окрашенный порошковой краской диэлектрический материал и изделие из него

Формула изобретения

1. Окрашенный порошковой краской диэлектрический материал, содержащий диэлектрический материал и нанесенный методом электростатического напыления слой порошковой краски, отличающийся тем, что материал содержит расположенный между диэлектрическим материалом и слоем порошковой краски электропроводный промежуточный слой из смеси высокомолекулярных эпоксидных смол, отвердителя и мелкодисперсного металлического порошка.

2. Окрашенный порошковой краской диэлектрический материал по п.1, отличающийся тем, что он содержит промежуточный слой из смеси высокомолекулярных эпоксидных смол типа Э-40 и Э-05 в массовом соотношении (90-86):(10-14) или Эпикот 223 и Эпикот 401 в массовом соотношении (87-83):(13-17) и мелкодисперсного алюминиевого порошка.

3. Окрашенный порошковой краской диэлектрический материал по п.1, отличающийся тем, что промежуточный слой материала содержит компоненты в массовом соотношении: смесь высокомолекулярных эпоксидных смол 100-120, отвердитель 21-26 и мелкодисперсный металлический порошок 28-37.

4. Окрашенный порошковой краской диэлектрический материал по п.2, отличающийся тем, что промежуточный слой материала в качестве полиамидного отвердителя содержит димеризованные кислоты льняного масла с кислотным числом 220.

5. Окрашенный порошковой краской диэлектрический материал по п.2, отличающийся тем, что промежуточный слой материала содержит поверхностно модифицированный мелкодисперсный алюминиевый порошок, обработанный методом противотока в «кипящем слое» парогазовой фазы с критической поверхностной энергией 40-45 эрг/см².

6. Окрашенный порошковой краской диэлектрический материал по п.2, отличающийся тем, что промежуточный слой материала получен из жидкой композиции, содержащей, мас.ч., смесь высокомолекулярных эпоксидных смол 100-120, полиамидный отвердитель 21-26, мелкодисперсный металлический, преимущественно алюминиевый порошок 28-37 и органический растворитель 64-78, преимущественно в виде смеси толуола, бутанола и бутилацетата или ксилола, изопропилового спирта и этилацетата в преимущественном массовом соотношении 22:40:38.

7. Окрашенный порошковой краской диэлектрический материал по п.6, отличающийся тем, что промежуточный слой материала получен из жидкой композиции, дополнительно содержащей диспергатор мелкодисперсного металлического порошка, например, типа «Дегусса R-3002» или «BYK 1413».

8. Окрашенный порошковой краской диэлектрический материал по п.5, отличающийся тем, что промежуточный слой материала получен из жидкой композиции, дополнительно содержащей стабилизатор мелкодисперсного алюминиевого порошка, например, типа «BASF 04/118».

9. Окрашенный порошковой краской диэлектрический материал по п.1, отличающийся тем, что материал в качестве диэлектрического материала содержит древесно-волокнистый материал, древесно-стружечный материал, древесину, фанеру, асбоцементный материал, шифер, керамику, стекло, фаянс, бетон или композитные материалы на их основе.

10. Окрашенный порошковой краской диэлектрический материал по п.1, отличающийся тем, что материал в качестве диэлектрического материала преимущественно содержит древесно-волокнистый материал типа MDF.

11. Окрашенный порошковой краской диэлектрический материал по п.1, отличающийся тем, что слой порошковой краски получен из термоотверждаемой композиции или порошковой краски на основе эпоксидов, эпоксиполиэфиров, полиэфиртриглицидилизоциануратов, полиуретанов или акрилатов, эпоксиполиэфирной, полиэфирной, эпоксидной, полиуретановой, акриловой или полиэфиртриглицидилизоциануратной порошковой краски.

12. Изделие из окрашенного порошковой краской диэлектрического материала, содержащего диэлектрический материал и нанесенный методом электростатического напыления слой порошковой краски, отличающееся тем, что оно содержит расположенный между диэлектрическим материалом и слоем порошковой краски электропроводный промежуточный слой из смеси высокомолекулярных эпоксидных смол, отвердителя и мелкодисперсного металлического порошка.

13. Изделие из окрашенного порошковой краской диэлектрического материала по п.12, отличающееся тем, что оно содержит расположенный между диэлектрическим материалом и слоем порошковой краски электропроводный промежуточный слой из смеси высокомолекулярных эпоксидных смол типа Э-40 и Э-05 в массовом соотношении (90-86):(10-14) или Эпикот 223 и Эпикот 401 в массовом соотношении (87-83):(13-17), отвердителя полиамидного типа и мелкодисперсного алюминиевого порошка.

