CS233628B1 - Způsob vytváření povlaku z práškového plastu na povrchu absorbéru slunečního kolektoru - Google Patents

Abstract

Způsob náleží do oboru povrchových úprav kovů a řeší vytvoření povlaku na povrchu absorbéru slunečního kolektoru, který by měl dostatečnou protikorozní odolnost a současně zabezpečoval vysokou účinnost kolektoru. Podle vynálezu se toho dosáhne nanesením na povrch absorbéru, v elektrickém poli vysokého napětí, popřípadě s využitím triboelektrickóho efektu, vrstvy práškového plastu opatřené tmavým pigmentem tak, že se pigment buá vpraví do hmoty před jejím nanášením na povrch, nebo se pigment nanese na již vytvořenou vrstvu plastu, a vrstva s pigmentem se potom roztaví na souvislý povlak. Tmavý pigment je vhodné nanášet popřípadě na roztavený povrch již naneseného práškového plastu a nanesenou dvojvrstvu vytvrdit.

Description

Vynález se týká způsobu vytváření povlaku _az práškového plastu na povrchu absorbéru slunečního kolektoru!

Na povrchovou úpravu ocelových, hliníkových nebo měděných absorbérů jsou známé a dosud používané jednak organické nátěry, kdy se ke zvýšení ochrany proti korozi vrchní, černý nátěr nanáší na základní vrstvu nátěrové hmoty a případně na konverzní vrstvu fosfátu. Výhodou je snadný způsob nanášení. Používají se nátěry 8 alkydovým, epoxy-aminovým, epoxy-močovinovým, akrylátovým nebo fluoroplastovým pojivém. Pro planární nízkoteplotní kolektory je teplotní odolnost těchto povlaků vyhovující. Nátěry však netvoří selektivní absorbční vrstvy, neboi nemají dostatečně vysoký koeficient absorbce i emise. Jejich odolnost v podmínkách s cyklickými změnami teploty a výskytem kondenzace je nízká, takže dochází k puchýřování, odlupováni a ke korozi podkladu. Při ztrátě přilnavosti a puchýřování nastává značné snížení účinnosti kolektoru následkem snížené schopnosti převodu tepla. Životnost nátěru závisí na jeho typu i agresivitě kryptoklimatu kolektoru a odhaduje se asi na 5 axlO lot. Pro obdobný účel jsou dále známy galvanické povlaky na ocelové absorbéry. Používá se duplexní nebo jednovrstvý nikl na poměděném poi vrchu, se selektivní vrstvou černého ohromu n>bo černého niklu. Teplotní odolnost je vyhovující. Kvalita povlaku závisí na jeho bezporéznosti. Nevýhodou je vysoká cena těehto povlaků a obtížné dodržování předepsané tloustky povlaku na všech

- 2 233 628 částech členitého povrchu absorbéru. Anodicky nebo chemicky vyloučené Černé oxidické vrstvy na absorbérech mají velmi dobrou životnost při nízké selektivitě povlaku, avšak jsou vhodné pouze pro hliníkové povrchy. Magnetronové plasmaticky nanášené povlaky čistých kovů nebo oxidů jsou další známou povrchovou ochranou kovových povrchů. Jejich optické vlastnosti a životnost závisí na použitém rozprašovaném kovu nebo oxidu. Nevýhodou je značně nákladné zařízení pro sériové aplikace vzhledem k nutnosti dodržení vysokého vakua při nanášení. Tenkovrstvé černé smalty v tloušťce asi 100/um, podobně jako černé nátěry, nemají selektivní vlastnosti. Lze však na ně chemicky nanést oxidy např. cínu nebo antimonu, které selektivitu zvyšují. Vypalování smaltů je značně energeticky náročné. Jelikož se absorbéry obvykle vyrábějí z tenkých plechů o tloušťce 0,8 aÁl mm, je technologicky obtížné zaručit tuhost absorbéru, a tím odolnost proti deformaci při tavících teplotách smaltů kolem 700 °C.

