Высокотемпературное теплозащитное покрытие


 

C09D1 - Составы для нанесения покрытий, например краски, масляные или спиртовые лаки; заполняющие пасты; чернила; химические средства для удаления краски или чернил; корректирующие жидкости; средства для морения древесины; пасты или твердые вещества для окрашивания или печатания; использование материалов для этой цели (косметика A61K; способы для нанесения жидкостей или других текучих веществ на поверхности вообще B05D; морение древесины B27K 5/02;органические высокомолекулярные соединения C08; органические красители и родственные соединения для получения красителей, протрав или лаков как таковых C09B; обработка неорганических неволокнистых материалов, используемых в качестве пигментов или наполнителей, C09C; природные смолы, политура, высыхающие масла, сиккативы, скипидар как таковые C09F;

Владельцы патента RU 2482146:

Общество с ограниченной ответственностью "ОВК-Руссия" (RU)

Изобретение относится к производству теплозащитных покрытий, предназначенных для конструкций и оборудования, эксплуатируемых в условиях высоких температур и агрессивных сред, и может быть использовано в строительстве, машиностроении, химической промышленности, транспорте, авиационной, космической и других отраслях промышленности. Высокотемпературное теплозащитное покрытие включает полые керамические или корундовые микросферы, связующее и воду. Связующее выбрано из группы, включающей алюмоборфосфат, алюмохромфосфат, полититанат калия или смесь алюмохромфосфата и полититаната калия. Исходные компоненты в композиции для покрытия содержатся в следующих соотношениях, мас.%: указанные микросферы 67-85, указанное связующее 10-30, вода - остальное. В качестве полых керамических микросфер теплозащитное покрытие содержит алюмосиликатные микросферы золы-уноса с диаметром 3-150 мкм и толщиной стенок 1-6 мкм или стеклокерамические микросферы с диаметром 3-100 мкм и толщиной стенок 0,3-1,0 мкм, в качестве полых корундовых микросфер - микросферы с диаметром 3-90 мкм и толщиной стенок 0,5-3,0 мкм. Изобретение позволяет получить теплозащитное покрытие с повышенными теплозащитными и теплофизическими свойствами, стойкостью к вибронагрузкам и агрессивным средам. 3 з.п. ф-лы, 6 табл.

 

Изобретение относится к производству теплозащитных покрытий, предназначенных для конструкций и оборудования, эксплуатируемых в условиях высоких температур и агрессивных сред, и может быть использовано в строительстве, машиностроении, химической промышленности, транспорте, авиационной, космической и других отраслях промышленности.

Известны теплозащитные покрытия, содержащие полые керамические или стеклянные микросферы, связующие в виде дисперсий, эмульсий органорастворимых кремнийорганической смолы, акриловых сополимеров, полиуретанов, которые используются в качестве теплоизоляционного материала для наружных и внутренних поверхностей ограждающих строительных конструкций и сооружений, трубопроводов и различного технологического оборудования, например краска-покрытие по патенту RU №2310670 С9, 20.11.2007. Однако указанное известное покрытие не применимо для конструкций и оборудования, эксплуатируемых в условиях высоких температур и вибронагрузок и агрессивных сред, вследствие низкой устойчивости к их воздействию (рабочая температура покрытия не превышает 200°С).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является теплозащитное покрытие, содержащее в качестве наполнителя вакуумированные (полые) керамические или корундовые микросферы с диаметром частиц от 3 до 100 мкм и насыпной плотностью 300-400 кг/м3, в качестве связующего смолы кремнийорганические, полиэфирэпоксидные или акриловые дисперсии и в качестве добавок отражатель - алюминиевую пудру и пигмент при следующем соотношении компонентов, мас.%: микросферы 55-70, связующее 30-35, отражатель - алюминиевая пудра 2,0-5,0, пигмент 0,1-0,6 (по патенту RU №2245350 С1, 27.01.2005).

Теплозащитное покрытие, полученное при нанесении известного состава, однородно по составу и имеет достаточно высокую прочность сцепления с защищаемой поверхностью, однако оно не применимо для конструкций и оборудования, эксплуатируемых в условиях высоких температур, вибронагрузок и агрессивных сред, вследствие низкой устойчивости к их воздействию (рабочая температура покрытия не превышает 250°С) и обладает недостаточно высокими теплофизическими свойствами (теплопроводностью, тепловосприятием и теплоотдачей).

