ОГНЕУПОРНАЯ КРАСКА Российский патент 1997 года по МПК C09D1/00 C09D5/18 

Изобретение относится к лакокрасочной промышленности и может быть использовано для нанесения защитных покрытий на металлические и неметаллические /бетонные, кирпичные и керамические/ поверхности изделий и конструкций.

Известна краска, включающая алюмоборфосфатное связующее, двуокись кремния, каолин, неорганический пигмент и воду [1]
Недостатком известной краски является высокая температура термообработки /250^oC/ и низкая прочность на истирание.

Известна огнеупорная краска, включающая алюмоборфосфатное связующее, двуокись титана, двуокись кремния, каолин, неорганический пигмент, оксид магния, гидроокись алюминия и воду при следующем соотношении компонентов, мас. [2]
Алюмоборфосфатное связующее 43 52
Двуокись титана 4 7
Двуокись кремния 7 10
Каолин 8 10
Неорганический пигмент 4 8
Оксид магния 1,0 2,5
Гидроокись алюминия 2 4
Вода Остальное
Это техническое решение по своему составу и достигаемому эффекту наиболее близко к предлагаемому изобретению и выбрано за прототип.

Известная краска позволяет получить покрытия с хорошими физико-механическими свойствами и пониженной температурой термообработки /150^oC/.

К недостаткам известной краски можно отнести ограниченный ассортимент материалов для ее использования, недостаточную гомогенизацию и сравнительно невысокие адгезионные характеристики.

Достигаемый технический результат заключается в улучшении гомогенизации, повышении адгезионных характеристик краски, повышение водостойкости, а также снижение температуры термообработки и расширение ассортимента основ для покрытия.

Для достижения технического результата в огнеупорную краску, включающую двуокись титана, оксид магния, двуокись кремния, гидроксид алюминия и алюмоборфосфатное связующее, дополнительно введен углекислый кальций при следующем соотношении компонентов, мас.

Двуокись титана 9,0 31,4
Углекислый кальций 0,3-3,1
Оксид магния 0,4 2,3
Двуокись кремния 1,6 4,8
Гидроксид алюминия 0.1 1,0
Алюмоборфосфатное связующее Остальное
Для получения красок различных цветов состав дополнительно содержит красящий пигмент в количестве 20,0 30,0 мас.

Алюмоборфосфатное связующее является концентрированным водным раствором фосфатов алюминия и борной кислоты и представляет сбой густую сиропообразную прозрачную, бесцветную жидкость без запаха, обладающую вяжущими, клеящими свойствами. Уд. мас. 1,33 г/см³, pH 2,2 температура отверждения 250-350^oC.

Введение фосфатного связующего дает возможность снизить температуру обжига и расширить палитру применяемых пигментов. Фосфатное связующее является цементирующим компонентом по отношению к компонентам краски и в композиции с остальными компонентами образует стабильную необратимую структуру, обладающую рядом ценных свойств, хорошей адгезией к основе, достаточной механической прочностью и водостойкостью после термообработки.

При снижении в составе краски алюмоборфосфатного связующего /АБФС/ менее 54,3 мас. ухудшается схватываемость краски и снижается ее прочность, а при повышении выше 63,7 мас. снижается водостойкость покрытия.

Двуокись титана TiO₂ выполняет роль наполнителя и пигмента. В качестве наполнителя применяется рутил, а в качестве пигмента анатаз.

Увеличение содержания и уменьшение содержания двуокиси титана в составе краски выше 31,4 и ниже 9,0 мас. приводит к изменению цвета красочного слоя.

В качестве пигмента используют двуокись титана /анатаз/- для белой краски, оксид хрома Cr₅O₃ для зеленой краски и сурик железистый и дулевская черная для серой краски.

При снижении содержания пигмента менее 20,0 мас. красочный слой получается менее интенсивный, а при повышении более 30 мас. прочностные свойства краски снижается.

Оксид магния способствует быстрейшему отвержению красочного слоя.

При снижении MgO менее 0,4 мас. отверждение красочного слоя происходит более медленно, а при повышении его содержания более 2,3 мас. снижается стабильность состава и возможно его коагулирование.

Двуокись кремния SiO₂ вводится в состав для увеличения адгезии и когезии. В качестве двуокиси кремния может применяться кварцевый песок.

При увеличении содержания двуокиси кремния в составе краски более 4,8 мас. снижаются адгезионные характеристики, а при уменьшении ее менее 1,6 мас. снижается прочность.

Гидроксид алюминия AI(OH)₃ вводится с целью механического упрочнения красочного слоя.

С уменьшением содержания гидроксида алюминия в состав краски менее 0,1 мас. уменьшается прочность красочного слоя, а увеличение его содержания приводит к рыхлости красочного слоя.

Углекислый кальций CaCO₃ способствует более высокой гомогенизации состава, а также повышает адгезию и водостойкость. Реагируя с избытком кислоты АБФС, углекислый кальций нейтрализует его, а выделяющаяся при этом CO₂ улучшает гомогенизацию краски.

Избыток CaCO₃ в количестве боле 3,1 мас. приводит к ухудшению схватываемости краски, а недостаток его менее 0,3 мас. приводит к увеличению кислотности раствора краски, что сказывается на ухудшении водостойкости.

Предлагаемый состав краски является наиболее оптимальным и выявлен в результате многочисленных экспериментов.

Краску готовят следующим образом.

Порошки ингредиентов дисперсностью 20 мкм тщательно перетирают и гомогенизируют. Полученную сухую смесь перемешивают с алюмоборфосфатным связующим в смесителе до получения однородной массы.

Полученную краску кистью или валиком наносят на предварительно подготовленную поверхность стали, алюминия, сплавов алюминия, керамики, кирпича и бетона.

После подсушивания на воздухе в течение 10 мин окрашенная поверхность подвергается термообработке при 20-140^oC.

В зависимости от цвета пигмента краска получается белая, серая или зеленая.

В таблице приведены конкретные примеры составов красок в заявленных пределах, составы красок, выходящие за заявленные пределы, и достигаемый технический результат по сравнению с прототипом.

Изобретение может быть использовано для нанесения защитных покрытий на металлические и неметаллические поверхности. Для улучшения гомогенизации и повышении адгезионных характеристик краски в состав огнеупорной краски, включающей двуокись титана, оксид магния, двуокись кремния, гидроксид алюминия и алюмоборфосфатное связующее, дополнительно введен углекислый кальций при следующем соотношении компонентов, мас.%: двуокись титана 9,0-31,4; оксид магния 0,4-2,3; двуокись кремния 1,6-4,8; гидроксид алюминия 0,1-1,0; углекислый кальций 0,3-3,1; алюмоборфосфатное связующее - остальное. Для получения цветных красок состав дополнительно содержит цветной пигмент в количестве 20,0 - 30, 0 мас.%. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Огнеупорная краска, включающая двуокись титана, оксид магния, двуокись кремния, гидроксид алюминия и алюмоборфосфатное связующее, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит углекислый кальций при следующем соотношении компонентов, мас.

Двуокись титана 9,0 31,4
Оксид магния 0,4 2,3
Двуокись кремния 1,6 4,8
Гидроксид алюминия 0,1 1,0
Углекислый кальций 0,3 3,1
Алюмоборфосфатное связующее Остальное
2. Краска по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит красящий пигмент в количестве 20 30 мас.