Термостойкая полимерная теплоотражающая композиция с низкой излучательной способностью

Авторы патента:

Кондрашов Эдуард Константинович (RU)

C09D5/00 - Составы для нанесения покрытий, например краски, масляные или спиртовые лаки, отличающиеся физическими свойствами или действием получаемого покрытия; заполняющие пасты

C08L83/04 - полисилоксаны

Владельцы патента RU 2633900:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") (RU)

Изобретение относится к термостойким композициям с высокой отражательной и низкой излучательной способностью для покрытий, которые могут наносится на жесткие элементы конструкций, подвергающихся воздействию открытого пламени. Описана термостойкая полимерная теплоотражающая композиция, включающая полимерный пленкообразователь, отвердитель, алюминиевую пасту и растворитель, в которой в качестве полимерного пленкообразователя содержит кремнийорганический блоксополимер в растворе толуола, в качестве отвердителя кремнийорганический амин, в качестве растворителя смесь ксилол/бутанол, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: кремнийорганический блоксополимер 30-40, кремнийорганический амин 2,1-20, алюминиевая паста 30-40, ксилол/бутанол 100-300, толуол 60-70. Технический результат: получена термостойкая полимерная теплоотражающая композиция, отверждающаяся при комнатной температуре и имеющая коэффициент отражения не менее 0,8 и коэффициент излучения не более 0,2 до и после воздействия температуры 500°С. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к термостойким композициям с высокой отражательной и низкой излучательной способностью для покрытий, которые могут наносится на жесткие элементы конструкций, подвергающихся воздействию открытого пламени - такие как противопожарные перегородки, противопожарное оборудование, противопожарные роботы и др.

Теплоотражающие покрытия предназначены для применения в различных отраслях промышленности и служат как покрытия для поверхностей любой формы, требующих тепловой защиты. В настоящее время актуальным является создание теплоотражающего покрытия для защиты от воздействия открытого пламени, например, в случае пожара в багажном отсеке самолета. При пожаре сначала в зоне отсека начинает повышаться температура, и, соответственно, температура перегородки между отсеками и обшивкой самолета. Чем выше будет термостойкость покрытия, нанесенного на перегородку, тем дольше оно сохранит свои теплоотражающие свойства. Но при повышении температуры перегородки она будет повышаться и на ее противоположной стороне. В этом случае тепловой отток от перегородки, отделяющей отсек с пожаром, или от обшивки зависит от коэффициента излучения (степени черноты) поверхности перегородки. Если тепловой поток от нагретой поверхности будет составлять от 5 вт/см² при коэффициенте ее излучения 0,8, то при коэффициенте излучения 0,2 - в четыре раза меньше. Такую защиту от воздействия открытого пламени может обеспечить покрытие с коэффициентом отражения не менее 0,8, коэффициентом излучения не более 0,2 и термостойкостью не менее 500°С.

Из уровня техники известна полимерная композиция для покрытия, включающая в мас. ч.:

кремнийорганический каучук	100
аэросил	3,0-5,0
гидрат окиси алюминия	3,0-10,0
отвердитель	2,0-5,0

В качестве отвердителя используют метилтриацетоксисилан и/или этилтриацетоксисилан с добавкой олова. Композицию наносят на ткань из особо прочных волокон для изготовления огнестойкого материала. Температура сушки покрытия 170-220°С (RU 2210648, опубл. 20.08.2003, D06N 3/12).

Недостатком данной композиции является высокотемпературная сушка покрытия, что неприемлемо для крупногабаритных конструкций.

Известно огнестойкое теплозащитное покрытие, включающее акриловую дисперсию, наполнитель - замкнутые негорючие стеклянные полые микросферы размером от 20 до 200 мкм, представляющие собой легкосыпучий порошок с насыпной плотностью 0,18-0,30 г/см³, каолин, борат цинка, неорганическое связующее, представляющее собой композицию жидкого натриевого стекла и наноразмерного гидроксида кремния, модифицированного алюминатом натрия, вспомогательные компоненты - диоксид титана, перлит, функциональные добавки - гидроксид алюминия, декабромдифенилоксид, пластификатор С-3, отвердитель - кремнефторид натрия, а также воду (RU 2523818, опуб. 27.07.2014, C09D 5/18).

Недостатком данной композиции является низкая термостойкость покрытия (до 250°С).

