PT92993A

PT92993A - Processo para a preparacao de pos ceramicos apropriados para a aplicacao electrostatica de po sobre pecas ceramicas

Info

Publication number: PT92993A
Application number: PT92993A
Authority: PT
Inventors: Paul Zybell; Giovanni Broggi
Original assignee: Bayer Italia Spa
Priority date: 1989-02-07
Filing date: 1990-01-29
Publication date: 1990-08-31
Also published as: CA2009294A1; IT8919329A0; EP0382003A2; MX171811B; IT1228296B; EP0382003A3; JPH02243580A

Description

A presente invenção refere-se a pôs cerâmicos pars. a aplicação electrostática do pô sobre peças cerâmicas e a tua processo para a preparação dos mencionados pôs cerâmicos.

Sabe-se que o pô de esmalte pode ser carregado elec tricamente e, no campo elêctrico, pode ser aplicado sobre 112. substrato metálico com uma diferença de potencial entre cerca de 60.000 e 100.000 Volts. Para esta finalidade, as supeij; granuladas do pô de esmalte são revestidas com substâncias isoladoras que podem ser adicionadas às fritas de esmalte mj. ma quantidade entre 0,1 e 0,2% em peso, antes ou durante a moagem a seco, a fim de se obter uma resistência electrica específica entre 10 e 10 Ohms por centímetro. Como substâncias isoladoras empregam-se silanóis, isocianatos, compos tos de silício e azoto, carbo-diimida, cloro-silanos e orga-no-poli-siloxanos (patente alemã DE-OS 2 015 072). 0 revestimento das superfícies cerâmicas decorre, ou por aplicação a liúaicLo através de pulverização, salpica-mento, borrifamento e rega, respectivamente mudanças destas técnicas, ou então no processo a seco, em que o granulado cejí râmico ou pô cerâmico é aplicado sobre um substrato previa-mente aquecido, por meio de peneiramento, polvilhaçao ou as-· persão, de forma que os grãos cerâmicos ainda durante a aplicação se fundem, e assim aderem ao substrato e durante 0 subsequente tratamento térmico desligam de modo uniforme.

Os pôs cerâmicos podem ser aplicados às superfícies cerâmicas também de uma maneira electrostática, em que, todavia, a aderência do pô ê de tal modo reduzida, que não é praticamente possível uma manipulação das peças antes do processo de queima e sinterização, dado que 0 pô cai das peças,

Portanto, 0 objectivo era pôr à disposição pôs cerâmicos, que possam ser aplicados electrostaticamente sobre superfícies cerâmicas e possuam uma boa adesão à superfície cerâmica.

Este objectivo pode ser alcançado com os pós cerâmicos de acordo com a invenção. 0 objecto da invenção ê constituído pelos pós cerjj. micos apropriados para a aplicação electrostática do pó sobre peças cerâmicas que têm uma superfície tratada com substâncias electricamente isoladoras, que são caracterizados pe lo facto de as substâncias electricamente isoladoras serem polissiloxanos isentos de halogêneo, ou misturas dos mesmos, e que reagem com seus grupos reactivos nas superfícies dos grãos do pó cerâmico e existem numa quantidade compreendida no intervalo entre 0,05 e 0,1% em peso, relativamente ao pó cerâmico; e o pó cerâmico, que foi moído a uma temperatura de moagem no intervalo entre JO e 100°0, respectivamente no caso de uma moagem a frio, numa temperatura compreendida no intervalo entre 70°0 e 300°C> e foi depois tratado termica-mente, possui uma dimensão de grânulos entre 1 e 100 júa, uma resistência ellctrica específica entre ÍO1^ e 10iô Ohms/cm o um coeficiente de dilatação cúbica a quente de (130-230) IO*”7 K*1.

Preferem-se os pós cerâmicos que são tratados com poli-metilo-hidrogeno-siloxanos da fórmula

si-0-J—sí-(ch5)5 Οϋ-» J n

Si-0 na qual n=5-5Q, ou com suas misturas.

Um outro objecto da invenção consiste num processo para a produção dos pós cerâmicos consoante a invenção, o qual se caracteriza pelo facto de as fritas cerâmicas correj» pondentes aos pós, antes ou durante a moagem por via seca, a ser realizada numa temperatura compreendida no intervalo entre 70 e 100°G, respectivamente antes ou durante a moagem a

1 $ra frio com posterior tratamento térmico a ser efectuado numa temperatura compreendida no intervalo entre 70°G e 3Q0°C, serem tratadas com 0,05 a 0,1% em peso, relativamente à frita, de polissiloxanos ou suas misturas, isentos de halogenecj) que vão reagir, com seus grupos reactivos, nas superfícies nulosas das partículas das fritas, e são depois moídas para originarem apôs uma granulometria compreendida no intervalo de 1 a 10 um, uma resistência eléctriea específica compreen J n p 16 “* dida entre 10 e 10 Ohms.cm e um coeficiente de dilatação —7 —1 -*7 —1

térmica cúbiea compreendido entre 130.10 rK e 230.10 rK líum modo processual preferido, as fritas cerâmicas correspondentes aos pôs são tratadas com poli-metil-hidrogef no-siloxanos da fórmula (oh5)5-sí-o

S1—^ ^ na qual n = 5-50» ou suas misturas.

