RU2157948C2

RU2157948C2 - Light-reflecting coating and method for its production

Info

Publication number: RU2157948C2
Application number: RU98106056A
Authority: RU
Inventors: Р.К. Мухамедов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "РИА-Инвест"
Priority date: 1998-04-02
Filing date: 1998-04-02
Publication date: 2000-10-20

Abstract

FIELD: light engineering, applicable for luminaires and in the processes of application of specular reflecting coatings and their subsequent protection. SUBSTANCE: the light-reflecting coating has a prime coat applied onto metal surface as a backing of polymer with a degree of polish of not below 90% (acc. to Gardner), 100 to 150 μm thick, reflecting layer of pure aluminium, the latter has a protective film of transparent polymer, 50 to 100 μm thick. The light-reflecting coating is produced by alternate application of the prime coat of polymer on preliminarily cleaned metal surface in an electrostatic field with subsequent polymerization, forming a backing for the light-reflecting layer of pure aluminium applied by vacuum deposition, then the reflecting layer is coated by transparent polymeric powder and polymerized until the protective film is obtained. Both polymerizations are carried out at temperatures ranging from 160 to 180 C. EFFECT: production of highly reflecting coating possessing a high adhesion, mechanical strength, corrosion resistance, featured by simplified procedure and low cost. 2 cl, 2 ex

Description

Изобретение относится к области освещения и может быть использовано в конструктивных элементах осветительных устройств, а также в процессах нанесения зеркальных отражающих покрытий и их последующей защиты. The invention relates to the field of lighting and can be used in the structural elements of lighting devices, as well as in the processes of applying reflective reflective coatings and their subsequent protection.

Известен способ изготовления рефлектора штамповкой из круглой тонкой листовой металлической заготовки. Внутренняя поверхность рефлектора покрывается лаком, на последний наносят отражающий металлический слой. Лак, которым покрывают круговую заготовку, частично полимеризуется до штамповки и полностью полимеризуется после штамповки. Металлический отражающий слой наносится испарением в вакууме (Заявка Франции N 2269680. Способ изготовления пораболического рефлектора для автомобильной фары. - МКИ F 21 V 7/22; F 21 M 3/00; F 21 V 7/06; B 32 B 15/06. - Изобретения за рубежом. Вып. 40, N 1, 1976 г.). Таким способом изготавливают рефлекторы точной параболической формы, не применяя полирования. A known method of manufacturing a reflector by stamping from a round thin sheet metal billet. The inner surface of the reflector is varnished, a reflective metal layer is applied to the latter. The varnish used to cover the circular blank is partially polymerized before stamping and fully polymerized after stamping. The metal reflective layer is applied by evaporation in vacuum (French Application N 2269680. A method of manufacturing a prabolic reflector for a car headlight. - MKI F 21 V 7/22; F 21 M 3/00; F 21 V 7/06; B 32 B 15/06 . - Inventions Abroad. Vol. 40, No. 1, 1976). Reflectors of an exact parabolic shape are made in this way without using polishing.

Ввиду низкой стоимости, простоты получения и удовлетворительной отражательной способности на практике наибольшее распространение получили алюминиевые покрытия, получаемые различными методами испарения в вакууме. Однако чистый алюминиевый слой не обладает высокой адгезией и требует защитного верхнего слоя, предотвращающего его окисление. Таким образом, недостатками известного технического решения являются применение в нем дорогостоящих светоотражающих материалов, обладающих низкой адгезией, сложность процесса изготовления и небольшой срок службы. Due to the low cost, ease of preparation and satisfactory reflectivity, in practice, aluminum coatings obtained by various methods of evaporation in vacuum are most widely used. However, the pure aluminum layer does not have high adhesion and requires a protective top layer to prevent oxidation. Thus, the disadvantages of the known technical solutions are the use of expensive reflective materials with low adhesion, the complexity of the manufacturing process and a short service life.

