Способ реставрации повреждений лакокрасочных покрытий транспортных средств
METHOD FOR RESTORATION OF DAMAGE TO THE PAINT AND VARNISH COATINGS OF VEHICLES

Область техники
Изобретение относится к новым способам реставрации повреждений лакокрасочных покрытий транспортных средств. Разработанная технология будет использоваться в сфере авто-детейлинга для устранения механических (сколов, царапин, трещин и прочего) повреждений лакокрасочных покрытий транспортных средств.
Уровень техники
Повреждения лакокрасочных покрытий по природе их возникновения можно разделить на:
1) Биологические, источниками, которых являются древесные смолы, биологические выделения насекомых (фекалии и секреторные выделения), птичий помет и т.д.;
2) Химические, возникающие в результате контакта с бензином, тормозной жидкостью, трансмиссионным маслом, спиртами, различного рода очистителями, а также при взаимодействии с кислотами (муравьиная, серная, сернистая, фосфорная) и при выпадении кислотных дождей;
3) Гудрон и битум, пятна которых представляют собой красящее вещество, которое въедается в лакокрасочное покрытие транспортных средств;
4) Промышленное воздействие, к которым можно отнести вкрапления металлических частиц, образованных при стирании тормозных дисков, а также песочный конденсат и сажа, цемент, известь, которые повреждают лакокрасочное покрытие транспортных средств в результате длительного воздействия;
5) Повреждения в результате атмосферного воздействия, среди которых выцветание, коррозия, разрушение слоя лака, а затем краски, образование трещин, в результате расширения и сжатия лакокрасочного покрытия при нагревании и охлаждении;
6) Механические повреждения, которые возникают в результате налипания грязи, ударов камней, мойки транспортного средства, а также повреждения при эксплуатации транспортных средств.
Все эти повреждения можно восстановить путем местной окраски, процесс которой описан в книге Громаковский А., Бранихин Г. Покраска автомобиля и кузовные работы. - 2009, в книге Доронкин В. Г. Окраска автомобиля. - 2018 и Ильин М. Кузовные работы: Рихтовка, сварка, покраска, антикоррозийная обработка. - Litres, 2017. В книгах описан классический процесс окраски деталей автомобиля, заключающийся в механической обработке поверхности пескоструйной установкой или другим абразивом, нанесением грунта, базы и лака. Такой механизм ремонта универсален, но требует больших трудозатрат и качественной подготовки поверхности, подбора краски и лака.
Настоящее изобретение направлено на ускорение устранения сколов, царапин и повреждений лакокрасочных покрытий автомобилей и других транспортных средств, образованных в результате перечисленных факторов. Разработанная экспресс-технология не требует подбора базы и лака и будет использоваться в сфере авто-детейлинга для устранения сколов, царапин и повреждений лакокрасочных покрытий автомобилей и других транспортных средств.
Известна коррозионно-защитная система для металлов и антикоррозионный пигмент для нее (пат. № RU 2478675 C2, опубл. 10.04.2013 Бюл. №10). Система содержит по меньшей мере одно наносимое на основу покрытие из органической матрицы с диспергированными в ней антикоррозионными пигментами, которые образованы сплавом по меньшей мере двух металлов, а также неизбежными примесями. Органическая матрица представляет собой грунтовку для многослойного лакокрасочного покрытия и/или антикоррозионную грунтовку для многослойного лакокрасочного покрытия, и/или цветной лак многослойного лакокрасочного покрытия, и/или покрывной лак многослойного лакокрасочного покрытия, и/или лак для нанесения покрытия на металл, и/или клей для скрепления металлических листов, и/или масло, и/или воск, и/или масляно-восковую эмульсию. По заявлениям авторов изобретения, система обеспечивает надежное сопротивление проникновению коррозии.
Недостатком изобретения является необходимость нанесения системы на голый метал, то есть необходимо внедрение системы в производственную линию автомобильного производства. Пассивный слой, образующийся при нанесении предлагаемой композиции на поверхность металла, так или иначе при повреждении потеряет свои свойства под воздействием окружающей среды.