Известна полимерная теплоотражающая композиция для покрытия, наносимая на внешнюю сторону гибкой ткани авиационного спасательного трапа, включающая, мас. ч.: уретановый каучук - 50, полиизоцианат - 4,5, пламезамедлитель - 50, алюминиевый наполнитель - 37,5 и растворитель - 185. В качестве наполнителя используют алюминиевую пудру. В качестве растворителя - Thinner С 25/90 S (US 5542629, опубл. 06.08.1996, B64D 25/14).

Недостатками композиции является то, что теплоотражающее покрытие обладает низкой стойкостью к воздействию теплового излучения: при мощности теплового потока не более 2,0 Btu/ft²/sec (17 кВт/м²) по истечении 15 минут цвет теплоотражающего покрытия изменяется до коричневого, что свидетельствует о существенном изменении отражательных характеристик, а также большой привес от теплоотражающего покрытия, который составляет 110 г/м².

Наиболее близким аналогом заявленной композиции, является полимерная теплоотражающая композиция для покрытия, включающая уретановый каучук, отвердитель, алюминиевую пасту и растворитель. В качестве отвердителя композиция содержит смесь дифенилметандиизоцианата и полиизоцианата, в качестве растворителя - этилацетат при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:

уретановый каучук	12-25
отвердитель	2,5
алюминиевая паста	8,4-20,1
этилацетат	155-375

(RU 2467042, опубл. 20.11.2012, C09D 5/33).

Недостатком данной композиции является низкая термостойкость покрытия (до 200°С).

Технической задачей заявленного изобретения является создание термостойкой полимерной теплоотражающей композиции с низким коэффициентом излучения для покрытия холодного отверждения, обладающего высокой стойкостью к воздействию теплового излучения как в исходном состоянии, так и после воздействия повышенных (до 500°С) температур.

Технический результат заявленного изобретения заключается в создании термостойкой полимерной теплоотражающей композиции, отверждающейся при комнатной температуре и имеющей коэффициент отражения не менее 0,8 и коэффициент излучения не более 0,2 до и после воздействия температуры 500°С.

Для достижения заявленного технического результата заявлена термостойкая полимерная теплоотражающая композиция, включающая полимерный пленкообразователь, отвердитель, алюминиевую пасту и растворитель. В качестве полимерного пленкообразователя композиция содержит кремнийорганический блоксополимер в растворе толуола, в качестве отвердителя - кремнийорганический амин, в качестве растворителя - смесь ксилол/бутанол, при следующем соотношении компонентов, мас.ч:

кремнийорганический блоксополимер	30-40
кремнийорганический амин	2,1-20
алюминиевая паста	30-40
ксилол/бутанол	100-300
толуол	60-70

Предпочтительное соотношение в смеси растворителя ксилол/бутанол составляет 85/15 в мас. ч.

В композиции в качестве алюминиевого наполнителя может использоваться алюминиевая паста с коэффициентом отражения не менее 0,8 и коэффициентом излучения - не более 0,2, высокие отражательные и низкие излучательные характеристики которой обеспечивают высокую стойкость покрытия к воздействию теплового излучения.

В качестве полимерного пленкообразователя могут применяться кремнийорганические блоксополимеры, содержащие линейные фрагменты полиметилфенилсилоксана или полидиметилдифенилсилоксана К-23-Э(ЗН) (ТУ 6-00-5808009-162-90) или ГК-10 (ТУ 2229-321-53494031-2004), использование которых в составе композиции обеспечивает высокую термостойкость и адгезию к различным подложкам. Кремнийорганические сополимеры применяются в растворе толуола.

В качестве отвердителя блоксополимеров используется кремнийорганический аминный отвердитель А-39 марок «А» или «В» (ТУ 6-10-11-ВИАМ-97-88), использование которого в составе композиции повышает адгезию покрытия к различным подложкам. Кроме того, в отличие от обычных органических аминных отвердителей не снижает термостойкости покрытия.

В качестве органического растворителя использована смесь растворителей ксилол (ГОСТ 9949-76 или ГОСТ 9410-78)/бутанол (ГОСТ 6006-78), обеспечивающая равномерное распределение и хорошую всплываемость алюминиевой пасты (ТУ 1791-003-18360868-09 или ТУ 1791-002-18360868-00) в кремнийорганических блоксополимерах.

