Многофункциональная комбинированная теплоизоляционная система
Заявленное решение относится к конструкциям универсальных защитных покрытий, в частности теплоизоляционному покрытию для нанесения на различные типы поверхностей. Техническим результатом является повышение срока службы конструкций, улучшение теплоизоляционных характеристик и повышение стойкости к воздействию агрессивных факторов внешней среды за счет применения вакуумированных микросфер в составе системы покрытий. Заявленный результат достигается за счет многослойного теплоизоляционного покрытия на основе ВЖТ (вакуумированный жидкий теплоизолятор), выполненного из композиции, состоящей из связующей основы, в которой диспергированы керамические и полимерные (на основе термопластов) полые и вакуумированные микросферы размером от 0,01 до 250 мкм, а также функциональные добавки, причем покрытие содержит подложку, на которую последовательно нанесены грунтовочный слой и теплоизоляционный слой, причем теплоизоляционный слой выполнен на основе ВЖТ с содержанием микросфер в объеме 50-87%. 12 з.п. ф-лы, 5 ил.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Заявленное решение относится к конструкциям универсальных защитных покрытий, в частности теплоизоляционному покрытию для нанесения на различные типы поверхностей.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Известно теплоизоляционное покрытие (RU 102021 U1, 10.02.2011), содержащее микросферы и связующее на основе акрилового латекса, причем оно содержит слой из полых микросфер, покрытых металлом. Недостатком данного решения является недостаточная теплоизолирующая способность.
Известен материал теплоизоляционный RE-THERM (RU 141763 U1, 10.06.2014). Данный материал содержит стеклянные полые микросферы, которые распределены в латексной дисперсии, причем в качестве латексной дисперсии берут дисперсию сополимера метакриловой кислоты и бутилового эфира метакриловой кислоты следующего состава, мас. %:
Дисперсия сополимера метакриловой кислоты и бутилового эфира метакриловой кислоты 10-86
| Микросфера полая стеклянная | 10-86 |
| Суспензирующий агент | 1-3 |
| Диоксид титана | 2-4 |
| Тиксотропная добавка | 1-2. |
Так как полые микросферы являются основным теплоизолирующим компонентом в составе материала (прочие компоненты материала незначительно влияют на теплоизоляционные характеристики), а их концентрация меньше, чем в рамках предлагаемого решения, то теплоизоляционная эффективность аналога уступает.
Известно теплоизоляционное покрытие (RU 2478866 C1, 10.04.2016). Изобретение относится к области теплоэнергетики, в частности к теплоизоляции трубопроводов, и может быть использовано в системах теплоснабжения и горячего водоснабжения.
Теплоизолированная труба содержит слой полых микросфер, который при помощи оболочки из термоусадочного материала прижимает слой микросфер к поверхности трубы. На внешней поверхности теплоизолированной трубы может быть дополнительно расположено антикоррозионное покрытие.
Недостатком данного решения является применение полых, не вакуумированных микросфер, которые обладают меньшим теплоизоляционным эффектом, отсутствие дополнительного теплоизоляционного слоя, необходимость применения термоусадочных материалов
Общим недостатком существующих решений является отсутствие применения в системе покрытий вакуумированных микросфер, обеспечивающих повышение эффективности теплоизолирующего слоя.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Технической проблемой, на решение которой направлено заявленное покрытие, является создание эффективного высокотехнологичного покрытия для теплоизоляции, звукоизоляции и антикоррозионной защиты конструкций различного назначения с высокой температурой поверхности во всех климатических районах.
Техническим результатом является повышение срока службы конструкций, улучшение теплоизоляционных характеристик за счет применения вакуумированных микросфер в составе системы покрытий и повышение стойкости к воздействию агрессивных факторов внешней среды.
Дополнительным результатом от применения покрытия также является эффективное отражение солнечного излучения.
Заявленный результат достигается за счет многослойного теплоизоляционного покрытия на основе ВЖТ (вакуумированный жидкий теплоизолятор), которое выполнено из композиции, состоящей из связующей основы, в которой диспергированы керамические и полимерные (на основе термопластов) полые, и вакуумированные микросферы размером от 0,01 до 250 мкм, а также функциональные добавки, причем покрытие содержит подложку, на которую последовательно нанесены грунтовочный слой и теплоизоляционный слой, причем теплоизоляционный слой выполнен на основе ВЖТ с содержанием микросфер в объеме 50-87%.
В одном из примеров реализации в качестве подложки используется поверхность, выполненная из системы лакокрасочных покрытий (далее - ЛКП), металла, полимерного материала, минерального материала, бетона или пеностекла.
В одном из примеров реализации теплоизоляционный слой дополнительно содержит термоблокирующий слой на основе ВЖТ с содержанием микросфер в объеме более 87%.
В одном из примеров реализации поверх теплоизоляционного слоя дополнительно наносится слой ЛКП.
В одном из примеров реализации поверх термоблокирующего слоя дополнительно наносится слой ЛКП.