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение теплозащитных и теплофизических свойств покрытия, устойчивости его к воздействию высоких температур, вибронагрузок и агрессивных сред, расширение области рабочих температур покрытия при обеспечении низкой теплопроводности и высокой однородности и прочности сцепления покрытия с основой.

Указанный технический результат достигается тем, что теплозащитное покрытие, включающее полые керамические или корундовые микросферы, связующее и воду, в качестве связующего содержит одно из группы, включающей алюмоборфосфат, алюмохромфосфат, полититанат калия или смесь алюмохромфосфата и полититаната калия, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

полые керамические или корундовые микросферы 67-85
алюмоборфосфат, или алюмохромфосфат, или полититанат
калия, или смесь алюмохромфосфата и полититаната калия 10-30
вода остальное.

В качестве полых керамических микросфер теплозащитное покрытие содержит алюмосиликатные микросферы золы-уноса с диаметром 3-150 мкм и толщиной стенок 1-6 мкм.

В качестве полых керамических микросфер теплозащитное покрытие содержит стеклокерамические микросферы с диаметром 3-100 мкм и толщиной стенок 0,3-1,0 мкм.

В качестве полых корундовых микросфер теплозащитное покрытие содержит микросферы с диаметром 3-90 мкм и толщиной стенок 0,5-3,0 мкм.

Составы с минимально допустимым содержанием связующего выбираются для покрытия поверхностей конструкций и оборудования, эксплуатируемых при высоких рабочих температурах.

Составы с максимально допустимым содержанием связующего выбираются для покрытия поверхностей конструкций и оборудования, эксплуатируемых при повышенных вибрациях и механических нагрузках.

В предлагаемом составе для теплозащитного покрытия в качестве наполнителя используются полые алюмосиликатные микросферы золы-уноса ТЭС или стеклокерамические или корундовые микросферы в заявляемых пределах диаметров и толщин стенок, полученные вакуумированием (вспениванием) измельченных стеклокерамических или корундовых материалов.

Материалы микросфер выбраны с учетом обеспечения высоких рабочих температур эксплуатации покрытия. Для диапазона рабочих температур до 600°С используются стеклокерамические микросферы, до 1400°С - алюмосиликатные микросферы, до 2000°С - корундовые микросферы.

Диаметр микросфер выбран в диапазоне 3-150 мкм, соразмерным с длиной волны теплового инфракрасного излучения для обеспечения условий его максимального поглощения микросферами. Толщина стенок микросфер в диапазоне 0.3-6 мкм выбрана с учетом обеспечения требуемой прочности материала.

Выбор материалов и размеров микросфер произведен на основе экспериментальных данных, определяющих их оптимальные соотношения, достаточные для обеспечения требуемых вязкости состава, плотности, температурной стойкости и прочности готового покрытия.

Форма микросфер, их размеры и подобранное распределение микросфер по дисперсности позволяют изменять вязкость композиции в зависимости от ее назначения с получением теплозащитного покрытия, обладающего высокими эксплуатационными характеристиками.

Приготовление состава теплозащитного покрытия осуществляется перемешиванием исходного состава в диспергаторе.

Предлагаемое покрытие можно наносить на поверхность строительных конструкций из металла, бетона, кирпича, а также на оборудование химической, авиационной и железнодорожной отраслей, трубопроводы и воздуховоды, эксплуатируемые при температурах от минус 60°С до плюс 2000°С. Благодаря высоким теплотехническим свойствам предлагаемого покрытия его можно наносить на поверхности с температурами до 300°С, не останавливая работу эксплуатируемого оборудования.

Покрытие может наноситься на защищаемую поверхность любым используемым в технологии нанесения покрытий способом в виде одного слоя или нескольких слоев. Причем толщина слоя покрытия зависит от природы поверхности, условий температурного режима эксплуатации.

После нанесения на поверхность материала или изделия слоя или нескольких слоев покрытия и последующей сушки образуется высокотемпературное теплозащитное покрытие, прочно связанное с основой и обладающее высокими эксплуатационными характеристиками.

