ЭМАЛЬ ТЕРМОСТОЙКАЯ Российский патент 2013 года по МПК C09D183/06 C09D167/08 C09D133/10 C09D5/08 

Изобретение относится к лакокрасочным материалам и может быть использовано в машиностроении для защиты металлических поверхностей, работающих при повышенных температурах, в условиях высокой коррозионной агрессивности среды, а также в быту (окраска печных систем, крыш, металлических дверей), и в промышленности (для защитной окраски двигателей и выхлопных систем автомобилей и тракторов, для окраски оборудования и трубопроводов в нефте-, газовой промышленности, дымовых труб и печей для сжигания отходов, для теплоизоляции строительных конструкций.

Известен состав на основе полиметилфенилсилоксановой смолы, модифицированной пентафталевым лаком (лак КО-075), содержащий алюминиевую пудру, сажу, оксид железа, позволяющий получать однородные покрытия, работающие в условиях постоянного нагрева (SU 169614, МПК C09D 183/06, опубл. 1991).

Известна композиция, которая включает полиметилфенилсилоксановую смолу, пентафталевую смолу (ПФ-060); битум, смесь моноэтаноламина с аминолигнином, растворитель толуол, ксилол или сольвент, пигмент - алюминиевую пудру, железный сурик или цинковую пыль (RU 2028352, МПК C09D 184/04, C09D 5/086 опубл. 1995 г.)

Известен состав, который включает полиметилфенилсилоксановую смолу, этилсиликатное связующее, черный пигмент, тальк, слюду; кварц; аэросил, органический растворитель (RU 2106378, МПК C09D 183/04, C09D 5/08, C09D 183/04, C09D 183:02 опубл. 1998)

Недостатком перечисленных композиций является недостаточная термостойкость покрытия.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению по качеству и составу является композиция для термостойкого покрытия, содержащая полиметилфенилсилоксановую смолу, пентафталевый лак, полимер изобутилметакрилата, термостойкий пигмент, наполнитель - пористый силикат или смесь слюды с пористым силикатом, реологическую добавку, загуститель - пангель или тиксогель и органический растворитель при следующем соотношении компонентов, мас.%:

полиорганосилоксановая

смола 20-25 пентафталевый лак 8-14 полимер изобутилметакрилата 5-7 термостойкий пигмент 11-17 указанный наполнитель 5-10 реологическая добавка 1-2 указанный загуститель 1-2

(RU 2378309, МПК C09D 183/06 C09D 5/08 опубл. 2010; RU 2400509, МПК C09D 183/06 C09D 5/08, C09D 133/08, опубл. 2010)

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является увеличение экологичности, термостойкости и долговечности покрытия, расширение области применения и снижение себестоимости композиции.

Это достигается тем, что композиция для термостойкого покрытия, содержащая кремнийорганическую смолу на основе метилфенилсилоксанов, полимер бутилметакрилата, пентафталевый лак, термостойкий пигмент, микронизированный наполнитель, загуститель, реологическую добавку - бентонитовую глину и органический растворитель, согласно изобретению в качестве кремнийорганической смолы содержит метилфенилсилоксановую смолу на основе органоалкоксисиланов общей формулы:

$${[Rh{-}_{n}Si{O}_{4-n}]}_a{[R_m^{\text{'}}Si{O}_{4-m}]}_b{[R_k^{2}Si{O}_{4-k}]}_c,$$ где

n, m, k=1,2; R'=Me, H; a=0,1-33; R²=Me. b=0,03-1;   c=0-0,1;  

при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Указанная метилфенилсилоксановая смола 3,5-13,0 Пентафталевый лак 3,0-14,5 Полимер бутилметакрилата 5,0-7,0 Термостойкий пигмент 10,5-15,0 Наполнитель 8,0-13,0 Загуститель 1-2 Реологическая добавка 1-2 Органический растворитель остальное

При этом, качестве наполнителя композиция содержит микротальк и микрослюду, а в качестве загустителя Пангель.

