Композиция для получения термозащитного покрытия


 


Владельцы патента RU 2536505:

Общество с ограниченной ответственностью "Обнинский завод термозащитных материалов" (RU)

Изобретение относится к производству термозащитных покрытий, предназначенных для конструкций и оборудования, эксплуатируемых в условиях температур от минус 50°С до плюс 300°С, и может быть использовано в строительстве, машиностроении, химической промышленности, транспорте, авиационной, нефтегазовой, ЖКХ и других отраслях промышленности. Композиция включает полые керамические микросферы, связующее и растворитель. В качестве связующего использованы органорастворимые смолы - алкидная и/или кремнийорганическая смолы, в качестве растворителя - ксилол и/или толуол. В другом варианте осуществления композиции в качестве связующего использована водорастворимая акриловая смола, в качестве растворителя - вода. Микросферы использованы с внутренним диаметром от 3-150 мкм и толщиной стенки 0,2-5 мкм. В составе микросфер - 40-60% могут составлять микросферы с диаметром, кратным длине волны ИК-излучения, защищаемого покрытием сооружения. Техническим результатом изобретения является получение композиции для получения покрытия с улучшенными теплозащитными, влагозащитными и теплофизическими свойствами, с повышенной устойчивостью к воздействию высоких температур, вибронагрузок и агрессивных сред, а также расширение области рабочих температур покрытия при обеспечении низкой теплопроводности и высокой однородности и прочности сцепления покрытия с основой при эксплуатации в жестких условиях повышенной влажности без дополнительной защиты. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 2 табл.

 

Изобретение относится к производству теплозащитных (термозащитных) покрытий, предназначенных для конструкций и оборудования, эксплуатируемых в условиях температур от минус 50°C до плюс 300°C, и может быть использовано в строительстве, машиностроении, химической промышленности, транспорте, авиационной, нефтегазовой, ЖКХ и других отраслях промышленности.

Известна термозащитная краска-покрытие (патент на изобретение РФ №2310670, МПК: C09D 5/02), которое обладает одновременно теплоизоляционным, звукоизоляционным, гидроизоляционным свойствами, и предназначено для защиты различного оборудования, трубопроводов, металлических, бетонных, железобетонных, кирпичных, деревянных и других строительных конструкций жилых, общественных и промышленных зданий и сооружений. Краска-покрытие выполнено из композиции, включающей следующее соотношение компонентов, мас.%: 20-30 связующего, 10-30 полых микросфер, остальное - органический растворитель. Связующее выбрано из группы, включающей кремнийорганическую смолу, акриловый (со)полимер, полиуретан. В качестве полых микросфер используют керамические или стеклянные полые микросферы размером 20-150 микрон. В состав композиции дополнительно могут входить диоксид титана в количестве 2-5 мас.% и антипиреновая добавка в количестве 5-25 мас.%.

Однако данное покрытие не применимо для конструкций и оборудования, эксплуатируемых в условиях высоких температур и вибронагрузок, а также агрессивных сред, вследствие низкой устойчивости к их воздействию агрессивных сред (рабочая температура покрытия не превышает 200°C).

Известно высокотемпературное теплозащитное покрытие (заявка на изобретение РФ №2011136161, МПК: C09D 5/00), содержащее полые керамические или корундовые микросферы, связующее и воду. В качестве связующего покрытие содержит алюмоборфосфат или алюмохромфосфат, или полититанат калия, или смесь алюмохромфосфата и полититаната калия. В качестве полых керамических микросфер покрытие может содержать 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 могут быть использованы микросферы с диаметром 3-90 мкм и толщиной стенок 0,5-3,0 мкм.

Теплозащитное покрытие, полученное при нанесении данного состава, имеет более высокую рабочую температуру, но не позволяет применять его в местах с повышенными механическими и вибронагрузками. Теплопроводность предлагаемого состава превосходит известный состав в 2 раза, ввиду применения микросфер с меньшей толщиной стенки (0.2-2 мкм).