Получаемое покрытие сохраняет высокие эксплуатационные свойства при высоких рабочих температурах в диапазоне от 300 до 2000°С.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется примерами выполнения, приведенными в таблицах 1-6. В таблице 1 приведены рекомендуемые комбинации связующего и микросфер при приготовлении теплозащитного покрытия в соответствии с предлагаемым изобретением. В таблицах 2, 3, 4, 5 приведены качественные и количественные составы примеров приготовления предлагаемого теплозащитного покрытия.

В таблице 6 приведены показатели свойств теплозащитного покрытия для составов, приведенных в таблицах 2-5.

Таблица 1
Связующее Микросферы стеклокерамические Микросферы алюмосиликатные /зола- унос/ Микросферы корундовые
1 Алюмоборфосфат + + -
2 Алюмохромфосфат + + -
3 Полититанат калия + + +
4 Смесь алюмоборфосфата и полититаната калия + + +
5 Смесь алюмохромфосфата и полититаната калия + + -
Таблица 2
Компоненты Состав №1 (мас.%) Состав №2 (мас.%) Состав №3 (мас.%)
1 Алюмоборфосфат 18.0 12.5 14
2 Микросферы 68.0 75.5 75
3 Вода 12.0 10.0 11
4 Пластификатор 2.0 2.0 0
Таблица 3
Компоненты Состав №4 (мас.%) Состав №5 (мас.%)
1 Смесь алюмоборфосфата и полититаната калия 17.5 20.0
2 Микросферы алюмосиликатные /зола-унос/ 71.5 72.0
Вода 11.0 8.0
Таблица 4
Компоненты Состав №6 (мас.%) Состав №7 (мас.%)
1 Смесь алюмохлорфосфата и полититаната калия 21 23
2 Микросферы алюмосиликатные /зола-унос/ 74 75
3 Вода 5 2
Таблица 5
Компоненты Состав №8 (мас.%) Состав №9 (мас.%)
1 Алюмохромфосфат 19 22
2 Микросферы корундовые 76 76
3 Вода 5 2
Таблица 6
Состав № Диапазон рабочих температур, °С Теплопроводность, Вт/м*град Эксплуатационные характеристики
1 до 500 0,055 Электроизоляционный
2 до 400 0,045 Электроизоляционный
3 до 400 0,046 Электроизоляционный
4 до 700 0,066 Пластичный
5 до 1300 0,075 Абразивостойкий
6 до 1350 0,085 Высокоабразивостойкий
7 до 1400 0,10 Вибростойкий
8 до 2000 0,09 Химически стойкий
9 до 1900 0,095 Химически стойкий

Предлагаемое изобретение позволяет получать покрытия с высокой однородностью и прочностью сцепления, обладающие высокими теплозащитными и теплофизическими свойствами (низкой теплопроводностью, температурной стойкостью, химической стойкостью, вибростойкостью, абразивной стойкостью и электроизоляционной стойкостью в условиях высоких температур), что обуславливает возможность его широкого использования в строительстве, машиностроении, химической, авиационной и железнодорожной отраслях для обеспечения защиты конструкций, эксплуатируемых в условия высоких температур и агрессивных сред.

1. Теплозащитное покрытие, содержащее полые керамические или корундовые микросферы, связующее и воду, отличающееся тем, что в качестве связующего содержит одно из группы, включающей алюмоборфосфат, алюмохромфосфат, полититанат калия или смесь алюмохромфосфата и полититаната калия при следующем соотношении компонентов, мас.%:

полые керамические или корундовые микросферы 67-85
алюмоборфосфат, или алюмохромфосфат, или полититанат
калия, или смесь алюмохромфосфата и полититаната калия 10-30
вода остальное

2. Теплозащитное покрытие по п.1, отличающееся тем, что в качестве полых керамических микросфер содержит алюмосиликатные микросферы золы уноса с диаметром 3-150 мкм и толщиной стенок 1-6 мкм.

3. Теплозащитное покрытие по п.1, отличающееся тем, что в качестве полых керамических микросфер содержит стеклокерамические микросферы с диаметром 3-100 мкм и толщиной стенок 0,3-1,0 мкм.

