Полуфабрикат, способ его получения и применение

Изобретение относится к полуфабрикату, содержащему высококачественное атмосферостойкое покрытие, способу его получения и применению. Полуфабрикат с полимерным покрытием содержит основной металлический слой и полимерное покрытие из композиции, содержащей 5-70 мас.% гидроксифункциональных фторполимеров, 5-70 мас.% сложного полиэфира на основе ди- или поликарбоновых кислот или их производных и алифатических или циклоалифатических ди- или полиолов, причем по меньшей мере одна алифатическая или циклоалифатическая ди- или поликарбоновая кислота или её производные содержатся в сложном полиэфире, а также 2-25 мас.% сшивателя, 0,01-2 мас.% катализатора сшивания, вплоть до 20 мас.% УФ-поглотителя и вплоть до 10 мас.% УФ-стабилизатора, при этом на основной слой нанесен металлический антикоррозионный слой, обладающий катодной антикоррозионной защитой по отношению к основному слою. Технический результат: получение полуфабриката с высококачественным атмосферостойким покрытием, очень хорошей антикоррозионной защитой и долговечностью с учетом эстетики. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 2 табл., 8 пр.

 

Настоящее изобретение относится к полуфабрикату с высококачественным атмосферостойким покрытием и очень хорошей антикоррозионной защитой. Основополагающим при этом является сочетание «долговечности с учётом эстетики» с традиционными критериями эффективной антикоррозионной защиты.

Воздействия погодных условий на материалы при их наружном применении не избежать. Такое неблагоприятное воздействие вызывается, в частности, наличием ультрафиолетового излучения (UV) в солнечном излучении, самыми разнообразными механизмами коррозии, процессами чистки, разносимыми ветром средами (песком, пылью) или другими соответствующими неблагоприятными факторами в специальных случаях применения. В результате незащищённые материалы или материалы с недостаточно обработанной поверхностью теряют свою ценность и/или долговечность. Кроме того, имеющие в основе металлическую подложку материалы подвержены существенному коррозионному риску, вследствие чего аспекту антикоррозионной защиты покрытия согласно изобретению придаётся особое значение.

В хорошо известном уровне техники, касающемся нанесения антикоррозионного и атмосферостойкого полимерного покрытия валками для улучшения и декорирования поверхности, применяются так называемые поливинилидендифторидные (PVDF) лаки, имеющие однако чёткие, касающиеся дизайна недостатки, так как достижим блеском является блеск исключительно в диапазоне среднего блеска (25-35 единиц блеска, замеренных тестом Гарднера при 60°). Кроме того, такие покрытия обладают сравнительно низкой твёрдостью поверхности.

Задача данного изобретения состоит в получении улучшенных полуфабрикатов, которые обеспечивают идеально устойчивую антикоррозионную защиту, могут применяться в качестве хромофорных покрытий или декора, позволяют художественно оформлять поверхности (яркий блеск, средний блеск, матовость) и может обеспечить устойчивую обработку поверхности.

Посредством таких видов полуфабриката с улучшенной поверхностью должны гарантироваться при внутреннем и, в особенности, наружном применении одновременно особо высокая твёрдость поверхности (абразивная стойкость, стойкость к царапанию), атмосферостойкость, защитные свойства подложки и превосходная антикоррозионная защита.

Кроме того, высококачественные поверхности предназначены для легкого и рентабельного производства и применения.

Другие, не названные явно задачи станут понятны из описания, формулы изобретения или примеров, приведённых в заявке.

На фоне уровня техники и описанного в нём несовершенного технического решения, в настоящем изобретении удаётся получить не очевидным для среднего специалиста способом покрытие с сохраняющимся в течение длительного времени улучшенным качеством и соответствующее вышеуказанному сложному набору требований.

Существенное значение для данного изобретения имеет получение полуфабриката, который должен обеспечить выполнение указанного выше сложного набора требований в том случае, когда вследствие обработки и переработки или повреждения возникает, по меньшей мере, на отдельных участках повышенный риск коррозии.

Таким образом настоящее изобретение, во-первых, предлагает полуфабрикат, содержащий металлический основной слой или металлическую подложку и полимерное покрытие из композиции, состоящей из: 5-70 мас. % гидроксифункциональных фторполимеров; 570 мас. % сложного полиэфира на основе ди- или поликарбоновых кислот или их производных и алифатических или циклоалифатических ди- или полиолов, причём в сложном полиэфире должна содержаться, по меньшей мере, одна алифатическая или циклоалифатическая ди- или поликарбоновая кислота или её производные, сшивающий агент в количестве 2-25 мас. %, катализаторы для сшивания в количестве 0,012 мас. %, УФ-поглотители вплоть до 20 мас. % и УФ-стабилизаторы вплоть до 10 мас. %, отличающийся тем, что основной слой нанесен металлический антикоррозионный слой, и тем, что металлический антикоррозионный слой проявляет катодную защиту от коррозии защиту по отношению к основному слою.

Металлический основной слой содержит согласно предпочтительному варианту выполнения, по меньшей мере, один стальной слой. Толщина основного слоя составляет 0,2 - 4 мм, в частности, 0,251,5 мм. В качестве альтернативы основной слой может быть выполнен из многослойного композитного материала, в виде сэндвича с расположенными снаружи металлическими слоями и расположенным между ними полимерным слоем или быть только металлическим композитным материалом.

Металлический антикоррозионный слой выполнен таким образом, что он обеспечивает по отношению к основному слою катодную антикоррозионную защиту. Для этого антикоррозионный слой содержит элементы, которые менее благородны, чем основной слой, т.е. в электрохимическом ряде напряжений они обладают более низким потенциалом.