В одном из примеров реализации на теплоизоляционный слой дополнительно нанесен прикладной слой, выполненный на основе бетона, пенополиуретана, вспененного каучука, вспененного полипропилена или минеральной ваты.
В одном из примеров реализации прикладной слой крепится с помощью фиксирующих или армирующих элементов, или наносится с помощью экструзии, набрызга, распыления, торкретирования или с помощью клеевых составов.
В одном из примеров реализации дополнительно содержится стальная, полимерная или металополимерная оболочка.
В одном из примеров реализации оболочка крепится на теплоизолирующий слой поверх прикладного слоя.
В одном из примеров реализации между теплоизоляционным слоем и оболочкой устанавливаются центрирующие или армирующие элементы, а в созданную полость закачивается под давлением бетон или пенополиуретан.
В одном из примеров реализации грунтовочный слой выполнен на основе ВЖТ с содержанием микросфер в объеме 10-70%.
В одном из примеров реализации грунтовочный слой выполняется на основе лакокрасочных материалов, выбираемых из группы: акриловые, уретановые, органосиликатные, кремнийорганические или эпоксидные.
В одном из примеров реализации ЛКП выполнено из огнезащитного материала.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На Фиг. 1 показан общий вид заявленного покрытия.
На Фиг. 2 и Фиг. 3 представлены термограммы с нанесенным покрытием на основе ВЖТ.
На Фиг 4 и Фиг 5 представлен пример готовых продуктов созданных на базе настоящего изобретения.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Как представлено на фиг. 1 конструкция заявленного покрытия состоит из нескольких слоев, нанесенных на подложку (1). Покрытие выполняется состоящим из как минимум двух слоев (2А, 2В), наносимых на подложку (1).
ВЖТ выполняется на основе композиции состоящей из связующей основы, в которой диспергированы керамические и силиконовые полые, и вакуумированные микросферы размером от 0,01 до 250 мкм. ВЖТ также содержит функциональные добавки (оксиды титана, кальция, цинка, преобразователи коррозии, противогрибковые и др.).
Связующая основа может быть акриловой, каучуковой, латексной, алкидно-уретановой, органосиликатной, кремнийорганической, полисилоксановой, полиуретановой, эпоксидной, эпоксидно-каучуковой, хлорсульфированной и др. Связующая основа обеспечивает равномерное распределение микросферы и адгезию к поверхности, на которой формируется покрытие
Подложка (1) может изготавливаться из различного материала, обеспечивающего адгезию с ВЖТ. Подложка (1) может представлять собой систему ЛКП, металл, полимерный материал, минеральный материал или дерево. В качестве подложки могут выступать фасады зданий, стены помещений, металлические и неметаллические трубы и т.п.
На подложку (1) наносится грунтовочный слой (2А). Грунтовочный слой (2А) может изготавливаться, например, из лакокрасочных материалов (акриловых, уретановых, органосиликатных, кремнийорганических, эпоксидных, и др.), или выполняться на основе ВЖТ с содержанием микросфер в объеме 10-70%.
Поверх грунтовочного слоя (2А) наносится теплоизоляционный слой (2В), который выполняется на основе ВЖТ с содержанием микросфер в объеме 50-85%.
Данная конструкция покрытия является эффективной в качестве теплоизоляционного слоя при производстве внутренних и наружных отделочных работ, для изоляции, гидроизоляции и защиты от коррозии различных поверхностей.
Благодаря нанесению системы покрытий из слоев 2А и 2В, на поверхности подложки образуется вакуумная прослойка, которая обладает крайне низкой теплопроводностью. Чем выше концентрация ваккумированных сфер в слое, тем выше теплоизоляционный эффект. Дополнительно стоит отметить, что существующие аналоги с полыми или газонаполненными сферами зачастую не обладают ощутимым эффектом.
На теплоизоляционный слой (2В) может дополнительно наноситься термоблокирующий слой (2С) на основе ВЖТ с содержанием микросфер в объеме более 80%. Дополнительное преимущество применения слоя (2С) обусловлено при нанесении конструкции покрытия на поверхность с температурой выше 100°С, в частности, на элементы, находящиеся в закрытых помещениях.
Для обеспечения дополнительной защиты на слой (2С) может быть нанесен слой ЛКП (2D). ЛКП (2D) выполняется на основе лакокрасочных материалов, например, алкидно-уретановых, органосиликатных, кремнийорганических, каучуковых, полисилоксановых, полиуретановых, эпоксидных, эпоксидно-каучуковых, хлорсульфированных, воднодисперсных и др. ЛКП (2D) также может наноситься на теплоизоляционный слой (2В).
Слой (2D) применяется при эксплуатации покрытия в условиях риска механического повреждения теплоизоляционного слоя, а также обеспечивает придание декоративных свойств. Слой (2D) может выполняться из огнезащитных материалов.