14. Изделие из окрашенного порошковой краски диэлектрического материала по п.12, отличающееся тем, что промежуточный слой изделия содержит компоненты в соотношении, мас.ч.: смесь высокомолекулярных эпоксидных смол 100-120, отвердитель 21-26 и мелкодисперсный металлический порошок 28-37.

15. Изделие из окрашенного порошковой краской диэлектрического материала по п.12, отличающееся тем, что промежуточный слой изделия в качестве отвердителя содержит димеризованные кислоты льняного масла с кислотным числом 220.

16. Изделие из окрашенного порошковой краской диэлектрического материала по п.12, отличающееся тем, что промежуточный слой изделия в качестве мелкодисперсного металлического порошка содержит поверхностно модифицированный мелкодисперсный алюминиевый порошок, обработанный методом противотока в «кипящем слое» парогазовой фазы с критической поверхностной энергией 40-45 эрг/см² .

17. Изделие из окрашенного порошковой краской диэлектрического материала по п.12, отличающееся тем, что промежуточный слой изделия получен из жидкой композиции, содержащей, мас.ч.: смесь высокомолекулярных эпоксидных смол 100-120, отвердитель 21-26, мелкодисперсный металлический порошок 28-37 и органический растворитель 64-78, преимущественно в виде смеси толуола, бутанола и бутилацетата или ксилола, изопропилового спирта и этилацетата в массовом соотношении 22:40:38.

18. Изделие из окрашенного порошковой краской диэлектрического материала по п.12, отличающееся тем, что промежуточный слой изделия получен из жидкой композиции, дополнительно содержащей диспергатор мелкодисперсного металлического порошка, например, «Дегусса R-3002» или «BYK 1413».

19. Изделие из окрашенного порошковой краской диэлектрического материала по п.12, отличающееся тем, что промежуточный слой изделия получен из жидкой композиции, дополнительно содержащей стабилизатор мелкодисперсного металлического порошка, например, «BASF 04/118».

20. Изделие из окрашенного порошковой краской диэлектрического материала по п.12, отличающееся тем, что в качестве диэлектрического материала содержит древесно-волокнистый материал, древесно-стружечный материал, древесину, фанеру, асбоцементный материал, шифер, керамику, стекло, фаянс, бетон или композитные материалы на их основе.

21. Изделие из окрашенного порошковой краской диэлектрического материала по п.12, отличающееся тем, что в качестве диэлектрического материала преимущественно содержит древесно-волокнистый материал типа MDF.

22. Изделие из окрашенного порошковой краской диэлектрического материала по п.12, отличающееся тем, что слой порошковой краски изделия получен из термоотверждаемой композиции или порошковой краски на основе эпоксидов, эпоксиполиэфиров, полиэфиртриглицидилизоциануратов, полиуретанов или акрилатов, эпоксиполиэфирной, полиэфирной, эпоксидной, полиуретановой, акриловой или полиэфиртриглицидилизоциануратной порошковой краски.

23. Изделие из окрашенного порошковой краской диэлектрического материала по п.12, отличающееся тем, что оно изготовлено в виде мебельной плиты, столешницы, подоконника, наличника, дверного полотна, декоративной стеновой панели, фасада кухонного шкафа, прилавка, багета, элемента мебели, информационного стенда, таблички, малой архитектурной формы для украшения ландшафта или рекламы.

Описание изобретения к патенту

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Группа изобретений относится к области техники производства окрашенных порошковыми красками композитных материалов с диэлектрической основой и изделий из них, которые могут использоваться в различных отраслях промышленности и, в частности, в области окраски порошковыми красками методом электростатического напыления различного рода строительных и других изделий из диэлектрических материалов в виде древесно-волокнистых плит (ДВП) типа MDF, OSB, фанеры, оргалита, древесно-стружечных плит (ДСП), дерева, керамики, кирпича, асбоцемента, бетона и др.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Известен способ нанесения покрытий напылением порошковых материалов с помощью плазмы, где путем коаксиального обдува газом или смесью газов электрической дуги, возбуждаемой между катодом и соплом-анодом, создается высокотемпературный газовый поток, который используется для расплавления порошка материала покрытия и переноса его с высокой скоростью на поверхность изделия. На поверхности изделия происходит механическое или химико-физическое соединение расплавленной частички материала покрытия с материалом изделия. При этом происходит кристаллизация и остывание частички покрытия за счет передачи тепла в изделие и окружающую атмосферу [1].

