КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ТЕРМОРЕГУЛИРУЮЩЕГО ПОКРЫТИЯ КЛАССА "СОЛНЕЧНЫЕ ОТРАЖАТЕЛИ" Российский патент 1995 года по МПК C09D1/02 B64G1/58 

Изобретение относится к области космического материаловедения и оптической техники и может быть использовано в системах пассивного терморегулирования аппаратов в качестве основы для изготовления покрытия класса "солнечные отражатели", а также придания поверхностям оптических приборов определенных теплорадиационных характеристик.

Покрытия этого класса обладают определенными тепловыми радиационными характеристиками: поглощательной способностью солнечной радиации As не более 0,2, излучательной способностью ε более 0,8. Радиационная стойкость оценивается по изменению As (Δ As) при действии определенной дозы ультрафиолетового излучения Солнца, измеряемой в эквивалентных солнечных сутках (э.с.с.) и должна быть минимальной.

Достаточно простыми в технологическом отношении и стойкими к воздействию УФ-радиации по сравнению с различными типами покрытий (лакокрасочными, плазменными и др.) являются силикатные покрытия, состоящие из связующих и пигментов. В качестве связующих в исходных смесях используются жидкие стекла (водные растворы силикатов щелочных металлов), а пигментов оксиды цинка и ортотитанат цинка.

Некоторые покрытия обладают низкими значениями исходной поглощательной способности, которая однако существенно увеличивается при УФ-облучении, что снижает возможность применения таких покрытий в процессе длительной эксплуатации.

Покрытия на основе оксидов цинка имеют хорошую радиационную стойкость (Δ As 0,04 за 50 э.с.с.), но исходные значения As сравнительно высокие (0,18-0,21), что также в ряде случаев ограничивает их использование.

При высоких значениях As увеличивается площадь отражающих поверхностей изделий, повышаются габаритно-массовые характеристики и снижается масса полезного груза. Поэтому для оптимизации работы системы пассивного терморегулирования требуются покрытия с низкими As и высокой радиационной стойкостью в условиях воздействия УФ-радиации Солнца.

Наиболее близкой к композиции по изобретению является композиция, применяемая для изготовления покрытия ТР-со-11, включающая водный раствор метасиликата калия с М_к 3,8-4,1 и плотностью 1,15-1,16 г/см³, пигмент ортотитанат цинка при ТУ-6-09-01-808-91 при следующем соотношении компонентов, мас.ч. Ортотитанат цинка 100 Раствор метасиликата калия 115-140
Покрытие, изготовленное из этой композиции, имеет следующие характеристики: As 0,14-0,17 Δ As 0,06 за 50 э.с.с. ε не менеe 0,92
Обладая более низкими исходными значениями As, покрытие на основе ортотитаната цинка уступает по радиационной стойкости покрытия из оксида цинка.

Технической задачей данного изобретения является разработка композиции для терморегулирующего покрытия с низкими значениями поглощательной способности солнечной радиации, высокой радиационной стойкостью при сохранении необходимых значений излучательной способности.

Эта задача решается тем, что композиция для терморегулирующего покрытия класса "солнечные отражатели", включающая водный раствор метасиликата калия с кремнеземистым модулем 3,8-4,1 и плотностью 1,15-1,16 г/см³ и пигмент в качестве пигмента содержит титанат циркония с массовым соотношением ZiO₂: TiO₂, равным (40-60):(60-40), при следующем соотношении компонентов, мас.ч.

Вышеуказанный водный раствор метасиликата калия 58-65
Вышеуказанный титанат циркония 35-42
Для приготовления композиции необходимые количества титаната циркония (ZrTiO₄) и метасиликата калия загружают в фарфоровый барабан с соотношением фарфоровые шары пигмент 1:1 (по массе) и перемешивают на валковой мельнице 45-60 мин. Затем полученный шликер процеживают через капроновую сетку. Покрытие наносят краскораспылителем.

В табл. 1 приведены свойства покрытий в зависимости от содержания ZrO₂ и TiO₂ в пигменте при постоянном количестве связующего (1,20 мл на 100 г пигмента), а в табл. 2 оптические свойства покрытий в зависимости от содержания связующего и пигмента в композиции.

Использование: покрытия класса "солнечные отражатели". Сущность: композиция включает, мас. %: водный раствор метасиликата калия с кремнеземистым модулем 3,8 - 4,1 и плотностью 1,15-1,16 г/см³ 58 - 65 и титанат циркония с массовым соотношением ZrO₂:TiO₂, равным (40 - 60) : (60 - 40), 35 - 42. Поглощающая способность солнечной радиации покрытия 0,09 - 0,12, излучательная способность не менее 0,92, изменение поглощающей способности солнечной радиации при действии дозы ультрафиолетового излучения солнца, равной 50 эквивалентным солнечным суткам, 0,02 - 0,04. 2 табл.

КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ТЕРМОРЕГУЛИРУЮЩЕГО ПОКРЫТИЯ КЛАССА "СОЛНЕЧНЫЕ ОТРАЖАТЕЛИ", включающая водный раствор метасиликата калия с кремнеземистым модулем 3,8 4,1 и плотностью 1,15 1,16 г/см³ и пигмент, отличающаяся тем, что в качестве пигмента она содержит титанат циркония с массовым соотношением ZrO₂ TiO₂ 40 60 60 40 при следующем соотношении компонентов композиции, мас.

Указанный водный раствор метасиликата калия 58 65
Указанный титанат циркония 35 42