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

Изобретение относится к области защитных покрытий, в частности термостойких антикоррозионных покрытий горячего отверждения на основе полиорганосилоксанов, и предназначено для теплоизоляционной и антикоррозийной защиты металлоконструкций.

Известна композиция для антикоррозионного покрытия, см. патент РФ №2041906 по классу МПК⁷ C 09 D 183/08, C 09 D 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 антикоррозионные 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, см. патент РФ №2041905 по классу МПК⁶ C 09 D 183/04, C 09 D 5/08, C 09 D 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 для обоих вариантов настоящего изобретения.

Известная композиция для защитного покрытия имеет невысокие антикоррозионные свойства покрытий 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 антикоррозионные покрытия.

Поставленная задача решается за счет того, что композиция для защитного покрытия по первому варианту изобретения, включающая полиметилфенилсилоксан, толуол, силикат и оксиды металлов, дополнительно содержит аэросил, а в качестве силиката использована слюда, при этом компоненты введены при следующем соотношении компонентов, мас.%: полиметилфенилсилоксан 20-40, слюда 55-67, оксиды металлов 1-8, аэросил 1,5-2, толуол - остальное.

В композиции для защитного покрытия по второму варианту изобретения, включающей полиметилфенилсилоксан, толуол, оксиды металлов и наполнитель, в качестве наполнителя использован тальк, при этом компоненты введены при следующем соотношении компонентов, мас.%: полиметилфенилсилоксан 20-35, оксиды металлов 5-15, тальк 55-70, толуол - остальное.

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

Реализация признаков по первому варианту изобретения, в частности, благодаря использованию в композиции сравнительно большого количества слюды, в совокупности с другими ингредиентами в заявленном соотношении позволяет получить покрытия, обладающие высокими антикоррозионными свойствами при воздействии высоких температур (до 500°С); кроме того, благодаря введению в состав композиции аэросила, расслоение композиции при длительном хранении незначительно, осадок почти не образуется, а в случае необходимости однородность легко восстанавливается механическим перемешиванием.

Реализация признаков по второму варианту изобретения, в частности, благодаря использованию в композиции сравнительно большого количества талька, в совокупности с другими ингредиентами в заявленном соотношении, позволяет получить покрытия, обладающие высокими антикоррозионными свойствами при воздействии высоких температур (до 700°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”.

Изобретения по обоим вариантам объединены единым изобретательским замыслом - использованием в композиции одного кремнийорганического связующего (полиметилфенилсилоксана), а также тем обстоятельством, что покрытия, получаемые при нанесении на подложку композиции по обоим вариантам, обладают высокими защитными антикоррозионными свойствами при воздействии высоких температур: до 500 или до 700°С, в зависимости от варианта композиции.

Изобретение по первому варианту.

Первый компонент - полиметилфенилсилоксан, входящий в состав композиции в количестве 20-40 мас.%, исполняет роль основы, пленкообразующего компонента. При использовании данного компонента в количестве менее 20 мас.%, наблюдается значительное снижение адгезии покрытия к подложке, покрытие становится хрупким, ухудшаются защитные его свойства; а при использовании завышенных количеств, т.е. более 40 мас.%, ухудшается термостойкость получаемых покрытий, возможно появление трещин при изменении температуры от -60 до +500°С.

Второй компонент композиции - силикат (слюда), входящий в состав композиции в количестве 55-67 мас.%, способствует повышению термостойкости получаемых покрытий. При введении силиката в количестве менее 55 мас.%, ухудшаются защитные свойства покрытия при воздействии высоких температур, уменьшается электрическая прочность и теплопроводность покрытия; а при введении его в количестве более 67 мас.% композиция становится непластичной, плохо растекается по поверхности, ухудшается адгезия покрытия к подложке.

Третий компонент композиции - оксиды металлов, входящие в состав композиции в количестве 1-8 мас.%, способствуют образованию на поверхности покрытия прочной пленки. В качестве оксидов металлов могут быть использованы оксид хрома, оксид железа и др. При введении данного компонента в количестве менее 1 мас.%, ухудшаются защитные свойства покрытия, ухудшается его прочность; а при введении его в количестве более 8 мас.% ухудшается адгезия покрытия к подложке.