Отличительной чертой предлагаемой смолы является то, что исходным сырьем для ее получения служат алкоксисиланы. Поэтому она является экологически чистой, т.к. не содержит Cl-содержащие примеси, в отличие от смол, которые получаются на основе хлорсиланов, например, смола КО 139-297 по ТУ 2228-440-05763441-2004, 60%-ный раствор полиметилфенилсилоксана в ксилоле или толуоле или смола полиметилфенилсилоксаовая по ТУ 2228-277-05763441-99, используемые во всех, указанных выше композициях.

Данная смола производится в соответствии с патентом RU 2428438 (МПК C08G 77/06, C08G 77/38, опубл. 10.09.2011) под наименованием метилфенилсилоксановая смола по ТУ 2228-060-00209013-2008, производитель ГНИИХТЭОС, и имеет следующие технические характеристики:

Внешний вид Твердый продукт от светло-желтого до коричневого цвета Соотношение фрагментов (PhSiO_1,5):(Me SiO_1,5) 2:1 Массовая доля летучих веществ, % не более 2,0 Температура размягчения, °C 65 Выход неорганического остатка по данным ТГА 78 Температура начала деструкции, °C 510

Композицию для защитного покрытия получают следующим образом:

В расчетном количестве растворителя загруженного в реактор, снабженный мешалкой, растворяют расчетное количество метилфенилсилоксановой смолы и изобутилметакрилатный полимер, после растворения полимеров загружают загуститель и реологическую добавку, полученную смесь диспергируют до однородной массы. Далее загружают пентафталевый лак, наполнитель, термостойкий пигмент и диспергируют до получения однородной массы.

Предлагаемый состав термостойкой композиции ориентирован на использование компонентов, выпускаемых в промышленном масштабе, с применением для ее получения стандартного оборудования лакокрасочных производств. Она может наноситься на защищаемые поверхности любыми из существующих методов: кисть, валик, окунание, воздушный или безвоздушный способы распыления.

Составы для экспериментальной проверки изобретения и их физико-механические показатели приведены в таблице.

В качестве бутилметакрилатного полимера использовали Дегалан LP 65/12 (Degalan LP 65/12); Дегалан LP 64/12 (Degalan LP 64/12) (производитель компания Evonik ROHM GmbH, Германия) и Дианал BR-116 (Dianal BR) (производитель компания MITSUBISHI RAYON CO., LTD, Япония)

В качестве пентафталевого лака использовали Лак ПФ - 053 (ТУ 2311-001-589-484-36-2003) или Лак ПФ-060 (ТУ 2311-001-52140236-2001), представляющие собой раствор модифицированной пентафталевой смолы в органических растворителях.

В качестве термостойкого пигмента использовали алюминиевую пудру (ГОСТ 5494-95), для получения композиций разных цветов в качестве термостойких пигментов, могут быть использованы также различные термостойкие пигменты, например, пигмент черный жаростойкий (ТУ 2364-017-00303835-96); или пигмент голубой (10446 Blu) или пигмент зеленый (1084 Green) фирмы Cerdes Corp. (США).

В качестве реологической добавки использовали бентон-34 или, бентон СД-1 Ф. Rheox, могут быть использованы другие неорганические вещества, содержащие монтмориллонит (бентонитовые глины).

В качестве растворителя использовали ксилол нефтяной (ГОСТ 9410-78), сольвент нефтяной (ТУ 38.101809-90), толуол нефтяной (ГОСТ 14710-78).

В качестве наполнителя использовали микрослюду 10-80 (ТУ5725-005-40705684-2001), микротальк (ТУ-5727-001-49439345-2004) или микротальк для лакокрасочной и карандашной промышленности (Гост 19284-79).

В качестве загустителя использовали Пангель В 20 - FT-138-96-01.

Пангель представляет собой органомодифицированный сепиолит - продукт взаимодействия гидрированного силиката магния и четвертичной аммонийной соли. Химическая формула: SiMg₈O₃₀(ОН)₄(ОН₂)₄·8Н₂O; CIN С₂₆Н₄₈/.

Сравнение заявляемой композиции с известным составом позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "Новизна", так как в данном случае содержится новая совокупность компонентов в новом количественном соотношении.