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому изобретению является термозащитная краска (патент на изобретение РФ №2245350, МПК: C09D 5/08, C09D 1/04), содержащая наполнитель, связующее и добавки. В качестве наполнителя используют вакуумированные (полые) керамические или корундовые микросферы с диаметром частиц от 3 до 100 мкм и насыпной плотностью 300-400 кг/м3, в качестве связующего используют смолы кремнийорганические, полиэфирэпоксидные или акриловые дисперсии, а в качестве добавок - отражатель - алюминиевую пудру и пигмент, при следующем соотношении компонентов, в мас.%: микросферы 55-70, связующее 30-35, отражатель - алюминиевая пудра 2,0-5,0, пигмент 0,1-0,6.

Теплозащитное покрытие, полученное при нанесении краски, однородно по составу и имеет достаточно высокую прочность сцепления с защищаемой поверхностью. Однако данное покрытие 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 150°C) и обладает недостаточно высокими теплофизическими свойствами (теплопроводностью, тепловосприятием и теплоотдачей, водостойкостью).

Задачей и техническим результатом предлагаемого изобретения является разработка композиции для получения термозащитного покрытия с улучшенными теплозащитными, влагозащитными и теплофизическими свойствами. Кроме того, получаемое покрытие характеризуется повышением его устойчивости к воздействию высоких температур, вибронагрузок и агрессивных сред, а также расширением области рабочих температур покрытия при обеспечении низкой теплопроводности и высокой однородности и прочности сцепления покрытия с основой при эксплуатации в жестких условиях повышенной влажности без дополнительной защиты.

Поставленная задача решается тем, что в композиции для получения термозащитного покрытия, включающей полые керамические микросферы, связующее и растворитель, в которой в качестве связующего использованы органорастворимые смолы - алкидная и/или кремнийорганическая смолы, а в качестве растворителя - ксилол и/или толуол, при следующем соотношении компонентов в мас.%:

полые керамические микросферы - 9-75,

вышеуказанное связующее - 9-45,

растворитель - остальное;

при этом микросферы взяты с внутренним диаметром от 3-150 мкм и толщиной стенки 0,2-5 мкм.

В другом варианте реализации композиция для получения термозащитного покрытия включает полые керамические микросферы, связующее и растворитель, при этом в качестве связующего использована водорастворимая акриловая смола, при следующем соотношении компонентов в масс %:

полые керамические микросферы - 9-75

вышеуказанное связующее - 9-45

растворитель - вода - остальное;

при этом микросферы используют с внутренним диаметром от 3-150 мкм, и толщиной стенки 0,2-5 мкм.

Связующее по первому и второму вариантам может дополнительно содержать ржавчинопреобразователь в количестве 0,1-3,0 мас.% и добавки, в качестве которых могут быть использованы реологические добавки, и/или ПАВы, и/или диспергаторы, и/или эмульгаторы, и/или УФ-стабилизаторы, и/или пластификаторы, известные из уровня техники. В качестве ржавчинопреобразователя может быть использован любой материал с указанной функцией, например, на основе фосфата цинка. В составе микросфер - 40-60% могут составлять микросферы с диаметром, кратным длине волны ИК-излучения, защищаемого покрытием сооружения.

В заявляемом изобретении в качестве связующего используют составы, которые пропускают ИК излучение, т.е. излучение не поглощается данным материалом связующего, а взаимодействует только с микросферами.

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

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

В предлагаемой композиции для получения термозащитного покрытия в качестве наполнителя используют полые стеклокерамические микросферы в заявляемых пределах диаметров и толщин стенок, полученные вакуумированием (вспениванием) измельченных стеклокерамических материалов.

Материалы микросфер выбраны с учетом обеспечения высоких рабочих температур эксплуатации покрытия. Для диапазона рабочих температур до 250°C могут быть использованы стеклокерамические микросферы МСВ группы 1 с толщиной стенок 0,2-2,0 мкм и насыпной плотностью 17, до 350°C - микросферы с толщиной стенок 2-5,0 мкм МСВ группы 2 с насыпной плотностью до 27.