Согласно предпочтительным вариантам выполнения антикоррозионный слой содержит цинк (Zn), олово (Sn), алюминий (Al), магний (Mg) или их сплавы. Примерами таких сплавов могут служить цинк-алюминий с известным по сплавам Galfan (около 95% Zn и 5% Al) и Galvalume (около 55% Al, 4345% Zn и 12% Si) составом, и цинк-магний.

Толщина антикоррозионного слоя составляет от 1 до 200 мкм, предпочтительно от 5 до 100 мкм, особо предпочтительно от 10 до 50 мкм.

Согласно предпочтительному варианту выполнения настоящего изобретения в композиции фторполимеры и сложные полиэфиры составляют в сумме предпочтительно от 20 до 75 мас. %.

Массовые показатели отдельных компонентов композиций согласно изобретению могут свободно варьироваться в рамках указанных ранее пределов при условии, что сумма составит 100 мас. %.

Полученные посредством композиций согласно изобретению покрытия характеризуются длительными барьерными свойствами по отношению к коррозионным средам, высокой стойкостью к атмосферным и эрозионным воздействиям, достаточной эластичностью при напряжении на продольный изгиб и химической устойчивостью к чистящим средствам и средствам для удаления граффити. Кроме того покрытия из композиций согласно изобретению обладают устойчивым к загрязнению свойством, оптимальным соотношением между затратами и выгодой и достаточной непрозрачностью и покрывающей способностью при нанесении окрашивающего покрытия при малых толщинах слоя, т.е. они обладают очень высокой дисперсией пигмента. Таким образом при помощи таких покрытий можно достичь устойчивой обработки поверхности при многообразии дизайна, например, благодаря возможности получения поверхности как с высоким и средним блеском, так и с матовой поверхностью.

Также при использовании покрытых металлических поверхностей внутри помещения, в частности, «товаров белого цвета» (плиты, холодильники, стиральные машины, посудомоечные машины и пр.) обработка поверхности согласно изобретению обеспечивает привлекательный эффект благодаря ее антикоррозионным свойствам, высокой светостойкости и высокой твёрдости поверхности.

Следовательно, полуфабрикаты с покрытием согласно изобретению обладают по сравнению с уровнем техники следующими преимуществами.

Покрытия согласно изобретению обладают устойчивостью цвета и стабильностью блеска и не мутнеют при воздействии влаги. Кроме того покрытие отличается превосходной атмосферостойкостью и очень хорошей стойкостью к химикатам, например, ко всем коммерчески доступным моющим композициям. Также эти аспекты способствуют сохранению качества поверхности в течение длительного времени.

При этом покрытия согласно изобретению обладают очень хорошими свойствами прежде всего при механическом воздействии на поверхность. Это продлевает долговечность полуфабрикатов в регионах с регулярными песчаными бурями или несущими пыль ветрами или при регулярной щёточной очистке поверхности.

Кроме того покрытие согласно изобретению является влагостойким, в частности, стойким к дождевой воде, влаге воздуха или росе. Следовательно, оно не обладает известной подверженностью к отслоению от полуфабриката под действием влаги. Также покрытие согласно изобретению обладает особо хорошим барьерным свойством по отношению к воде и кислороду и благодаря этому имеет очень хорошие свойства по отношению к длительной защите от коррозии.

Помимо этого покрытия согласно изобретению обладают очень хорошей твёрдостью поверхности, вследствие чего этот эффект дополнительно способствует долговечности соответственно отделанных полуфабрикатов.

Другое особое преимущество настоящего изобретения проявляется в обеспечении и поддержании очень хорошей антикоррозионной защиты даже в случае повреждения наружного полимерного покрытия или всей слоевой конструкции в процессе пользования. Поэтому, например, несмотря на сверление отверстий при обработке полуфабриката согласно изобретению, очень надёжная защита от коррозии все же обеспечивается по краям отверстий, где нет покрытия поверх основного слоя.

Существенным компонентом полимерного покрытия являются гидроксифункциональные фторполимеры. При этом речь идёт о специальных сополимерах, основанных на структурных единицах фторированного полимера и, по меньшей мере, на одной другой структурной единице, отличающейся от структурной единицы фторированного полимера. В отношении используемых в композициях согласно изобретению гидроксифункциональных фторополимеров речь идёт особо предпочтительно о сополимерах тетрафторэтилена (TFE) и/или хлортрифторэтилена (CTFE) с одной стороны, и о сложных эфирах винила, простых эфирах винила и/или об альфа-олефинах, с другой стороны, или о соответствующих смесях. В таких полимерах гидроксильная функциональность получается, например, при сополимеризации гидроксифункциональных простых эфиров винила и/или альфа-олефинов. Примерами подходящих для изобретения гидроксифункциональных фторполимеров являются имеющиеся в продаже продукты фирмы Asahi Glass Chemicals под названием Lumiflon®, фирмы Daikin под названием Zeffle®, фирмы Central Glass Co. под названием Cefral Coat® и Cefral Soft®, фирмы Qingdao Hongfen Group Co под названием HFS-F-3000 и фирмы Xuzhou Zhongyan Fluoro Chemical Co. под названием ZY-2.

Другим компонентом полимерного покрытия являются содержащиеся в нём сложные полиэфиры.

Содержащиеся в полимерном покрытии сложные полиэфиры основаны на алифатических или циклоалифатических ди- или поликарбоновых кислотах и алифатических или циклоалифатичеких ди- или полиолах.