Известен способ нанесения порошковой краски на изделие, по которому для повышения производительности процесса и расширения технологических возможностей использования порошкового полимерного материала и его полимеризации порошок наносят на изделие плазменным напылением путем подачи его в высокотемпературный газовый поток на расстоянии от сопла плазмотрона и под углом наклона сопла к потоку плазмы, при этом в качестве плазмообразующего газа используют воздух или смесь воздуха и углеводородных газов, а полимеризацию проводят одновременно с напылением [2, 3].

Недостатком данных способов окраски порошковыми красками является невозможность нанесения порошковых материалов подобными методами на неметаллические материалы и изделия из диэлектрических материалов, например на деревянные, древесно-волокнистые и иные диэлектрические материалы и изделия из легкоплавких и легковоспламеняющихся диэлектрических материалов.

Порошковые покрытия обычно наносят электростатическими методами на электропроводящие металлические основы. Осаждение порошкового покрытия на электропроводящие материалы усиливается электростатическими силами. Порошок заряжается под действием трения (трибоэлектрический заряд) или коронного разряда. Затем заряженный порошок напыляют на заземленную основу.

Электростатический заряд на частицах порошкового покрытия позволяет нанести равномерный порошковый слой на основу, а также обуславливает временное сцепление порошка с поверхностью основы. Прочность этого сцепления достаточна, чтобы позволить транспортировать изделия с покрытием с участка, где производилось нанесение порошка, в печь для отверждения, в которой порошок плавится и образует сплошную пленку на основе.

Для успешного нанесения порошковых покрытий принципиально важное значение имеет электропроводность основ.

Использование порошковых покрытий для покрытия неметаллических основ обладает существенными преимуществами, однако нанести покрытие на непроводящие (диэлектрические) основы гораздо сложнее, чем на металлические основы.

Поверхностная электропроводность большинства неметаллических диэлектрических материалов, таких как древесные композиционные материалы или пластмассы, недостаточна для эффективного заземления основы. Поэтому осаждению порошка на эти основы не помогает электростатическое притяжение, а это приводит к неравномерному осаждению порошка и плохому сцеплению порошка с основой перед отверждением нанесенного порошкового покрытия.

Для решения этой проблемы использовались различные технологические процессы.

Известен способ повышения электропроводности поверхности плит MDF излучением сверхвысокой частоты (СВЧ-нагрев) перед нанесением порошкового покрытия [19533858 DE-А]. Предполагалось, что СВЧ-нагрев вызывает временное повышение влагосодержания на поверхности MDF, которое снижает поверхностное удельное сопротивление. Однако СВЧ-нагрев больших объектов, типа плит MDF, неэкономичен и, кроме того, равномерный СВЧ-нагрев больших объектов технически сложно реализовать.

Известен способ напыления на поверхности неметаллических основ воды перед нанесением покрытия для того, чтобы повысить поверхностную электропроводность. Недостаток этого решения состоит в том, что во время процесса плавления/отверждения под порошковой пленкой образуется водяной пар, что приводит к пористости, плохому сцеплению порошка с основой и образованию пузырей под слоем краски.

Известен способ предварительной обработки посредством воздействия сухим теплом на непроводящую основу типа древесных композиционных материалов или натуральной древесины с последующим нанесением порошка на горячую поверхность. Например, в ЕР-А933140 описано использование инфракрасного излучения для предварительного нагрева плиты. После этого на плиту, имеющую определенную температуру поверхности (например, 55°С), наносится порошок. Недостаток этого способа состоит в том, что из-за потери тепла кромки плит часто не имеют достаточного покрытия.

Для повышения электропроводности поверхности на основу наносят также проводящий водорастворимый грунт, увеличивающий проводимость поверхности и повышающий качество нанесения порошковой краски. В частности, по патенту WO/2006/129173 используют водно-спиртовый раствор соли аммония и хлорида натрия, неочищенной морской соли или гипосульфита натрия, по патентам США 20060084706, 20030180551, 7015280 используют эмульсию на основе эмульгированнного раствора органофункциональных силанов, по патенту GB 1524531 используют покрытия на основе пластифицированного биозащитного состава для древесины, водоотталкивающего воска, полярной жидкости и растворителей, по патенту США 7090897 внедряют проводящий материал на основе кокоалкиламина с растворителем в лигноцеллюлозный субстрат, например MDF.