Микросферы в составе композиции используют с внутренним диаметром 3-150 мкм, соразмерным с длинной волны теплового инфракрасного излучения (защищаемой конструкции или сооружения) для обеспечения условий его максимального поглощения микросферами. Толщина стенок микросфер составляет 0,2-5,0 мкм с учетом обеспечения требуемой прочности материала.

Для повышения прочности и срока службы покрытия в составе композиции используют микросферы с разным диаметром из интервала значений от 3 до 150 мкм. При этом в составе микросфер 40-60% составляют микросферы с диаметром, кратным длине волны ИК излучения защищаемого покрытием сооружения («рабочие микросферы»), в оставшемся количестве микросферы использованы с иным диаметром, в котором, например, по 5-10% микросфер использованы с примерно одинаковым диаметром, отличающимся от диаметра «рабочих микросфер».

Выбор материала микросфер и их количественного содержания в составе композиции произведен на основе экспериментальных данных, определяющих оптимальные соотношения указанных параметров, достаточные для обеспечения требуемых вязкости состава, плотности, стойкости к воздействию воды и агрессивных жидкостей, температурной стойкости и прочности готового покрытия.

Материал микросфер, их размеры и концентрации позволяют изменять вязкость композиции в зависимости от ее назначения с получением термозащитного покрытия, обладающего высокими эксплуатационными характеристиками.

Приготовление композиции для получения термозащитного покрытия осуществляется перемешиванием исходных компонентов в смесителе.

Предлагаемое покрытие можно наносить на поверхность строительных конструкций из металла, бетона, кирпича, пластика, а также на оборудование химической, авиационной, нефтегазодобывающих и железнодорожной отраслей, трубопроводы и воздуховоды, эксплуатируемые при температурах от минус 50°C до плюс 350°C.

Покрытие может наноситься на защищаемую поверхность любым используемым в технологии нанесения покрытий способом в виде одного слоя или нескольких слоев. Причем толщину слоя покрытия определяют в зависимости от природы поверхности, условий температурного режима эксплуатации, как правило, не более 4-6 мм.

После нанесения на поверхность материала или изделия слоя или нескольких слоев покрытия и последующей атмосферной сушки образуется термозащитное, влагопрочное покрытие, надежно связанное с основой и обладающее высокими эксплуатационными характеристиками.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется примерами конкретного выполнения, приведенными в таблицах 1-2. В таблице 1 приведены рекомендуемые комбинации связующего и микросфер при приготовлении термозащитного покрытия в соответствии с предлагаемым изобретением.

Таблица 1
Компоненты Состав №1 (мас.%) Состав №2 (мас.%) Состав №3 (мас.%) Состав №4 (мас.%) Состав №5 (мас.%)
1 Смола алкидная 15 8.0 20.0
2 Смола кремнийорганическая 44 25.0
3 Ржавчинопреобразователь на основе фосфата цинка 1 - 3.0 3.0 2.0
4 Микросферы 50.0 70 60.0 75.0 65.0
5 Растворитель 5 15.0 12.0 14.0 13

В составе №1 использованы смола КО-916; микросферы МСВп-09; растворитель - толуол. В составе №2 - смола ЭЭФ-035 полиэфирэпоксидная; микросферы МСВп-09 гр 1., растворитель - ксилол (сольвент). В составе №3 - смола КО 812; микросферы МСВп-09 гр 2; растворитель толуол. В составе №4 - смола ПФ-060 полиэфирная; микросферы МСВп-09 гр 1; растворитель ксилол (сольвент). В составе №5 - смола ПФ-060 полиэфирная; микросферы МСВп-09 гр 1; растворитель ксилол (сольвент).

Предлагаемое изобретение позволяет получать покрытия с высокой однородностью и прочностью сцепления, обладающие высокими теплозащитными и теплофизическими свойствами (низкой теплопроводностью, температурной стойкостью, химической стойкостью, водостойкостью, пластичностью в условиях высоких температур), что обуславливает возможность их широкого использования в строительстве, машиностроении, химической, авиационной и железнодорожной отраслях для обеспечения защиты конструкций, эксплуатируемых в условия повышенных температур и агрессивных сред. Вышеописанное подтверждено результатами проведенных испытаний, указанных в таблице №2.