В качестве исходного кислотного компонента применяемые сложные полиэфиры содержат, по меньшей мере, одну алифатическую или циклоалифатическую дикарбоновую или поликарбоновую кислоту или их производные, например, циклоалифатические 1,2-дикарбоновые кислоты, как, например, 1,2-циклогександикарбоновая кислота или метилтетрагидро-, тетрагидро- или метилгексагидрофталевая кислота, янтарная кислота, себациновая кислота, двухосновная ундекановая кислота, двухосновная додекановая кислота, адипиновая кислота, азелаиновая кислота, пиромеллитовая кислота, тримеллитовая кислота, изононановая кислота и/или димер жирной кислоты.

Кроме того применяемый сложный полиэфир может необязательно содержать помимо алифатических или циклоалифатических дикарбоновых или поликарбоновых кислот или их производных другие карбоновые кислоты, например, ароматические дикарбоновые или поликарбоновые кислоты. Примерами подходящих ароматических кислот могут служить фталевая кислота, изофталевая или терефталевая кислота. Доля алифатических или циклоалифатических дикарбоновых или поликарбоновых кислот в общем содержании кислот в применяемых согласно изобретению сложных полиэфирах составляет не менее 35 мольных % от суммы всех ди- и поликарбоновых кислот, предпочтительно не менее 45 мольных % и согласно особо предпочтительному варианту выполнения - 100 мольных %, т.е. совершенно особо предпочтительно, чтобы сложный полиэфир основывался исключительно на алифатических или циклоалифатических ди- или поликарбоновых кислотах.

В рамках настоящей заявки под понятием «производные ди- или поликарбоновых кислот» понимаются предпочтительно соответствующие ангидриды или сложные эфиры, в частности, сложный метиловый или сложный этиловый эфиры.

В отношении ди- или полиолов речь идёт об алифатических или циклоалифатических диолах или полиолах, как, например, моноэтиленгликоль, диэтиленгликоль, дипропиленгликоль, триэтиленгликоль, тетраэтиленгликоль, 1,3-пропандиол, 1,2-пропандиол, 1,4-бутандиол, 1,5-пентандиол, 1,6-гександиол, 1,9-нонандиол, 1,12-додекандиол, 1,3-бутилэтилпропандиол, 2-метил-1,3-пропандиол, циклогександиметанол или неопентилгликоль. Кроме того речь может идти также об олигомерных диолах, таких как олигоэтиленгликоль, олигопропиленгликоль и другие простые олигоэфиры.

Также могут применяться полиолы с содержанием более 2 функциональных групп, как, например, триметилолэтан, триметилолпропан, пентаэритрол или глицерин. Кроме того могут применяться лактоны и гидроксикарбоновые кислоты в качестве ди- или полиолов.

Предпочтительно применяются, например, 1,3-метилпропандиол, 2,2'-диметилпропан-1,3-диол, неопентилгликоль, этиленгликоль, 1,6-гександиол и/или триметилолпропан в качестве алифатических или циклоалифатических ди- или полиолов.

Кислотное число использованных в полимерном покрытии сложных полиэфиров, замеренное в соответствии со стандартом DIN ISO 2114, составляет, преимущественно от 0 до 10 мг гидроксида калия (КОН)/г, предпочтительно до 5 мг КОН /г, в частности, 0-3 мг КОН /г. Под кислотным числом (AN) подразумевается количество гидроксида калия в мг, которое необходимо для нейтрализации содержащихся в одном грамме вещества кислот. Исследуемую пробу растворяют в дихлорметане и титрируют с применением 0,1 N этанолового раствора едкого калия с использованием фенолфталеина в качестве индикатора.

Используемые в полимерном покрытии сложные полиэфиры характеризуются карбоксильным числом ОН от 15 до 150 мг КОН/г, предпочтительно от 20 до 100 мг КОН/г.

В рамках настоящей заявки определение карбоксильного числа ОН проводится в соответствии со стандартом DIN 53240-2. При использовании этого способа пробу преобразуют с помощью ангидрида уксусной кислоты в присутствии 4-диметиламинопиридина в качестве катализатора, причём гидроксильные группы ацетилируются. При этом по каждой гидроксильной группе образуется молекула уксусной кислоты, в то время как при последующем гидролизе избыточного ангидрида уксусной кислоты образуются две молекулы уксусной кислоты. Расход уксусной кислоты определяется титриметрически по разнице между экспериментальной величиной и пустой величиной, полученной параллельной.

Результирующие среднечисленные показатели молекулярного веса Mn составляют от 1000 до 10000 г/моль, предпочтительно от 3000 до 7000 г/моль.

Молекулярный вес определяли в рамках настоящего изобретения посредством гель-проникающей хроматографии (GPS). Образцы характеризовались в тетрагидрофуране в качестве элюента в соответствии со стандартом DIN 55672-1.

Mn (UV) - среднечисленный молекулярный вес (GPC, UV-Detektion = хроматографический датчик с УФ-детектированием), данные в г/моль;

Mw(UV) - среднемассовый молекулярный вес (GPC, UV-Detektion = хроматографический датчик с УФ-детектированием), данные в г/моль.

Применяемые сложные полиэфиры получают известными способами (см. Dr. P. Oldring, Resins for Surface Coatings, т. III, опубликовано Sita Technology, 203 Gardiness House, Bromhill Road, г. Лондон, SW18 4JQ, Англия, 1987 г.) посредством (полу)непрерывной или периодической этерификации исходных кислот и спиртов в одностадийной или многостадийной процедуре.