Примеры осуществления

Пример 1

Полимерную теплоотражающую композицию с низкой излучательной способностью готовят за 0,5-1,0 ч перед нанесением покрытия. Алюминиевую пасту с коэффициентом отражения не менее 0,8 и коэффициентом излучения не более 0,2 и ППB (площадь покрытия воды), равной 1,3-1,8 м²/г, смешивают с другими компонентами в емкости. При этом к 100 масс. ч. 35%-ного раствора в толуоле сополимера К-23-Э(ЗН) добавляют 30 масс. ч. алюминиевой пасты (60%-ной конц. в уайт-спирите по ГОСТ 3134), отвердитель А-39 марки «В» 17,5 мас. ч. и 100 мас. ч. смеси растворителей ксилол/бутанол. Смесь тщательно перемешивают до образования на поверхности зеркальной пленки.

Примеры 2, 3 готовят аналогично примеру 1 согласно таблице 1.

Пример 4

Алюминиевую пасту с коэффициентом отражения не менее 0,8 и коэффициентом излучения не более 0,2 и ППВ (площадь покрытия воды), равной 1,3-1,8 м²/г, смешивают с другими компонентами в емкости. При этом к 100 мас. ч. 35%-ного раствора в толуоле сополимера ГК-10 добавляют 30 мас. ч. алюминиевой пасты (60%-ной конц. в уайт-спирите по ГОСТ 3134), отвердитель А-39 марки «А» 2,5 мас. ч. и 100 мас. ч. смеси растворителей ксилол/бутанол. Смесь тщательно перемешивают до образования на поверхности зеркальной пленки.

Примеры 5, 6 готовят аналогично примеру 4 согласно таблице 1.

Пример 7 (прототип). Композиция содержит, мас. ч.: уретанового каучука - 25, полиизоцианата - 2,5, алюминиевой пасты - 29 и этилацетата - 175.

Полимерную теплоотражающую композицию с низкой излучательной способностью наносят пневматическим распылением на неметаллические или металлические поверхности. Отверждение теплоотражающего покрытия происходит при температуре 20±2°С в течении 1-2 часов.

В таблице №1 приведены составы заявленной композиции и прототипа, в таблице №2 - свойства заявленной композиции и прототипа.

Как следует из результатов, представленных в таблице 2, заявленная термостойкая полимерная композиция с низкой излучательной способностью для покрытия на основе кремнийорганического аминного отвердителя и кремнийорганического блоксополимера, содержащего линейные фрагменты полиметилфенилсилоксана или полидиметилдифенилсилоксана, нанесенная толщиной 10-30 мкм на металлические или неметаллические подложки, обеспечивает сохранение оптических характеристик (коэфициента отражения и коэффициента излучения) при температурах не менее 500°С.

1. Термостойкая полимерная теплоотражающая композиция, включающая полимерный пленкообразователь, отвердитель, алюминиевую пасту и растворитель, отличающаяся тем, что в качестве полимерного пленкообразователя содержит кремнийорганический блоксополимер в растворе толуола, в качестве отвердителя - кремнийорганический амин, в качестве растворителя - смесь ксилол/бутанол, при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:

кремнийорганический блоксополимер	30-40
кремнийорганический амин	2,1-20
алюминиевая паста	30-40
ксилол/бутанол	100-300
толуол	60-70

2. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что в смеси растворителя соотношение ксилол/бутанол составляет 85/15 в мас. ч.

Изобретение относится к неорганическим бактерицидным материалам и способам их получения, которое может быть использовано при производстве стекла, керамики, огнеупорных материалов, пигментов и красок, различных строительных материалов, экранов дисплеев, мониторов и телевизоров, различных приборов.

Гибкий смотровой щиток, обладающий антизапотевающими свойствами, и композиции покрытия, препятствующего запотеванию // 2631809

Настоящее описание относится к прозрачным композиционным материалам, включающим антизапотевающие слои и обладающим антизапотевающими свойствами, и к композициям покрытия, препятствующего запотеванию, для обеспечения антизапотевающих свойств.

Теплозащитное покрытие // 2631302

Изобретение относится к теплозащитному покрытию, предназначенному для защиты наружных поверхностей летательных аппаратов от аэродинамических и других видов нагрева при высоких температурах эксплуатации, и может быть использовано в ракетно-космической и авиационной промышленности.