Таблица 2
Результаты испытаний Состав №1 Состав №2 Состав №3 Состав №4 Состав №5
1 Общая теплопроводность (кондуктивная и радиационная) Вт м/К 0.033 0.029 0.031 0.029 0.028
2 Адгезия к металлам 1 1 1 1 1
3 Время достижения эксплуатационной прочности при толщине слоя 2.5 мм, час 48 38 36 72 96
4 Вибростойкость на трубе диам.: 20-200 мм - - - + +
5 Атмосферостойкость /фасады/ + + - - +

Теплозащитные покрытия, полученные нанесением заявляемой композиции на металлический образец, характеризовались устойчивостью к раствору 15% соляной кислоты (в течение 48 часов), отсутствием каких-либо дефектов после выдерживания образца в воде в течение 60 часов.

1. Композиция для получения термозащитного покрытия, включающая полые керамические микросферы, связующее и растворитель, при этом в качестве связующего используют органорастворимые смолы - алкидную и/или кремнийорганическую смолу, а в качестве растворителя - ксилол и/или толуол, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
полые керамические микросферы - 9-75,
вышеуказанное связующее - 9-45,
растворитель - остальное,
при этом микросферы используют с внутренним диаметром от 3-150 мкм и толщиной стенки 0,2-5 мкм.

2. Композиция по п.1, характеризующаяся тем, что связующее дополнительно содержит ржавчинопреобразователь в количестве 0,1-3,0 мас.%.

3. Композиция по п.1, характеризующаяся тем, что связующее дополнительно содержит добавки, в качестве которых используют реологические добавки, и/или ПАВы, и/или диспергаторы, и/или УФ-стабилизаторы, и/или пластификаторы.

4. Композиция по п.1, характеризующаяся тем, что в составе микросфер 40-60% составляют микросферы с диаметром, кратным длине волны ИК-излучения, защищаемого покрытием сооружения.

5. Композиция для получения термозащитного покрытия, включающая полые керамические микросферы, связующее и растворитель, при этом в качестве связующего используют водорастворимую акриловую смолу при следующем соотношении компонентов, мас.%:
полые керамические микросферы - 9-75,
вышеуказанное связующее - 9-45,
растворитель - вода - остальное,
при этом микросферы используют с внутренним диаметром от 3-150 мкм и толщиной стенки 0,2-5 мкм.

6. Композиция по п.5, характеризующаяся тем, что связующее дополнительно содержит ржавчинопреобразователь в количестве 0,1-3,0 мас.%.

7. Композиция по п.5, характеризующаяся тем, что связующее дополнительно содержит добавки, в качестве которых используют реологические добавки, и/или ПАВы, и/или диспергаторы, и/или эмульгаторы, и/или УФ-стабилизаторы покрытия, и/или пластификаторы.

8. Композиция по п.5, характеризующаяся тем, что в составе микросфер 40-60% составляют микросферы с диаметром, кратным длине волны ИК-излучения, защищаемого покрытием сооружения.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области лакокрасочных покрытий, а именно к способу получения водно-дисперсионной краски, а также к водно-дисперсионной краске, полученной указанным способом.

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано для получения теплоизоляционных покрытий с антикоррозионными и звукопоглощающими свойствами на различных поверхностях.
Изобретение относится к неводным отвердителям для эпоксидных смол, диспергированных в воде, способу получения его, а также к композиции эпоксидной смолы, применяемой в красках, клеях или аппретах, полученных с использованием этого отвердителя.
Изобретение относится к составам для получения теплозащитных покрытий, которые могут быть применены для наружной теплозащиты элементов конструкций космических аппаратов, а также в строительстве и авиационной технике.

Изобретение относится к строительству и может найти применение при нанесении теплоизоляционного покрытия на стены промышленных и гражданских зданий и сооружений.