Известен способ нанесения светоотражающего покрытия на рефлектор, который предварительно очищают и на поверхность его наносят подложку из силикатного покрытия, изготовленного на основе жидкого тетрисиликата калия, образующую грунтовочный слой, подвергают его отверждению, затем покрывают зеркальным отражающим слоем и защитным покрытием (Авторское свидетельство СССР N 1673779 A1. Способ нанесения покрытия на рефлектор. - МПК F 21 V 7/22, - БИ N 32, 1991 г. ). Недостатком известного технического решения является сравнительно невысокая отражающая способность, низкие механические и антикоррозийные свойства и высокая стоимость покрытия. There is a method of applying a reflective coating to a reflector, which is pre-cleaned and a silicate coating substrate is applied on its surface, made on the basis of liquid potassium tetrisilicate, forming a primer layer, cured, then coated with a reflective layer and a protective coating (USSR Author's Certificate N 1673779 A1. Method of coating the reflector. - IPC F 21 V 7/22, - BI N 32, 1991). A disadvantage of the known technical solution is the relatively low reflectivity, low mechanical and anticorrosion properties and high cost of coating.

Известен способ изготовления металлического рефлектора, при котором на вогнутую внутреннюю поверхность путем напыления в вакууме наносят отражающий слой из чистого алюминия, причем до и после напыления отражающего слоя на поверхность наносят тонкий слой бесцветной силиконовой смолы, которая затвердевает под воздействием термообработки при температуре ниже 280^oC (Заявка ФРГ N 1902067. Способ изготовления металлического рефлектора. - МКИ F 21 V 7/22, 15/06. - Изобретения за рубежом. Вып. 40, N 4, 1976 г.). Данный аналог принят за прототип.A known method of manufacturing a metal reflector, in which a reflective layer of pure aluminum is applied to the concave inner surface by vacuum deposition, and before and after spraying the reflective layer, a thin layer of colorless silicone resin is applied to the surface, which hardens by heat treatment at a temperature below 280 ^o C (Application of Germany N 1902067. A method of manufacturing a metal reflector. - MKI F 21 V 7/22, 15/06. - Inventions abroad. Issue 40, N 4, 1976). This analogue is taken as a prototype.

Недостатком известного технического решения являются низкие оптико-механические и антикоррозийные свойства и высокая стоимость получения светоотражающего покрытия. A disadvantage of the known technical solution is the low optical-mechanical and anti-corrosion properties and the high cost of obtaining a reflective coating.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание и получение на поверхностях из металлов и других материалов высокоотражающего покрытия, обладающего высокой адгезией, механической прочностью, коррозионной стойкостью, простотой получения и низкой стоимостью покрытия. The problem to which the invention is directed, is to create and obtain on surfaces of metals and other materials a highly reflective coating having high adhesion, mechanical strength, corrosion resistance, ease of preparation and low coating cost.

Решение поставленной задачи, обеспечивающей получение заданного технического результата, заключается в следующем. Получившие в последние годы развитие полимерные покрытия из порошков обладают высокими значениями адгезии и механической прочности, что позволило создать светоотражающее покрытие, состоящее из грунтовочного слоя, нанесенного на металлическую поверхность в качестве подложки, из полимера со степенью глянца не ниже 90% (по Гарднеру) толщиной 100-150 мкм, отражающего слоя из чистого алюминия, на последний нанесена защитная пленка из прозрачного полимера толщиной 50-100 мкм. The solution of the problem, providing the desired technical result, is as follows. The polymer coatings made of powders that have been developed in recent years have high values of adhesion and mechanical strength, which made it possible to create a reflective coating consisting of a primer layer deposited on a metal surface as a substrate, of a polymer with a gloss degree of at least 90% (according to Gardner) with a thickness 100-150 microns, a reflective layer of pure aluminum, the last applied a protective film of a transparent polymer with a thickness of 50-100 microns.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе получения светоотражающего покрытия на предварительно очищенную металлическую поверхность поочередно наносят грунтовочный слой из полимера в электростатическом поле и полимеризуют, образуя подложку под светоотражающий слой, который наносят из чистого алюминия напылением в вакууме, затем отражающий слой покрывают прозрачным полимерным порошком и полимеризуют до получения защитной пленки, причем обе полимеризации выполняют при температуре 160-180^oC.The specified technical result is achieved by the fact that in the known method for producing a reflective coating, a primer layer of polymer is alternately applied to the pre-cleaned metal surface in an electrostatic field and polymerized, forming a substrate under the reflective layer, which is applied from pure aluminum by spraying in vacuum, then the reflective layer is coated with a transparent polymer powder and polymerized to obtain a protective film, both polymerizations performed at a temperature of 160-180 ^o C.