Os pôs cerâmicos são usados para a aplicação elec trostática de pó sobre peças cerâmicas. A colocação da camada de pó, a seco, de forma elec trostática de acordo com a invenção oferece as seguintes va:i tagens em relação às outras técnicas;

Desta forma ê dispensada a moagem por via húmida das fritas cerâmicas, por exemplo, para a técnica da aplica ção a húmido, da qual resultam suspensões aquosas, que somente obtêm a necessária consistência da pasta apôs as adições de argila e electrôlitos. 0 processo de secagem, a fim! de desidratar as camadas de pasta aplicadas, antes da quei-J ma, I igualmente dispensado. Isto significa uma simplificação do decurso operacional e uma considerável economia de energia para o processo de aplicação electrostática de acor

do com a invenção.

Além disso, resulta um gasto de material essencial· mente mais reduzido, visto que o pó cerâmico tratado pelo processo de acordo com a invenção, em cabinas de aplicação electrostática é separado com um grau de eficácia superior a 99%·

Durante a aplicação electrostática, além disso, os pós permanecem num sistema fechado, e o ar que sai das cabinas I purificado por meio de filtros. Um sistema fechado, dos te tipo, não ê obtido nem pela aplicação por via húmida, neip. pela aplicação a seco através de crivos ou peneiras, dos gru nulados ou pós cerâmicos. Dado que as fritas cerâmicas contêm, em regra, chumbo, os sistemas de aplicação convenciona: exigem maiores medidas de segurança. O pressuposto de um revestimento de pó electrostá-tico sobre superfícies cerâmicas são, em qualquer caso, pós cerâmicos que possibilitem um revestimento electrostático e adiram bem ao substrato cerâmico. Estes requisitos são satijjs feitos com os pós cerâmicos de acordo com a invenção. A invenção será em seguida explicada com mais pormenores, com base nos seguintes exemplos, sem que neles se veja uma limitação.

Exemplo 1

Um moinho para 1.000 Kg e carregado da seguinte formas- 1850 Kg de esferas de alubit com 32 a 4-5 mm de diâmetro, 1000 Kg de uma frita usual no comércio, com a forma de esca mas ou grânulos, constituída por; 64% em peso de PbQ, e 33% em peso de SiOgj 3% em peso de AlgQ^,

Antes do fechamento do moinho de esferas, o espaço interior é lavado com gás azoto, para eliminar o ozigénió. A frita de cerâmica é moída durante 6 a 7 horas, a fim de alcançar a pretendida espessura da moagem, ou seja uma distribuição de tamanho dos grãos da seguinte formaí- 100 por cento em peso - menos de 100 micra cerca de 80 por cento em peso - menos de 4-0 micra cerca de 60 por cento em peso - menos de 25 micra cerca de 40 por cento em peso - menos de 15 micra

Durante a moagem, a temperatura sobe no interior do moinho para cerca de 80°G. 0 pó descarregado após a moagem tem uma resisten-16 cia específica de 10 Ohm.cm, uma fluidez entre 50 a 80 g/ /50 seg., medida com um aparelho da firma Sames, e um coeficiente de dilatação cúbica térmica compreendido entre 180.10”? K"1 e 200.10“l·1. A avaliação da fluidez decorreu com um aparelho ds. firma Sames, Grenoble. 0 processo de medição está descrito pormenorizadamente pelo Dr. H. J. Schittenhelm, no “Journal des VD^Pa", volume 52 (1984), caderno 10, páginas 157-148. C valor óptimo de fluidez para a aplicação electrds tática situa-se no intervalo entre 50 e 90 g/3C seg.. Valores inferiores a 50 g/seg. e especialmente abaixo de 40 g/50

seg. devem ser considerados valores críticos, na medida em que eles provocam dificuldades à aplicação devido à sua fluidez misturadora.

Exemnlo 2 ii i h na* A moagem foi realizada num moinho para 1 Kg, que foi carregado com 1.000 g da frita descrita no Exemplo 1 e 5 Kg de esferas de moagem feitas de esteatita, com 15 a 25 ám de diâmetro, assim como 0,8 g (0,08¾¾ em peso) de uma mistura de poli-metil-hidrogeno-siloxano, A moagem por via seca até à distribuição do tamanho dos grãos indicada acima, para o Sxemplo 1, decorre durante 5 horas. A temperatura do produto da moagem, durante a moagem, é a temperatura ambiente, aproximadamente. A resistência específica é de 10*^ ohm.cm, a fluidez ê de 0 g/30 seg.. 0 material não e adequado para a aplicação electrostática. Se este po for depois tratado termicamente, por exemplo a 150°0, durante 6 horas, então o valor da fluidez sobe para cerca de 70 g/30 seg., e o material pode ser manipulado sem problemas.