Nevýhody známých povrchových úprav do značné míry odstraňuje způsob vytváření povlaku na povrchu absorbéru slunečního kolektoru podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se na povrch absorbéru nanáší v elektrickém poli vysokého napětí nebo triboelektrickým efektem vrstva práškového plastu, například vrstva epoxidové, epoxi-polyesterové, polyesterové, akrylátové nebo polyurethanové pryskyřice, polymerů na bázi polyamidů, polyolefinů, směsi těchto pryskyřic a polymerů, kopolymerů ethylenu a vinylacetátu, ethylenu a zmýdelněného vinylacetátu, nebo kopolymerů fluorovaných uhlovodíků, přičemž nanesená vrstva se opatří tmavým pigmentem, například sazemi, grafitem nebo černými kysličníky kovů. Vrstva práškového plastu se tmavým pigmentem opatří tak, že ae pigment bud vpraví do hmoty před jejím nanášením na povrch, nebo se pigment nanáší na již vytvořenou vrstvu plastu. Vrstva plastu s pigmentem se pak roztaví na souvislý povlak. Je rovněž vhodné nanést tmavý pigment na roztavený povrch předem naneseného plastu a nanesenou dvojvrstvu vytvrdit.

- 3 233 628

Ekonomicky výhodné provedení vynálezu ^spočívá v tom, že ee . na povrch absorbéru nanese směs 50 až^v9C^ % práškové epoxidové pryskyřice plněné acetylenovými sazemi a 10 až 50 hmot. % práškového polyethylenu o indexu toku tavení rovném 1 až 70 g/10 min., plněného acetylenovými sazemi, a vzniklá vrstva se vytvrdí při teplotě 160 až 200 °C po dobu 15 až 25 min Takto vzniklý povlak má obzvláště vysokou absorbční účinnost

Plasty pro povlékání lze použít na bázi epoxidových, epoxi-polyesterových, polyesterových, akrylátových nebo polyurethanových pryskyřic nebo polymerů na bázi polyamidů, polyolefínů, stabilizovaných proti destrukci UV zářením, anebo na bázi směsí těchto pryskyřic a polymerů, dále kopolymery etylénu a vinylacetátu, etylénu a zmydelneného vinylacetátu, polymery nebo kopolymery fluorovaných uhlovodíků.

U všech uvedených plastů se zvýší jejich odolnost vůči UV záření použitím tmavých pigmentů, např. acetylénovými sazemi, grafitem nebo kovovými kysličníky, a úprava vhodná pro absorbéry, tj. černá barva a matný povrch se docílí míšením uvedených přísad do taveniny polymeru nebo pryskyřice, suchým míšením práškového polymeru nebo pryskyřice a práškovou přísadou, homogenizací v kulovém mlýně nebo odděleným stříkáním obou komponent. To je možné provést dvojím způsobem. Polymer nebo pryskyřice se nanese v elektrickém poli na studený povrch absorbéru a pak se na tuto vrstvu nanese vrstva práškových sazí, grafitu nebo kysličníků, rovněž v elektrickém poli. Pak se vzniklá dvojvrstva vystaví působení tepla,při teplotě vyšší než je teplota tavení polymeru nebo pryskyřice nebo při teplotě, při které dochází k vytvrzovací reakci u reaktoplastů. Nebo se polymer nebo pryskyřice nanesou v elektrickém poli na studený povrch absorbéru, pak se roztaví nanesená vrstva a do tohoto roztajeného povla ku se nastříká vrstva sazí, grafitu, kysličníků ap. Nástřik těchto látek se provede rovněž v elektrickém poli nebo pouze

- 4 233 628 jednoduchou naprašovací pistolí. U thermoplastů se vzniklá dvojvrstva ponechá vychladnout, u reaktoplastů se provede vytvrzení teplem.

Způsobem podle vynálezu lze vytvořit matné černé povlaky, dobře lnoucí ke kovovému podkladu, s vysokou odolností proti UV záření, dobrou teplotní odolností a vysokou životností. Povlaky jsou pružné a dostatečně odolné i proti vrypu.

