КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ЗАЩИТНОГО ПОКРЫТИЯ И СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ

КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ЗАЩИТНОГО ПОКРЫТИЯ И СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ


--- Закажите полную версию данного патента ---

RU (11) 2041905 (13) C1

(51) 6 C09D183/04, C09D5/08, C09D7/14 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 05.10.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(14) Дата публикации: 1995.08.20 
(21) Регистрационный номер заявки: 93009017/05 
(22) Дата подачи заявки: 1993.02.18 
(45) Опубликовано: 1995.08.20 
(56) Аналоги изобретения: 1. Харитонов Н.П. и др. Органосиликатные материалы, их свойства и технология применения. Л.:Наука, 1980. 2. Худобин Ю.И. и др. Промышленный выпуск одноупаковочных органосиликатных композиций, типа ОС - 12, Новое в сушке лакокрасочных покрытий. Л:. ЛДНТП4, 1990, С.47-50. 
(71) Имя заявителя: Акционерное общество закрытого типа "СилТЭК" 
(72) Имя изобретателя: Билионков С.В.; Трофимов В.М. 
(73) Имя патентообладателя: Акционерное общество закрытого типа "СилТЭК" 

(54) КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ЗАЩИТНОГО ПОКРЫТИЯ И СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ 

Использование: защитные покрытия крупногабаритного оборудования в судостроении, вагоностроении, автомобилестроении, гидротехнике. Сущность: композиция включает, раствор полиметилфенилсилоксана в толуоле (в расчете на сухое вещество) 25 34; тетрабутоксититан 5 - 11; силикат 42 60; оксид металла 1 5; карбид кремния 3 10. Получают композицию смешением раствора полиметилфенилсилоксана в толуоле с тетрабутоксититаном, введением в смесь силиката, оксида металла, карбида кремния и механической обработкой полученной суспензии в шаровой мельнице. Время высыхания до степени 3 0,5 ч, адгезия покрытия по методу решетчатого надреза 1 балл, прочность покрытия при ударе 3,5 4,0 Н м, прочность на изгиб 1 3 мм, твердость по прибору М 3 0,4 0,6. 2 с.п.ф-лы, 2 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к области материаловедения защитных покрытий, в частности к композициям на основе полиорганосилоксанов, твердеющих при температуре окружающего воздуха. Композиция предназначена для получения атмосферостойких противокоррозионных покрытий на металлических поверхностях и может быть использована в случаях, при которых невозможно образование покрытия в условиях высоких температур, например, при окрашивании крупногабаритного оборудования в судостроении, вагоностроении, автомобилестроении, гидротехнике.

Известны композиции на основе полиорганосилоксанов, состоящие из трех компонентов: полимерного связующего, силикатов и оксидов [1] После отверждения композиция образует единую пространственно-сшитую структуру, которая может рассматриваться как система тонких полимерных пленок, фиксированных между частицами остальных компонентов. Комплекс свойств, обеспечивающих надежное применение покрытий, в значительной степени достигается благодаря введению силикатных компонентов, образующих с полимером силоксансиликатные связи, а также оксидов, катализирующих этот процесс и улучшающих адгезионные показатели.

Разрыв силоксановых связей в силикатной решетке и молекуле полимера осуществляется под влиянием внешних энергетических воздействий, в том числе и механических:

Si-OSi + Si-OSi __ поверхность силиката (с) молекула полимера (п)

__ 

Реакции

__ + H2O

i-OH+R-i __ i-O-Si + RH протекают с достаточной полнотой при нагревании или в присутствии сшивающих агентов и относятся главным образом к стадии пространственной сшивки (отверждения) композиции на основе полиорганосилоксанов.

При изготовлении композиции в процессе обработки суспензии, содержащей полиорганосилоксан, силикат и оксид, в шаровой мельнице наиболее вероятна реакция, протекающая по первой схеме, происходит образование первичных химических связей между полимерной основой и силикатными компонентами. Последующая сшивка, приводящая к образованию единой пространственной структуры, осуществляется в процессе отверждения композиции под влиянием высоких температур или в присутствии сшивающих добавок при температуре 10-30оС.

В случае отверждения известной композиции под влиянием высоких температур возможно получение качественных покрытий, обладающих высокими физико-механическими свойствами. Однако формирование таких покрытий является процессом трудо- и энергоемким, так как требует проведения термообработки по специальной программе: подъем температуры со скоростью 1,5-2оС в минуту до 270оС, изотермическая выдержка при этой температуре в течение 2,5-3 ч и последующее охлаждение со скоростью до 5оС в минуту. Несоблюдение режима термообработки приводит к образованию внутренних дефектов и пузырей за счет выделения внутримолекулярной и конденсационной воды, вызывающей деструкцию полиорганосилоксанов и, как следствие этого, ухудшение физико-механических свойств. К недостаткам композиции относятся также ограниченность ее применения при высокотемпературном отверждении наносимых покрытий: композиция не пригодна для окрашивания крупногабаритных деталей и металлоконструкций.