Известна водорастворимая грунтовка TIGER Aqua-Lac 402/70001 14 (рекламный проспект фирмы TIGER), которую наносят на изделия из MDF. Образец после нанесения грунтовки подвергают высушиванию в две стадии: горизонтальной, чтобы избежать потеков, и вертикальной, с помощью сушильных шкафов, для того, чтобы ускорить процесс подготовки к порошковой окраске. Двухстадийное высушивание свидетельствует о значительном повышении влажности поверхности основы.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому при использовании техническом результату (прототипом) является окрашенный порошковой краской методом электростатического напыления диэлектрический материал по способу нанесения порошковых покрытий на непроводящую основу, по которому для повышения электропроводности основу перед окраской порошковой краской предварительно обрабатывают паром и теплом при температурах от 70 до 140°С в течение периода времени от 5 с до 10 мин и затем наносят порошковое покрытие методом электростатического напыления порошкового покрытия [4].

Эта предварительная обработка позволяет наносить порошковые покрытия на непроводящие основы с равномерным осаждением по всей поверхности, включая кромки, и без отрицательного воздействия на последующее отверждение порошковой пленки, но он приводит к повышению влажности поверхностного слоя и образованию пузырей под отвержденной порошковой пленкой после ее термополимеризации.

Общими недостатками известных водорастворимых токопроводящих грунтов являются повышение влажности окрашиваемой поверхности и снижение вследствие этого прочностных показателей диэлектрических материалов, особенно ДВП типа MDF.

ЦЕЛЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ И ТЕХНИЧЕСКИЙ РЕЗУЛЬТАТ

Целью изобретения и достигаемым при его использовании техническим результатом является производство композитного материала и изделий с диэлектрической основой, окрашенных порошковой краской методом электростатического напыления защитно-декоративным покрытием:

- с высокими защитными свойствами по отношению к атмосферному воздействию окружающей среды в виде резких перепадов температуры и влажности, жары, мороза, а также воздействию дождя, мокрого снега и солнечного излучения,

- обладающего высокими эстетическими характеристиками поверхности,

- повышающего прочность материала на изгиб и кручение и поверхностные механические воздействия,

- обеспечивающего возможность качественной окраски и перекраски материала и изделий из него порошковыми красками методами электростатического осаждения за счет высокой электропроводности промежуточного покрытия.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Поставленная цель и требуемый технический результат достигаются тем, что окрашенный порошковой краской диэлектрический материал, содержащий диэлектрический материал и нанесенный методом электростатического напыления слой порошковой краски, согласно изобретению содержит расположенный между диэлектрическим материалом и слоем порошковой краски электропроводный промежуточный слой из смеси высокомолекулярных эпоксидных смол, преимущественно типа Э-40 (ТУ 2225-154-05011907-97) и Э-05 (ТУ 2225-128-05034239-99) в преимущественном массовом соотношении (90-86):(10-14) или Эпикот 223 (Shell Corparation, Голландия) и Эпикот 401 (Shell Corparation, Голландия) в преимущественном массовом соотношении (87-83):(13-17), отвердителя, преимущественно полиамидного типа, и мелкодисперсного металлического, преимущественно алюминиевого (ПАП-2, ГОСТ 5494-95), порошка.

При этом промежуточный слой материала содержит компоненты в массовом соотношении: смесь высокомолекулярных эпоксидных смол 100-120, отвердитель 21-26 и мелкодисперсный металлический порошок 28-37.

При этом промежуточный слой материала в качестве полиамидного отвердителя содержит димеризованные кислоты льняного масла с кислотным числом 220 (ПО-200 ТУ 2494-609-11131395-2005), а в качестве мелкодисперсного металлического порошка содержит поверхностно модифицированный мелкодисперсный алюминиевый порошок, обработанный методом противотока в «кипящем слое» парогазовой фазы с критической поверхностной энергией 40-45 эрг/см² (ПАП-2 ГОСТ 5494-95).