Синтез сложных полиэфиров проводится предпочтительно посредством конденсации расплава. Для этого приготавливают и расплавляют упомянутые выше ди- или поликарбоновые кислоты и ди- или полиолы при эквивалентном соотношении между гидроксильными и карбоксильными группами, равном 0,5-1,5, предпочтительно 1,0-1,3. Поликонденсация протекает в расплаве при температуре от 150 до 280°С в течение от 3 до 30 часов, предпочтительно в атмосфере инертного газа. В качестве инертного газа могут применяться азот или благородные газы, в частности, азот. Содержание кислорода в инертном газе составляет менее 50 ч./млн., в частности, менее 20 ч./млн. При этом сначала отгоняют значительную часть высвобождающейся воды при атмосферном давлении. Затем оставшуюся реакционную воду и легко летучие диолы удаляют до достижения требуемого молекулярного веса. При необходимости это может быть упрощено путём снижения давления, увеличения площади поверхности или пропускания потока инертного газа. Реакция может быть дополнительно ускорена введением азеотропообразователя и/или катализатора до или во время реакции. Пригодными для этого азеотропообразователями выступают, например, толуол и ксилолы. Типичными катализаторами служат органотитановые соединения или оловоорганические соединения, такие, как тетрабутилтитанат или оксид дибутилолова. Также возможно использование катализаторов, основанных на других металлах, например, на цинке или сурьме, а также не содержащих металлов катализаторов этерификации. Также возможно использование других добавок и вспомогательных средств, таких как антиокислители или стабилизаторы цвета.

Примерами пригодных гидроксифункциональных сложных сополиэфиров являются имеющиеся в продаже продукты фирмы Evonik Industries AG, DYNAPOL® LH 748-02/B или DYNAPOL® LH750-28.

Согласно предпочтительному варианту выполнения, общее ОН число для фторполимеров и сложных полиэфиров составляет от 20 до 350 КОН/г, предпочтительно от 30 до 250 КОН/г.

Другим компонентом полимерного покрытия являются сшивающие агенты, например, аминосмолы или полиизоцианаты, а также их смеси.

В случае с полиизоцианатами речь идёт преимущественно об изофорондиизоцианате (IPDI), гексаметилендиизоцианате (HDI), диизоцианатодициклогексилметане (H12MDI), 2-метилпентандиизоцианате (MPDI), 2,2,4-триметилгексаметилендиизоцианате/2,4.4-триметилгексаметилендиизоцианате (TMDI) и/или норборнандиизоцианате (NBDI), включая их блокированные производные. Примерами таких пригодных сшивающих агентов могут служить Vestanat® EP B 1581 фирмы Evonik Industries AG и Desmodur® BL 3175 фирмы Bayer. Как правило, количество сшивающего агента регулируется таким образом, чтобы соотношение между ОН- группами в смеси связующих веществ, в частности, гидроксифункционального фторполимера и сложного полиэфира, и изоцианатными (NCO ) группами полиизоцианата находилось в диапазоне от 0,5 до 1,5, предпочтительно от 0,8 до 1,2, особо предпочтительно от 0,9 до 1,1. Приведённые выше диапазоны соотношений применимы, в частности, для совершенно особо предпочтительной комбинации из гексаметилендиизоцианата (HDI) в качестве полиизоцианата и дилаурат дибутилолова (DBTDL) в качестве катализатора сшивания. При использовании других систем, компоненты которых заметно отклоняются в отношении молекулярного веса или числа функциональностей, указанные предельные диапазоны должны приводиться в соответствие специалистом в данной области техники.

Также компонентом полимерного покрытия являются катализаторы сшивания. В качестве катализатора сшивания применяются обычно органические соединения олова и висмута, такие, как дилаурат дибутилолова (DBTDL) или неодеканоат висмута. Кроме того применяются также третичные амины, такие, как 1,4-диазабицикло[2.2.2]октан и не окисляющие органические кислоты, например, пара-толуолсульфоновая кислота.

В качестве других важных параметров для регулирования требуемой эстетически эффективной атмосферостойкости и обеспечения защитных свойств подложки для нанесения покрытия композиция для полимерного покрытия содержит вплоть до 20 мас. %, предпочтительно вплоть до 15 мас. %, УФ-поглотителей, предпочтительно УФ-поглотителей на основе триазина, и вплоть до 10 вес. %, предпочтительно вплоть до 7,5 мас. %, УФ-стабилизатора, предпочтительно УФ-стабилизатора на основе HALS.

Согласно особо предпочтительному варианту выполнения полимерное покрытие содержит 0,5-15 мас. % основанного на триазаине УФ-поглотителя и 0,3-7,5 мас. % УФ-стабилизатора на основе HALS.

Композиции для полимерного покрытия могут применяться непосредственно в описанном выше виде. Так, композиции могут применяться для получения порошковых покрытий, т.е. не содержащих растворитель. Это представляет особый интерес в отношении особо предпочтительного применения порошковых покрытий.

Кроме того композиции могут применяться в виде содержащих растворитель покрытий. Согласно этому предпочтительному варианту выполнения композиции содержат от 5 до 80 мас. %, предпочтительно вплоть до 50 мас. %, растворителя к количеству композиции.

В качестве пригодных для композиций растворителей применяются в принципе любые растворители или смеси растворителей, которые совместимы с другими, применяемыми согласно изобретению компонентами. При этом речь идёт преимущественно о кетонах, таких, как ацетон или метилэтилкетон, сложных эфирах, таких, как этил-, пропил- или бутилацетат, ароматических соединениях, таких как толуол или ксилол, или простых эфирах, таких как диэтилэфир, или этилэтоксипропионат, простом гликолевом эфире и сложном гликолевом эфире, а также о высококипящих ароматических текучих средах, таких, как Solvesso® 150 фирмы ExxonMobil Chemicals.

