ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2162871

СОСТАВ ДЛЯ ТЕПЛОЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ

СОСТАВ ДЛЯ ТЕПЛОЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ

Имя изобретателя: Костиков С.В.; Назаренко В.А.; Реутов О.С.; Симаков С.Ф. 
Имя патентообладателя: Закрытое акционерное общество Научно-производственное предприятие "Спецэнерготехника"
Адрес для переписки: 127276, Москва, Березовая ал. 10/1, МИТ
Дата начала действия патента: 1998.06.11 

Изобретение относится к технологии получения тепло-, огнезащитных вспенивающихся покрытий и может быть использовано для защиты поверхностей от высокотемпературных воздействий. Покрытие включает внешний слой хлорсульфированного полиэтилена и по крайней мере один слой состава из жидкого натриевого стекла отвердителя - кремнефтористого натрия, наполнителя - шамота, аэросила и стеклянных нитей длиной 5-10 мм, пигмента неорганического и кристаллогидратов. Сочетание компонентов в определенном соотношении обеспечивает снижение токсичности состава, повышение стойкости слоя покрытия к вибрациям и статическим нагрузкам, уменьшение коэффициента температуропроводности.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Предлагаемый состав относится к теплозащитным (огнезащитным) вспенивающимся покрытиям и может быть использован для защиты поверхностей от высокотемпературных воздействий.

Известен состав для теплозащитных покрытий А.С. СССР N 1682369 по МКИ C 09 D 5/18, 1989 года, содержащий (мас.ч.):

  • Хлорсульфированный полиэтилен - 12 - 14

  • Толуол - 42 - 45

  • Хлористый метилен - 42 - 45

  • Терморасширяющийся графит - 48 - 52

  • n-трет-Бутилформальдегидная смола - 7 - 9

  • Полиметилсилазан - 8 - 12

и состав для теплозащитных покрытий А.С. СССР N 179886 по МКИ C 09 D 123/34, 1993 года, содержащий (вес.ч.):

  • Хлорсульфированный полиэтилен - 12 - 14

  • Толуол - 86 - 88

  • Терморасширяющийся графит - 5 - 30

  • Дициандиамид - 5 - 30

  • Окись магния - 1,0 - 1,1

  • Окись цинка - 1,0 - 1,1

  • Стеариновая кислота - 1,0 - 1,1

  • Дифенилгуанидин - 0,3 - 0,4

Недостатками данных составов является недостаточная экологическая чистота.

Наиболее близким прототипом для предлагаемого состава является состав огнестойкой краски А.С. СССР N 12537 по классу 22f,9, содержащий, кг:

  • Жидкое стекло натриевое или калиевое - 25

  • Горячая вода - 15

  • Тяжелый шпат - 15

  • Окись цинка - 1

  • Мел - 0,5

  • Крахмал - 0,25

  • Глицерин - 0,2

  • Хлорноватокислый калий - 0

  • Краска минеральная - До желтого цвета

Недостатком прототипа является недостаточная экологическая чистота из-за включения органических веществ и связанное с этим снижение теплостойкости. Использование хлорноватокислого калия приводит к выделению кислорода в процессе прогрева, который поддерживает горение.

Технический результат изобретения - снижение токсичности состава.

Помимо вышеописанного технического результата возможно дополнительное повышение стойкости слоя покрытия к вибрациям и статическим нагрузкам.

Помимо вышеописанных технических результатов наблюдалось повышение теплозащитных свойств покрытия.

Поставленные технические результаты достигаются тем, что в составе для теплозащитных покрытий содержится (вес.ч.):

  • Вода - 20,4 - 78,8

  • Жидкое натриевое стекло - 10,2 - 44,7

  • Шамот - 12,1 - 35,8

  • Кремнефтористый натрий - 2,0 - 7,1

  • Пигмент неорганический - 1,0 - 7,2

  • Аэросил - 2,0 - 7,3

  • Стеклянные нити длиной 5 - 10 мм - 0,01 - 10,0

  • Кристаллогидраты - 0,01 - 10,0

С целью повышения влагостойкости и атмосферостойкости наносится внешний слой хлорсульфированного полиэтилена толщиной 40 - 80 мкм.