Наиболее близкой к композиции по изобретению является известная композиция для защитного покрытия, включающая раствор полиметилфенилсилоксана в толуоле, тетрабутоксититан (0,6 мас.), силикат и оксид металла. Способ изготовления композиции предусматривает введение тетрабутоксититана в состав, который раньше использовали только как самостоятельную композицию. При этом отвердитель в него вводят непосредственно перед нанесением покрытия [2]

Однако получаемое на основе известной композиции покрытие обладает невысокими прочностными характеристиками, твердостью и адгезией к подложке и по физико-механическим свойствам уступает покрытиям на основе композиций, отверждаемых под влиянием высоких температур.

Технической задачей изобретения является улучшение физико-механических свойств покрытия, заключающееся в увеличении прочностных характеристик, твердости и адгезии к подложке.

Увеличение прочностных характеристик, твердости и адгезии покрытия к подложке достигается тем, что композиция для защитного покрытия, включающая раствор полиметилфенилсилоксана в толуоле, тетрабутоксититан, силикат и оксид металла, дополнительно содержит карбид кремния, при следующем соотношении компонентов, мас.

Раствор полиметилфе-

нилсилоксана в толуоле,

в расчете на сухое ве- щество 25-34 Тетрабутоксититан 5-11 Силикат 42-60 Оксид металла 1-5 Карбид кремния 3-10

Увеличение прочностных характеристик, твердости и адгезии к подложке достигается также тем, что в способе изготовления композиции, заключающемся в смешении раствора полиметилфенилсилоксана в толуоле, тетрабутоксититана и неорганических компонентов и механической обработке полученной суспензии в шаровой мельнице, согласно изобретению, сначала смешивают раствор полиметилфенилсилоксана в толуоле с тетрабутоксититаном, а затем в смесь вводят неорганические компоненты.

Именно нетрадиционная последовательность смешивания компонентов композиции при использовании в ней тетрабутоксититана в значительных концентрациях приводит к образованию однородного геля и заключительная обработка его в шаровой мельнице обеспечивает получение качественной композиции с характерной для краски консистенцией.

Высокая концентрация тетрабутоксититана в составе композиции после ее нанесения на поверхность металла по мере улетучивания органического растворителя обеспечивает более активное прохождение реакций переэтерификации тетрабутоксититана полиметилфенилсилоксаном, как первой так и второй ступени. Кроме того, концентрация тетрабутоксититана достаточна для связывания ОН-групп, находящихся на поверхности силикатов и оксидов. В результате таких химических взаимодействий образуется обладающее высокими физико-механическими свойствами высокоструктурированное покрытие со значительным содержанием соединения формулы: MexTimSinOm+n+ .

Использование тетрабутоксититана в больших концентрациях является решением неочевидным, так как раньше концентрацию тетрабутоксититана ограничивали, стремясь избежать происходящее при смешивании тетрабутоксититана с суспензией, содержащей полиметилфенилсилоксан, силикат и оксид, гелеобразование. Считалось, что гелеобразование делает композицию непригодной для использования по назначению. Однако использование тетрабутоксититана в достаточно высоких концентрациях возможно благодаря специальному способу смешивания компонентов при изготовлении композиции. Добавление в процессе смешивания неорганических компонентов в предварительно подготовленную смесь тетрабутоксититана с раствором полиорганосилоксана в толуоле приводит к равномерному гелеобразованию суспензии без формирования трудноразмалываемых сгустков и гарантирует после механообработки в шаровой мельнице получение готовой композиции с характерной для окраски консистенцией.

Наличие в композиции карбида кремния, который при механообработке способен размалываться не до величины частиц 10-20 мкм как, например, силикат, а до 1-2 мкм, обеспечивает равномерное его распределение в качестве наполнителя в мельчайших пустотах пространственно-сшитой структуры получаемого покрытия, увеличивая его твердость.

Установлено, что оптимальное содержание тетрабутоксититана в композиции должно составлять 5-11 мас. При содержании тетрабутоксититана менее 5 мас. композиция медленно высыхает и получаемые покрытия имеют низкий показатель твердости. Увеличение концентрации тетрабутоксититана свыше 11 мас. приводит к образованию очень жесткого покрытия с большими внутренними напряжениями, обладающего низкой адгезией к подложке.