Фенольная добавка для композиции электроосаждаемого покрытия, содержащей циклический гуанидин // 2628379

Настоящее изобретение касается композиции электроосаждаемого покрытия. Описана композиция электроосаждаемого покрытия, содержащая продукт реакции эпоксифункционального полимера и циклического гуанидина, и источник непрореагировавшего фенола, причем указанная композиция электроосаждаемого покрытия демонстрирует кулоновское потребление менее 100 кулон/грамм, когда нанесена на электропроводящую подложку при плотности тока ≤1,5 мА/см2.

Способ получения кислотно-основного индикатора для создания гибких ph-чувствительных систем // 2626352

Изобретение относится к группе дисазокрасителей, способных окрашивать текстильные материалы. Описан способ получения кислотно-основного индикаторного красителя, состав которого характеризуется химической формулой C26H18N4S2O10Na2 для создания гибких рН-чувствительных систем, работающих в интервале значений рН=6,0÷9,0, включающий стадии диазотирования динатриевой соли 4,4'-диаминостильбен-2,2'-дисульфокислоты разбавленной соляной кислотой, добавления при перемешивании и охлаждении водного раствора нитрита натрия в количестве, эквивалентном амину, и азосочетания ранее приготовленного раствора соли диазония из динатриевой соли 4,4'-диаминостильбен-2,2'-дисульфокислоты и резорцина в растворе едкого натра, с дальнейшим выделением и очисткой осадка темно-коричневого цвета.

Сшиваемая композиция, способная к сшиванию по реакции присоединения михаэля (rma) // 2625122

Изобретение относится к сшиваемой композиции со сшиванием посредством реакции присоединения Михаэля (RMA) для получения отвержденной композиции, содержащей компонент A с по меньшей мере 2 кислотными протонами С-Н в активированных метиленовых или метиновых группах (RMA-донорная группа), компонент B с по меньшей мере 2 активированными ненасыщенными группами (RMA-акцепторная группа) и каталитическую систему C, содержащую или способную вырабатывать основный катализатор, способный активировать реакцию RMA между компонентами A и B.

Способ получения огнезащитного покрытия для стеклопластиков // 2625120

Изобретение относится к способу получения огнезащитного покрытия (ОЗП) для стеклопластиков. В способе получения огнезащитного покрытия для стеклопластиков наносят покрытие, толщина которого после сушки составляет 0,7-1,1 мм, из композиции, включающей (вес.%): полифосфат аммония форма II (23-25), пентаэритрит (5-7), меламин (7), диоксид титана рутил (3,5), гидроксид алюминия (11), раствор акрилатного сополимера в органическом растворителе 20-30.

Фотокаталитическое покрытие защитного резинотканевого материала // 2622439

Изобретение относится к области фотокаталитических покрытий защитных резинотканевых материалов, обладающих способностью разрушать токсичные химические вещества, адсорбированные на поверхности фотокатализатора.

Способ получения светостойких эмалей и красок // 2620386

Изобретение относится к белым эмалям и краскам, в том числе к терморегулирующим покрытиям. Описан способ получения светостойких эмалей и красок, включающий смешивание одного из пигментов, пленкобразующего, наполнителя, растворителя, диспергирование в шаровых мельницах или магнитных мешалках до получения однородной пастообразной массы, добавление одного ингредиента, представляющего наночастицу в количестве не более 30 мас.%, в котором ингредиенты смешивают в заданных пропорциях, диспергирование проводят при заданном количестве времени при Т<90°С, при этом пигменты выбраны из группы, состоящей из ZnO, TiO2, SiO2, ZrO2, SrO, Al2O3, Y2O3, MgAl2O4, Zn2TiO4, BaTiO3, а наночастицы выбраны из группы, состоящей из ZnO, TiO2, SiO2, ZrO2, SrO, Al2O3, Y2O3.

Снимающиеся пленочные сборки и покрытия для снижения лобового сопротивления // 2618709

Изобретение относится к снимающимся пленочным сборкам для снижения лобового сопротивления, и к способам создания и использования таких пленочных сборок. Описана сборка, содержащая: подложку; пленку, прикрепленную к по меньшей мере части указанной подложки, содержащей материал, который проницаем для органических растворителей, причем указанная пленка содержит пленочную подложку и покрытие на указанной пленочной подложке, причем указанное покрытие на пленочной подложке содержит гидроксильные функциональные группы, аминные функциональные группы, тиольные функциональные группы и/или изоцианатные функциональные группы; и покрытие на по меньшей мере части указанной пленки, причем указанное покрытие содержит материал, способный реагировать с материалом указанной пленки и представляет собой покрытие на основе полиуретана.