Наличием в составе жидкого натриевого стекла достигается вспениваемость слоя материала от термического воздействия и технический результат изобретения за счет экологически основного компонента состава. Наличием в составе шамота достигается большая теплоемкость и низкая температуропроводность слоя материала. Кремнефтористый натрий служит отвердителем состава. Пигмент придает различные цвета составу. Аэросил повышает тиксотропные свойства и уменьшает теплопроводность состава. Наличием в составе стеклянных нитей достигается дополнительное повышение стойкости слоя материала к вибрациям и статическим нагрузкам. Наличие в составе кристаллогидратов, например тригидрата ацитата натрия, алюмокалиевых квасцов, достигается уменьшением коэффициента температуропроводности состава за счет дополнительного поглощения теплоты во время фазовых превращений, например плавления. Наличием в составе внешнего слоя из хлорсульфированного полиэтилена достигается повышение атмосферостойкости покрытия.

Испытание теплозащитных свойств покрытия осуществлялось по следующей методике на установке СИН-1 (стенд импульсивного нагрева). Приготовленный состав наносили на стальные 2 мм образцы кистью. В опытах наносили слой покрытия толщиной 4 мм. Края образцов защищали при помощи трех каскадов трубчатых газоразрядных водоохлаждаемых источников излучения с ксеноновым наполнителем типа ДТП 10/200. Расстояние до испытуемого образца подбиралось таким образом, чтоб суммарная плотность теплового потока на его поверхность достигала 200 кВт/м. Температура обратной поверхности образца измерялась с помощью термопары.

Вибростойкость оценивали по времени появления первых трещин на образцах, помещенных на вибростенд при частотах от 10 до 4000 Гц и ускорении от 1,25 до 40 g.

Экологическую чистоту определяли по суммарному газовыделению окиси углерода и органических веществ в вакуум из равной навески вещества (0,5 г) при нагреве его до 500oC в течение 20 минут.

Результаты испытания приведены в таблице в сопоставлении с композицией прототипа. Из таблицы видно повышение теплозащитных свойств, вибростойкости и экологической чистоты при переходе от состава-прототипа к заявляемому составу. По результатам испытаний (таблица) выбраны оптимальные граничные условия соотношения компонентов. К тому же значительное повышение содержания наполнителя вело к повышению вязкости состава и невозможности пользоваться кистью для его нанесения, а снижение содержания аэросила приводило к стеканию состава с вертикальной стенкой.

Предлагаемый состав характеризуется примером.

Смешивают компоненты (вес.ч.):

  • Шамот - 15,8

  • Кремнефтористый натрий - 2,1

  • Пигмент неорганический - 1,2

  • Аэросил - 2,3

  • Стеклянные нити длиной 5 - 10 мм - 0,1

  • Кристаллогридраты - 0,1

до образования однородной смеси (далее "компонент 1")

Перед применением смешивают водный раствор жидкого натриевого стекла (вес.ч.) - 110,0 (ГОСТ 13078-81) с "компонентом 1" до образования однородной смеси (далее "компонент 2").

Предлагаемый состав готовят перед употреблением из двух компонентов. Срок хранения компонентов в таком двухкомпонентном виде, не ухудшающем их огнезащитных и физико-механических свойств 0,5 года. Жизнеспособность изготовленного состава 4 - 5 ч. Состав наносят в один или несколько слоев на защищаемую поверхность любым известным способом (кистью, валиком, краскораспылителем). Время высыхания пленки состава до отлипа при 15 - 35oC не более 2 ч. Последний слой состава сушится в течение 5 - 6 ч при 15 - 35oC. Затем на поверхность, покрытую "компонентом 2", наносят внешний слой хлорсульфированного полиэтилена толщиной 40 - 80 мкм и сушат 0,5 ч при 15 - 35oC.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Теплозащитное покрытие, выполненное из по крайней мере одного слоя состава, включающего жидкое натриевое стекло, отвердитель, наполнитель, пигмент неорганический и воду, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит внешний слой хлорсульфированного полиэтилена, а состав на основе жидкого стекла содержит в качестве отвердителя кремнефтористый натрий, наполнителя - шамот, аэросил и стеклянные нити длиной 5 - 10 мм и дополнительно кристаллогидраты при следующем соотношении компонентов состава, вес.ч.:

  • Вода - 20,4 - 78,8

  • Жидкое натриевое стекло - 10,2 - 44,7

  • Шамот - 12,1 - 35,8

  • Кремнефтористый натрий - 2,0 - 7,1

  • Пигмент неорганический - 1,0 - 7,2

  • Аэросил - 2,0 - 7,3

  • Стеклянные нити длиной 5 - 10 мм - 0,01 - 10,0

  • Кристаллогидраты - 0,01 - 10,0

Версия для печати
Дата публикации 10.05.2007гг


вверх