При этом промежуточный слой материала получен из жидкой композиции, содержащей, мас.ч., смесь высокомолекулярных эпоксидных смол 100-120, полиамидный отвердитель 21-26, мелкодисперсный металлический, преимущественно алюминиевый порошок 28-37 и органический растворитель 64-78, преимущественно в виде смеси толуола, бутанола (ГОСТ 5208-81) и бутилацетата (ГОСТ 8981-78) или ксилола (ГОСТ 9410), изопропилового спирта (ГОСТ 9805-84) и этилацетата (ГОСТ 8981-78) в преимущественном массовом соотношении 22:40:38, содержащей диспергатор мелкодисперсного металлического порошка, например, типа «Дегусса R-3002» («Degussa» R-3002, Degussa Evolonik Industries SKW, Trosberi, Германия) или «BYK 1413» (BYK-Chemie, Германия) и стабилизатор мелкодисперсного металлического порошка, например, типа «BASF 04/118» (BASF Group, Германия).

При этом материал в качестве диэлектрического материала содержит обычно используемые в промышленности древесно-волокнистый материал, преимущественно типа MDF, древесно-стружечный материал, древесину, фанеру, асбоцементный материал, шифер, керамику, стекло, фаянс, бетон или композитные материалы на их основе, а слой порошковой краски получен из термоотверждаемой композиции или порошковой краски на основе эпоксидов, эпоксиполиэфиров, полиэфиртриглицидилизоциануратов, полиуретанов или акрилатов, эпоксиполиэфирной, полиэфирной, эпоксидной, полиуретановой, акриловой или полиэфиртриглицидилизоциануратной порошковой краски.

Поставленная цель и требуемый технический результат достигаются также тем, что изделие из окрашенного порошковой краской диэлектрического материала, содержащего диэлектрический материал и нанесенный методом электростатического напыления слой порошковой краски, согласно изобретению содержит расположенный между диэлектрическим материалом и слоем порошковой краски электропроводный промежуточный слой из смеси высокомолекулярных эпоксидных смол, преимущественно типа Э-40 и Э-05 в преимущественном массовом соотношении (90-86):(10-14) или Эпикот 223 и Эпикот 401 в преимущественном массовом соотношении (87-83):(13-17), отвердителя, преимущественно полиамидного типа, и мелкодисперсного металлического, преимущественно алюминиевого, порошка.

При этом промежуточный слой изделия содержит указанные компоненты в соотношении, мас.ч.: смесь высокомолекулярных эпоксидных смол 100-120, полиамидный отвердитель 21-26 и мелкодисперсный металлический порошок 28-37.

При этом промежуточный слой изделия в качестве полиамидного отвердителя содержит димеризованные кислоты льняного масла с кислотным числом 220, а в качестве мелкодисперсного металлического порошка содержит поверхностно модифицированный мелкодисперсный алюминиевый порошок, обработанный методом противотока в «кипящем слое» парогазовой фазы с критической поверхностной энергией 40-45 эрг/см².

При этом промежуточный слой изделия получен из жидкой композиции, содержащей, мас.ч.: смесь высокомолекулярных эпоксидных смол 100-120, полиамидный отвердитель 21-26, мелкодисперсный металлический, преимущественно алюминиевый порошок 28-37 и органический растворитель 64-78, преимущественно в виде смеси толуола, бутанола и бутилацетата или ксилола, изопропилового спирта и этилацетата в преимущественном массовом соотношении 22:40:38, диспергатор мелкодисперсного металлического порошка, например «Дегусса R-3002» или «BYK 1413» и стабилизатор мелкодисперсного металлического порошка, например «BASF 04/118».

При этом в качестве диэлектрического материала изделие содержит древесно-волокнистый материал, преимущественно типа MDF, древесно-стружечный материал, древесину, фанеру, асбоцементный материал, шифер, керамику, стекло, фаянс, бетон или композитные материалы на их основе.

При этом слой порошковой краски изделия получен из термоотверждаемой композиции или порошковой краски на основе эпоксидов, эпоксиполиэфиров, полиэфиртриглицидилизоциануратов, полиуретанов или акрилатов, эпоксиполиэфирной, полиэфирной, эпоксидной, полиуретановой, акриловой или полиэфиртриглицидилизоциануратной порошковой краски, а изделие изготовлено в виде мебельной плиты, столешницы, подоконника, наличника, дверного полотна, декоративной стеновой панели, фасада кухонного шкафа, прилавка, багета, элемента мебели, информационного стенда, таблички, малой архитектурной формы для украшения ландшафта или рекламы.