Изобретение «Способ удаления царапин и других дефектов с пластиковых поверхностей и композиция для его осуществления» (пат. RU 2113965 C1, опубл. 27.06.1998) относится к полировочным композициям и способам удаления царапин и других дефектов с разнообразных пластиковых поверхностей. Полировочная композиция включает в себя твердый полировочный материал, воду и органический растворитель, содержащий ундекан или любой другой эквивалентный растворитель. Композиция также включает в себя стабилизатор, такой как карнаубский воск, для поддержания других ингредиентов в состоянии суспензии или в состоянии взаимного смешивания. Полировочные композиции наносятся при помощи полировочных подушек, изготовленных из разнообразных материалов, включая открытопористый полиуретан, шерсть с густым ворсом, хлопок или синтетические материалы. Композиции наносятся вручную при помощи ручной роторной, орбитальной или колебательной полировочной машины, причем эти композиции совместимы с существующими машинами для удаления царапин, такими как машины-роботы, используемые для восстановления иллюминаторов самолетов. Заявленные композиции размягчают лежащий на поверхности пластик и заполняют им пустоты на поверхности. Растворитель, в качестве которого предпочтительно использование ундекана или его эквивалентов, прежде всего размягчает края с каждой из сторон бороздки царапины, а тепло, образующееся в результате полирующего воздействия полировочной подушки и полировочных твердых частиц на поверхность пластика, опускает поднятые края царапины в бороздку царапины, в то время как та же самая локальная теплота вызывает сцепление частиц пластика между собой.
Хотя авторами изобретения и заявлено отсутствие искажений пластика при его обработке предлагаемым способом, агрессивный механизм действия при частом (3-5 раз) применении способа будет проявляться в виде искажений поверхности, что можно отнести к недостаткам.
Патент на изобретение «Краска для подкраски» (пат. № EP 2444461 B1, опубл. 25.04.2012 Бюл. 2012/17) относится к краске для подкраски, то есть к краске для подкраски сколов или царапин в оригинальной лакокрасочной работе на корпусе окрашиваемого изделия и, в частности, для ремонта автомобильных лакокрасочных работ.Краска для подкраски включает полимерную смолу, растворенную в подходящем растворителе, и дополнительно включает совместимый разбавитель, имеющий более низкую температуру испарения, чем растворитель, и дымящийся диоксид кремния, и который пигментирован в соответствии с ремонтируемой поверхностью.
Недостатком изобретения является необходимость подготовки поверхности, включая абразивную зачистку и невозможность получения слоя краски, толщиной сопоставимой с заводским слоем.
Авторы изобретения «Способ обработки глянцевых лакированных поверхностей» (пат. № DE 102015013167 B4, опубл. 03.05.2018) предлагают способ обработки блестящих лакокрасочных поверхностей (ЛКП) транспортных средств и деталей транспортных средств. Изобретение относится к способу, при котором блестящую поверхность покрывают матовым покрытием.
Недостатком изобретения является необратимость процесса обработки, в результате которого снимается до 50% толщины слоя лака, что делает невозможным повторную обработку ЛКП предлагаемым способом.
Устройство для фотополимеризации лаковых покрытий (пат. № SU 1409340 A1, опубл. 15.07.1988) относится к технологическому оборудованию для сушки лаковых покрытий на изделиях. Цель: повышение производительности за счет фотополимеризации. лаковых, покрытий (одновременно с двух сторон изделий и обеспечение безопасности обслуживающего персонала). Для этого горизонтальное транспортирующее средство выполнено в виде кассет-спутников для изделий и горизонтального цепного конвейера с V-образными лопастями для установки на них кассет-спутников. Проходная камера облучения установленна в нижней ее части стенкой с патрубками для ввода н вывода кассет-спутников и кинематически связанным с горизонтальным цепным конвейером вертикальным цепным конвейером с консольными роликами для захвата кассет-спутников. Источники ультрафиолетового излучения установлены с внутренней и внешней сторон каждой ветви вертикального цепного конвейера. Предлагаемое устройство призвано интенсифицировать процесс высыхания лака на поверхности автомобиля. Недостатком изобретения является громосткость и необходимость частого технического обслуживания устройства.
Аналогом настоящего изобретения является способ удаления царапин и сколов с лакокрасочного покрытия автомобиля (пат. № RU 2619374 C1, опубл. 15.05.2017 Бюл. №14). Сущность изобретения заключается в пескоструйной обработке внутренних поверхностей царапины или скола в результате которой расширяется полость царапины или скола в слое лака, после чего в образовавшуюся полость послойно наносятся слой наполнителя, слой краски и слой лака. В результате уменьшается площадь обработки при восстановлении лакокрасочного покрытия автомобиля с сохранением его эксплуатационных характеристик. Таким образом способ удаления царапин и сколов с лакокрасочного покрытия автомобиля позволяет удалять дефекты на относительно небольшом участке автомобиля, но этот способ имеет ряд недостатков, к которым можно отнести трудоемкость и длительность полимеризации компонентов лакокрасочного покрытия, которая может достигать 6 - 8 часов, а также данный способ не позволяет сохранить заводскую толщину ЛКП автомобиля.