Vynález a jeho účinky jsou v dalším podrobněji vysvětleny pomoci uvedených příkladů jeho konkrétního provedení.

Příklad 1

Na studený povrch absorbéru, který byl předem opatřen konverzní vrstvou Zn-fosfátu ponorem, byla nastříkána v elektrickém poli vrstva směsi 70 hmot. % práškové epoxidové pryskyřice plněné acetylénovými sazemi a 30 hmot. % práškového polyethylénu o indexu toku tavení 20 g/10 min., plněného acetylénovými sazemi, při napětí na elektrodě 55 kV, vzdálenosti elektrody od povlékaného povrchu 200 mm, při intenzitě podávání prášku 250 g.min.“\ pú dobu 20 s. Po nastříkání byl povlak roztaven a vytvrzen při teplotě 180 °C, po dobu 20 min. Vznikl černý, matný, dobře lnoucí povlak ke kovovému podkladu, tlouštky 80/um.

Příklad 2

Na povrch absorbéru, který byl předem otryskán korundem č. 36, byla nastříkána vrstva polyamidu 11. Nástřik byl proveden triboelektrickou pistolí při tlaku vzduchu 0,3 MPa, po dobu 30 s. Nastříkaný absorbér byl vložen do pece vyhřáté na 220 °C na dobu 15-ti min. Pak byl absorbér z pece vyjmut a na roztavený povlak byla nastříkána rozprašovacím injektorem vrstva acetylénových sazí. Absorbér byl znovu vložen do pece a povlak vytvrzen při teplotě 150 °C dalších 15 minut. Povlak byl dostatečně matný, pružný, o tlouštce 60/um.

- 5 Příklad 3 ^{233 628}

Absorbér opatřený fosfátovou konverzní vrstvou byl umístěn nad fluidní lože v elektrickém poli při napětí na elektrodách + 50 kV. Fluidní lože tvořila prášková polyuretanová pryskyřice plněná grafitem. Po 10-ti sekundách usedání polyuretanových částic na uzemněný povrch absorbéru byl absorbér vložen do pece vyhřátě na 230 °C na dobu 10 min. Po roztavení a vytvrzení vznikl matný černý povlak o vysoké tvrdosti a odolnosti vůči UV záření, tlouštky 150^um.

Claims (4)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   233 628 práškového plastu

   1. Způsob vytváření povlakuVna povrchu absorbéru slunečního kolektoru,vyznačující se tím, že se na povrch absorbéru nanáší v elektrickém poli vysokého napětí nebo s využitím triboelektrického efektu vrstva práěkového plastu, například vrstva epoxidové, epoxi-polyesterové, polyesterové, akrylétové nebo polyurethanové pryskyřice, polymerů na bázi polyamidů, polyolefinů, směsi těchto pryskyřic a polymerů, kopolymerů ethylenu a vinylacetátu, ethylenu a zmýdelněného vinylacetátu nebo kopolymerů fluorovaných uhlovodíků, přičemž nanesená vrstva se opatří tmavým pigmentem, například sazemi, grafitem nebo černými kysličníky kovů.
2. 2. Způsob podle bodu 1,vyznačující se tím, že se vrstva práškového plastu po jeho nanesení na povrch absorbéru roztaví na souvislý povlak.
3. 3. Způsob podle bodů 1 a 2,vyznačující se tím, že se tmavý pigment nanese na roztavený povrch naneseného plastu, načež se nanesená dvojvrstva vytvrdí.
4. 4. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že se na povrch absorbéru nanese směs 50 až 90 hmot. % práškové epoxidové pryskyřice plněné acetylenovými sazemi a 10 až 50 hmot. % práškového polyetylénu o indexu toku tavení rovném 1 až 70 g/10 min., plněného acetylenovými sazemi, a vzniklá vrstva se vytvrdí při teplotě 160 až 200 °C po dobu 15 až 25 minut.