Приведенные количественные показатели компонентов композиции являются преимущественными и на практике могут колебаться относительно указанных значений, а в качестве отдельных компонентов могут использоваться и другие аналогичные по свойствам эквивалентные вещества и компоненты, обладающие аналогичными свойствами, выполняющие аналогичные функции, позволяющие получить требуемый технический результат.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ И ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ

Окрашенный порошковой краской диэлектрический материал и изделия по изобретению изготавливали и испытывали в промышленных условиях.

Примеры изготовления окрашенного композитного материала с диэлектрической основой и защитно-декоративными слоями и изделий из этого материала показывают существенное упрочнение поверхности основы, высокую стойкость к влаге, атмосферным воздействиям и воздействию солнца.

Пример 1. На испытательной площадке в пос. Отрадное Ленинградской области был изготовлен из материала по изобретению информационный стенд с буквами, вырезанными из древесно-волокнистой плиты MDF и окрашенными порошковой краской методом электростатичекого напыления. После нахождения более 8-ми месяцев на улице буквы сохранили высокий глянец и хорошо перенесли зимние и весенние перепады температур, а также летний нагрев солнечным излучением.

Пример 2. Два образца древесно-волокнистой плиты MDF размером 50×50 мм были с одним и двумя слоями покрытия по изобретению и помещены в емкость с водой, где продержались на плаву в течение 20 дней без визуальных изменений геометрических размеров. Это доказывает существенное повышение влагостойкости основы, поскольку известно, что материал MDF высоко гигроскопичен и быстро увеличивает свою толщину за счет капиллярного всасывания воды более чем в 1,2 раза. Измерение толщины проверочных образцов, покрытых одним и двумя слоями покрытия, показало практическое равенство этих значений с исходным состоянием до помещения образцов в воду на 20 дней.

Пример 3. На поверхности древесно-волокнистой плиты MDF с промежуточным слоем по изобретению и слоем порошковой краски, нанесенным методом электростатичекого напыления, была оставлена зажженная сигарета, которая дотлела до самостоятельного прекращения тления (2-3 мин) и она не прожгла покровной поверхности краски, оставив лишь темный след. Это доказывает существенное увеличение теплопроводности и стойкости поверхности покрытия к температурным воздействиям. Отсутствие возгорания или тления композитного материала по изобретению объясняется высокой теплопроводностью алюминия, который входит в состав композиции промежуточного слоя, составляет 190 [W/(m·K)], a MDF -

0.07 [W/(m·K)], т.е. теплопроводность покрытия в 2700 раз выше теплопроводности основы из материала MDF, что обеспечивает высокий уровень теплоотведения при локальном нагреве.

Пример 4. Пластина MDF была покрыта промежуточным слоем по изобретению и окрашена гибридной порошковой краской, а затем без отверждения краски поставлена на сохранение для определения времени утраты (отекания) электростатического заряда. Через 30 суток образец был подвергнут встряхиванию методом удара об пол торцом пластины. С пластины площадью 1 м² слетело около 20 г порошка, но при этом внешний вид образца не изменился, что доказывает высокую способность покрытия удерживать краску за счет высокой электропроводности.

Пример 5. Пластина MDF была загрунтована составом промежуточного слоя по изобретению и окрашена порошковой краской с ее полимеризацией, после чего на образцах делали крестообразные надрезы, а затем скотчем пробовали поднять края разрезов. Края разрезов покрытии при этом не отслаивались, что подтверждает сильную адгезию покровных слоев к основе. Все качественно окрашенные изделия по изобретению выдержали тесты по ГОСТ 15140-78 адгезиметром А2-70.

Пример 6. Пластина MDF была загрунтована составом промежуточного слоя по изобретению и окрашена порошковой краской, после чего с высоты 50 и 80 см на ее поверхность сбрасывали металлический шарик. При стандартных условиях испытаний по ASTM D 2794 вмятин не образовывалось, что доказывает высокую прочность поверхности композиционного материала и изделий из него. Все качественно окрашенные изделия по изобретению выдержали тесты на прямой удар по ASTM D 2794.

Композицию для изготовления промежуточного слоя композитного материала и изделий из него по изобретению поставляют комплектно в металлической таре общей массой от 20 кг.

После поставки все используемые для изготовления промежуточного слоя компоненты, составляющие основу композиции, - раствор в смеси органических растворителей смеси эпоксидных смол (компонент А), отвердитель-катализатор (компонент В) и наполнитель - порошок алюминиевый (компонент С) выдерживают в краскоприготовительном помещении в течение 18-20 часов. Температура готовых к применению компонентов не должна быть ниже 18°С.

