ТЕРМОСТОЙКАЯ КРАСКА Российский патент 1995 года по МПК C09D183/04 C09D183/04 C09D133/12 

Изобретение относится к лакокрасочным материалам на основе кремнийорганических смол, предназначенных для защиты изделий и конструкций из черных и цветных металлов, эксплуатируемых в диапазоне температур от -40^оС до +550^оС.

Известен теплопроводный состав, содержащий полиметилсилоксановую жидкость, оксид цинка, аэросил, алюминиевую пудру, сополимер бутилметакрилата и метакриловой кислоты [1] Этот состав используется только в электротехнической промышленности при получении газоразрядных источников тока и может выдерживать температуру до +400^оС. Однако этот состав не может быть использован для защиты металлических изделий, эксплуатируемых в диапазоне температур от -40^оС и выше +400^оС.

Наиболее близкой к данному изобретению по технической сущности является термостойкая краска, включающая метилфенилсилоксановую смолу, диоксид кремния и порошкообразный алюминий. Дополнительно она содержит небольшое количество полидиметилсилоксана. Покрытия обладают повышенной термостойкостью и сохраняют свои физические свойства при температуре до 250^оС [2]
Недостатком этой краски является использование в качестве пленкообразующего метилфенилсилоксановой смолы, не образующей при температуре 150-250^оС надежной сетчатой структуры (сшивки), разрушение которой происходит при температурах выше 250^оС. Кроме того, покрытия на основе данной краски высыхают только при повышенной температуре (выше 100^оС).

Технической задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является расширение температурного интервала эксплуатации лакокрасочного покрытия от -40^оС до +550^оС. Эта задача достигается тем, что термостойкая краска, включающая полифенилсилоксановую смолу, алюминиевую пудру и аэросил, в качестве полифенилсилоксановой смолы содержит полифенилсилоксановую бутанолизированную смолу прямого синтеза и дополнительно содержит сополимер метилметакрилата с метакриловой кислотой и сольвент при следующем соотношении компонентов, мас. Полифенилсилоксановая бутанолизированная смола прямого синтеза 20-22 Сополимер метилметакрилата с метакриловой кислотой 13-29 Алюминиевая пудра 12-18 Аэросил 3-7 Сольвент 36-40
Краску готовят следующим образом.

В дисольвер загружают полифенилсилоксановую смолу (ТУ 6-02-1-581-88) и включают мешалку. Затем вводят сополимер метилметакрилата с метакриловой кислотой (ТУ 6-01-1305-85) и сольвент (ГОСТ 1.928-79). Все тщательно перемешивают в течение 15 мин и медленно догружают аэросил А-300 (ГОСТ 14922-77). Снова перемешивают в течение 40 мин для набухания аэросила, после чего медленно загружают алюминиевую пудру (ГОСТ 5494-71). Перемешивание всех компонентов осуществляют в течение 30 мин. Краска готова к применению. Краску расфасовывают в банки, фляги, барабаны. Краску наносят электроосаждением, краскораспылителем или кистью на предварительно очищенную и обезжиренную металлическую поверхность в один или два слоя в зависимости от условий эксплуатации.

Примеры с указанием конкретных соотношений компонентов приведены в табл. 1.

В табл. 2 приведены результаты испытаний покрытий на основе различных составов краски. Как видно из приведенных в табл. 2 данных, оптимальными являются составы краски (1-3), содержащие, мас. полифенилсилоксановая смола 20-22; сополимер метилметакрилата с метакриловой кислотой 13-29, аэросил 3-7, пудра алюминиевая 12-18, сольвент 36-40.

Эти составы выдерживают без изменения внешнего вида и качества покрытия 15 циклов закаливания в воде от температуры +550^оС, 10 циклов переменного воздействия температур с диапазоном от -40^оС до +550^оС, 8 ч воздействия температуры 600^оС и 1 ч воздействия температуры 700^оС.

