ТЕРМОРЕГУЛИРУЮЩЕЕ ПОКРЫТИЕ Российский патент 2008 года по МПК C09D5/24 C09D133/08 

Изобретение относится к терморегулирующим покрытиям, наносимым на наружную поверхность для поддержания определенного теплового режима космического аппарата, и, в первую очередь, пилотируемого космического аппарата, за счет установления баланса между энергией, поглощаемой из окружающей среды, а также выделяемой внутренними источниками теплоты, и энергией, излучаемой его поверхностью в окружающую среду.

Для обеспечения теплового режима космического аппарата (КА) и элементов его конструкции применяются терморегулирующие покрытия класса «истинные поглотители». В последнее время особенно актуален вопрос о снижении уровня газовыделения покрытий, используемых в оптических трактах КА и систем наблюдения (сканеры земной поверхности и другие). Газовыделение должно удовлетворять требованиям ГОСТ Р50109 (потеря массы ≤1%, содержание легколетучих конденсирующихся веществ (ЛКВ) ≤0,1%) при вакуумно-тепловом воздействии в течение 24 часов. С точки зрения оптических свойств к терморегулирующим покрытиям (ТРП) класса «истинные поглотители» предъявляются следующие требования: коэффициент поглощения солнечного излучения A_s≥0,95, коэффициент теплового излучения Е_n=0,92-0,95, удельное объемное электрическое сопротивление ρ_v≤1·10⁵ Ом·м.

Из патентной литературы известно терморегулирующее покрытие, содержащее связующее, наполнитель, пигмент и растворитель (см., например, авт. св. СССР №559578, кл. С09D 5/00, С09D 3/48, 1975 г.).

Однако эти покрытия обладают недостаточными теплоотражающими свойствами, имеют высокое удельное объемное электрическое сопротивление, т.е. не обеспечивают антистатической защиты (А_s=0,90-0,91, Е_n=0,88-0,91, ρ_v=10¹⁰-10¹² Ом·м).

Задачей предлагаемого изобретения является создание терморегулирующего покрытия с достижением технического результата в виде снижения уровня газовыделения до требований по ГОСТ Р50109 и ρ_v≤1·10⁵ Ом·м.

Эта задача решается за счет того, что терморегулирующее покрытие, выполненное из композиции, содержащей связующее, растворитель и наполнители, в соответствии с изобретением в качестве связующего содержит амидосодержащую акриловую смолу, в качестве растворителя - смесь ксилола и бутилового спирта, в качестве наполнителя - черный термостойкий пигмент, карбонильный никель с содержанием никеля 99,5-99,9% и сажу - технический углерод.

Предлагаемое покрытие получают следующим образом.

Изготовление покрытия начинается с подбора рецептуры композиции, куда входят следующие элементы.

1. Связующее - амидосодержащая акриловая смола, например АС, представляет собой гранулят белого цвета. Это продукт сополимеризации метакриламида с бутилметакрилатом химического строения

Получают сополимеризацией мономерной смеси в среде изопропилового спирта в присутствии инициатора - азодикарбонамида.

Также опробовались смолы АСН, БМК-5, которые не обеспечили требуемой электропроводности.

Сырье и полупродукты для лакокрасочных материалов под редакцией М.М.Гольдберга, с.193, М.: Химия, 1978.

2. Наполнители

- черный термостойкий пигмент состава: FeO CuO MnO,

- карбонильный никель по ГОСТ 9722 с содержанием никеля 99,5-99,9% марки УТ-3,

- сажа - технический углерод П267-Э.

3. Растворитель - смесь ксилола и бутилового спирта в соотношении 4:1.

Соотношение компонентов в композиции, мас.ч.

смола амидосодержащая акриловая1,0-1,1черный термостойкий пигмент1,86-1,9карбонильный никель0,30-0,40сажа0,03-0,04смесь ксилола и бутилового спиртадо рабочей вязкости

Изготовление композиции проводится на бисерной мельнице.

В рабочий стакан бисерной мельницы последовательно загружаются компоненты согласно рецептуре и бисер, после чего включается мешалка. Содержимое диспергируется до достижения степени перетира 35-40 мкм по прибору. Содержимое выгружается с одновременной фильтрацией. Покрытие получают нанесением эмалевой композиции методом пневматического распыления с рабочей вязкостью 14-16 по вискозиметру ВЗ-246 (сопло ⊘ 4 мм). До рабочей вязкости композиция доводится смесью ксилола и бутилового спирта. Сушка покрытия проводится при температуре 20±2°С в течение 48 часов. Толщина покрытия 60-80 мкм.

В результате проводимых испытаний было выявлено, что покрытие в соответствии с требованиями ГОСТ Р50109 имеет газовыделение (потеря массы не более 0,94% и легкоконденсирующихся веществ не более 0,08). Покрытие обладает электропроводными свойствами - удельное объемное электрическое сопротивление не более ρ_v≤7·10³ Ом·м, электрическое сопротивление между любыми точками на поверхности покрытия (специальные требования) не более 1·10⁶ Ом.

Изобретение относится к терморегулирующим покрытиям, наносимым на наружную поверхность для поддержания определенного теплового режима космического аппарата. Описано терморегулирующее покрытие, выполненное из композиции, содержащей в качестве связующего амидосодержащую акриловую смолу в количестве 1,0-1,1 мас.ч., в качестве растворителя смесь ксилола и бутилового спирта, в качестве наполнителя 1,86-1,9 мас.ч. черного термостойкого пигмента, карбонильный никель в количестве 0,30-0,40 мас.ч. с содержанием никеля 99,5-99,9% и сажу - технический углерод 0,03-0,04 мас.ч. Технический результат - предложенное покрытие имеет удельное объемное электрическое сопротивление не более ρv≤7·10³ Ом·м, при этом позволяет снизить уровень газовыделения.

Терморегулирующее покрытие, выполненное из композиции содержащей связующее, растворитель и наполнители, отличающееся тем, что в качестве связующего содержит амидосодержащую акриловую смолу, в качестве растворителя - смесь ксилола и бутилового спирта, в качестве наполнителя черный термостойкий пигмент, карбонильный никель с содержанием никеля 99,5-99,9% и сажу - технический углерод при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

смола амидосодержащая акриловая1,0-1,1черный термостойкий пигмент1,86-1,9карбонильный никель0,30-0,40сажа0,03-0,04смесь ксилола и бутилового спиртадо рабочей вязкости