Краткое описание чертежей и иных материалов
На фиг. 1 представлена гистограмма распределения гидродинамических радиусов частиц в образце смеси автомобильного лака, отвердителя, краска, полученного по Примеру 1.
На фиг. 2 представлена гистограмма распределения гидродинамических радиусов частиц в образце смеси автомобильного лака, отвердителя, краска, полученного по Примеру 2.
На фиг. 3 представлена гистограмма распределения гидродинамических радиусов частиц в образце смеси автомобильного лака, отвердителя, краска, полученного по Примеру 3.
На фиг. 4 представлена загрязненная поверхность лакокрасочного покрытия транспортного средства.
На фиг. 5 представлен процесс предварительной очистки поверхности лакокрасочного покрытия транспортного средства.
На фиг. 6 представлен процесс механической обработки поверхности лакокрасочного покрытия транспортного средства.
На фиг. 7 представлен процесс обезжиривания поверхности лакокрасочного покрытия транспортного средства.
На фиг. 8 представлена поверхность лакокрасочного покрытия транспортного средства после этапов предварительной очистки, механической обработки и обезжиривания.
На фиг. 9 представлен процесс нанесения смеси краски, отвердителя и автомобильного лака на поверхность лакокрасочного покрытия транспортного средства.
На фиг. 10 представлена поверхность лакокрасочного покрытия транспортного средства после нанесения первого слоя смеси краски, отвердителя и автомобильного лака.
На фиг. 11 представлена поверхность лакокрасочного покрытия транспортного средства после высыхания первого слоя смеси краски, отвердителя и автомобильного лака.
На фиг. 12 представлена фотография поверхности лакокрасочного покрытия транспортного средства после нанесения второго слоя смеси краски, отвердителя и автомобильного лака.
На фиг. 13 представлена процесс полировки поверхности лакокрасочного покрытия транспортного средства после нанесения смеси краски, отвердителя и автомобильного лака.
На фиг. 14 представлена поверхность лакокрасочного покрытия транспортного средства после реставрации повреждения.
Раскрытие изобретения
Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в разработке способа реставрации повреждений лакокрасочных покрытий транспортных средств.
Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемого изобретения, сводится к уменьшению количества этапов в процессе реставрации повреждений лакокрасочного покрытия транспортных средств за счет нанесения смеси автомобильного лака, отвердителя, краски на повреждение лакокрасочного покрытия транспортных средств, а также к уменьшению времени полимеризации с 6-8 часов до 15-20 минут за счет предварительной обработки смеси автомобильного лака, отвердителя и краски ультразвуковым излучением, которая позволяет диспергировать компоненты до наноразмерного состояния и тем самым интенсифицировать процесс полимеризации.
Сущностью изобретения является способ реставрации повреждений лакокрасочных покрытий транспортных средств, состоящий из следующих этапов: предварительная очистка и механическая обработка поверхности лакокрасочного покрытия транспортного средства, обезжиривание, нанесение краски, отвердителя, автомобильного лака, высушивание, полировка, отличающийся тем, что краска, отвердитель и автомобильный лак наносятся в виде смеси, которая перед нанесением обрабатывается ультразвуковым излучением, позволяющим диспергировать компоненты смеси до наноразмерного состояния и тем самым интенсифицировать процесс полимеризации, со следующими значениями параметров:
Частота озвучивания рабочего раствора
25-40 кГц
Частота модуляции У3-излучения
10-100 Гц
Время озвучивания рабочего раствора
1-30 мин
Мощность У3-излучения
10-300 Вт
Осуществление изобретения
Пример 1.
Способ реставрации повреждений лакокрасочных покрытий транспортных средств состоит из следующих этапов: предварительная очистка и механическая обработка поверхности лакокрасочного покрытия транспортного средства, обезжиривание, нанесение краски, отвердителя, автомобильного лака, высушивание, полировка, причем краска, отвердитель и автомобильный лак наносятся в виде смеси, которая перед нанесением обрабатывается ультразвуковым излучением, позволяющим диспергировать компоненты смеси до наноразмерного состояния и тем самым интенсифицировать процесс полимеризации, со следующими значениями параметров:
Частота озвучивания рабочего раствора
15-25 кГц
Частота модуляции У3-излучения
1-10 Гц
Время озвучивания рабочего раствора
0,1-1 мин
Мощность У3-излучения
1-10 Вт
Пример 2.
