КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ЛАКОКРАСОЧНОГО ТЕРМОРЕГУЛИРУЮЩЕГО ПОКРЫТИЯ Российский патент 2006 года по МПК C09D5/24 C09D123/08 C09D133/10 C09D133/12 B64G1/56 

Изобретение относится к области космического материаловедения и оптической техники и может быть использовано в системах пассивного терморегулирования космических аппаратов.

При высоких значениях коэффициента поглощения солнечного излучения (А₅) увеличиваются площади отражающих поверхностей изделий, повышаются габаритно-массовые характеристики и снижается масса полезного груза. Поэтому для оптимизации работы системы пассивного терморегулирования требуются покрытия с низкими значениями A₅ и высокой радиационной стойкостью в условиях УФ-радиации солнца.

Наиболее близкой композицией по изобретению является композиция, применяемая для изготовления покрытия ТР-СО-ЦМ (патент РФ 2248954), включающая водный раствор метасиликата калия с модулем не менее 4,5 при плотности 1,185-1,195 г/мл и дистиллированную воду, отличающуюся тем, что в нее введен в качестве пигмента цирконий (IV) оксид модифицированный особой чистоты по ТУ 2611-269-00209792-2003 при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

- цирконий (IV) оксид модифицированный33-53- указанный калий метасиликат24-30- дистиллированная вода23-37

Покрытие, изготовленное из этой композиции, имеет следующие характеристики: As≤0,12-0,15, ε≥0,92 и ΔAs≤0,1 для низких орбит. При использовании данного покрытия на высоких орбитах с длительным сроком существования ΔAs его составила величину 0,13-0,15. Кроме того, покрытие имеет ряд технологических недостатков, свойственных всему классу силикатных покрытий - относительная хрупкость, недостаточная эластичность, трудоемкость, что снижает срок эксплуатации изделия и его надежность.

Технической задачей данного изобретения является разработка лакокрасочной композиции терморегулирующего покрытия для высоких орбит с низким значением поглощательной способности солнечной радиации, высокой радиационной стойкостью, лишенной характерных недостатков силикатных покрытий (хрупкости, недостаточной эластичности).

Эта задача решается тем, что композиция для терморегулирующего покрытая класса «солнечные отражатели», включающая пигмент цирконий (IV) оксид модифицированный кремниевой кислотой водной, особой чистоты, отличающаяся тем, что в качестве связующего она содержит лак акрилатный гольмийсодержащий АКГ-1,2, представляющий собой раствор полиэтилметакриловой смолы в смеси органических растворителей, модифицированной триацетилацетонатом гольмия, при следующем соотношении компонентов композиции, мас.%:

цирконий (IV) оксид модифицированный48-52лак АКГ-1,252-48

Для приготовления композиции необходимые количества циркония (IV) оксид модифицированный кремниевой кислотой водной (массовая доля модификатора 2%), особой чистоты по ТУ 2611-269-00209792-2003 и лака АКГ-1,2 по ТУ 2313-001-07545731-2005, физико-механические показатели которого приводятся в табл. 1, загружают в фарфоровый барабан с соотношением фарфоровые шары: пигмент = 1:1 (по массе) и перемешивают на валковой мельнице 60-90 мин. Затем полученный состав процеживают через капроновую сетку. Покрытие наносят краскораспылителем.

Таблица 1Наименование показателяНорма для лака АКГ-1,21. Внешний вид лакаПрозрачная однородная жидкость без механических включений2. Цвет лака по йодометрической шкале, мг I₂/100 см³, не темнее33. Условная вязкость лака по визкозиметру типа В3-246 с диаметром сопла 4 мм при температуре от 19,5 до 20,5°С, сот 13 до 224. Массовая доля нелетучих веществ, %от 19 до 225. Кислотное число водной вытяжки, мг КОН, не более0,16. Содержание модификатора в сухом остатке в пересчете на триацетилацетонат гольмия, % (по масс.)от 1,15 до 1,257. Время высыхания лака до степени 3 при температуре от 18 до 22°С, ч, не более28. Внешний вид пленки лакаГладкая бесцветная однородная поверхность без оспин и механических включений9. Твердость пленки, условные единицы, не менее, по маятниковому прибору: типа М-30,5типа ТМЛ (маятник А)0,4510. Эластичность пленки при изгибе, мм, не более111. Стойкость пленки к статическому воздействию воды при температуре от 18 до 22°С, ч, не менее412. Стойкость пленки к статическому воздействию нефраса при температуре от 18 до 22°С, мин, не менее1

В табл. 2 приведены свойства покрытий в зависимости от содержания пигмента ZrO₂ и связующего лака для высоких орбит

Таблица 2Содержание ZrO₂ и акрилатного лака АКГ-1,2 в композиции, мас.%Толщина, мкмАдгезия по ГОСТ 15140-78, баллНачальные значения ТРХA₅ конечное за 3 года эксплуатацииПримечаниеA₅, не болееε, не менее  0 и 70-----Покрытие нетехнологично, нанесение невозможно40 и 60-----50 и 50160-17010,11-0,120,940,18-0,19 52 и 48150-17010,12-0,130,930,19-0,20 48 и 52140-16010,12-0,130,940,19-0,20 70 и 30140-160----Покрытие нетехнологично-сильное меление80 и 20140-160----Композиция по прототипу140-16010,12-0,130,940,25-0,28 

Как видно из табл. 2, для терморегулирующего покрытия класса «солнечные отражатели» предлагаемого состава достигнута высокая стабильность терморадиационных характеристик в условиях эксплуатации - ΔA₅≤0,06-0,07 вместо - ΔА₅≤0,13-0,15.

Использование заявляемого изобретения позволит

- обеспечить высокую надежность функционирования систем пассивного терморегулирования на высоких орбитах;

- увеличить сроки эксплуатации изделий за счет повышенной радиационной стойкости покрытия.

Изобретение относится к области космического материаловедения и оптической техники и может быть использовано в системах пассивного терморегулирования космических аппаратов. Описана композиция для лакокрасочного терморегулирующего покрытия класса «солнечные отражатели», содержащая пигмент цирконий (IV) оксид модифицированный кремниевой кислотой водной, особой чистоты в количестве 48-52 мас.%, а в качестве связующего - лак акрилатный гольмийсодержащий АКГ-1,2, представляющий собой раствор полиэтилметакриловой смолы в смеси органических растворителей, модифицированной триацетилацетонатом гольмия в количестве 52-48 мас.%. Предложенная композиция обладает повышенной радиационной стойкостью, что позволяет использовать ее на космических аппаратах, эксплуатирующихся на высоких орбитах. 2 табл.

Композиция для терморегулирующего покрытия класса «солнечные отражатели», включающая пигмент цирконий (IV) оксид, модифицированный кремниевой кислотой водной особой чистоты, отличающаяся тем, что в качестве связующего она содержит лак акрилатный гольмийсодержащий АКГ-1,2, представляющий собой раствор полиэтилметакриловой смолы в смеси органических растворителей, модифицированной триацетилацетонатом гольмия, при следующем соотношении компонентов композиции, мас.%:

Цирконий (IV) оксид модифицированный48-52Лак АКГ-1,252-48