PL233019B1 - Składnik powłok polimerowych i sposób jego wytwarzania - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest składnik powłok polimerowych i sposób jego wytwarzania w postaci powleczonych mikrosfer ceramicznych. Powłoka polimerowa zawierająca składnik według wynalazku charakteryzuje dużą podatnością na metalizację bezprądową (chemiczną) wskutek laserowego napromienienia (aktywacji jej powierzchni). Z tych względów składnik ten jest przeznaczony szczególnie do powłok polimerowych przeznaczonych do metalizacji bezprądowej.

Znane są różne kompozycje powłok polimerowych zawierających mikrosfery ceramiczne, głównie szklane, przedstawione np. w opisach patentowych DE102011009994, RU2502763, CN103242731, US2009169898 oraz EP18845360. W znanych sposobach mikrosfery ceramiczne ulegają agregacji. Ograniczona jest również możliwości selektywnego zlokalizowania ich w warstwie wierzchniej powłok, z wyjątkiem sytuacji gdy osnowa polimerowa ma gęstość większą niż mikrosfery szklane, a powłoka formowana jest na poziomych względem ziemi płaszczyznach.

Istnieje potrzeba pokrywania powierzchni mikrosfer ceramicznych powłokami w celu uzyskania zupełnie nowych właściwości fizycznych tak, aby: (i) nie aglomerowały, (ii) migrowały na powierzchnię powłoki niezależnie od jej poziomego usytuowania, oraz umożliwiały metalizację bezprądową wskutek laserowego napromieniania (aktywowania powierzchni). Z tych względów celem wynalazku było opracowanie warstwy polimerowej oraz sposobu jej formowania na powierzchni mikrosfer ceramicznych. Ze względu na różnice w definicjach materiałów ceramicznych, w tym opisie wynalazku mikrosfery szklane stanowią podgrupę mikrosfer ceramicznych.

Istotą wynalazku jest składnik powłok polimerowych stanowiący mikrosfery ceramiczne pokryte warstwą, która powstaje wskutek termosieciowania żywicy poliuretanowej zawierającej tlenek miedzi(II) oraz L-tyrozynę miedzi stanowiące łącznie do 30% mas. formowanej warstwy. Korzystnie jest gdy mikrosferami ceramicznymi są mikrosfery szklane.

Istotą wynalazku jest również sposób wytwarzania składnika powłok polimerowych polegający na pokryciu mikrosfer ceramicznych warstwą. Sposób ten charakteryzuje się tym, że mikrosfery ceramiczne nagrzewa się do temperatury co najmniej 100°C, następnie umieszcza się je w reaktorze fluidyzacyjnym, w którym formuje się złoże fluidalne pod wpływem strumienia powietrza, a następnie w złoże fluidalne wprowadza się mieszaninę żywicy poliuretanowej oraz związków miedzi, które stanowią tlenek miedzi(II) i L-tyrozyna miedzi. Z mieszaniny tej pod wpływem ciepła powstaje na mikrosferach ceramicznych warstwa polimeru termoutwardzonego zawierająca do 30% mas. związków miedzi. Korzystnie jest, gdy mikrosferami ceramicznymi są mikrosfery szklane. Przemieszczanie się mikrosfer ceramicznych w reaktorze fluidyzacyjnym wymuszone jest centralnym nadmuchem powietrza w stronę centralnego kanału prowadzenia mikrosfer ceramicznych. Dobrze jest, gdy strumień powietrza ma temperaturę co najmniej 70°C.

Dzięki zastosowaniu powłoki na mikrosferach szklanych uzyskano składnik powłok polimerowych, który powoduje ich silną aktywację pod wpływem promieniowania laserowego, tak że powłoki te mogą być bezpośrednio metalizowane bezprądowo. Jest to związane z indukowaniem znacznie wyższej temperatury mikrosfer szklanych niż osnowy polimerowej, która degraduje termicznie i jest odrywana (ablacja laserowa) pod wpływem promieniowania laserowego. Mikrosfery szklane według wynalazku jako składni powłok polimerowych nie aglomerują oraz migrują na powierzchnie powłok niezależnie od ich orientacji poziomej lub pionowej, co korzystnie wpływa na aktywowanie laserowe i metalizowanie bezprądowe.

