Защитное съемное лакокрасочное покрытие
PROTECTIVE REMOVABLE LACQUER COATING

Изобретение относится к съемным однокомпонентным лакокрасочным составам, предназначенным для защиты поверхностей от воздействия растворов кислот и щелочей при контурном травлении (химфрезеровании) крупногабаритных деталей из алюминиевых сплавов с предварительно анодированной поверхностью. Предлагается для промышленного использования в ракето- и самолетостроении.
Из патентной литературы известен материал для защиты поверхностей при их обработке механическими, химическими или фотохимическими средствами, который включает по меньшей мере два компонента А и Б, которые смешивают непосредственно перед нанесением на защищаемую поверхность, при этом компонент А содержит кислый водород, а компонент Б способен связывать этот кислый водород и раскрывать двойные связи. Материал как таковой образуется лишь после нанесения смешанных друг с другом компонентов на защищаемую поверхность в результате поликонденсации, полимеризации или полиприсоединения (RU №2233302, С09D 5/20).
Недостаток указанного материала заключается в наличии двухкомпонентной системы с реагентами А (связующее) и В (отвердитель), которые подаются отдельно в краскорапылитель двухкомпонентной установки. Только после нанесения на поверхности происходит химическая сшивка связующего и отвердителя. Кроме этого дополнительно требуется нанесение на покрываемый металл легко отслаивающегося лакового слоя.
Из патентной литературы также известна композиция для получения легко отслаивающихся и химически стойких покрытий, для металлических и пластмассовых основ, содержащая по меньшей мере один связующий компонент А и по меньшей мере один отверждающий компонент В. Связующий компонент А содержит по меньшей мере один простой полиэфирполирольный компонент на основе полиоксиалкиленгликоля, один ароматический диамин, частицы силиконового эластомера и по меньшей мере одну полиуретанмочевину (RU №2721117, С09D 5/20).
В связи с тем, что процесс получения легко отслаивающегося и химически стойкого покрытия для металлических и пластмассовых основ трудоемкий и дорогостоящий многостадийный процесс, то покрытие должно иметь как можно более улучшенную стабильность при хранении. А наличие в указанной композиции двух компонентов А и В, где один компонент является связующим, а второй компонент выполняет роль отвердителя, не позволяет этого сделать. Кроме того, перед нанесением покрытия, также как в первом аналоге, на основу наносится лаковый слой для облегчения снятия лакокрасочного покрытия после окончания процесса травления.
Наиболее близкой по своему составу к предлагаемому защитному съемному лакокрасочному покрытию можно считать эмаль ХВ-797, состоящую из раствора поливинилхлоридной хлорированной смолы (ОСТ 6-01-37-88) в смеси органических растворителей с добавками эпоксидной смолы, микроталька и пластификатора - парафина хлорированного (ТУ 6-10-1711-79).
Указанная эмаль предназначена для защиты поверхности металлов, неподлежащих травлению при контурном травлении алюминиевых сплавов с анодированной поверхностью, применятся в электронной промышленности для изготовления электроприборов. Покрытие, образованное указанной эмалью, защищает поверхность металла от агрессивного воздействия окружающей среды, обладает термостойкостью, а также устойчивостью к воздействию щелочей и кислот. Но в связи с тем, что перед нанесением тщательно перемешанную эмаль дополнительно добавляют растворитель, пары которого способствуют крайне высокой степени загрязнения окружающей среды, эмаль ХВ-797 небезопасна, и, кроме того, ее применение не обеспечивает легкий и эффективный съем лакокрасочной пленки после окончания процесса контурного травления, пленка становится неэластичной, плохо отслаивается и рвется на мелкие кусочки. А это увеличивает трудоемкость химфрезерования крупногабаритных, с большой площадью покрытия защитной эмалью, деталей.
Эмаль ХВ-797 является бесцветной эмалью: это приводит к тому, что при ее нанесении на поверхность деталей методом пневмораспыления трудно контролировать толщину полученной лакокрасочной пленки.
Кроме того, в процессе хранения указанной эмали, как правило, образуется плотный, как камень, осадок, который снижает качество эмали и увеличивает процент потерь при использовании.
Всем вышеуказанным композициям присущи обусловленные спецификой их применения недостатки, касающиеся экологической безопасности, или продолжительности технологических операций, или трудностей в случае обработки сложных конструктивных форм.