Проведенные испытания на стойкость покрытия к переменному воздействию температур показали также, что содержание в краске полифенилсилоксановой смолы в количестве, меньшем 20% (состав 4) через 2-3 цикла приводит к шелушению покрытия. При повышенном содержании полифенилсилоксановой смолы, более 22% (состав 7) через 12 циклов закаливания в воде наблюдается растрескивание, а при температуре 600^оС через 6 ч и переменном воздействии температур в диапазоне -40^оС до +550^оС через 8 циклов коробление покрытия.

Оптимальное содержание сополимера метилметакрилата с метакриловой кислотой в краске 13-29% а сольвента 36-40% Как увеличение их содержания (составы 9, 13), так и уменьшение их содержания (составы 8, 12) через 3-6 циклов воздействия переменных температур приводит к шелушению покрытия.

Через 4 ч выдерживания при температуре 600^оС наблюдается шелушение покрытия, если содержание сольвента не соответствует 36-40% (составы 12, 13).

Небольшое шелушение покрытия через 5-9 циклов воздействия переменных температур наблюдается при содержании аэросила менее 3% (состав 10), а через 6 ч воздействия температуры 600^оС коробление. Введение аэросила более 7% (состав 11) способствует повышению вязкости краски, что приводит к технологическим трудностям при получении краски с нужными параметрами. Кроме того, через 8 ч воздействия температуры 600^оС покрытие шелушится, а при переменном воздействии температур покрытие не меняет внешнего вида и качества.

При содержании алюминиевой пудры выше верхнего предела (состав 5) через 10-15 циклов переменного воздействия температур покрытие остается без изменений. Но увеличение содержания алюминиевой пудры и уменьшение содержания аэросила в краске (состав 10) приводит к снижению седиментационной устойчивости (наблюдается ускоренное осаждение алюминиевой пудры).

Введение алюминиевой пудры менее 12% (состав 6) приводит к шелушению покрытия через 10 циклов закаливания в воде от температуры 550^оС, через 8 циклов переменного воздействия температур в диапазоне от -40^оС до +550^оС к трещинам, а температуры 600^оС и 700^оС покрытия не выдерживают. Температуру 700^оС не выдерживают покрытия на основе составов 4, 6-13, а температуру 600^оС покрытия на основе составов 4, 6, 8, 9.

Кроме перечисленных выше достоинств, предлагаемая краска термостойкая одноупаковочная в зависимости от условий эксплуатации подвергается холодной или горячей сушке, при естественной сушке образует красивое серебристое декоративное покрытие, при горячей декоративное и термостойкое.

Применение краски исключает необходимость грунтования защищаемых поверхностей другими лакокрасочными материалами, поставляется потребителю в рабочих технологических окрасочных параметрах, наносится любым способом (кистью, валиком, краскораспылителем). Высокое удельное объемное сопротивление краски (2˙10⁷ 3˙10⁸ см˙см) позволяет наносить ее методом электроосаждения на детали и изделия любых размеров и конфигураций.

Использование: защита изделий и конструкций из черных и цветных металлов, эксплуатируемых в диапазоне температур от -40°С до +550°С. Сущность, краска включает, %: полифинилсилоксановую бутанолизированную смолу прямого синтеза 20 - 22, сополимер метилметакрилата с метакриловой кислотой 13 - 29, алюминиевую пудру 12 - 18, аэросил 3 - 7 и сольвент 36 - 40. Стойкость покрытия к переменному действию температур -40 - +550°С 10 циклов. 2 табл.

ТЕРМОСТОЙКАЯ КРАСКА, включающая полифенилсилоксановую смолу, алюминиевую пудру и аэросил, отличающаяся тем, что в качестве полифенилсилоксановой смолы она содержит полифенилсилоксановую бутанолизированную смолу прямого синтеза и дополнительно содержит сополимер метилметакрилата с метакриловой кислотой и сольвент при следующем соотношении компонентов, мас.

Полифенилсилоксановая бутанолизированная смола прямого синтеза 20 - 22
Сополимер метилметакрилата с метакриловой кислотой 13 29
Алюминиевая пудра 12 18
Аэросил 3 7
Сольвент 36 40