерной композиции, удаление пузырьков воздуха из полимерной композиции, выдержку изделия в слое полимерной композиции до полимеризации и выем изделия из матрицы. Способ отличается тем, что используют сыпучий наполнитель крупной и мелкой фракций и вводят его в полимерную композицию пофракционно, при этом размер частиц мелкой фракции равен 0,1-0,3 размера частиц крупной фракции, а количество сыпучего наполнителя мелкой фракции берут в отношении 0,2-0,5 количества сыпучего наполнителя крупной фракции.

Заявляемый способ нанесения полимерного покрытия осуществляют следующим образом.

Олигомер, например эпоксидную смолу, смешивают с компонентами полимерной композиции, например красителем, пластификатором, отвердителем. Затем к полученной массе добавляют сыпучий наполнитель, например речной песок, пофракционно, т. е. сначала добавляют сыпучий наполнитель крупной фракции с размером частиц не более половины толщины наносимого покрытия, а затем добавляют сыпучий наполнитель мелкой фракции с размером частиц, равным 0,1-0,3 размера частиц крупной фракции. Удаляют пузырьки воздуха из полимерной композиции. При этом сыпучий наполнитель мелкой фракции берут в количестве 0,2-0,5 количества сыпучего наполнителя крупной фракции. Порядок введения крупной и мелкой фракций сыпучего наполнителя может изменен на противоположный, т.е. сначала вносят сыпучий материал мелкой фракции, а затем крупной фракции. Полученную полимерную композицию помещают на дно матрицы, предназначенной для формирования покрытия, равномерно распределяя ее по дну, на которое предварительно нанесен тонкий слой адгезива. Изделие, на которое необходимо нанести полимерное покрытие, погружают в слой полимерной композиции, выдерживают в этом слое до полимеризации и вынимают изделие с нанесенным на него полимерным покрытием из матрицы.

Введение в полимерную композицию сыпучего наполнителя пофракционно позволяет равномерно заполнить частицами мелкой фракции пространства между частицами крупной фракции, что обеспечивает практически полное удаление из покрытия пузырьков воздуха, а также обеспечивает минимизирование размеров оставшихся пузырьков до размера меньшего, чем размер частиц мелкой фракции сыпучего наполнителя, т.е. до размера, соизмеримого с размером надмолекулярной структуры олигомерного связующего.

При использовании сыпучего наполнителя мелкой фракции с размером частиц, равным 0,1-0,3 размера частиц крупной фракции, достигается высокая плотность полимерного покрытия за счет фактического заполнения образовавшейся газовой фазой свободного объема полимерной сетки, при этом не требуется применения дополнительного оборудования (см. табл.1). При использовании сыпучего наполнителя мелкой фракции в количестве 0,2-0,5 от количества сыпучего наполнителя крупной фракции достигается высокая плотность полимерного покрытия без применения дополнительного оборудования (см. табл. 2).

Плотность покрытия определялась гидростатическим взвешиванием на аналитических весах с точностью определения массы до четвертого знака.

Плотность покрытия определялась при содержании речного песка в полимерной композиции, равном 75% от общей массы, с теоретической плотностью полимерной композиции, равной 1,789 г/см³.

Как видно из табл. 1, при размере частиц сыпучего наполнителя мелкой фракции меньше 0,1 размера частиц крупной фракции плотность покрытия практически равна теоретической. Однако достичь такой степени размола сыпучего наполнителя в условиях производства практически невозможно. Для исследований речной песок размалывали, а затем растирали до размера частиц мелкой фракции 0,05 размера частиц крупной фракции в лабораторных условиях в очень малых количествах. При размере частиц сыпучего наполнителя мелкой фракции больше 0,3 размера частиц крупной фракции происходит резкое снижение плотности и ухудшение качества покрытия, в слое покрытия остаются пузырьки воздуха. В заявляемом диапазоне размеров частиц сыпучего наполнителя мелкой фракции обеспечивается высокая плотность покрытия и соответственно высокое качество изделия с нанесенным на него покрытием.

Как видно из табл. 2, при количестве сыпучего наполнителя мелкой фракции меньше 0,2 количества крупной фракции резко снижается плотность покрытия и соответственно ухудшается качество изделия с нанесенным на него покрытием. При количестве сыпучего наполнителя мелкой фракции больше 0,5 количества крупной фракции дальнейшего повышения плотности покрытия не наступает. В заявляемом диапазоне количества сыпучего наполнителя мелкой фракции обеспечивается высокая плотность покрытия.

Пример осуществления заявляемого способа нанесения полимерного покрытия на столешницу.

В резервуаре обычным способом приготавливают смесь эпоксидной смолы, красителя, пластификатора и отвердителя. Речной песок предварительно разделяют на фракции просеиванием так, чтобы отобрать крупную фракцию с размером частиц 0,5-1 мм. Затем в полученную смесь добавляют речной песок крупной фракции в количестве 1-2 кг на 1 кг смеси. После перемешивания смеси с речным песком крупной фракции в полученную смесь добавляют измельченный песок мелкой фракции с размером частиц 0,1-0,2 мм в количестве 0,5-1 кг. Смесь вновь перемешивают. Берут матрицу, предназначенную для формирования покрытия, изготовленную предварительно обычным способом, например формованием из полимерной смолы, например полиуретановой. Форма матрицы соответствует форме столешницы. Дно матрицы покрывают слоем адгезива, а затем выливают на дно матрицы жидкую полимерную композицию слоем толщиной примерно 2,0-2,5 мм. В матрице размещают столешницу, на которую необходимо нанести полимерное покрытие, погружая ее в слой полимерной композиции. Осуществляют выдержку столешницы в слое полимерной композиции с одновременным удалением из полимерной композиции пузырьков воздуха за счет пофракционного применения речного песка крупной и мелкой фракций в определенной заявляемой последовательности. Выдержку осуществляют до полимеризации. Затем производят выем столешницы из матрицы.

В результате использования заявляемого способа нанесения полимерного покрытия получают высококачественные изделия, например столешницы с плотным полимерным покрытием без пузырьков воздуха. При этом толщина наносимого покрытия может варьироваться от нескольких сантиметров до 1,0 мм.