Кроме того полимерное покрытие может дополнительно содержать вплоть до 40 мас. % гидроксифункциональной силиконовой смолы, в расчете на композицию. ОН- число этой силиконовой смолы составляет от 50 до 300 мг КОН/г, предпочтительно от 90 до 200 мг КОН/г. Посредством таких силиконовых смол дополнительно повышается термостойкость композиции. Кроме того при более высокой доле этого компонента можно увеличить содержание твёрдого вещества в композиции в целом при одновременном уменьшении доли остальных компонентов полимера. Примером таких гидроксифункциональных силиконовых смол служит XIAMETER® RSN-0255 фирмы Dow Corning.

Также композиция полимерного покрытия может дополнительно содержать вплоть до 20 мас. % силанфункционального алкилизоцианата или глицидилфункционального алкилсилана, в расчете на композицию. Эти компоненты, как правило, дополнительно улучшают адгезионные свойства и/или повышают стойкость к царапанию и износостойкость покрываемого полуфабриката. Предпочтительным силанфункциональным алкилизоцианатом является триметоксипропилсилилизоцианат, поставляемый на рынок, например, фирмой Evonik Industries AG под названием Vestanal® EP-M 95. Предпочтительным примером для глицидилфункционального адкилсилана является 3-глицидилоксипропилтриметоксисилан, выпущенный в продажу, например, фирмой Evonik Industries AG под названием Dynasylan® GLYMO.

Кроме того в композиции могут содержаться, в частности, неорганические частицы, необязательно наноразмерные частицы, частицы преимущественно для пигментации и дополнительного повышения стойкости к царапанию и износостойкости. При этом может быть добавлено вплоть до 40 мас. %, предпочтительно вплоть до 30 мас. %, таких частиц по отношению к количеству композиции. Также возможно вводить в композицию для придания цвета соответствующие красители, например, органические и/или неорганические пигменты или красители.

Для регулирования степени блеска в композиции могут дополнительно содержаться матирующие средства. В качестве матирующих средств могут применяться, например, кремнезем (силикагель) (например, Acematt® фирмы Evonik Resource Efficiency GmbH), силикаты и полиамиды в виде тонких порошков (например, Vestosint® фирмы Evonik Resource GmbH) и сополимеры.

При этом после нанесения полимерного покрытия на соответствующий материал подложки или полуфабриката и последующей сушки и сшивания толщина этого покрытия составляет предпочтительно от 0,5 мкм до 200 мкм, более предпочтительно от 2 мкм до 150 мкм, особо предпочтительно от 5 мкм до 50 мкм.

При выборе внутреннего металлического слоя или подложки в принципе ограничений не существует. Из металлов пригодны в первую очередь известные специалисту сорта стали, а также алюминий и другие металлы или сплавы, на которые по соображениям антикоррозионной защиты наносится покрытие.

Наряду с уже описанными покрытиями предметом настоящего изобретения являются также способы получения полуфабрикатов.

Согласно предусмотренному изобретением способу нанесения покрытия на полуфабрикат сначала обеспечивают полуфабрикат (А: обеспечение внутреннего металлического слоя), затем на него наносится металлический антикоррозионный слой (В: нанесение металлического антикоррозионного слоя на внутренний слой) и после этого наносится полимерное покрытие с применением описанной выше композиции (С: нанесение полимерного покрытия с применением композиции, как описано выше), после этого сушка покрытия и/или его кальцинирование (прокаливание) (D: последующая сушка и/или кальцинирование полимерного покрытия). При этом компоненты композиции сшиваются и образуют полимерное покрытие.

Нанесение металлического антикоррозионного слоя проводится предпочтительно способом окунания в расплав, называемым также огневым покрытием, или способом электролитического или гальванического покрытия.

Согласно альтернативным вариантам выполнения нанесение металлического антикоррозионного слоя может производиться также плакированием или вальцовочным плакированием, способом PVD (физического осаждения паров) или способом CVD (химического осаждения из паровой фазы).

Необязательно после нанесения металлического антикоррозионного слоя могут проводиться термообработка для улучшения структуры антикоррозионного слоя и/или повышения его сцепления с основным слоем, например, посредством процессов диффузии.

Необязательно перед нанесением полимерного покрытия поверхность антикоррозионного слоя может предварительно обрабатываться.

В отношении способа нанесения полимерного покрытия на полуфабрикаты имеется несколько вариантов выполнения. Согласно наиболее простому варианту выполнения нанесение проводится непосредственно на антикоррозионный слой. Для этого применяется, в частности, способ, при котором композиция в виде органического раствора вместе с другими компонентами композиции в виде «органозоля» наносится на подложку и затем нанесённый слой подвергается сушке. При этом покрытие производится, например, посредством ракеля, валков, окунанием, лаконаливным способом, напылением. Во время сушки одновременно происходит сшивание покрытия.

Согласно особо предпочтительному, но не исключительному варианту нанесения покрытия в соответствии с настоящей заявкой композиции применяются в рамках процессов нанесения покрытия на ленту, называемого также Coil-coating (рулонное покрытие). Coil-coating представляет собой способ одно- или двухстороннего покрытия поверхностей, например, стальных или алюминиевых витков. Получаемый в результате материал является композитом, состоящим из металлического материала основы, содержащей основной слой и антикоррозионный слой, необязательно предварительно обработанный, и органического полимерного покрытия. Способы и варианты осуществления процессов Coil-coating среднему специалисту известны.