Взвешивание и дозирование компонентов промежуточного слоя производят на весах с погрешностью измерения не более 2%.

Компонент А смешивают с компонентом С в оптимальном соотношении, причем компонент С засыпают постепенно при постоянном перемешивании до получения однородной массы серебристо-серого цвета без комочков и сгустков.

Полученную смесь выдерживают в течение 3-х минут, затем к ней добавляют требуемое количество компонента В. Замес тщательно перемешивают в течение 10 минут указанным выше способом.

Рабочая вязкость полученной смеси должна составлять 12-14 секунд по вискозиметру В3-246 с соплом 4 мм. В случае получения более высоковязкой системы допускается ее разбавление растворителем, приготовленным из смеси ацетона (ГОСТ 2768), этилцеллозольва ((ГОСТ 8313) и ксилола (ГОСТ 9949) в соотношении соответственно по мас.ч.: 30-30-40.

Приготовленный замес компонентов композиции промежуточного слоя пригоден к использованию в течение не менее 6 часов.

Подготовленную, но неиспользованную для нанесения на основу материала композицию промежуточного слоя хранят в плотно закрытой таре во избежание улетучивания растворителя.

Транспортировку и хранение компонентов композиции промежуточного слоя осуществляют по ГОСТ 9980.5-86 при температуре от 5°С до 45°С в закрытом отапливаемом помещении.

Таблица 1 Основные характеристики основы композиции (компонента А)
Наименование показателя	Норма
Внешний вид	Однородная вязкая жидкость, бесцветная или слегка окрашенная
Условная вязкость основы по вискозиметру В3-246 с диаметром
сопла 4 мм при температуре 20+0,5°С, с	13-19
Массовая доля нелетучих веществ, %	34-40

Таблица 2
Основные характеристики отвердителя (компонента В)
Содержание активного вещества, %, не менее	30
Время желатинизации в пересчете на эпоксидную смолу с эпоксидным эквивалентом 187-193, мин, не более	90
Под временем желатинизации при этом понимается время, по истечем которого начинается резкое нарастание вязкости смеси смолы с отвердителем.

Таблица 3
Основные характеристики модифицированного алюминиевого порошка (компонента С)
Первичный алюминий, марка, не ниже	А5
Гранулометрический состав - остаток на сите +008, %, не более	1,0
Содержание активного алюминия, %, не менее	90
Содержание модифицирующих добавок, %, не более	4,5
Всплываемость, %, не менее	92

Таблица 4
Основные технические характеристики промежуточного слоя
Наименование показателя	Норма	Метод испытания
Внешний вид покрытия	Однородное гладкое	визуально
Условная вязкость основы по вискозиметру В3-246 с диаметром сопла 4 мм при температуре 20+0,5	13-19	ГОСТ 17537
Массовая доля нелетучих веществ в полуфабрикате, %	34-40	ГОСТ 17537
Время высыхания до степени отлипа 3 ч не более:		ГОСТ 6589
При Т=20 град	6
При Т=90 град	1
Твердость покрытия по маятниковому прибору ТМЛ, усл.ед. не менее	0,5	ГОСТ 5233
Эластичность покрытия при изгибе, мм, не менее	2	ГОСТ 6806
Прочность покрытия при ударе на приборе У-1, см, не менее	40	ГОСТ 4765
Термостойкость покрытия при Т=250 град, ч, не менее	3
Жизнеспособность готового к употреблению компаунда при Т=25 град, ч, не менее	6
Уровень опасности	пожаровзрывоопасный	ГОСТ 12.1007-76
Рекомендуемая влажность воздуха, не выше %	80
Класс опасности	3	ГОСТ 12.1.007-76

Эксперименты показали, что при окрашивании пластин MDF, покрытых указанной композицией промежуточного слоя с одной стороны, происходит одновременное окрашивание и противоположной стороны (обратной стороне напыления) за счет аэрозольного облака порошка в окрасочной камере и электростатики. Особенно эффект окрашивания аэрозольным облаком порошка заметен на красках с малым весом частиц, например красках Гатчинского завода порошковых красок.

Отверждение порошковых покрытий на промежуточном слое происходит в термокамере на поверхности изделий с покрытием по изобретению. При этом образование слоя краски на поверхности промежуточного слоя диэлектрического материала происходит значительно быстрее, чем в случае жидких красок, в связи с тем, что процесс окраски не связан с улетучиванием растворителя или воды. Пленка краски формируется из расплавов в зависимости от температуры всего за 12-20 минут.

