Органосиликатная композиция


 


Владельцы патента RU 2520481:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова Российской академии наук (ИХС РАН) (RU)

Изобретение относится к полимерным композициям для получения антикоррозионных, электроизоляционных, теплостойких покрытий горячего отверждения на металлах и получения клея для глиноземной керамики и может быть использовано в электротехнике, радиоэлектронной промышленности, энергетике, машиностроении и металлургии. Органосиликатная композиция содержит в качестве связующего полиметилфенилсилоксан, наполнители - тальк и оксид хрома, а также двузамещенный алюмофосфат при определенных выбранных соотношениях. Изобретение позволяет получить удобную в эксплуатации органосиликатную композицию для защитного покрытия с простой технологией изготовления с теплостойкостью до 600°С, стойкостью к изменению температуры от -60°С до +600°С (3 цикла), а также с возможностью использования этой композиции в качестве жаростойкого клея для глиноземной керамики, сохраняющей высокую адгезионную прочность после выдержки при 1250°С. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

 

Изобретение относится к полимерным композициям для получения антикоррозионных, электроизоляционных, теплостойких покрытий горячего отверждения на металлах и клея для глиноземной керамики. Материал может быть использован в электротехнике, радиоэлектронной промышленности, энергетике, машиностроении и металлургии.

Известна композиция для электроизоляционных покрытий (авторское свидетельство СССР №1826979), которая содержит, мас.ч.: 100 лака КО-915, 3-4 смеси тетрабутилтитаната с нафтенатом свинца и марганца. Композиция предназначена для покрытия электроизоляционных гибких трубок и обеспечивает нагревостойкость покрытия при длительной эксплуатации 160°С, что значительно ниже того, что обеспечивается заявленной композицией.

Известен способ получения термостойкого покрытия (заявка Японии №480275), согласно которому смешивают силиконовую смолу с полиборполикарбосилоксанами, неорганическими пигментами и неорганическими наполнителями, полученную массу разбавляют растворителем, наносят на стальную подложку и отверждают при 300°С в течение 30 минут. Данный способ обеспечивает отсутствие отслоений покрытия в течение 100 часов при 400°С, что ниже того, что обеспечивается заявленной композицией.

Известен состав для теплозащитного покрытия, включающий модифицированную эпоксидную смолу, отвердитель, разбавитель и наполнитель, который характеризуется тем, что в качестве модифицированной эпоксидной смолы он содержит эпоксикремнийорганическую смолу, представляющую собой продукт взаимодействия эпоксидированной диановой смолы с тетрафурилсиликатом или с олигофурфуроксисилоксаном, а в качестве наполнителя - термостойкие полимеры ароматического строения, выбранные из группы, содержащей полиамидимид, полисульфон, поликарбонат или смесь полиамидимида и полисульфона в соотношении 1:1, в качестве разбавителя - диглицидиловый эфир диэтиленгликоля, а отвердителя - триэтанола-минтитанат или 2, 4, 6 - три(диметиламинометил)фенол, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: эпоксикремнийорганическая смола - 100, диглицидиловый эфир диэтиленгликоля - 30-40, триэтаноламинтитанат или 2, 4, 6 - три(диметиламинометил)фенол - 10-15, термостойкие полимерные наполнители - 10-25 (см. патент РФ №2043378). Теплостойкость данного покрытия не превышает 300°С.

Известна композиция для защитного покрытия (варианты), которая в первом варианте включает кремнийорганическое полимерное связующее, толуол, соли переходных металлов и наполнитель и характеризуется тем, что в качестве кремнийорганического полимерного связующего использован полидиметилфенилсилоксан, а в качестве наполнителя использованы асбест, и/или андезитовая мука, и/или фторопласт при следующем соотношении компонентов, мас.%: полидиметилфенилсилоксан, в расчете на сухое вещество - 42-60, соли переходных металлов - 10-28, асбест, и/или андезитовая мука, и/или фторопласт - 10-47, толуол - остальное (см. патент РФ №2213114).

Во втором варианте эта композиция, включающая кремнийорганическое полимерное связующее полидиметилфенилсилоксан, толуол, оксиды переходных металлов и наполнитель, характеризуется тем, что она дополнительно содержит силикат, а в качестве наполнителя использован асбест при следующем соотношении компонентов, мас.%: полидиметилфенилсилоксан, в расчете на сухое вещество - 45-60, оксиды переходных металлов - 15-30, асбест - 10-20, силикат - 10-20, толуол - остальное.