Согласно второму варианту выполнения полимерное покрытие в виде облагораживающей поверхность плёнки, отделанной композицией, наносится на соответствующий материал подложки или полуфабриката. При этом сначала наносится прочно сцепляющееся покрытие из композиции на соответствующую подложку из плёночного материала. Затем проводится нанесение такой облагораживающей поверхность плёнки на соответствующий материал конечной подложки. При этом нижняя сторона облагораживающей поверхность плёнки либо покрывается самоклеющейся клеевой композицией, либо отделывается горячим расплавом (Hotmelt) или адгезионным слоем. Модифицированная таким образом нижняя сторона сцепляется при нанесении при соответствующей температуре и давлении с материалом конечной подложки.

Таким образом благодаря свойствам материала облагораживающей поверхность плёнки могут быть обеспечены другие свойства изделия, например, оптического характера. Помимо этого такой способ является очень гибким, например, при нанесении покрытия на крупные полуфабрикаты и применим по месту без использования растворителей или высоких температур.

Согласно третьему варианту выполнения, схожему со вторым, полимерное покрытие наносится на соответствующий материал подложки в виде процесса термопереноса композиции.

При этом соответствующий плёночный или бумажный материал основы отделывается на первом этапе нанесения удаляемым слоем, обеспечивающим термоперенос нанесённой на втором этапе покрытия композиции на соответствующий материал подложки.

При необходимости, но не обязательно, на третьем этапе нанесения покрытия может наноситься адгезионный слой, обеспечивающий надлежащее сцепление термопереводной слоевой конструкции с соответствующим материалом подложки.

Согласно четвёртому варианту выполнения применяется не содержащее растворитель порошковое покрытие. Пригодные для этого способы и варианты выполнения среднему специалисту достаточно хорошо известны.

Необязательно на полимерное покрытие затем могут наноситься один или несколько дополнительных функциональных слоёв. При этом ими могут представлять собой, например, стойкое к царапанию покрытие, электропроводящий слой, покрытие против загрязнения и/или повышающий отражение слой или другие оптически функциональные слои. Эти дополнительные слои могут наноситься, например, способом физического осаждения паров (PVD) или способом химического осаждения из паровой фазы (CVD).

Необязательно для дополнительного повышения стойкости к царапанию может наноситься стойкое к царапанию покрытие. В отношении стойких к царапанию покрытий речь может идти, например, о слоях из оксида кремния, наносимых непосредственно физическим осаждением паров или химическим осаждением из паровой фазы.

Для упрощения чистки поверхность многослойного формованного изделия может дополнительно содержать покрытие, отталкивающее или разлагающее грязь. Также и это покрытие может наноситься физическим осаждением паров или химическим осаждением из паровой фазы.

Например, в качестве дополнительной опции на полимерном покрытии дополнительно располагается относительно тонкий, экстремально прочный к износу слой. Здесь речь идёт об особо твёрдом слое из термореактопласта толщиной предпочтительно менее 5 мкм, особо предпочтительно от 0,5 до 2,0 мкм. Так, например, такой слой может быть получен из содержащей полисилазан композиции.

Сферами применения полуфабрикатов согласно изобретению являются, в частности, архитектура для креативного оформления фасадов и кровельных поверхностей, облагораживание поверхностей, художественное конструирование/формообразование металлических конструкций. Это относится, в частности, к высоконагруженным наружным сооружениям, как, например, стадионы, заводские/промышленные комплексы, мостостроение, транспорт, морские сооружения и пр. Конечно, эти преимущества также могут быть использованы и для внутренних применений. Другие области использования полуфабрикатов согласно изобретению присутствуют в автостроении, причём сюда относятся, в частности, наряду со строительством легковых и грузовых автомобилей также кораблестроение, авиастроение и транспортные средства специального назначения. Другой областью применения полуфабрикатов согласно изобретению является сфера упаковки, так как именно в отношении упаковки пищевых продуктов проявляются преимущества. Основополагающим при этом является сочетание «долговечности с точки зрения эстетики» с традиционными критериями надёжной антикоррозионной защиты. Согласно другому предпочтительному варианту выполнения под металлическими конструкциями имеются в виду компоненты бытовой техники (крупногабаритная бытовая техника), в частности, кухонные плиты, холодильники, стиральные и посудомоечные машины.

Предполагается, что дополнительная информация не требуется для того, чтобы специалист в данной области техники мог использовать в самом широком объёме приведённое выше описание. Поэтому предпочтительные варианты выполнения и примеры следует воспринимать лишь как описывающее, никоим образом не ограничивающее раскрытие.

Альтернативные варианты выполнения настоящего изобретения могут быть созданы аналогичным образом.

Примеры.

Исследования на совместимость сложных полиэфиров и фторполимеров.

Пример Сложный полиэфир Соотношение между сложным полиэфиром и Lumiflon LF 200F
20 : 80 50 : 50 80 : 20
Пример 1 Р1 Экстремально мутно Экстремально мутно Экстремально мутно
Пример 2 Р2 Экстремально мутно Экстремально мутно Экстремально мутно
Пример 3 Р3 Прозрачно Минимальная мутность Прозрачно
Пример 4 Р4 Прозрачно Прозрачно Прозрачно

Р1: Dynapol LH 744-23. Evonik Industries AG, сложный полиэфир на основе алифатической дикарбоновой кислоты, 45 мольных %.

Р2: Dynapol LH 538-02, Evonik Industries AG, сложный полиэфир на основе алифатической дикарбоновой кислоты, 50 мольных %, циклоалифатичечкого ангидрида дикарбоновой кислоты.