При производстве окрашенного композиционного материала и изделий на основе диэлектрического материала, имеющего волокнистую структуру, материал, например, ДВП типа MDF разогревают до температуры 80-90°С и выдерживают 10 минут для удаления межволоконной влаги. Рекомендуемая влажность поверхности перед обработкой 3-6%.

Затем композицию промежуточного слоя при температуре 18-20°С наносят на поверхность основы.

Основа с промежуточным слоем остывает до температуры 18-20°С, при этом линейные размеры покровного слоя поверхности уменьшаются и часть вещества композиции покрытия проникает между волокнами или в поры основы и при этом происходит первая фаза полимеризации композиции.

Затем основу с промежуточным слоем помещают в камеру нагревания для второй фазы полимеризации, в процессе которой обычно происходит подъем волокон основы и открытие пор в поверхности промежуточного слоя.

После этого производят шлифование поверхности промежуточного слоя для срезания волокон основы, поднявшихся в процессе полимеризации композиции промежуточного слоя.

Затем производят повторное нанесение композиции промежуточного слоя, которое закрывает создавшиеся при этом поры.

Полученный при этом композиционный материал или изделия из него вновь помещается в камеру нагревания для ускорения полимеризации покровного слоя, после чего производят финишное шлифование поверхности.

Затем производят порошковую окраску коронным разрядом или трибоэлектрическим устройством, обеспечивая нанесение слоя порошковой краски, после чего запекают слой краски в камере нагревания при температуре 170°С в течение 18 минут.

Эксперименты показали возможность перекрашивания композиционного материала и изделий из него с изменением цвета.

Высокая электропроводность промежуточного слоя позволяет перекрашивать изделия с изменением цвета при тех же условиях, при которых традиционно окрашиваются порошковыми красками металлические поверхности.

Таким образом, практически доказана возможность достижения требуемого технического результата, а именно - получение окрашенного композитного материала с диэлектрической основой и двумя защитно-декоративными слоями покрытия:

- с высокими защитными свойствами по отношению к атмосферному воздействию окружающей среды, например резких перепадов температуры и влажности, жары, мороза, а также воздействию дождя, мокрого снега, солнечного излучения и локального нагрева,

- обладающего высокими эстетическими характеристиками поверхности,

- повышающего прочность материала на изгиб и кручение и поверхностные механические воздействия,

- обеспечивающего возможность качественной окраски и перекраски материала и изделий из него порошковыми красками методами электростатического осаждения за счет высокой электропроводности промежуточного слоя.

Аналогичные результаты были получены при получении композитных материалов на основе различных диэлектрических материалов - древесно-волокнистого материала, древесно-стружечного материала, OSB, древесины, фанеры, асбоцементного материала, шифера, керамики, стекла, фаянса, бетона и композитных материалов на их основе.

СООТВЕТСТВИЕ КРИТЕРИЯМ ОХРАНОСПОСОБНОСТИ

В целом, учитывая новизну и неочевидность изобретений, существенность всех общих и частных признаков изобретений, а также промышленную осуществимость изобретения и уверенное решение поставленных изобретением задач и достижение требуемого технического результата, заявляемая группа изобретений удовлетворяет всем требованиям охраноспособности, предъявляемым к патентуемым изобретениям.

Проведенный анализ показывает также, что все общие и частные признаки изобретений являются существенными, так как каждый из них необходим, а все вместе они не только достаточны для достижения цели изобретений, но и позволяют реализовать изобретения промышленным способом и достичь требуемых технических результатов.

Кроме этого, анализ совокупности существенных признаков изобретений группы и достигаемого при использовании единого технического результата показывает наличие единого изобретательского замысла, тесную и их неразрывную связь, что позволяет объединить два изобретения в одной заявке.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. В.В.Кудинов, Г.В.Бобров. Нанесение покрытий напылением. Теория, технология и оборудование. - М.: Металлургия, 1992, с.16, 64, 67.

2. ЗАО «ППП». Рекламный проспект «Оборудование для нанесения полимерных порошковых покрытий». - Санкт-Петербург, 2000.

3. 2213156 RU, МПкл. - 7 С23С 4/12, С23С 4/04, опубл 2003.09.27.

4. 2271875 RU, B05D 1/06, опубл. 2006.03.20, первичные заявки US 01/51386 (26.10.2001), WO 02/42167 (30.05.2002) (прототип).