RU2603153C1 - Способ получения полимерных порошковых покрытий на изделиях сложной геометрической формы - Google Patents
Способ получения полимерных порошковых покрытий на изделиях сложной геометрической формы Download PDFInfo
- Publication number
- RU2603153C1 RU2603153C1 RU2015138614/05A RU2015138614A RU2603153C1 RU 2603153 C1 RU2603153 C1 RU 2603153C1 RU 2015138614/05 A RU2015138614/05 A RU 2015138614/05A RU 2015138614 A RU2015138614 A RU 2015138614A RU 2603153 C1 RU2603153 C1 RU 2603153C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- product
- radiation
- infrared radiation
- powder coatings
- polymer powder
- Prior art date
Links
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims abstract description 40
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 title claims abstract description 16
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 43
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 10
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 6
- 230000007480 spreading Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000003892 spreading Methods 0.000 claims abstract description 5
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 claims abstract description 5
- 230000005686 electrostatic field Effects 0.000 claims abstract description 4
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 claims abstract description 4
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims abstract description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 abstract description 5
- 230000008018 melting Effects 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract 1
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 abstract 1
- 238000001723 curing Methods 0.000 description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 239000008199 coating composition Substances 0.000 description 5
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 3
- 238000003848 UV Light-Curing Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000007580 dry-mixing Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000011094 fiberboard Substances 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 238000007562 laser obscuration time method Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000010526 radical polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000002966 varnish Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D3/00—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
- B05D3/02—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by baking
- B05D3/0218—Pretreatment, e.g. heating the substrate
- B05D3/0227—Pretreatment, e.g. heating the substrate with IR heaters
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D3/00—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
- B05D3/02—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by baking
- B05D3/0254—After-treatment
- B05D3/0263—After-treatment with IR heaters
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F26—DRYING
- F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
- F26B3/00—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
- F26B3/28—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by radiation, e.g. from the sun
- F26B3/30—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by radiation, e.g. from the sun from infrared-emitting elements
Landscapes
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу нанесения полимерных порошковых покрытий с комбинированной термообработкой их на поверхностях изделий сложной геометрии. Способ получения полимерных порошковых покрытий включает нанесение порошковых композиций как термореактивных, так и термопластичных в электростатическом поле на поверхность изделия. После этого производят нагрев нанесенного слоя до расплавления частиц и растекания их по поверхности изделия и отверждение покрытия. Затем нанесенный слой нагревают инфракрасным излучением с одновременным обдувом изделия потоком горячего воздуха в замкнутом объеме. После образования вязко-текущего слоя поверхность изделия дополнительно облучают ИК-излучением до достижения температуры отверждения для данного типа полимерной композиции. ИК-излучение сканируют по всей поверхности изделия. После отключения ИК-излучения по команде электронного блока управления режимными параметрами технологического процесса изделие дополнительно подвергают NIR-излучению до окончательного отверждения покрытия. Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности сокращения стадии формирования полимерных порошковых покрытий и повышение их качества на изделиях сложной геометрической формы. 6 з.п. ф-лы.
Description
Изобретение относится к способу нанесения полимерных порошковых покрытий с комбинированной термообработкой их на поверхностях изделий сложной геометрии.
Известна установка для ультрафиолетовой полимеризации полиэфирных покрытий на кромках щитовых деталей (а.с. SU №1688080 МПК F26B 3/28, F26B 9/06 от 30.10.1991 г.), использующая способ полимеризации полиэфирных лакокрасочных покрытий с помощью УФ-источника облучения. Недостатком данного изобретения является необходимость использования лакокрасочных материалов только УФ-отверждения. При этом способе возможно полимеризовать покрытия на поверхности изделий плоской формы.