В третьем варианте эта композиция, включающая кремнийорганическое полимерное связующее, состоящее из смеси полидиметилфенилсилоксана и полидиметилсилоксана, толуол, оксиды переходных металлов и наполнитель, содержащий тальк, характеризующаяся тем, что компоненты введены при следующем соотношении, мас.%: смесь полидиметилфенилсилоксана и полидиметилсилоксана, в расчете на сухое вещество - 45-65, оксиды переходных металлов - 16-38, тальк - 10-25, толуол - остальное. Теплостойкость по первому варианту - 200°С, по второму - 300°С.

Известна композиция для защитного покрытия, включающая полиметилфенилсилоксан, толуол, оксиды металлов и наполнитель, характеризующаяся тем, что она содержит в качестве наполнителя слюду и тальк или асбест при следующем соотношении компонентов, мас.%: полиметилфенилсилоксан, в расчете на сухое вещество -15-60, оксиды металлов - 3-20, слюда - 4-30, тальк или асбест - 20-75, толуол - остальное (см. патент РФ №2226539). Теплостойкость такого покрытия достигает 500°С.

Известна композиция для защитного покрытия (варианты), которая в первом варианте включает полиметилфенилсилоксан, толуол, силикат и оксиды металлов и характеризуется тем, что она дополнительно содержит аэросил, а в качестве силиката использована слюда, при этом компоненты введены при следующем соотношении, мас.%: полиметилфенилсилоксан - 20-40, слюда - 55-67, оксиды металлов - 1-8, аэросил - 1,5-2, толуол - остальное (см. патент РФ №2241727).

По второму варианту эта композиция, включающая полиметилфенилсилоксан, толуол, оксиды металлов и наполнитель, характеризуется тем, что в качестве наполнителя использован тальк, а компоненты введены при следующем соотношении, мас.%: полиметилфенилсилоксан - 20-35, оксиды металлов - 5-15, тальк - 55-70, толуол - остальное.

Данная композиция принята в качестве прототипа заявленного технического решения. Техническим результатом по обоим вариантам является создание композиции для защитного покрытия, которая позволяет получить антикоррозионные покрытия, стойкие при воздействии высоких температур. В реферате и тексте описания данного изобретения указывается температура теплостойкости 500-700°С. Однако в таблицах, где даны показатели качества отсутствует подтверждение этой нагревостойкости покрытия. Судя по примерам, теплостойкость покрытия по обоим вариантам композиции не превышает 500°С.

Задачей изобретения являлась разработка органосиликатной композиции для теплостойкого защитного покрытия, которая характеризовалась бы такой же простой технологией получения, как у прототипа, была бы удобна в эксплуатации, но имела бы более высокую теплостойкость до 600°С и стойкость к изменению температуры от -60°С до +600°С после трех циклов нагрева. Кроме того, предполагалось использование заявленной композиции в качестве жаростойкого клея для глиноземной керамики.

Сущность изобретения как технического решения выражается в следующей совокупности существенных признаков.

Согласно изобретению органосиликатная композиция, включающая кремнийорганическое связующее в виде полиметилфенилсилоксана и наполнители в виде талька и оксидов металлов, характеризуется тем, что она дополнительно содержит двузамещенный алюмофосфат при следующем соотношении компонентов, мас.%: полиметилфенилсилоксан в виде кремнийорганического лака, в расчете на сухое вещество - 25-35, тальк - 40-52, оксиды металлов - 5-7, двузамещенный алюмофосфат - 16-20.

Кроме того, заявленная композиция характеризуется наличием ряда факультативных признаков, а именно:

- в композицию может быть дополнительно введен органический растворитель в количестве, достаточном для улучшения технологических свойств композиции;

- в качестве оксидов металлов использован оксид хрома.

Непосредственным техническим результатом, достигаемым при реализации совокупности существенных признаков заявленного изобретения, является то, что двузамещенный алюмофосфат в сочетании с другими ингредиентами в заявленном соотношении в процессе горячего отверждения покрытия или клея обеспечивает взаимодействие силанольных групп полиметилфенилсилоксана с силанольными группами слоистого гидросиликата (талька) и гидроксильными группами фосфата с образованием единой пространственносшитой структуры. Оксид хрома катализирует этот процесс и улучшает прочность сцепления покрытия с металлом. При нанесении заявленной композиции на глиноземую керамику происходит взаимодействие двузамещенного алюмофосфата с глиноземом, которое усиливается с повышением температуры. Это позволяет получить удобную в эксплуатации органосиликатную композицию для защитного покрытия с простой технологией изготовления с теплостойкостью до 600°С, стойкостью к изменению температуры от -60°С до +600°С (3 цикла), а также с возможностью использования этой композиции в качестве жаростойкого клея для глиноземной керамики, сохраняющей высокую адгезионную прочность после выдержки при 1250°С.

Заявленная композиция изготавливается следующим образом.

