203570. lajstromszámú szabadalom • Tribometrikusan szórható porlakk kompozíció
1 HU 203 570 B 2 A találmány tárgya, tribometrikusan szórható, epoxi- és poliészter-gyanta alapú, porlakk kompozíció. Fémtárgyak korrózió elleni védelmére leggyakrabban korróziógátló festékbevonatokat alkalmaznak. A hagyományos oldószeres, illetve vizes bevonóanyagok mellett egyre elterjedtebben alkalmazzák a porlakkokat. Használatukkal energiatakarékosabb, környezetkímélő bevonási technológia valósítható meg. A különböző porlakkok úgynevezett kamrás és kamra nélküli bevonási eljárással vihetők fel a tárgy felületére. A kamrás eljárások közül elterjedt a fluidágyas vagy a vibrációs porfelvitel. A kamra nélküli eljárások közül a lángszórás, a porszórás sugárban és az elektrosztatikus porszórás az elterjedten alkalmazott Napjainkban azonban egy újabb eljárást, a tribosztikus porszórást kezdik mindinkább használni. Az elektrosztatikus porszórási eljárás lényege az, hogy a festék részecskéknek elektromos töltést adnak és villamos térben vezetik a bevonandó földelt munkadarabhoz. Ennél az eljárásnál az egyik elektród a szórópisztolyban található, a másik pedig maga a nulla potenciálra földelt bevonandó tárgy. A két elektród közé juttatott porlakk részecskék sztatikusan feltöltődnek és a munkadarab felületén lerakódnak. A 2 310 055 számú német szövetségi köztársaságbeli közrebocsátási irat elektrosztatikus felvitelre alkalmazható epoxigyanta-poliésztergyanta alapú porlakk előállítását ismerteti. Ennek hátránya, hogy csak szűkre szabott területen alkalmazható. A 2 411 465 számú német szövetségi köztársaságbeli közrebocsátási irat pedig olyan porlakk előállítását úja le, amelynél speciális összetételű poliészter-gyantával elegyített epoxigyantát alkalmaznak. Az eljárás hátránya, hogy bár a tapadási tulajdonságok javulnak, a porlakkból készült bevonat vegyszerállósága romlik. A legújabban alkalmazott tribusztrikus porszórást másnéven elektrokinetikus eljárásnak nevezik. Lényege az, hogy ennél az eljárásnál a részecskék feltöltődését a porlakk és a megfelelő anyagú és méretű porszállító vezeték közötti érintkezés idézi elő. A tribometrikus felvitel előnye az elektrosztatikus felvitellel szemben az, hogy az előbbi eljárással egy lépésben vastagabb bevonat állítható elő. Előnye továbbá, hogy szikrakisülés ennél a felviteli módnál nem jöhet létre, így nagyobb a tűzbiztonság. Problémákat okoz azonban, hogy bizonyos epoxigyanta, illetve epoxigyanta-poliészter gyanta-rendszerek alkalmazása a tribometrikus technológiában rossz hatásfokú, mivel az ilyen porlakkok és a fémek közel állnak egymáshoz az úgynevezett tribometrikus skálán. A feltöltődés nagyságrendje ugyanis a két anyag a skálán elfoglalt helyének távolságával nő. Azt találtuk, hogy ha a rossz hatásfokkal felvihető porlakkokat akár 1-2 tömeg% mennyiségű adalékkal módosítjuk, lehetőség van a tribosztatikus feltölthetőség javítására. A 185 742 számú magyar szabadalmi leírásban olyan hőrekeményedő porlakkok előállítását ismertetjük, amelyben epoxigyanta-poliészter gyanta alapgyantát egy 2,2-bisz-hidroximetil-propionsav kondenzátummal és/vagy ketongyantával vagy egy e-kaprolaktám adduktummal adalékoljuk. Ez a porlakk kompozíció elektrosztatikus felvitelre különösen alkalmas, azonban a tribometrikus felvitelnél nem használható az alacsony eletrokinetikus feltöltődési fok miatt. Auzt találtuk, ha olyan porlakkot állítunk elő, amelyben az epoxigyanta-poliésztergyanta alapelegyhez egy szerves savanhidriddel módosított, hidroxilcsoportokat tartalmazó ketongyantát és emellett adott esetben egy 2,2-bisz-hidroximetil-propionsav kondenzátumot vagy adott esetben e-kaprolaktám adduktumot adalékolunk - tribometrikus felvitelre kiválóan alkalmazható porgyantát kapunk. A ketongyantát - tömegére számítva 2-10 tömeg% szerves savanhidriddel, célszerűen maleinsavanhidriddel, piromellitsavanhidriddel, trimellitsavanhidriddel, ftálsavanhidriddel, szabad karboxilcsoportokat tartalmazó maleinsav-sztirol kopolimerrel - módosítjuk 150-200 °C-on 2-5 percig történő reagáltatással. A módosított terméket in-situ is elő lehet állítani, de technikai okokból a már módosított ketongyantát keverjük a kompozícióhoz. A találmány szerinti porlakk tribometrikus feltöltődésének mértéke kiváló. Alkalmazásának előnye, hogy a tribometrikus felhordással kisebb rétegvastagság esetén is elérhető az élek és csúcsok tökéletes bevonása. Előnye továbbá, hogy elektrosztatikus eljárással 100 mikron feletti bevonat kialakítása nehézségbe ütközik, mivel a porréteg tapadása már nem tökéletes. Tribometrikus felhordással tökéletes minőségű 100 mikron feletti rétegvastaság is elérhető, illetve bonyolultabb felületű tárgyak is egyenletesebben bevonhatók. Emellett a tribosztatikus felvitel kevésbé tűzveszályes és az így előállított kompozíció időjárásállósága is jobb. A találmány tárgya tehát tribometrikusan szórható olyan porlakk, amely 500-2000 epoxiekvivalensű, 60-130 ‘C olvadáspontú dián-glicidil-éter típusú epoxigyanta és 60-120 °C olvadáspontú poliésztergyanta elegyéből, a kompozíció tömegére számítva 1-35 tömeg% ismert adalékanyagból, előnyösen pigmentből, antioxidánsból, adott esetben 1-20 tömeg% mennyiségű 60-150 °C olvadáspontú, 2,2-bisz-hidroxi-metilpropionsav kondenzátumból vagy e-kaprolaktám tartalmú adduktumból áll. A kompozícióra az jellemző, hogy 1-20 tömeg% olyan hidroxilcsoportot tartalmazó, 50-150 ’C olvadáspontú ketongyantát, amely tömegére számítva 2- 10 tömeg% szerves savanhidriddel, karboxilcsoportot tartalmazó maleinsav-sztirol kopolimerrel, piromellitsavanhidriddel, trimellitsavanhidriddel van 150— 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