Также, на теплоизоляционный слой (2В), нанесенный на подложку (1), может быть дополнительно нанесен прикладной слой (3), выполненный на основе бетона, пенополиуретана, вспененного каучука, пеностекла, минеральной ваты или иного материала, пригодного для формирования данного слоя. Прикладной слой (3) может крепиться с помощью фиксирующих или армирующих элементов, например, хомутов для цилиндрических поверхностей (труб) или распорок для горизонтальных и вертикальных поверхностей. Слой (3) может также наноситься с помощью экструзии, набрызга, распыления, торкретирования или приклеиваться.
Прикладной слой (3), как правило, может применяться при строительстве трубопроводов, в частности, паропроводных, водопроводных, магистральных, промысловых и др. Прикладной слой (3) дополнительно обеспечивает шумоизоляцию, защиту от физико-механического воздействия, радиочастотную защиту.
На прикладной слой (3) может также устанавливаться оболочка (4), которая может представлять собой стальную, полимерную или металополимерную оболочку. Оболочка (4) может крепиться на теплоизолирующий слой (2В) поверх прикладного слоя (3).
Также, между слоем (2), с нанесенным слоем (2В), и оболочкой (4) могут устанавливаться центрирующие или армирующие элементы, а в созданную полость закачивается под давлением бетон или пенополиуретан или иной прикладной материал (технология труба в трубе). Это позволяет снизить толщину теплоизоляционного слоя (2 В) или прикладного теплоизоляционного слоя (3) при сохранении теплоизоляционных характеристик. Дополнительно, при закачке бетона в полость, он выполняет защитную и утяжеляющую функцию.
На Фиг. 2 и Фиг. 3 представлена термограмма, изображающая термическую съемку стен двух домов до нанесения слоя ВЖТ и после. Как видно, температура поверхности дома, не обработанная ВЖТ выше, чем обработанная, что говорить о потерях тепла. Применение изобретения в данном случае снизило суммарное количество теплопотерь от отопления в окружающую среду.
На Фиг. 4 представлен пример изобретения с прикладным слоем и оболочкой (по технологии труба в трубе), где 1 - труба (подложка); 2 - теплоизолирующий слой на основе ВЖТ (2А+2В), 3 - прикладной слой из пенополиуретана; 4 - полимерная оболочка.
На Фиг. 5 представлен пример теплоизоляционной конструкции, где 2 - теплоизолирующий слой на основе ВЖТ (2А+2В); 3 - базальтовая вата (негорючая теплоизоляция); 4 - металлическая фольга. Данное изделие позволяет длительное время защищать конструкцию, выступающую в роли подложки (1), на которой она закреплена, от воздействия прямого огня и пожара за счет наличия оболочки из фольги и негорючей базальтовой ваты, а также снижает теплопотери благодаря слою ВЖТ.
1. Многослойное теплоизоляционное покрытие на основе ВЖТ (вакуумированный жидкий теплоизолятор), выполненное из композиции, состоящей из связующей основы, в которой диспергированы керамические и полимерные (на основе термопластов) полые и вакуумированные микросферы размером от 0,01 до 250 мкм, а также функциональные добавки, причем покрытие содержит последовательно наносимые грунтовочный слой и теплоизоляционный слой, который выполнен на основе ВЖТ с содержанием микросфер в объеме 50-87%.
2. Покрытие по п. 1, отличающееся тем, что теплоизоляционный слой дополнительно содержит термоблокирующий слой на основе ВЖТ с содержанием микросфер в объеме более 87%.
3. Покрытие по п. 1, отличающееся тем, что поверх теплоизоляционного слоя дополнительно наносится слой ЛКП.
4. Покрытие по п. 2, отличающееся тем, что поверх термоблокирующего слоя дополнительно наносится слой ЛКП.
5. Покрытие по п. 1, отличающееся тем, что на теплоизоляционный слой дополнительно нанесен прикладной слой, выполненный на основе бетона, пенополиуретана, вспененного каучука, вспененного полипропилена или минеральной ваты.
6. Покрытие по п. 5, отличающееся тем, что прикладной слой крепится с помощью фиксирующих или армирующих элементов или наносится с помощью экструзии, набрызга, распыления, торкретирования или с помощью клеевых составов.
7. Покрытие по п. 5, отличающееся тем, что дополнительно содержит стальную, полимерную или металополимерную оболочку.
8. Покрытие по п. 7, отличающееся тем, что оболочка крепится на теплоизолирующий слой поверх прикладного слоя.
9. Покрытие по п. 1, отличающееся тем, что между теплоизоляционным слоем и оболочкой устанавливаются центрирующие или армирующие элементы, а в созданную полость закачивается под давлением бетон или пенополиуретан.
10. Покрытие по п. 1, отличающееся тем, что грунтовочный слой выполнен на основе ВЖТ с содержанием микросфер в объеме 10-70%.
11. Покрытие по п. 1, отличающееся тем, что грунтовочный слой выполняется на основе лакокрасочных материалов.
12. Покрытие по п. 11, отличающееся тем, что лакокрасочные материалы являются акриловыми, уретановыми, органосиликатными, кремнийорганическими или эпоксидными.
13. Покрытие по любому из пп. 3 или 4, отличающееся тем, что ЛКП выполнено из огнезащитного материала.