Проводят аналогично примеру 1, но при следующих значениях параметров ультразвукового излучения:
Частота озвучивания рабочего раствора
25-40 кГц
Частота модуляции У3-излучения
10-100 Гц
Время озвучивания рабочего раствора
1-30 мин
Мощность У3-излучения
10-300 Вт
Пример 3.
Проводят аналогично примеру 1, но при следующих значениях параметров ультразвукового излучения:
Частота озвучивания рабочего раствора
40-50 кГц
Частота модуляции У3-излучения
100-200 Гц
Время озвучивания рабочего раствора
30-60 мин
Мощность У3-излучения
300-400 Вт
С целью определения влияния ультразвукового излучения на дисперсный состав смеси автомобильного лака, отвердителя, краски полученные образцы исследовали фотонной корреляционной спектроскопией на установке Photocor Complex. По результатам исследования получены гистограммы распределения гидродинамических радиусов частиц (фиг. 1-3).
Установлено, что образец смеси краски, отвердителя, автомобильного, полученный по Примеру 1, имеет средний гидродинамический радиус капель в лака 1129 нм. Время высушивания образца составило 317 минут.
Средний гидродинамический радиус капель образца смеси краски, отвердителя, автомобильного, полученного по Примеру 2, составляет 80 нм. Время высушивания образца составило 17 минут.
Средний гидродинамический радиус капель образца смеси краски, отвердителя, автомобильного, полученного по Примеру 3, составляет 1368 нм. Время высушивания образца составило 371 минут.
Проведенные исследования показали, что оптимальными являются значения параметров ультразвукового излучения по Примеру 2.
Практическая апробация изобретения представлена на фиг.4-14, состоявшая из этапов:
1. предварительная очистка поверхности лакокрасочного покрытия транспортного средства;
2. механическая обработка поверхности лакокрасочного покрытия транспортного средства;
3. обезжиривание поверхности лакокрасочного покрытия транспортного средства;
4. нанесение первого слоя смеси краски, отвердителя и автомобильного лака;
5. высушивание первого слоя смеси краски, отвердителя и автомобильного лака;
6. нанесение второго слоя смеси краски, отвердителя и автомобильного лака;
7. высушивание второго слоя смеси краски, отвердителя и автомобильного лака;
8. полировка поверхности лакокрасочного покрытия транспортного средства после нанесения смеси краски, отвердителя и автомобильного лака.
В результате проведенной реставрации поверхности лакокрасочного покрытия транспортного средства установлено, что происходит полное устранение механических повреждений поверхности лакокрасочного покрытия транспортного средства без микродефектов.
Таким образом, заявленный способ реставрации позволяет ускорить и упростить процесс устранения сколов, царапин и повреждений лакокрасочных покрытий автомобилей и других транспортных средств. Разработанная экспресс-технология не требует подбора базы и лака и может быть использована в сфере авто-детейлинга для устранения сколов, царапин и повреждений лакокрасочных покрытий автомобилей и других транспортных средств.
Сопоставительный анализ заявленного способа реставрации повреждений лакокрасочных покрытий транспортных средств показывает, что совокупность его существенных признаков неизвестна из уровня техники и, значит, соответствует условию патентоспособности «Новизна».
В уровне техники не было выявлено признаков, совпадающих с отличительными признаками заявленного способа и влияющих на достижение заявленного технического результата, поэтому заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности «Изобретательский уровень».
Приведенные сведения подтверждают возможность применения заявленного технического решения при реставрации повреждений лакокрасочных покрытий транспортных средств, и поэтому соответствует условию патентоспособности «Промышленная применимость».
Список литературы:
1) Доронкин, В. Г. Окраска автомобиля: учебное пособие / В.Г. Доронкин. - Москва: Издательский центр «Академия», 2018. - 240 с. - ISBN 978-5-4468-6020-3.
2) Громаковский, А. Покраска автомобиля и кузовные работы / А. Громаковский, Г. Бранихин. - Санкт-Петербург: Питер, 2009. - 192 с. - ISBN 978-5-94807-032-2.
3) Ильин, М. Кузовные работы: Рихтовка, сварка, покраска, антикоррозийная обработка / М. Ильин. - Litres, 2017. - 507 с.