Р3: Dynapol LH 748-02/B. Evonik Industries AG, сложный полиэфир на основе циклоалифатического ангидрида дикарбоновой кислоты, 100 мольных %.

Р4: Dynapol LH 750-28. Evonik Industrie AG, сложный полиэфир на основе циклоалифатичекого ангидрида дикарбоновой кислоты, 100 мольных %.

Указанные молярные концентрации относятся соответственно к доле кислоты в соответствующем сложном полиэфире.

Lumiflon LF 200, Asahi Glass Chemicals, гидроксифункциональный фторполимер на основе фторэтиленвинилового простого эфира.

Пример Сложный полиэфир Соотношение между сложным полиэфиром и Lumiflon® 916F
20 : 80 50 : 50 80 : 20
Пример 5 Р1 Экстремально мутно Экстремально мутно Экстремально мутно
Пример 6 Р2 Прозрачно Прозрачно Экстремально мутно
Пример 7 Р3 Прозрачно Прозрачно Прозрачно
Пример 8 Р4 Прозрачно Прозрачно Прозрачно

Lumiflon LF 916F, Asahi Grass Chemicals, гидроксифункциональный фторполимер на основе простого фторэтиленвинилового эфира.

Достаточно хорошей совместимостью с компонентом фторполимера «полиол Lumiflon LF» обладают прежде всего сложные полиэфиры Р3 и Р4, основанные только на алифатических дикарбоновых кислотах и соответствующих производных.

1. Полуфабрикат с полимерным покрытием, содержащий основной металлический слой и полимерное покрытие из композиции, содержащей 5-70 мас.% гидроксифункциональных фторполимеров, 5-70 мас.% сложного полиэфира на основе ди- или поликарбоновых кислот или их производных и алифатических или циклоалифатических ди- или полиолов, причем по меньшей мере одна алифатическая или циклоалифатическая ди- или поликарбоновая кислота или её производные содержатся в сложном полиэфире, а также 2-25 мас.% сшивателя, 0,01-2 мас.% катализатора сшивания, вплоть до 20 мас.% УФ-поглотителя и вплоть до 10 мас.% УФ-стабилизатора, отличающийся тем, что на основной слой нанесен металлический антикоррозионный слой, при этом указанный металлический антикоррозионный слой обладает катодной антикоррозионной защитой по отношению к основному слою.

2. Полуфабрикат по п. 1, отличающийся тем, что основной слой содержит по меньшей мере один стальной слой.

3. Полуфабрикат по п. 1 или 2, отличающийся тем, что металлический антикоррозионный слой содержит цинк, алюминий, олово, магний или их сплавы.

4. Полуфабрикат по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что толщина основного слоя составляет 0,2-4 мм, толщина полимерного покрытия после сушки и сшивания составляет 0,5-200 мкм.

5. Полуфабрикат по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что толщина металлического антикоррозионного слоя составляет 1-200 мкм.

6. Полуфабрикат по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что полимерное покрытие содержит органические и/или неорганические пигменты или красители.

7. Способ получения полуфабриката с полимерным покрытием, включающий следующие этапы:

А: приготовление металлического основного слоя;

В: нанесение металлического антикоррозионного слоя на металлический основной слой;

С: нанесение полимерного покрытия из композиции, содержащей: 5-70 мас.% гидроксифункциональных фторполимеров, 5-70 мас.% сложного полиэфира на основе ди- или поликарбоновых кислот или их производных и алифатических или циклоалифатических ди- или полиолов, причём по меньшей мере одна алифатическая или циклоалифатическая ди- или поликарбоновая кислота или её производные содержатся в сложном полиэфире, а также 2-25 мас.% сшивателя, 0,01-2 мас.% катализаторов сшивания, вплоть до 20 мас.% УФ-поглотителя и вплоть до 10 мас.% УФ-стабилизатора;

D: последующая сушка и/или кальцинирование полимерного покрытия.

8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что после нанесения антикоррозионного слоя (этап «В») и полимерного покрытия (этап «С») проводится термическая обработка.

9. Способ по п. 7 или 8, отличающийся тем, что на полученное покрытие дополнительно наносится стойкое к царапанью покрытие, электропроводящий слой, грязезащитное покрытие и/или повышающие отражение слои или другие оптически функциональные слои.

10. Применение полуфабриката по любому из пп. 1-6 в качестве компонента в автомобилестроении, для упаковки, для бытовых приборов или в строительстве для оформления фасада и кровли, при внутренней отделке и облагораживании поверхности, художественном оформлении /конструировании металлических конструкций.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано для получения изделий, предназначенных для эксплуатации при высоких температурах. Способ включает погружение изделия в алундовый контейнер, содержащий электролит в виде фторидного расплава на основе AlF3 с добавками NaF и/или KF и анод в виде расплава алюминия на дне контейнера, и получение покрытия, содержащего алюминий, на изделии в качестве катода при температуре 700-980°C, при этом покрытие получают электроосаждением в короткозамкнутом гальваническом элементе, образованном алитируемым изделием, фторидным расплавом и анодом, замыканием экранированных алундовыми трубками токоподводов к катоду и аноду металлическим проводником.

Изобретение относится к нанесению покрытия из олова на нержавеющий лист стали, который подходит для использования в электрических контактных соединениях, которые применяются в электронном оборудовании.