4. Теплозащитное покрытие по п.1, отличающееся тем, что в качестве полых корундовых микросфер содержит микросферы с диаметром 3-90 мкм и толщиной стенок 0,5-3,0 мкм.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к способам антикоррозионной защиты металлических конструкций и крупногабаритного промышленного оборудования, эксплуатируемых в атмосферных условиях, путем нанесения на поверхность лакокрасочного покрытия.

Изобретение относится к получению изделий с многослойным светочувствительным покрытием и может быть использовано для получения тонкопленочных солнечных элементов, фотокаталитических изделий.

Изобретение относится к получению изделий с многослойным светочувствительным покрытием и может быть использовано для получения тонкопленочных солнечных элементов, фотокаталитических изделий.

Изобретение относится к защитным лакокрасочным композициям на основе хлорсульфированного полиэтилена для защиты металла и бетона от внешних воздействий. .

Изобретение относится к области защиты от коррозии металлической основы путем нанесения на нее коррозионно-защитной системы. .
Изобретение относится к лакокрасочной промышленности, в частности к составам и способам получения водостойких антикоррозионных грунтовок для защиты прокорродировавших поверхностей из различных металлов и сплавов перед последующим нанесением лакокрасочных покрытий или как самостоятельное защитное покрытие.
Изобретение относится к лакокрасочной промышленности, в частности к составам и способам получения водостойких антикоррозионных грунтовок для защиты прокорродировавших поверхностей из различных металлов и сплавов перед последующим нанесением лакокрасочных покрытий или как самостоятельное защитное покрытие.
Изобретение относится к защите изделий и сооружений от обрастания и может быть использовано в качестве средства защиты судов и гидротехнических сооружений в судостроительной промышленности и гидротехническом строительстве с помощью системы покрытий - многослойного комбинированного противообрастающего покрытия, обеспечивающего репеллентно-хемобиоцидную защиту.
Изобретение относится к полиуретановым композициям для покрытия на водной основе. .
Изобретение относится к строительству трубопроводного транспорта и используется в трассовых или базовых условиях при прокладке подземных магистральных трубопроводов для их защиты от коррозии, механических повреждений, а также при строительстве транспортирующих газ или жидкость промысловых и технологических трубопроводов в условиях распространения вечномерзлых грунтов, при прокладке трубопроводов на болотах, на обводненных участках, в частности, для восстановления антикоррозионных покрытий нефтепроводов, нефтепродуктопроводов и газопроводов при их ремонте в трассовых условиях, в том числе без остановки транспорта продукта, а также при защите от коррозии обвязки компрессорных станций при температурах трубопроводов 70-90°C, на участке трубопровода, транспортирующем газ с положительной температурой после компрессорной станции, например на участке выкидного шлейфа, транспортирующего компримированный газ с температурой плюс 40°C.

Изобретение относится к получению изделий с многослойным светочувствительным покрытием и может быть использовано для получения тонкопленочных солнечных элементов, фотокаталитических изделий.
Изобретение относится к области полимерных композиций на основе модифицированных эпоксидных олигомеров, а именно к составам для защитных покрытий композиционных материалов и рекомендуется для защиты внутренней поверхности топливных кессон-баков летательных аппаратов, изготовленных из полимерных композиционных материалов (ПКМ), в частности из углепластиков.
Изобретение относится к области полимерных композиций на основе модифицированных эпоксидных олигомеров, а именно к составам для защитных покрытий композиционных материалов и рекомендуется для защиты внутренней поверхности топливных кессон-баков летательных аппаратов, изготовленных из полимерных композиционных материалов (ПКМ), в частности из углепластиков.
Изобретение относится к области получения алкидных смол и может быть использовано в лакокрасочной промышленности. .

Изобретение относится к композиции для покрытий, которая может использоваться в условиях высоких поверхностных нагрузок и интенсивного воздействия различных агрессивных сред, в частности при изготовлении модельно-литьевой оснастки и формовании изделий в литьевой промышленности, для защиты печатных плат от воздействия окружающей среды и напольных покрытий.
Изобретение относится к способу производства состава латексной краски, содержащей биоциды
Наверх