В шаровую мельницу объемом 0,5 л загружают фарфоровые шары объемом 0,15-0,2 л, сухие компоненты: оксид хрома Сr2O3 и двузамещенный алюмофосфат Аl2(НРO4)3·2,5Н2O, раствор полиметилфенилсилоксана с модифицирующими добавками в количествах, соответствующих данному составу, и при необходимости дополнительно органический растворитель в количестве, достаточном для улучшения технологических свойств композиции с учетом растворителя, содержащегося в растворе полиметилфенилсилоксана. После 17 часов вращения шаровой мельницы полученную суспензию выгружают. Для получения покрытий данная композиция остается пригодной в течение не менее года хранения. Полученную композицию наносят на подложку различными методами лакокрасочной технологии: окунанием, поливом, пульверизацией, кистью, валиком. Нанесенное покрытие в зависимости от его толщины сушат при комнатной температуре 1-3 часа и затем подвергают термообработке с подъемом температуры 2-3 градуса в минуту при 300°С в течение 3 часов. Для проведения испытаний толщина покрытия составляла 100-150 микрон. При использовании заявленной композиции в качестве клея полученную суспензию наносят на образцы ультрафарфора УФ-46, через 2-3 минуты зажимают в струбцины, через 2-3 часа вынимают из струбцин и подвергают термообработке по вышеописанному режиму. Полученные склейки нагревают до 1250°С, выдерживают один час, охлаждают и определяют адгезионную прочность при сдвиге. Исследование свойств покрытий проводили в лабораторных условиях. Состав примеров исследованных композиций приведен в таблице 1, полученные показатели при испытаниях покрытий - в таблице 2.

Таблица 1
Компоненты, мас.% Значения по примерам
I II III IV V VI VII VIII
Полиметилфенилсилоксан в виде кремнийорганического лака, в расчете на сухое вещество 25 27 29 30 30 30 33 35
Тальк 50 52 50 47 45 45 45 45
Оксид хрома Cr2O3 5 5 5 5 7 5 6 5
Двухзамещенный алюмофосфат Аl2(НРO4)3·2,5Н2O 20 16 16 18 18 20 16 20
Органический растворитель дополнительно к сумме сухих веществ с учетом растворителя полиметилфенилсилоксана в кремнийорганическом лаке 80 80 80 78 75 75 73 70

Приведенные в таблицах примеры определяют оптимальное соотношение компонентов композиции, основанной на одном кремнийорганическом связующем и трех активных неорганических наполнителях. Заявленная композиция позволяет получать защитные покрытия, обладающие по сравнению с прототипом более высокой нагревостойкостью до 600°С и стойкостью к термоударам от -60°С до +600°С. По своим физико-механическим и электроизоляционным свойствам покрытие не уступает покрытию прототипа. Хорошая антикоррозионная устойчивость покрытия подтверждается водостойкостью. Наличие двузамещенного алюмофосфата позволяет расширить область применения композиции, в частности, для использования в качестве жаростойкого клея для глиноземной керамики.

Заявленная органосиликатная композиция проста в изготовлении и удобна в эксплуатации. Производство этой композиции может быть реализовано промышленным способом в условиях серийного производства с использованием известных технических и технологических средств.

1. Органосиликатная композиция для получения антикоррозионных, электроизоляционных, теплостойких покрытий горячего отверждения на металлах и клея для глиноземной керамики, включающая кремнийорганическое связующее в виде полиметилфенилсилоксана и наполнители в виде талька и оксидов металлов, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит двузамещенный алюмофосфат, при следующем соотношении компонентов, мас.%: полиметилфенилсилоксан - 25-35, тальк - 40-52, оксид хрома - 5-7, двузамещенный алюмофосфат - 16-20.

2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что в нее дополнительно введен органический растворитель в количестве, достаточном для улучшения технологических свойств композиции.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений может быть использована, например, при производстве шин, конвейерных лент, шлангов, в подвесках двигателя или рукоятках клюшек для гольфа. Аминоалкоксимодифицированные силсесквиоксановые (амино АМС) и/или амино со-АМС соединения, которые также могут содержать меркаптосилан и/или блокированный меркаптосилан, являются превосходными адгезивами для покрытия стали вулканизированным каучуком.

Изобретение относится к химической промышленности и касается изготовления огнестойких материалов. .

Изобретение относится к клеящей композиции на основе эпоксидной диановой смолы и отвердителя аминного типа. .

Изобретение относится к клеевой композиции на основе силиконового каучука, а именно к составу двухкомпонентного клея, применяемого для крепления как однородных, так и разнородных поверхностей изделий, в том числе изделий из углеводородных каучуков и силиконовых эластомеров.