Отличие заявляемого изобретения от аналога, принятого за прототип, состоит в том, что на металлическую поверхность в качестве подложки нанесен грунтовочный слой из полимера со степенью глянца не ниже 90% (по Гарднеру) толщиной 100-150 мкм, а на отражающий слой нанесена защитная пленка из прозрачного полимера толщиной 50-100 мкм; что грунтовочный слой получают путем нанесения полимера в электростатическом поле с последующей полимеризацией, а после напыления отражающего слоя последний покрывают прозрачным полимерным порошком и полимеризуют до получения защитной пленки, причем обе полимеризации выполняют при температуре 160-180^oC.The difference between the claimed invention and the analogue adopted as a prototype is that a polymer primer with a gloss level of not less than 90% (according to Gardner) with a thickness of 100-150 μm is applied to the metal surface as a substrate, and a protective film is applied to the reflective layer from a transparent polymer with a thickness of 50-100 microns; that the primer layer is obtained by applying the polymer in an electrostatic field followed by polymerization, and after spraying the reflective layer, the latter is coated with a transparent polymer powder and polymerized to obtain a protective film, both polymerizations being carried out at a temperature of 160-180 ^o C.

Нанесение светоотражающего покрытия на металлическую поверхность, например рефлектора, осуществляют следующим образом. Металлическую поверхность предварительно очищают от грязи и прочих масляных пятен, например, ацетоном или ацетоносодержащими растворителями. На подготовленную поверхность в качестве подложки наносят грунтовочный слой толщиной 100-150 мкм из полимера со степенью глянца не ниже 90% (по Гарднеру) путем нанесения порошка в электростатическом поле по известной технологии, который затем подвергают полимеризации при температуре 170-180^oC с последующим охлаждением на воздухе. На отвержденную поверхность подложки в вакууме напыляют отражающий слой чистого алюминия толщиной 5-10 мкм, который затем защищают прозрачным полимером толщиной 50-100 мкм путем напыления порошка в электростатическом поле с последующей полимеризацией при температуре 160-170^oC до получения защитной пленки и отверждением ее на воздухе.The application of a reflective coating on a metal surface, such as a reflector, is as follows. The metal surface is pre-cleaned of dirt and other oil stains, for example, acetone or acetone-containing solvents. A primer layer 100-150 μm thick of polymer with a gloss level of at least 90% (according to Gardner) is applied to the prepared surface as a substrate by applying powder in an electrostatic field according to known technology, which is then polymerized at a temperature of 170-180 ^o C followed by air cooled. A reflective layer of pure aluminum with a thickness of 5-10 microns is sprayed onto the cured surface of the substrate in vacuum, which is then protected with a transparent polymer with a thickness of 50-100 microns by spraying the powder in an electrostatic field, followed by polymerization at a temperature of 160-170 ^o C to obtain a protective film and curing it on air.

Пример 1. Металлическую поверхность изделия предварительно очищают от грязи и прочих масляных пятен ацетоносодержащим растворителем N 646. На подготовленную поверхность в качестве подложки наносят порошок полимера со степенью глянца 90% (Akzo Nobel, 6889106, RAL 7035 90G) распылением в электростатическом поле до образования грунтовочного слоя толщиной 100-150 мкм с последующей полимеризацией при температуре 170-180^oC в течение 14 мин и охлаждением изделия на воздухе. На отвержденный полимерный грунтовочный слой наносят непрозрачный алюминиевый слой толщиной 5-10 мкм на вакуумной установке УВН-15. Затем с целью обеспечения защиты алюминиевого слоя наносят порошок прозрачного полимера (N 5886003) толщиной 50-100 мкм распылением в электростатическом поле и полимеризуют при температуре 160-170^oC в течение 14 мин и охлаждают на воздухе до получения защитной пленки.Example 1. The metal surface of the product is pre-cleaned of dirt and other oil stains with an acetone-containing solvent N 646. On the prepared surface, a polymer powder with a degree of gloss of 90% (Akzo Nobel, 6889106, RAL 7035 90G) is applied as a substrate by spraying in an electrostatic field to form a primer a layer with a thickness of 100-150 microns, followed by polymerization at a temperature of 170-180 ^o C for 14 min and cooling the product in air. An opaque aluminum layer of 5-10 μm thick is applied to the cured polymer primer layer in a UVN-15 vacuum unit. Then, in order to protect the aluminum layer, a transparent polymer powder (N 5886003) with a thickness of 50-100 μm is sprayed in an electrostatic field and polymerized at a temperature of 160-170 ^o C for 14 minutes and cooled in air to obtain a protective film.