Известен также способ импульсного нагрева ближним инфракрасным излучением для отверждения порошковых покрытий (патент RU №2339461 МПК B05D 3/02, опубл. 27.11.2005 г.). Способ предусматривает подвод тепловой энергии в области, близкой к инфракрасному излучению (БИК) при 20-50% мощности излучателя в течение определенного времени и затем отвод тепла для создания адгезии расплава полимерной порошковой композиции с поверхностью изделия, а потом уже подвод тепла при 80-100% мощности излучателя. Очевидно, что даже кратковременное нарушение теплового баланса на поверхности приводит к изменению кинетики формирования покрытия. Недостаток указанного способа заключается также и в том, что отсутствует гарантированная возможность проводить стадии расплавления, растекания и отвержения порошковых покрытий на изделиях сложной формы, особенно в местах, где имеются так называемые «теневые» участки для проникновения ИК-излучений.
Известен излучатель для быстрого нагревания поверхностей объектов, устройство и установка для нанесения порошкового покрытия на объекте и способ нанесения порошковых покрытий на деревянные элементы и элементы на основе древесно-волокнистых плит средней плотности (патент RU №2403988, МПК B05D 3/02, опубл. 20.11.2010 г.). Данный способ предусматривает получение порошковых покрытий на изделиях только плоской формы, что является недостатком этого способа.
Имеется также способ отвержения порошковых покрытий (патент RU №2350404 МПК B05D 3/02, опубл. 27.03.2009 г.), где для отвержения порошкового покрытия применяют БИК-излучатели, работающие в диапазоне длин волн от 760 нм до 1500 нм. Однако, как известно, излучение в диапазоне 760-1200 нм относится к области, близкой к коротковолновому ИК-излучению. Для воздействия на электронное состояние молекул веществ порошковой композиции энергии излучения в этом диапазоне недостаточно для всех типов термореактивных порошковых композиций традиционного отверждения. Основным недостатком указанного способа является невозможность технологического производственного вмешательства на стадию отверждения. При этом состояние покрытия оценивается только по окончании производственного цикла.
Известен способ получения порошковых покрытий (патент РФ №2367525 МПК B05D 1/12, B05D 3/06, опубл. 20.09.2009 г.), принятый за прототип. Способ получения порошковых покрытий с любым желаемым уровнем глянца включает: нанесение композиции порошкового покрытия на поверхность субстрата, облучение нанесенной композиции порошкового покрытия высокоэнергетическим излучением при температуре, близкой к температуре окружающей среды, плавление, расплавление и растекание частиц композиции порошкового покрытия под действием повышенной температуры с образованием расплавленного покрытия, и отверждение расплавленного покрытия.
Нанесенную композицию порошкового покрытия облучают высокоэнергетическим излучением дозой ультрафиолета в диапазоне от 50 до 150 мДж/см2. Время облучения находится в диапазоне от 0,1 до 60 с. Время облучения находится в диапазоне от 0,5 сек до 30 мин. Температура, близкая к температуре окружающей среды, на стадии облучения находится в диапазоне от 15 до 30°C. Повышенная температура на стадии c) обусловлена применением технологии, выбранной из группы, состоящей из инфракрасного облучения и конвекции горячим воздухом. БИК-излучение применяют для повышения температуры на стадии c). Расплавленное покрытие на стадии d) отверждают действием ультрафиолетового излучения. Субстрат предварительно нагревают перед нанесением композиции порошкового покрытия.
При применении этого способа для получения покрытий из полимерных порошковых композиций требуется использовать специальные порошковые композиции УФ-отверждения (примеры в описании прототипа). Такие порошковые композиции в своем составе имеют фотоинициаторы, которые поглощают УФ-излучение и при этом образуются радикалы, инициирующие радикальную полимеризацию. Введение фотоинициаторов в состав пленкообразователя путем сухого смешивания в производственных условиях получения покрытий не является оптимальным вариантом: требуется высокий профессионализм рабочего персонала, возможны и ошибки при приготовлении больших объемов порошковой композиции, обусловленные человеческим фактором. При формировании пигментированных порошковых композиций УФ-излучением также существуют сложности, обусловленные отражательными характеристиками пигментных частиц. Существенным недостатком этого способа является также невозможность качественного формирования покрытий на поверхностях изделий сложной геометрической формы.
Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, заключается в сокращении стадий формирования полимерных порошковых покрытий, повышении их качества на изделиях сложной геометрической формы.
Технический результат достигается тем, что в способе получения полимерных порошковых покрытий на изделиях сложной геометрической формы, включающем нанесение порошковых композиций как термореактивных, так и термопластичных в электростатическом поле на поверхность изделия, нагрев нанесенного слоя до расплавления частиц и растекания их по поверхности изделия, отверждение покрытия, новым является то, что нанесенный слой нагревают инфракрасным излучением с одновременным обдувом изделия потоком горячего воздуха в замкнутом объеме, после образования вязко-текущего слоя поверхность изделия дополнительно облучают ИК-излучением до достижения температуры отверждения для данного типа полимерной композиции, при этом ИК-излучение сканируют по всей поверхности изделия, после отключения ИК-излучения по команде электронного блока управления режимными параметрами технологического процесса изделие дополнительно подвергают NIR-излучению до окончательного отверждения покрытия.
Нагрев нанесенного слоя инфракрасным излучением осуществляют со скоростью V=0,5°C/сек до температуры 120-130°C.
Изделие обдувают потоком горячего воздуха со скоростью не более 1 м/сек.
Изделие дополнительно облучают ИК-излучением до достижения температуры отверждения длиной волн 1,2-2,0 нм и удельной мощностью 80 кВт/м2.
Изделие дополнительно подвергают NIR-излучению с длиной волны в диапазоне 740-1500 нм.
Нагрев нанесенного слоя осуществляют посредством инфракрасного излучения с помощью инфракрасной панели со встроенным в ней вентилятором, создающим поток горячего воздуха, а сканирование ИК излучения по всей поверхности изделия осуществляют посредством параболических отражателей, установленных в зоне нагрева.
Использование способа производится следующим образом:
- после нанесения порошковых композиций как термореактивных, так и термопластичных в электростатическом поле на поверхность изделия подводят тепловую энергию с помощью инфракрасной панели с встроенным в ней вентилятором, который создает поток горячего воздуха в рабочей камере со скоростью до 1 м/с, снимая часть тепловой энергии с инфракрасной панели, при этом осуществляется нагрев порошкового слоя со скоростью 0,5°C/с до температуры 120-130°C, таким образом время перехода порошка в вязко-текучее состояние сокращается до 3-4 минут;
- затем при образовании на поверхности изделия вязко-текучего слоя полимера осуществляют облучение его поверхности инфракрасной панелью, создающих излучение в диапазоне длин волн 1,2-2 нм в течение короткого времени ориентировочно 100-120 с для ускоренного снижения вязкого образовавшегося вязко-текучего слоя полимера;
- стадию отверждения выполняют с помощью дополнительной панели NIR излучения с длиной волн 740-1500 нм одновременно с отключением нагрева ИК панели по команде электронного блока управления в течение 3-10 с;
- при этом в зоне нагрева поверхности порошкового слоя на изделии ИК панели длиной волн 1,2-2,0 нм и удельной мощностью 80 кВт/м2 устанавливаются с возможностью сканирования параболические отражатели излучения от указанных панелей для нагрева поверхностей с «теневыми» участками.
Сущность способа заключается в следующем. Способ предусматривает на стадии расплавления частиц порошковой композиции подвод тепловой энергии со скоростью 0,5°C/сек до температур 150-170°C с помощью ИК-панели с встроенным в ней вентилятором, создающим поток горячего воздуха со скоростью не более 1,0 м/сек. На этой же стадии происходит начало растекания расплава полимерной порошковой композиции, затем после образования расплавленного слоя поверхность облучается с помощью ИК-панелей, создающих излучение длиной волн 1,2-2,0 нм и удельной мощностью 80 кВт/м2 до достижения температуры полимеризации данного типа порошковой композиции.
