КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ЗАЩИТНОГО ПОКРЫТИЯ Российский патент 2004 года по МПК C09D183/04 

Изобретение относится к области защитных покрытий, в частности термостойких покрытий для электроизоляционной защиты металлоконструкций, изделий из керамики и металла.

Известна полимерная композиция, обладающая диэлектрическим свойствами (авторское свидетельство СССР № 1799024, кл. C 08 L 63/02, приор. 09.01.91, oп. 20.12.01). Композиция включает эпоксидную диановую смолу, триэтаноламин в качестве аминного отвердителя и нефтеполимерную смолу с температурой размягчения 98-105°С с йодным числом 55-70 г/100 г, содержанием летучих 1,2-1,5 мас.%, имеющую в своем составе продукты сополимеризации преимущественно, мас.%: изопрен 16-22, пиперилен 12-18, дициклопентадиен 34-43, инден 18-25, неидентифицированные углеводороды 4-6, при следующем соотношении компонентов, мас.%: эпоксидная диановая смола 60-80, триэтаноламин 10-15, нефтеполимерная смола 5-30.

В известной композиции в качестве одного из основных компонентов использована эпоксидная диановая смола, которая является токсичным веществом. Кроме того, непосредственно при нанесении композиции на подложку необходимо производить смешивание смол и вводить отвердитель, что обусловливает сложность ее использования.

Известна композиция для антикоррозионного покрытия (патент РФ № 2041906, кл. C 09 D 183/08, 5/08, приор. 09.12.92, oп. 20.08.95). Композиция включает хлорированный полиметилфенилсилоксан с содержанием хлора 2,3-8 мас.%, наполнители - слюда “Мусковит”, диоксид титана и аэросил, и органический растворитель - толуол, при следующем соотношении компонентов, мас.%: хлорированный полиметилфенилсилоксан 29-35, слюда “Мусковит” 20-25, диоксид титана 1-5, аэросил 1-5, органический растворитель (толуол) 40-47.

Использование известной композиции для антикоррозионного покрытия обеспечивает достаточно высокую термостойкость (до 430°С) и достаточно хорошие электроизоляционные свойства получаемых покрытий. Одним из основных компонентов композиции является хлорированный полиметилфенилсилоксан, получаемый путем хлорирования промышленной смолы К-40 молекулярным хлором; для его получения необходима дополнительная химическая реакция, дефицитные добавки, дополнительное оборудование; кроме того, хлор является токсичным веществом, вредным для здоровья.

Известна композиция для защитного покрытия (патент РФ № 2041905, кл. C 09 D 183/04, 5/08, 7/14, приор. 18.10.93, oп. 20.08.95). Композиция включает полиметилфенилсилоксан, толуол, тетрабутоксититан, силикат, оксиды металлов и карбид кремния в качестве наполнителя, при следующем соотношении компонентов, мас.%: полиметилфенилсилоксан 25-34, тетрабутоксититан 5-11, силикат 42-60, оксиды металлов 1-5, карбид кремния (наполнитель) 3-10, толуол - остальное.

Данное техническое решение принято за прототип настоящего изобретения.

Защитные покрытия, получаемые при нанесении известной композиции на подложку, имеют невысокие электроизоляционные свойства при воздействии высоких температур (более 200°С).

В основу настоящего изобретения положено решение задачи создания композиции для защитного покрытия с простой технологией изготовления, удобной в эксплуатации, которая позволяла бы получать термостойкие покрытия с высокими электроизоляционными свойствами.

Поставленная задача решается за счет того, что композиция для защитного покрытия, включающая полиметилфенилсилоксан, толуол, оксиды металлов и силикат, дополнительно содержит наполнитель при следующем соотношении компонентов, мас.%: полиметилфенилсилоксан в расчете на сухое вещество 15-60, оксиды металлов 3-20, силикат 4-30, наполнитель 20-75, толуол - остальное; в качестве наполнителя может быть использован тальк или асбест.

Заявителем не выявлены технические решения, тождественные заявленному изобретению, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию “новизна”.

Реализация признаков по изобретению, в частности, благодаря использованию в композиции по первому варианту сравнительно большого количества талька или асбеста в совокупности с другими ингредиентами в заявленных соотношениях позволяет получить покрытия, обладающие высокими электроизоляционными свойствами при воздействии высоких температур (до 500 °С). Кроме того, композиция удобна в эксплуатации и проста в изготовлении.

Заявителем не обнаружены какие-либо источники информации, содержащие сведения о влиянии заявленных отличительных признаков на достигаемый вследствие их реализации технический результат. Это, по мнению заявителя, свидетельствует о соответствии данного технического решения критерию “изобретательский уровень”.

Композиция включает следующие компоненты.

Первый компонент - полиметилфенилсилоксан, входящий в состав композиции в количестве 15-60 мас.%, исполняет роль основы, пленкообразующего компонента. При использовании данного компонента в меньшем количестве наблюдается значительное снижение адгезии покрытия к подложке, покрытие становится хрупким, ухудшаются защитные его свойства; а при использовании завышенных количеств ухудшается термостойкость получаемых покрытий, возможно появление трещин при изменении температуры от -60 до +500°С.