Изобретение относится к быстроотверждаемой при комнатной температуре композиции органополисилоксана, которая может применяться в качестве силиконового герметика и адгезива.

Изобретение относится к композиции для получения герметика и к способу связывания стекла или пластика с использованием этой композиции. .
Изобретение относится к фотополимеризуемым клеевым композициям, предназначенным для склеивания и герметизации стеклянных оптических элементов различных оптических приборов, работающих на границе видимого и ближнего УФ диапазона света.

Изобретение относится к инициируемым органоборан-аминным комплексом полимеризующимся композициям, содержащим силоксановые полимеризующиеся компоненты. .
Изобретение относится к области теплостойких модифицированных клеевых композиций на основе фенолоформальдегидных смол, обладающих высокой прочностью клеевых соединений при температурах от 400 до 450°С, предназначенных для склеивания конструкций различного назначения, в т.ч.
Изобретение относится к пропиточному составу на полимерной основе кольматирующего действия и может быть использовано для защиты поверхностного слоя бетона, цементно-бетонных и асфальтобетонных покрытий.

Изобретения касаются защиты субстратов от коррозии. Технический результат - создание вещества для защиты материалов от коррозии, которое можно добавлять к сухим строительным смесям, как в виде порошка, так и в виде жидкого препарата, устойчивость в хранении, экологичность, отсутствие взаимодействия или очень незначительное взаимодействие с гидравлически связующими компонентами.

Изобретение относится к золь-гелевой композиции для покрытий, содержащей гидролизованный органосилан, металлоорганический предшественник и ингибитор коррозии, где ингибитор коррозии представляет собой хелатор для металлоорганического предшественника.

Изобретение относится к способу получения антикоррозионного пигмента - фосфата хрома, применяемого в грунтовках, композициях и лакокрасочных материалах для защиты металлов и сплавов от коррозии.
Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии лакокрасочными покрытиями. Противокоррозионный пигмент получают на основе отхода электропечей литейного производства - аспирационной пыли, содержащей, мас.%: Fe2O3 63,9-70,0, FeO 7,0-11,32, SiO2 8,9-16, Al2O3 1,45-3,12.

Изобретение относится к не содержащему хром отверждаемому антикоррозионному средству для грунтовочного покрытия металлических окрашиваемых поверхностей. Средство содержит воду и фторсодержащие комплексные ионы титана и/или циркония, антикоррозионный пигмент, органический полимер или сополимер, водорастворимый или диспергируемый в воде, который как таковой в водном растворе при концентрации 50% по весу имеет значение рН в области от 1 до 3.
Изобретение относится к составам полимерных композиций и может быть использовано для антикоррозионной изоляции элементов тепловых сетей. Антикоррозионное защитное полимерное покрытие включает пленкообразующее лак этиноль, наполнитель мелкодисперсный вермикулит и пластификатор, представленный дивинилстирольным латексом СКС-65, в количестве 0,05 мас.ч.

Изобретение относится к антикоррозионным и теплоизоляционным покрытиям, наполненным полыми микросферами. Антикоррозионное и теплоизоляционное покрытие выполнено из водно-суспензионной композиции вязкостью от 1 до 100 Па·с, включающей смесь полимерного связующего 5-95 об.% с наполнителем - полыми микросферами 5-95 об.%.

Изобретение относится к средствам защиты от коррозии, в частности к способу покрывания неподвижного или движущегося металлического субстрата ультратонким неорганическим/органическим гибридным покрывающим слоем.

Изобретение относится к радикально отверждаемым излучением составам, которые в отвержденном состоянии служат для коррозионной защиты металлических субстратов. Отверждаемый излучением, радикально сшиваемый состав, состоит: А) из по меньшей мере одного отверждаемого излучением, радикально сшиваемого компонента; В) по меньшей мере 2 вес.% по меньшей мере одного алкоксисиланового компонента, в расчете на общий состав, который выбирают из органофункциональных силанов и/или эпокси-функциональных силанов; С) по меньшей мере одного генерирующего кислоту фотоинициатора; D) одного или нескольких веществ, повышающих прочность сцепления; Е) одного или нескольких фотоинициаторов для радикального отверждения и F) одного или нескольких пигментов и обычных целевых добавок.

Изобретение относится к составам покрытия на основе наночастиц двуокиси кремния. Предложен состав покрытия для обработки поверхности, включающий: а) водную дисперсию наночастиц двуокиси кремния с уровнем рН менее чем 7,5, где наночастицы имеют среднее значение диаметра 40 нанометров или менее, b) алкоксисилановый олигомер; с) кремневодородный стыковочный агент; и d) факультативно металлический β-дикетоновый комплексообразующий агент.
Наверх