Силиконовое изделие, осветительный прибор, содержащий силиконовое изделие, и способ производства силиконового изделия // 2632840

Изобретение относится к светопреобразующему силиконовому изделию для осветительного прибора, содержащему его осветительному прибору и к способу производства указанного изделия.

Гибкая пластина, содержащая огнегасящий композиционный материал, и способ ее изготовления (варианты) // 2631868

Изобретение относится к композиционным средствам пожаротушения, в частности к порошкообразным микрокапсулированным огнегасящим средствам, огнегасящим материалам и покрытиям, содержащим огнегасящий агент в форме микрокапсул.

Шнур для пожаротушения и способ его изготовления (варианты) // 2631867

Способ получения огнегасящих микрокапсул (варианты) и огнегасящая микрокапсула // 2631866

Изобретение относится к средствам тушения огня, а именно микрокапсулированному огнегасящему агенту, содержащему полимерную оболочку и ядро из огнегасящей жидкости.

Огнегасящий полимерный композиционный материал и способ его получения // 2631865

Изобретение относится к композиционным средствам пожаротушения, в частности к порошкообразным микрокапсулированным огнегасящим средствам, огнегасящим полимерным материалам и покрытиям, содержащим огнегасящий агент в форме микрокапсул.

Огнегасящий полимерный композиционный материал и способ его получения // 2631864

Изобретение относится к композиционным полимерным средствам пожаротушения, в частности к порошкообразным микрокапсулированным огнегасящим средствам, огнегасящим материалам и покрытиям, содержащим огнегасящий агент в форме микрокапсул.

Вибродемпфирующий эластомерный материал высокой плотности // 2631789

Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к производству вибродемпфирующих эластомерных материалов высокой плотности, и применяется в промышленных установках, электронных приборах, в строительстве и домашнем хозяйстве.

Способ изготовления катетера фолея // 2629788

Изобретение относится к области медицинской техники, а именно к способу изготовления катетера Фолея, в котором расширяемая часть образована посредством использования процесса предварительной обработки.

Полимерная композиция для поглощения высокочастотной энергии // 2627401

Тиксотропный герметик на основе низкомолекулярного силоксанового каучука // 2624296

Изобретение относится к герметизирующим композициям, а именно к составу тиксотропного герметика, и может быть использовано в автомобильной, нефтеперерабатывающей, строительной отрасли и в коммунальном хозяйстве.

Способ получения полимерной композиции для поглощения высокочастотной энергии // 2633903

Изобретение относится к радиоэлектронной технике, в частности к получению полимерных композиций, предназначенных для поглощения высокочастотной энергии в СВЧ-устройствах. Способ получения полимерной композиции для поглощения высокочастотной энергии основан на том, что смешивают компоненты полимерной композиции для поглощения высокочастотной энергии следующего состава, мас.ч.: каучук низкомолекулярный диметилсилоксановый СКТН 15-25, железо карбонильное марки Р-10 105-175, катализатор холодного отверждения № 68 1,5-2,5, этилсиликат-40 1,5-2,5 и отверждают. Способ включает стадии взвешивания каучука низкомолекулярного диметилсилоксанового СКТН и этилсиликата-40, смешивание этих компонентов до однородного состояния в течение 10 мин при температуре 25±10°C, затем введение в эту смесь железа карбонильного марки Р-10, предварительно высушенного при температуре 120±5°C в течение 2-3 часов в противне насыпной высотой 2-3 см, охлажденного до температуры 25±10°C и просеянного через сито № 0,05. Смесь каучука низкомолекулярного диметилсилоксанового СКТН, этилсиликата-40, карбонильного железа Р-10 тщательно перемешивают в течение 10 мин. при температуре 25±10°C. Затем в приготовленную смесь вводят катализатор холодного отверждения №68 и смесь перемешивают в течение 10 мин при температуре 25±10°C. Готовую смесь выдерживают при температуре 25±10°С в течение 10 мин для удаления пузырьков воздуха. Отверждение осуществляют при температуре 25±10°С не менее 20 часов, затем при температуре 160±5°С в течение 7 часов. Технический результат - снижение усадки композиции после ее отверждения, обеспечение стабильности композиции после воздействия повышенной температуры +85°C и циклического изменения температур, увеличение затухания волны СВЧ-сигнала. 1 табл.