Таким образом, механизм и скорость формирования покрытия не нарушается. Способ также предусматривает, что в зоне нагрева установлены параболические отражатели с возможностью сканирования излучения ИК-панелей по всей поверхности изделия с проникновением их в теневые участки.
Claims (7)
1. Способ получения полимерных порошковых покрытий на изделиях сложной геометрической формы, включающий нанесение порошковых композиций как термореактивных, так и термопластичных в электростатическом поле на поверхность изделия, нагрев нанесенного слоя до расплавления частиц и растекания их по поверхности изделия, отверждение покрытия, отличающийся тем, что нанесенный слой нагревают инфракрасным излучением с одновременным обдувом изделия потоком горячего воздуха в замкнутом объеме, после образования вязко-текущего слоя поверхность изделия дополнительно облучают ИК-излучением до достижения температуры отверждения для данного типа полимерной композиции, при этом ИК-излучение сканируют по всей поверхности изделия, после отключения ИК-излучения по команде электронного блока управления режимными параметрами технологического процесса изделие дополнительно подвергают NIR-излучению до окончательного отверждения покрытия.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что нагрев нанесенного слоя инфракрасным излучением осуществляют со скоростью V=0,5°C/с до температуры 120-130°C.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что изделие обдувают потоком горячего воздуха со скоростью не более 1 м/с.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что изделие дополнительно облучают ИК-излучением до достижения температуры отверждения длиной волн 1,2-2,0 нм и удельной мощностью 80 кВт/м2.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что изделие дополнительно подвергают NIR-излучению с длиной волны в диапазоне 740-1500 нм.
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что нагрев нанесенного слоя осуществляют посредством инфракрасного излучения с помощью инфракрасной панели со встроенным в ней вентилятором, создающим поток горячего воздуха.
7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сканирование ИК-излучения по всей поверхности изделия осуществляют посредством параболических отражателей, установленных в зоне нагрева.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015138614/05A RU2603153C1 (ru) | 2015-09-10 | 2015-09-10 | Способ получения полимерных порошковых покрытий на изделиях сложной геометрической формы |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015138614/05A RU2603153C1 (ru) | 2015-09-10 | 2015-09-10 | Способ получения полимерных порошковых покрытий на изделиях сложной геометрической формы |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2603153C1 true RU2603153C1 (ru) | 2016-11-20 |
Family
ID=57760161
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015138614/05A RU2603153C1 (ru) | 2015-09-10 | 2015-09-10 | Способ получения полимерных порошковых покрытий на изделиях сложной геометрической формы |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2603153C1 (ru) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1688080A1 (ru) * | 1988-08-29 | 1991-10-30 | П.В.Григорчак и М.А.Григорчак | Установка дл ультрафиолетовой полимеризации полиэфирных покрытий на кромках щитовых деталей |
| US6017593A (en) * | 1998-03-31 | 2000-01-25 | Morton International, Inc. | Method for producing low gloss appearance with UV curable powder coatings |
| RU2339461C2 (ru) * | 2004-05-12 | 2008-11-27 | Е.И. Дюпон Де Немур Энд Компани | Способ импульсного нагрева ближним инфракрасным излучением для отверждения подложек |
