СОСТАВ ТЕРМОРЕГУЛИРУЮЩЕГО ПОКРЫТИЯ Российский патент 2005 года по МПК C04B41/87 B64G1/58 

Изобретение относится к области космического материаловедения, а именно к терморегулирующим покрытиям класса “солнечные отражатели” с повышенной стойкостью к воздействию ультрафиолетовой радиации.

Известны терморегулирующие покрытия (ТРП), представляющие собой композиции из минерального наполнителя - цинк оксид ортотитанат цинка, алюминий оксид и связующего - калий метасиликат раствор с модулем не менее 4,5, с модулем 3,2-3,5 (жидкое стекло калиевое) или жидкое натриевое стекло [1].

Наиболее близким к предложенному покрытию по технической сущности является терморегулирующее покрытие TP-CО-2, аналогичное описанным выше, которое содержит следующие ингредиенты: цинк оксид “особо чистый” (ос.ч.) 14-2, калий метасиликат раствор с модулем не менее 4,5 и дистиллированную воду [2].

Известное и вышеописанное покрытие обладает сравнительно низкой радиационной стойкостью к ультрафиолетовому излучению, высоким начальным значением коэффициента поглощения солнечной радиации As.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение радиационной стойкости к ультрафиолетовому излучению, снижение начального значения коэффициента поглощения солнечной радиации As при сохранении максимального значения излучательной способности (ε ).

Поставленная задача достигается тем, что в известное покрытие, включающее калий метасиликат с модулем не менее 4,5 при плотности 1,185-1,195 г/мл и дистиллированную воду, введен в качестве пигмента цирконий (IV) оксид модифицированный особой чистоты по ТУ 2611-269-00209792-2001 при следующем соотношении ингредиентов (масс.%):

цирконий (IV) оксид модифицированный 33-53

указанный калий метасиликат 24-30

дистиллированная вода 23-37

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый состав терморегулирующего покрытия отличается от известного введением нового компонента, а именно циркония (IV) оксида модифицированного квалификации “ос.ч.7-4” по ТУ 2611-269-00209792-2001. Модификатор - кремневая кислота водная. Массовая доля модификатора - 2%. В таблице 2 приведены варианты исследованных модификаторов для пигмента циркония (IV) оксида.

Таблица 2  Модификаторы, масс.%Значения коэффициента солнечного поглощения, А

Для экспериментальной проверки заявляемого состава были подготовлены пять композиций, содержащих ингредиенты в следующих количествах (смотри таблицу 3):

Таблица 3№композиции ТРПИнгредиенты композиций ТРП, в масс.%Цирконий (IV) оксид модифицированныйКалий метасиликат с модулем не более 4,5Дистиллированная вода13231,537,523330373452728453242355423,522,5

Покрытие получали следующим образом. Сначала готовили шликер. Для этого цирконий (IV) оксид модифицированный перетирали в шаровой мельнице 3-4 часа. Далее к пигменту добавляли дистиллированную воду и перетирали еще 3 часа. Затем добавляли калий метасиликат с модулем не менее 4,5 при плотности 1,185-1,195 г/мл и продолжали перемешивание в шаровой мельнице еще 2 часа. После этого шликер наносили на подготовленную поверхность в 2-3 слоя методом пневматического распыления. Полученные таким образом образцы терморегулирующего покрытия имели характеристики, которые приведены в таблице 4.

Таблица 4№композиции ТРПТолщина, мкмАдгезия по ГОСТ 15140-78, баллНачальные значения ТРХА_s конечное за 3 года эксплуатацииА_s, не болееε , не менее1160-17010,13-0,140,920,22-0,232150-17010,12-0,130,930,19-0,223140-16010,12-0,130,940,19-0,224150-17010,12-0,130,940,19-0,225140-16020,13-0,140,920,20-0,23

Как видно из таблиц 1 и 4, для терморегулирующего покрытия класса “солнечные отражатели” предлагаемого состава достигнута высока стабильность терморадиационных характеристик в условиях эксплуатации - Δ А_s≤_{0,10 вместо Δ Аs≤0,20, снижен начальный коэффициент поглощения солнечной радиации от Δ Аs≤0,19-0,21 до Аs≤0,12-0,13.}

Использование заявляемого изобретения позволит:

- обеспечить высокую надежность функционирования систем пассивного терморегулирования;

- увеличить сроки эксплуатации изделий.

Литература

1. ОСТ 92-1000-90. Покрытия силикатные терморегулирующие. Технические условия.

2. ОСТ 92-1001-90. Покрытия силикатные терморегулирующие. Типовые технологические процессы нанесения.

Предложенный состав терморегулирующего покрытия относится к области материаловедения и может быть использован в системах пассивного терморегулирования космических аппаратов. Состав покрытия включает калий метасиликат с модулем не менее 4,5 при плотности 1,185-1,195 г/мл, дистиллированную воду, цирконий (IV) оксид модифицированный особой чистоты по ТУ 2611-269-00209792-2001 в качестве пигмента при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: цирконий (IV) оксид модифицированный 33-53, указанный калий метасиликат 24-30, дистиллированная вода 23-37. Технический результат изобретения: предложенное покрытие позволяет повысить радиационную стойкость к ультрафиолетовому излучению и снизить начальное значение коэффициента поглощения солнечной радиации при сохранении максимального значения излучательной способности. 4 табл.

Состав терморегулирующего покрытия, включающий калий метасиликат с модулем не менее 4,5 при плотности 1,185-1,195 г/мл и дистиллированную воду, отличающийся тем, что в него введен в качестве пигмента цирконий (IV) оксид модифицированный особой чистоты по ТУ 2611-269-00209792-2001 при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Цирконий (IV) оксид модифицированный 33-53

Указанный калий метасиликат 24-30

Дистиллированная вода 23-37