Exemplo 5 A moagem decorre de maneira semelhante à do Exemplo 2, com a diferença, de que o moinho de 1 Kg I previamen te aquecido e, durante a fase de moagem, ê aquecido externa mente, de forma que o produto da moagem possui, durante a acção de moagem, uma temperatura de cerca de 70°0. Depois de se atingir a distribuição do tamanho dos grãos como se descreve no Sxemplo 1, o pé cerâmico tem uma resistência de 10 Ohm.cm e uma fluidez de 65 g/30 seg. consoante o ensaio com o aparelho Sames. Este material pode ser aplicado sem proble mas por via electrostática.

Exemplo 4 IMF» « '1 . "IM 11 H‘'WlIlIllllÍ.mimMWWr A moagem decorreu de modo análogo â do Sxemplo 1,

com a diferença de que se empregaram 1.000 g de uma frita c£ râmica usual no comércio, que tinha a seguinte composiçãoj-

Si02 Wh em peso a12°3 8% em peso B2°3 9% em peso SnO 10$ em peso GaO 8% em peso *S:í> m o % em peso π2° mí em peso ZrOg % em peso Apôs se alcançar a distribui grãos como já foi descrito no JSxemplo 1, o material de moagem tinha uma resistência específica de 10^ ohm.cm e uma fluidez de 80 g/50 seg.. 0 pô cerâmico ê muito adequado para a aplicação electrostática e podem ser derretido sobre peças sem queima.

Ba vez dos moinhos de esferas de aetuaçao descontínua, podem ser utilizados conjuntos de moagem de funciona mento contínuo, como, por exemplos, moinhos de Hardinge ou moinhos oscilantes. Bstes desenvolvem uma temperatura de mod gem de cerca de 100°0» enquanto que aqueles precisam ser a que eidos externsmente, para se obter a necessária temperatura reaeeional entre 70 e 100°0· los dois casos, deve ser pré--ligado um moinho de preparação da mistura, que é carregado com poucas esferas de moagem pesada, a fim de assegurar uma homogeneização das fritas cerâmicas a serem moídas, com o 6leo de formação das cápsulas.

Claims

SIYIEBlCigDES: lã. - Processo para a preparação de pós cerâmicos para aplicação electrostática de po sobre peças cerâmicas, os auais têm a superfície tratada com substâncias eleetrica mente isoladoras constituídas por polissiloxanos isentos de halogéneos ou suas misturas, que reagem, por meio dos seus grupos reactivos, com as superfícies dos pós cerâmicos e es tao presentes numa quantidade compreendida entre 0,05 e 0,1$; em peso relativamente ao pó cerâmico, sendo o pó. cerâmico obtido por moagem a quente a uma temperatura compreendida nq> intervalo entre 70 e 100°0 ou por moagem a frio seguida por c.a um tratamento térmico a uma temperatura compreendida entre 70°0 e 300°0 até uma finura compreendida no intervalo entre 1 e 100 w.m, uma resistência elêctrica específica compreendi / 1 Ο "i kz no intervalo entre 10x<í até lGXO0hms/cm e um coeficiente de _r? _i dilatação térmica cúbica compreendida entre 130.10 fK e Zn 230.10 fZ assim como uma fluidez de 5Q-90g/30 segundos, nçj> meadamente de pós cerâmicos em que os polissiloxanos usados como isoladores ©léctricos são polimetil-hidrogeno-siloxanor de fórmula

y. JmfV na qual n = 5 ~ 50, ou suas misturas, caracterizado pelo fac to de compreender a operação que consiste na moagem por via seca das correspondentes fritas cerâmicas a uma temperatura compreendida entre 70 a 100°C ou na moagem a frio das referi das fritas cerâmicas e em seguida no seu tratamento térmico a uma temperatura compreendida entre 70°0 e 3CQ°0; se tratai1 as fritas cerâmicas, antes ou durante a moagem com 0,05 a 0, em relação à frita, em peso de polissiloxanos isentos de ha- logeneo ou suas misturas que reagem com os seus grupos reac

tivos cosi as superfícies das partículas das fritas; e se mo_e rem os pos até uma granulometria compreendida no intervalo de 1 a 100 ton, uma resistência eléctrica específica compre-^ 1 ? lfi endida entre 10 e 10 Qbm.cm e um coeficiente de dilata-ção térmica cdbica compreendido entre 130.10 'K e 230.10 ‘ 2t-, - Processo para a preparação de pos cerâmicos de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de se tratar as fritas correspondentes aos pôs com um ou mais polimetil-hidrogeno-siloxanos de fórmula

(OH^-Si-O- ( na qual n « 5 - 50. 3â. - Processo aperfeiçoado para a aplicação elec trostática de pôs carâmicos sobre peças cerâmicas, caracterizado pelo facto de se aplicarem pós cerâmicos de acordo com as reivindicações 1 ou
2. Lisboa, 29 de Janeiro de 1990

L' /<£-< 0 Agente Oficial da Propriedade Industrial Américo da Silva Carvalho Agonie Ollctal da Propriedade Indulrlal Bua Castilho, 201-3.° Esq. fôlef. 6513 39 - 1000 LISBOA