Dodatkowo, do korzystnych skutków sposobu według wynalazku zaliczyć można nie sklejanie się mikrosfer ceramicznych podczas ich pokrywania specjalną warstwą polimerową i schnięcia. Uzyskana warstwa polimerowa sposobem według wynalazku dobrze przylega adhezyjnie do mikrosfer ceramicznych oraz charakteryzuje się dużą podatnością na metalizowanie bezprądowe wskutek aktywowania laserowego.

Przedmiot wynalazku w przykładzie realizacji został uwidoczniony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój mikrosfery ceramicznej z warstwą polimeru termoutwardzanego zawierającą związki miedzi, natomiast fig. 2 przedstawia reaktor fluidyzacyjny, w którym realizowany jest sposób wytwarzania składnika powłok polimerowych.

P r z y k ł a d realizacji

Do przygotowania składnika powłok polimerowych użyto mikrosfer szklanych 1 o grubości ścianek od 0,2 do 3 mikronów. Średnica pojedynczej kulki waha się od 100 do 500 mikronów. Taka struktura budowy powoduje, że mikrosfera zajmuje dużą objętość przy minimalnym ciężarze, czyli posiada mały ciężar właściwy. Materiał ten charakteryzuje się dużą odpornością termiczną.

PL 233 019 Β1

Mikrosfery szklane 2 nagrzano do temperatury 190°C, następnie umieszczono je w reaktorze fluidyzacyjnym 4. Pod wpływem strumieniu ciepłego powietrza 6 o temperaturze 90°C uformowano złoże fluidalne 5, o obiegu mikrosfer wymuszonym kierunkiem centralnie wprowadzonego powietrza 6 do reaktora fluidyzacyjnego 4 oraz centralnie usytuowanego kanału 8 prowadzenia mikrosfer 1. Następnie w złoże fluidalne 5 rozpylono od góry żywicę poliuretanową zawierającą 20% mas. tlenku miedzi(ll) oraz 10% mas. L-tyrozyny miedzi.

Mikrosfery szklane powleczone fluidyzacyjnie warstwą polimerową były dyspergowane z zastosowaniem mieszalnika wolnoobrotowego z żywicą poliuretanową. Otrzymane powłoki charakteryzowały się bardzo dużą podatnością na metalizowanie bezprądowe uzyskaną wskutek napromienienia ich laserami ArF oraz Nd:YAG.

Claims (6)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Składnik powłok polimerowych stanowiący mikrosfery ceramiczne (1) pokryte warstwą (2), znamienny tym, że warstwa (2) powstaje wskutek termosieciowania żywicy poliuretanowej zawierającej związki miedzi w postaci mieszaniny tlenku miedzi(ll) oraz L-tyrozyny miedzi w łącznej ilości do 30% mas. żywicy polimerowej.
2. 2. Składnik powłok polimerowych według zastrz. 1, znamienny tym, że mikrosferami ceramicznymi (1) są mikrosfery szklane.
3. 3. Sposób wytwarzania składnika powłok polimerowych polegający na pokryciu mikrosfer ceramicznych (1) warstwą (2), znamienny tym, że mikrosfery ceramiczne nagrzewa się do temperatury co najmniej 100°C, następnie umieszcza się je w reaktorze fluidyzacyjnym (4), w którym formuje się złoże fluidalne (5) pod wpływem strumienia powietrza (6), a następnie w złoże fluidalne (5) wprowadza się mieszaninę (7) żywicy poliuretanowej oraz związków miedzi w ilości do 30% mas. żywicy polimerowej, które stanowią tlenek miedzi(ll) i L-tyrozyna miedzi, i z tej mieszaniny pod wpływem ciepła powstaje na mikrosferach ceramicznych warstwa polimeru termoutwardzonego zawierająca do 30% mas. związków miedzi.
4. 4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że mikrosferami ceramicznymi (1) są mikrosfery szklane.
5. 5. Sposób według zastrz. od 3 do 4, znamienny tym, że sposób przemieszczania się mikrosfer ceramicznych (1) w reaktorze fluidyzacyjnym (4) wymuszony jest centralnym nadmuchem powietrza w stronę centralnego kanału (8) prowadzenia mikrosfer ceramicznych (1).
6. 6. Sposób według zastrz. od 3 do 5, znamienny tym, że strumień powietrza (6) ma temperaturę co najmniej 70°C.