| RU2350404C2 (ru) * | 2003-10-31 | 2009-03-27 | Е.И.Дюпон Де Немур Энд Компани | Способ отверждения порошковых покрытий |
| RU2367525C2 (ru) * | 2004-06-15 | 2009-09-20 | Е.И. Дюпон Де Немур Энд Компани | Способ получения порошковых покрытий |
| RU2403988C2 (ru) * | 2004-12-10 | 2010-11-20 | Тгс Технологи Бетайлигунгсгезелльшафт Мбх | Излучатель для быстрого нагревания поверхностей объектов (варианты), устройство и установка для нанесения порошкового покрытия на объекты и способ нанесения порошковых покрытий на деревянные элементы или элементы на основе древесно-волокнистых плит средней плотности |
-
2015
- 2015-09-10 RU RU2015138614/05A patent/RU2603153C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1688080A1 (ru) * | 1988-08-29 | 1991-10-30 | П.В.Григорчак и М.А.Григорчак | Установка дл ультрафиолетовой полимеризации полиэфирных покрытий на кромках щитовых деталей |
| US6017593A (en) * | 1998-03-31 | 2000-01-25 | Morton International, Inc. | Method for producing low gloss appearance with UV curable powder coatings |
| RU2350404C2 (ru) * | 2003-10-31 | 2009-03-27 | Е.И.Дюпон Де Немур Энд Компани | Способ отверждения порошковых покрытий |
| RU2339461C2 (ru) * | 2004-05-12 | 2008-11-27 | Е.И. Дюпон Де Немур Энд Компани | Способ импульсного нагрева ближним инфракрасным излучением для отверждения подложек |
| RU2367525C2 (ru) * | 2004-06-15 | 2009-09-20 | Е.И. Дюпон Де Немур Энд Компани | Способ получения порошковых покрытий |
| RU2403988C2 (ru) * | 2004-12-10 | 2010-11-20 | Тгс Технологи Бетайлигунгсгезелльшафт Мбх | Излучатель для быстрого нагревания поверхностей объектов (варианты), устройство и установка для нанесения порошкового покрытия на объекты и способ нанесения порошковых покрытий на деревянные элементы или элементы на основе древесно-волокнистых плит средней плотности |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6592665B2 (en) | Method and apparatus for powder coating | |
| RU2271875C2 (ru) | Способ нанесения порошковых покрытий на неметаллические основы | |
| US5824373A (en) | Radiation curing of powder coatings on wood | |
| RU2007101302A (ru) | Способ получения порошковых покрытий | |
| US20090305070A1 (en) | Process for pulsed uv curing of coatings on wood | |
| WO2013139167A1 (zh) | 木板表面粉末固化的红外脉冲辐照加热方法及其设备 | |
| US20090126628A1 (en) | Radiation appliance, powder applying station, arrangement for coating temperature-sensitive materials, and associated method | |
| US6344244B1 (en) | Method of producing cured coating films | |
| RU2192315C2 (ru) | Способ нанесения порошкового покрытия и порошок для использования в указанном способе | |
| RU2603153C1 (ru) | Способ получения полимерных порошковых покрытий на изделиях сложной геометрической формы | |
| CN108453027A (zh) | 一种洗衣机控制面板的喷漆工艺 | |
| CN107257909A (zh) | 用于可控通风和固化操作的设备 | |
| CN205109949U (zh) | 一种uv喷涂流平干燥设备 | |
| PL190572B1 (pl) | Sposób utwardzania lakierów proszkowych oraz zastosowanie siarczanu barowego, tlenku glinowego i/lub sadzy | |
| JPH08245802A (ja) | 紫外線硬化方法 | |
| JP2005526592A (ja) | 重合可能な皮膜を光重合する方法、そのための装置、および得られる製品 | |
| US10126051B2 (en) | Method for drying of a coating and related device | |
| KR102023240B1 (ko) | 고품질 uv 도장강판 제조방법 | |
| JP2001047980A (ja) | 車両用修理装置 | |
| JPH06254470A (ja) | 乾燥装置 | |
| JPH10109062A (ja) | 塗膜の乾燥方法 | |
| JPS5831233B2 (ja) | ネツト ヒカリヘイヨウ ノ ヒフクソセイブツ ノ コウカカンソウホウ | |
| US2283420A (en) | Method of finishing articles | |
| CN108393248A (zh) | 一种聚乙烯注塑面板的固化工艺方法 | |
| MXPA98001123A (en) | Method and apparatus for coating with po |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180911 |