Четвертый компонент композиции - аэросил, входящий в состав композиции в количестве 1,5-2 мас.%, исполняет роль добавки, придающей композиции стабильность в процессе хранения, предохраняет от образования осадка. При введении данного компонента в количестве менее 1,5 мас.%, композиция имеет плотную консистенцию, при длительном хранении образуется осадок, который сложно перемешать; а при введении его в количестве более 2 мас.% покрытие может стать хрупким; кроме того, аэросил - дорогой компонент, и введение его в состав композиции в количестве, превышающем оптимальное значение, неоправданно увеличивает стоимость композиции.

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

Изобретение по второму варианту

Первый компонент - полиметилфенилсилоксан, входящий в состав композиции в количестве 20-35 мас.%, исполняет роль основы, пленкообразующего компонента. При использовании данного компонента в количестве менее 20 мас.% наблюдается значительное снижение адгезии покрытия к подложке, покрытие становится хрупким, ухудшаются защитные его свойства; а при использовании завышенных количеств, т.е. более 35 мас.%, 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 5-15 мас.%, способствуют образованию на поверхности покрытия прочной пленки. В качестве оксидов металлов могут быть использованы оксид хрома, оксид железа и др. При введении данного компонента в количестве менее 5 мас.% ухудшаются защитные свойства покрытия, ухудшается его прочность, а при введении его в количестве более 15 мас.% ухудшается адгезия покрытия к подложке.

Третий компонент композиции - тальк, входящий в состав композиции в количестве 55-70 мас.%, способствует повышению термостойкости получаемых покрытий. При введении талька в количестве менее 55 мас.%, ухудшаются защитные свойства покрытия при воздействии высоких температур, уменьшается электрическая прочность и теплопроводность покрытия; а при введении его в количестве более 70 мас.% 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 первому варианту;

- в таблице 2 - достигнутые в примерах по первому варианту показатели;

- в таблице 3 представлены количественные значения содержания компонентов композиции по примерам по второму варианту;

- в таблице 4 - достигнутые в примерах по второму варианту показатели.

Композиция для защитного покрытия изготавливалась следующим образом.

В шаровую мельницу объемом 5 м² (возможно использование мельницы объемом от 1,63 до 8 м²) 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 антикоррозионные покрытия, обладающие высокими защитными антикоррозионными свойствами при воздействии высоких температур: до 500°С (по первому варианту) или до 700°С (по второму варианту).

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 по первому варианту изобретения, включает полиметилфенилсилоксан, толуол, слюду и оксиды металлов, дополнительно содержит аэросил, а компоненты введены при следующем соотношении, мас.%: полиметилфенилсилоксан в расчете на сухое вещество 20-40, слюда 55-67, оксиды металлов 1-8, аэросил 1,5-2, толуол – остальное, а по второму варианту изобретения композиция включает полиметилфенилсилоксан, толуол, оксиды металлов и наполнитель-тальк, причем компоненты введены при следующем соотношении, мас.%: полиметилфенилсилоксан в расчете на сухое вещество 20-35, оксиды металлов 5-15, тальк 55-70, толуол - остальное. Техническим результатом является создание композиции для защитного покрытия с простой технологией изготовления, удобной в эксплуатации, которая позволяла бы получать антикоррозионные покрытия, стойкие при воздействии высоких температур до 500-700°C. 2 н.п.ф-лы, 4 табл.

1. Композиция для защитного покрытия, включающая полиметилфенилсилоксан, толуол, силикат и оксиды металлов, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит аэросил, а в качестве силиката использована слюда, при этом компоненты введены при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Полиметилфенилсилоксан 20-40

Слюда 55-67

Оксиды металлов 1-8

Аэросил 1,5-2

Толуол Остальное

Полиметилфенилсилоксан 20-35

Оксиды металлов 5-15

Тальк 55-70

Толуол Остальное