Пример 2. Металлическую поверхность изделия предварительно очищают от грязи и прочих масляных пятен ацетоносодержащим растворителем N 646. На подготовленную поверхность в качестве подложки наносят порошок полимера со степенью глянца 90% (Akzo Nobel, 6889106, RAL 7035 90G) распылением в электростатическом поле до образования грунтовочного слоя толщиной 100-150 мкм с последующей полимеризацией при температуре 170-180^oC в течение 14 мин и охлаждением изделия на воздухе. На отвержденный полимерный грунтовочный слой наносят непрозрачный алюминиевый слой толщиной 5-10 мкм на вакуумной установке УВН-15. Затем с целью обеспечения защиты алюминиевого слоя наносят порошок прозрачного сине-фиолетового полимера (N 5376401) толщиной 50-100 мкм распылением в электростатическом поле и полимеризуют при температуре 160-170^oC в течение 14 мин и охлаждают изделие на воздухе до получения защитной пленки.Example 2. The metal surface of the product is pre-cleaned of dirt and other oil stains with an acetone-containing solvent N 646. On the prepared surface, a polymer powder with a degree of gloss of 90% (Akzo Nobel, 6889106, RAL 7035 90G) is applied as a substrate by spraying in an electrostatic field to form a primer a layer with a thickness of 100-150 microns, followed by polymerization at a temperature of 170-180 ^o C for 14 min and cooling the product in air. An opaque aluminum layer of 5-10 μm thick is applied to the cured polymer primer layer in a UVN-15 vacuum unit. Then, in order to protect the aluminum layer, a powder of a transparent blue-violet polymer (N 5376401) with a thickness of 50-100 μm is sprayed in an electrostatic field and polymerized at a temperature of 160-170 ^o C for 14 minutes and the product is cooled in air to obtain a protective film.

В Государственном институте прикладной оптики были проведены измерения спектральных характеристик отражения в видимой части спектра образцов на спектрофотометре СФ-20 при угле падения излучения 8^o. Сравнения образцов проводилось по отношению к образцу, запыленному алюминием без покрытия, т.е. близкому к значениям "идеального" алюминия.At the State Institute of Applied Optics, the spectral characteristics of the reflection in the visible part of the spectrum of the samples were measured on an SF-20 spectrophotometer at an angle of incidence of 8 ^o . Comparison of the samples was carried out in relation to the sample dusted with aluminum without coating, i.e. close to the values of "ideal" aluminum.

Применение полимерного покрытия в качестве подложки и защитной пленки зеркального слоя позволяет повысить эксплуатационную стойкость, оптико-механические и антикоррозийные свойства зеркальных отражателей. The use of a polymer coating as a substrate and a protective film of the mirror layer allows to increase the operational stability, optical-mechanical and anticorrosive properties of mirror reflectors.

Предложенное трехслойное покрытие на основе полимеров может быть успешно использовано в качестве рефлекторов в осветительных устройствах и приборах) прежде всего из-за высоких отражательных свойств и низкой себестоимости изготовления. The proposed three-layer coating based on polymers can be successfully used as reflectors in lighting devices and devices) primarily due to the high reflective properties and low manufacturing costs.

Claims

1. A reflective coating consisting of a substrate deposited on the metal surface of the reflective layer of pure aluminum and a protective film, characterized in that a primer layer of polymer with a gloss degree of at least 90% (Gardner) with a thickness of 100 is applied to the metal surface as a substrate - 150 microns, and a protective film of a transparent polymer with a thickness of 50-100 microns is applied to the reflective layer.

2. A method of obtaining a reflective coating, in which a primer and reflective layers and a protective film are alternately applied to a pre-cleaned metal surface, the reflective layer of pure aluminum being sprayed in a vacuum, and the primer and protective film are subjected to heat treatment, characterized in that the primer the layer is obtained by applying a polymer in an electrostatic field, followed by polymerization, and after spraying the reflective layer, the latter is coated with a transparent coating. imernym powder and polymerized to obtain a protective film, both the polymerization is carried out at a temperature of 160 - 180 ^o C.