Задача, для решения которой разработано предлагаемое однокомпонентное съемное лакокрасочное покрытие - получение легко отслаивающегося от металлических основ и химически стойкого покрытия с необходимой толщиной слоя, исключение дополнительного добавления растворителей (должны иметь как можно более низкую долю растворителей) или других компонентов, а также уменьшение трудоемкости при снятии лакокрасочной пленки после химфрезерования и улучшение стабильности эмали при хранении (отсутствие плотного осадка).
Технический результат достигается за счет применения однокомпонентного состава съемного лакокрасочного покрытия, снижения нагрузки на окружающую среду, получения эффективно и легко снимающейся с поверхности крупногабаритных деталей защитной лакокрасочной пленки, а также значительного снижения трудоемкости химфрезерования.
Предлагаемое однокомпонентное съемное лакокрасочное покрытие обеспечивает надежную защиту от воздействия горячего раствора щелочи и концентрированной азотной кислоты и позволяет фрезеровать металл травлением на глубину до 4 мм с сохранением четкого контура травления без подтравов и «пробоев» изоляционного покрытия.
Поставленная задача решается тем, что защитное съемное лакокрасочное покрытие, включающее поливинилхлоридную хлорированную смолу в смеси органических растворителей, дополнительно содержит модифицирующие смолы и пигмент, в следующем соотношении компонентов, мас.%:
поливинилхлоридная хлорированная смола
40
органические растворители
45
модифицирующие смолы
10
пигмент
5.
Защитное съемное лакокрасочное покрытие получают растворением поливинилхлоридной хлорированной смолы ОСТ 6-01-37-88 в смеси органических растворителей (ацетон, бутилацетат, ксилол, толуол), с добавлением модифицирующих смол и пигмента ГОСТ 2912-79 сорт ОХП-1, ОХП-2.
После механического перемешивания компонентов состав доводится добавлением растворителя (толуол) до рабочей вязкости 50-65 с по вискозиметру В3-246 с диаметром сопла 4 мм при температуре 20,0±0,5°С. Готовая защитная эмаль наносится на анодированную поверхность методом пневматического или безвоздушного распыления. Сушка каждого слоя 30 мин при температуре 20±2°С / Толщина трех-четырехслойного покрытия 200-250 мкм. Окончательная сушка - 24 часа. Допускается послойная сушка эмали при температуре от плюс 15°С до 25°С. Окончательная сушка - 48 часов.
По окончании сушки по лакокрасочному покрытию производится разметка зон травления металла, с которых лакокрасочная пленка удаляется отслаиванием.
3
Полученное лакокрасочное покрытие многократно устойчиво в щелочном растворе (170 г/л NaOH при темп. 80°С) и в растворе азотной кислоты (300 г/л HNO при температуре 20-25°С).
Глубина травления металла для деталей из алюминиевых сплавов достигает порядка 4 мм.
После окончания процесса химического фрезерования защитное лакокрасочное покрытие легко снимается «чулком», не оставляя следов на поверхности металла.
Снятую после травления лакокрасочную пленку можно использовать повторно, путем растворения ее в толуоле.
Необходимо отметить, что важнейшую роль в составе съемного лакокрасочного покрытия играют модифицирующие смолы, свойства которых направлены на улучшение качества основного компонента - поливинилхлоридной хлорированной смолы, имеющей нестабильное качество, и, как следствие, являются регулятором адгезионных свойств самой защитной эмали (влияют на уменьшение или на увеличение этих свойств), а также улучшают или ухудшают стабильность эмали при хранении, препятствуя при этом образованию плотного осадка.
Для улучшения видимости лакокрасочного покрытия при окраске в состав предлагаемой эмали введен пигмент, процентный состав которого в готовом покрытии регулирует интенсивность окраски лакокрасочной пленки.
Цвет лакокрасочной пленки зависит от выбранного пигмента и может быть выбран по требованию заказчика.
Предложенный состав процентного содержания смол является наиболее оптимальным. Подбирался опытным путем до получения необходимой и достаточной силы адгезии лакокрасочной пленки к анодированной металлической подложке для выполнения химифрезерования, в том числе и крупногабаритных деталей.
Проведенные испытания показали, что изменение предложенного соотношения компонентов в сторону увеличения или уменьшения, приведет к изменению свойств защитной съемной эмали.
Использование изобретения в виде однокомпонентной изолирующей лакокрасочной композиции, обладающей высокой химической стойкостью, позволяет получить, в том числе и на крупногабаритных деталях, четкий контур травления (химфрезерования) без подтравов фаски и «пробоев» изолирующего лакокрасочного покрытия агрессивными растворами.