Изобретение относится к огнестойким теплозащитным покрытиям для поверхностей различной природы и формы, требующих тепло- и огнезащиты, применяемым в различных отраслях промышленности в качестве пожаробезопасного теплозащитного покрытия трубопроводов тепловых сетей, котлов и других тепловых аппаратов, для покрытия оборудования с целью защиты персонала от контактных ожогов горячими и холодными металлическими поверхностями, для холодильного оборудования, эксплуатируемого в помещениях с неблагоприятным влажностно-температурным режимом в качестве антиконденсатного и антикоррозионного покрытия, для наружной теплоизоляции зданий и сооружений и внутренней обработки помещений с целью предотвращения обмерзания и сырости стен.
Изобретение относится к составам для вибропоглощающих покрытий, в частности для внутрикорпусных покрытий судовых помещений, железнодорожных вагонов, трубопроводов, защитных кожухов, защиты салона транспортных средств от вибрации конструкций и шума двигателя, также вибропоглощающее покрытие можно использовать в авиационной, аэрокосмической промышленности, строительстве и машиностроении.
Изобретение относится к получению композиционных материалов для облицовочных покрытий антипригарного, агрессивностойкого, износостойкого назначения, которые могут быть использованы на деталях, оборудовании, изделиях, применяемых, например, в пищевой промышленности (кухонная посуда, хлебопекарные формы и др.), судостроительной, авиационной, химической промышленности, машиностроении.
Изобретение относится к отделочной композиции и способу изготовления отделочного субстрата для создания структур на поверхности внутренних стен или потолков. Отделочная композиция, включающая первый наполнитель в количествах, по меньшей мере, 50%, исходя из общей массы композиции, и необязательный второй наполнитель.
Синергетическая противомикробная композиция включает цинковую соль глифосата и пиритион цинка. А также способ подавления роста или контроля роста микроорганизмов в строительном материале при добавлении указанной синергетической противомикробной композиции, композиция для покрытия, содержащая указанную композицию, и сухая пленка, полученная из указанной композиции.

Изобретение относится к производству модифицированных материалов, например текстильных, полимерных, из силикатного стекла, дерева, кожи, металла, керамики, и может быть использовано для придания гидрофильных свойств поверхностям этих материалов.

Изобретение относится к химической промышленности, в частности к композиции на основе жидкого низкомолекулярного силоксанового каучука для покрытия огнестойкого защитного материала.

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.

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.

Изобретение относится к оптическим устройствам и способам их изготовления. Предложено оптическое устройство, включающее светоизлучающий или светочувствительный элемент, установленный на подложку, и отвержденный кремнийорганический материал, объединенные в единое изделие в результате герметизации элемента кремнийорганической композицией, отверждаемой с помощью реакции гидросилилирования, причем поверхность отвержденного кремнийорганического материала обработана полиорганосилоксаном, который включает по меньшей мере три атома водорода, связанных с атомами кремния, в одной молекуле.

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.

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 многослойным покрытиям поверхности, применяемым для внутреннего или внешнего украшения поверхности зданий или транспортных средств. Покрытие содержит PVC слой, включающий неорганические наполнители, причем указанное покрытие включает барьерный слой, содержащий поливиниловый спирт и силановое соединение, где указанное силановое соединение содержит по меньшей мере одну функциональную аминогруппу.

Изобретение относится к композиции покрытия, такой как композиция по существу прозрачного покрытия, которая содержит (1) алкоксисилан, имеющий реакционно-способную группу, (2) полисилоксан, имеющий реакционно-способную функциональную группу, (3) отвердитель, содержащий аминопластовую смолу, полиизоцианат, блокированный полиизоцианат, полиэпоксид, многоосновную кислоту, полиол или их комбинации, (4) множество частиц, включающих неорганические частицы, композитные частицы или их смеси.
Изобретение относится к защитным покрытиям, в частности к гибкому полимерному покрытию. Способ получения композиции для покрытия включает получение продукта реакции (а) гибридного сополимера, содержащего (i) первый мономер, включающий гидроксифункциональный органоакрилат, и (ii) второй мономер, включающий органоалкоксисилан; и (b) предоставление второго материала, включающего органоалкоксисилан.

Настоящее изобретение относится к покровной композиции на водной основе. Описана покровная композиция на водной основе, включающая: (a) от 10 до 50% мас.
Наверх