Изобретение относится к области электронной техники и может быть использовано в производстве конденсаторов. Способ включает подготовку поверхности катодной танталовой обкладки перед нанесением покрытия, нанесение гальванического рутениевого покрытия на поверхность обкладки и анодное оксидирование рутениевого покрытия, при этом подготовку поверхности обкладки проводят методом центрифугирования или электрофорезом для нанесения неагломерированного танталового порошка с удельным зарядом до 150000 мкКл/г и средней фракцией 2,5 мкм и последующим вакуумным спеканием при остаточном давлении 10-5 мм рт.ст., температуре 1050°С в течение 1 часа, а после окончания спекания осуществляют гальваническое нанесение рутениевого покрытия толщиной 2,0-4,0 мкм из электролита, содержащего, г/л: Ru(OH)Cl3 (в пересчете на металл) 5-10; NH2SO3H 30 и воду деионизованную или дистиллированную до 1 л, при температуре 60±10°С, напряжении 3 В, катодной плотности тока 2-6 А/дм2, количестве циклов 4-5 и времени одного цикла 10-15 мин, а анодное оксидирование проводят в 38%-ном растворе серной кислоты.
Изобретение относится к нанесению покрытия на электропроводящую подложку. На различные части подложки одновременно наносят несколько электропроводящих жидких материалов.

Изобретение относится к способу изготовления катодной обкладки, представляющей собой танталовую плоскую пластину или танталовый корпус конденсатора, с оксидированным рутениевым покрытием для танталового объемно-пористого конденсатора.

Изобретение относится к способу и установке для обработки изделия электроосаждением покрытия. Установка содержит резервуар, пригодный для заполнения электролитом, электропроводящее средство, расположенное в резервуаре и образующее анод посредством соединения с генератором тока, и средство вращения обрабатываемого изделия.
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении резьбы на деталях, работающих при знакопеременных нагрузках и в условиях абразивной среды.

Изобретение относится к гальваностегии и может быть использовано в ремонтном производстве при нанесении металлических и композиционных покрытий на цилиндрические поверхности.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению композиционных материалов. .

Изобретение относится к технологии электрохимических производств и может быть применено для получения блестящих покрытий сплавом кобальт-никель. .

Изобретение относится к области металлургии и машиностроения, а именно к комбинированным способам упрочнения металлов, и может быть использовано при изготовлении деталей, работающих в условиях изнашивания и знакопеременных нагрузок.
Изобретение относится к химико-термической обработке стальных деталей, в частности, к составу для поверхностного лазерного упрочнения деталей из конструкционных сталей.

Заявляемое изобретение относится к области материаловедения, а именно к способам получения двухслойных структур, состоящих из светопоглощающего слоя галогенидного полупроводника состава АВХ3 и находящегося в контакте с ним слоя электропроводящего материала, для использования в качестве компонента фотоэлектрических устройств, в частности твердотельных, в том числе тонкопленочных, гибких или тандемных солнечных элементов, а также оптоэлектронных и светоизлучающих устройств.

Изобретение относится к покрытию на основе AlCrN, обеспечивающему исключительную устойчивость к кратерному износу в ходе операций сухого резания, например при зубофрезеровании.

Изобретение относится к области материаловедения, а именно к способам получения пленки полупроводника на основе комплексных галогенидов с перовскитоподобной структурой, которая может быть использована в качестве светопоглощающего слоя в твердотельных, в том числе тонкопленочных, гибких или тандемных солнечных элементах, а также для создания оптоэлектронных, в частности светоизлучающих устройств.

Изобретение относится к области электрофизической и электрохимической обработки, в частности к электроэрозионному легированию (ЭЭЛ), и может быть использовано для обработки поверхностей деталей машин и металлорежущих инструментов.

Изобретения заявленной группы относятся к области горячей штамповки и могут быть использованы для изготовления плакированного листа для изготовления из него горячей штамповкой компонента и изготовления транспортного средства с указанным компонентом.

Изобретение может быть использовано при лазерной обработке материалов, в том числе керамических, в частности при формировании отверстий и резке. Очистку поверхности проводят кипячением в хромовой смеси.

Изобретение относится к области материаловедения, а именно к технологии получения тонких пленок или контактных микропечатных планарных структур галогенидных полупроводников состава АВХ3, в том числе с органическими катионами, которые могут быть использованы в качестве светопоглощающего слоя в твердотельных, в том числе тонкопленочных, гибких или тандемных солнечных элементах или для создания светоизлучающих устройств.

Изобретение относится к получению на поверхности алюминия и его сплавов супергидрофобных покрытий, обладающих влагозащитными и антиобледенительными свойствами, и может быть использовано для обеспечения долговременной защиты от гололедно-изморозевых отложений и сопутствующей коррозии различных конструкций и сооружений.

Изобретение относится к полуфабрикату, содержащему высококачественное атмосферостойкое покрытие, способу его получения и применению. Полуфабрикат с полимерным покрытием содержит основной металлический слой и полимерное покрытие из композиции, содержащей 5-70 мас. гидроксифункциональных фторполимеров, 5-70 мас. сложного полиэфира на основе ди- или поликарбоновых кислот или их производных и алифатических или циклоалифатических ди- или полиолов, причем по меньшей мере одна алифатическая или циклоалифатическая ди- или поликарбоновая кислота или её производные содержатся в сложном полиэфире, а также 2-25 мас. сшивателя, 0,01-2 мас. катализатора сшивания, вплоть до 20 мас. УФ-поглотителя и вплоть до 10 мас. УФ-стабилизатора, при этом на основной слой нанесен металлический антикоррозионный слой, обладающий катодной антикоррозионной защитой по отношению к основному слою. Технический результат: получение полуфабриката с высококачественным атмосферостойким покрытием, очень хорошей антикоррозионной защитой и долговечностью с учетом эстетики. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 2 табл., 8 пр.

Наверх