Второй компонент композиции - оксиды металлов, входящие в состав композиции в количестве 3-20 мас.%, способствуют образованию на поверхности покрытия прочной пленки. В качестве оксидов металлов, в частности, могут быть использованы оксиды хрома, кобальта, меди, титана и цинка. При введении данного компонента в меньшем количестве ухудшаются защитные свойства покрытия, ухудшается его прочность; а при введении его в завышенных количествах ухудшается адгезия покрытия к подложке.

Третьим компонентом композиции является силикат (слюда), который в сочетании с тальком или асбестом способствует повышению термостойкости получаемых покрытий и их электроизоляционных свойств. В композиции подобрано оптимальное соотношение перечисленных компонентов.

В композиции по второму пункту формулы изобретения высокая термостойкость и электроизоляционные свойства покрытия обусловлены благодаря использованию смеси силиката и талька в следующих количествах: силикат 4-30 мас.% и тальк 20-75 мас.%. При введении силиката и талька в меньших количествах ухудшаются защитные и электроизоляционные свойства покрытия при воздействии высоких температур, уменьшается электрическая прочность и теплопроводность покрытия; а при введении их в больших количествах композиция становится непластичной, плохо растекается по поверхности, ухудшается адгезия покрытия к подложке.

В композиции по третьему пункту формулы изобретения высокая термостойкость и электроизоляционные свойства покрытия обусловлены благодаря использованию смеси силиката и асбеста в следующих количествах: силикат 4-30 мас.% и асбест 20-75 мас.%. При введении силиката и асбеста в меньших количествах ухудшаются защитные и электроизоляционные свойства покрытия при воздействии высоких температур, уменьшается электрическая прочность и теплопроводность покрытия; а при введении их в больших количествах композиция становится непластичной, плохо растекается по поверхности, ухудшается адгезия покрытия к подложке.

Следующий компонент композиции - толуол, дополняющий композицию до 100 мас.%, исполняет роль разбавителя, регулирующего вязкость композиции.

Для подтверждения заявляемых интервалов входящих в композиции ингредиентов проведены испытания. Результаты испытаний иллюстрируются приведенными в таблицах примерами:

- в таблице 1 представлены количественные значения содержания композиции по примерам по второму пункту формулы изобретения;

- в таблице 2 - показатели, достигнутые в примерах по второму пункту формулы изобретения;

- в таблице 3 представлены количественные значения содержания компонентов композиции по примерам по третьему пункту формулы изобретения;

- в таблице 4 - показатели, достигнутые в примерах по третьему пункту формулы изобретения.

Композиция для защитного покрытия изготавливалась следующим образом.

В шаровую мельницу объемом 5 м³ (возможно использование мельницы объемом от 1,63 до 8 м³) загружали уралитовые шары. После этого в мельницу загружали все сухие компоненты композиции, а затем полиметилфенилсилоксан и толуол; соотношение компонентов выбиралось в зависимости от примера. В течение 24 часов при помощи уралитовых шаров производили перетирку компонентов, в результате которой компоненты смешивались, между ними происходила механохимическая реакция. В результате получили композицию в виде суспензии. Композицию расфасовывали в тару и направляли потребителям.

При испытании композиции на соответствие нормативному документу ее наносили на поверхность образца различными методами: окунанием, пульверизацией, малярными валиками и т.п. После нанесения на образец покрытие сушили при температуре 200°С в течение 3 часов. Исследование свойств покрытий проводили в лабораторных условиях: содержание компонентов отражено в таблицах 1, 3, полученные показатели приведены в таблицах 2, 4.

Приведенные примеры конкретного исполнения позволяют определить оптимальные соотношения компонентов композиции, основанной на одном кремнийорганическом связующем (полиметилфенилсилоксане), которая позволяет получать защитные покрытия, обладающие высокими электроизоляционными свойствами при воздействии высоких температур - до 500°С. Композиция для защитного покрытия проста в изготовлении, не расслаивается при хранении и удобна в эксплуатации.

Производство композиции для защитного покрытия может быть реализовано промышленным способом в условиях серийного производства с использованием стандартных технических средств и отвечает требованиям критерия “Промышленная применимость”.

Описывается композиция для защитного покрытия, включающая полиметилфенилсилоксан, толуол, оксиды металлов и силикат, дополнительно содержит наполнитель при следующем соотношении компонентов, мас.%: полиметилфенилсилоксан в расчете на сухое вещество 15-60, оксиды металлов 3-20, силикат 4-30, наполнитель 20-75, толуол - остальное; в качестве наполнителя может быть использован тальк или асбест. Техническим результатом является получение защитного покрытия с простой технологией изготовления, удобной в эксплуатации, которая позволяла бы получать термостойкие покрытия с высокими электроизоляционными свойствами. 2 з.п. ф-лы, 4 табл.

Композиция для термостойкого электроизоляционного покрытия, включающая полиметилфенилсилоксан, толуол, оксиды металлов и наполнитель, отличающаяся тем, что она содержит в качестве наполнителя слюду и тальк или асбест при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Полиметилфенилсилоксан, в расчете на сухое вещество 15-60

Оксиды металлов 3-20

Слюда 4-30

Тальк или асбест 20-75

Толуол Остальное