Превышение верхнего предела рекомендуемого интервала концентраций полиметилфенилсилоксана в композиции увеличивает время высыхания и вызывает снижение твердости покрытия. При концентрации полиметилфенилсилоксана менее 25 мас. значительно ухудшаются прочностные характеристики покрытия, снижаются его твердость и адгезия к подложке.

Ограничения в композиции концентрации силиката и карбида кремния по верхнему пределу соответственно 60 и 10 мас. обусловлено наблюдаемой за этим пределом тенденцией снижения значений прочностных характеристик. Выбор нижнего предела содержания компонента в композиции для силиката 42 мас. и для карбида кремния 3 мас. объясняется соображениями сохранения достаточной твердости покрытия.

Пределы содержания оксида металла выбраны в соответствии с практикой его введения в органосиликатные материалы для придания цветности. При содержании оксида металла менее 1 мас. композиция не имеет выраженного цвета. При введении оксида металла в количестве, превышающем 5 мас. эффект окрашивания остается на достигнутом уровне, кроме того, покрытие становится менее эластичным, что выражается в снижении прочности на изгиб.

Композицию получают следующим образом.

В шаровую мельницу загружают раствор полиметилфенилсилоксана в толуоле и при легком перемешивании вводят в него тетрабутоксититан. Затем в смесь добавляют в порошкообразном виде остальные компоненты. Образовавшийся гель подвергают обработке в шаровой мельнице в течение 1-3 сут. После механообработки композиция готова и имеет характерную для краски консистенцию. Ее разливают в плотно закрывающуюся стеклянную или металлическую посуду.

В условиях лаборатории были проведены исследования свойств покрытий, полученных из композиций, различаемых по количественному содержанию компонентов. Для этого композиции наносили на металлические подложки (Ст. 3) и высушивали при 20оС. Толщина покрытий составляла 100 мкм.

П р и м е р ы 1-14. Композиции по примерам получают, как описано выше. Составы композиций по примерам приведены в табл. 1, свойства покрытий на их основе в табл. 2.

Использование композиции по изобретению и способа ее получения позволяет изготавливать отверждаемые при температуре окружающего воздуха покрытия, сравнимые по своим физико-механическим свойствам с физико-механическими свойствами покрытий, отверждаемых при высоких температурах. Помимо высоких прочностных характеристик, твердости и адгезии к подложке покрытия на основе композиции по изобретению обладают также и хорошими электрофизическими свойствами. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Композиция для защитного покрытия, влючающая раствор полиметилфенилсилоксана в толуоле, тетрабутоксититан, силикат и оксид металла, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит карбид кремния при следующем соотношении компонентов, мас.

Раствор полиметилфенилсилоксана в толуоле в расчете на сухое вещество 25 34

Тетрабутоксититан 5 11

Силикат 42 60

Оксид металла 1 5

Карбид кремния 3 10

2. Способ получения композиции для защитного покрытия, заключающийся в смешении раствора полиметилфенилсилоксана в толуоле, тетрабутоксититана и неорганических компонентов и механической обработке полученной суспензии в шаровой мельнице, отличающийся тем, что сначала смешивают раствор полиметилфенилсилоксана в толуоле с тетрабутоксититаном, а затем в смесь вводят неорганические компоненты, при этом компоненты берут в следующем соотношении, мас.

Раствор полиметилфенилсилоксана в толуоле в расчете на сухое вещество 25 34

Тетрабутоксититан 5 11

Неорганические компоненты:

Силикат 42 60

Оксид металла 1 5

Карбид кремния 3 10




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к СТРОЙИНДУСТРИИ: строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ, бетон, специальный бетон, добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства, специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения, лакокрасочные, клеевые составы и композиции, строительные изделия, окна и двери. шторы и жалюзи. фурнитура, гарнитура и комплектующие, устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. приспособления и устройства, устройство покрытий полов. наливные полы. смеси и композиции, строительство и ремонт гидротехнических сооружений, технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения, новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ, строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ.



Новые технологии и изобретения в стройиндустрии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "силикатный кирпич" будет найдено словосочетание "силикатный кирпич". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("силикатный" или "кирпич").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+силикатный -кирпич".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "кирпич" будут найдены слова "кирпич", "кирпичи" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "кирпич!".


Строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения | Лакокрасочные, клеевые составы и композиции | Строительные изделия | Новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ | Окна и двери. Шторы и жалюзи. Фурнитура, гарнитура и комплектующие | Устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. Приспособления и устройства | Бетон. Добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства | Устройство покрытий полов. Наливные полы. Смеси и композиции | Строительство и ремонт гидротехнических сооружений | Технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения | Строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Способы производства строительных материалов из древесины и отходов деревообработки


Рейтинг@Mail.ru