Указанные пределы соотношений между компонентами композиции определены экспериментальным путем и являются оптимальными с точки зрения достижения положительного технического результата и минимальной себестоимости.

Сравнительные испытания покрытий на основе композиций по прототипу и заявленной показали, что заявленная композиция образует более долговечное покрытие Покрытие, состоящее из двух слоев термостойкого состава по металлической поверхности, толщиной 22-32 мкм в условиях умеренного климата У1 по результатам ускоренных испытаний в соответствии с ГОСТ 9.401-91 сохраняет защитные свойства в течение времени, указанного в таблице 2.

Таблица 2 Вид покрытия Количество слоев Срок службы в условиях эксплуатации У1 до балла A31 Заявленный состав 2 не менее 10 лет Состав по прототипу 2 Не более 7 лет

Использование предлагаемой смолы позволяет значительно снизить ее количество в композиции, что способствует удешевлению композиции в целом и улучшению физико-механических свойств.

Заявляемая композиция имеет высокую седиментационную устойчивость при хранении, быстрее высыхает и обеспечивает получение антикоррозионных покрытий с повышенной устойчивостью к действию воды, бензина и масла, расширенный температурный интервал (до 650°C) эксплуатации покрытия.

Таблица 1 №п/п Компоненты Содержание компонента в мас.%     1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 Метилфенилсилоксановая смола 3,5 5,0 6,3 7,5 8,3 9 9,5 10,0 10,5 11,2 12,0 12,5 13,0 2 Дегалан LP 64/12 7,0 - - - 5,0 - - 5,0 - - - - - 3 Дегалан LP 65/12 - 6,5 - - - - 5,0 - 6,0 5,0 - - - 4 Дианал BR 116 - - 5,2 5,0 - 6,7 - - - - 5,8 5,0 5,0 5 Лак ПФ 053 14,5 13,0 11,5 - 10,0 8,9 - 7,5 6,0 5,0 4,0 3,5 3,0 6 Лак ПФ 060 - - - 10,0 - - 8,0 - - - - - - 7 Бентон 34 1,2 1,0 - - 2,0 1,8 - 1,2 - 1,3 1,2 1,1 1,5 8 Бентон СД-1 - - 1,0 1,0 - - 1,1 - 1,2 - - - - 9 Пангель Б-20 1,0 1,8 1,5 1,6 1,4 1,1 1,2 2.0 1,2 1,1 1,2 1.3 1,1 10 Микротальк 2,0 2,5 5,0 2,0 2,0 2,1 2,6 2,0 2,3 2,4 2,6 2,0 2,2 11 Микрослюда 8,0 9,0 5,0 10,0 10,0 8,0 10,0 8,0 9,0 9,5 8,0 9,0 10,0 12 Алюм. пудра 15,0 12,0 10,5 11,7 11,0 11,5 11,5 11,7 11,7 11,5 12,0 11,7 10,7 13 Толуол - Ост. Ост. - - - Ост. - Ост. - - - Ост. 14 Ксилол Ост. - - - Ост. Ост. - Ост.   Ост.   Ост. - 15 Сольвент ^- - - Ост. - - - - - - Ост. - - Показатели качества   16 Внешний вид                           17 Массовая доля нелетучих в.в.% 44,9 44,3 38,3 43,8 44,7 44,6 44,9 43,7 44,9 44,8 44,8 44,4 45,0 18 Условная вязкость по вискозиметру типа ВЗ-246 с диаметром сопла 4 мм при 20±0,5°C 44 42 35 39 45 43 46 37 45 43 42 42 46 19 Время высыхания до степени 3 при 20±0,5°C, не более 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 20 Прочность пленки при ударе на приборе У-1 А, см., не менее 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 21 Адгезия пленки, баллы не более 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 22 Стойкость покрытия к воздействию температуры
(600±5)°C, ч не менее 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3                               23 Стойкость покрытия к попеременному воздействию нагрева при температуре (600±5)°C и воды дистиллированной, циклы, не менее 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 24 Стойкость покрытия к статическому воздействию жидкостей нагрева при температуре (600±5)°C, ч, не менее                           25 - вода дистиллированная 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 26 - бензин (марки нефрас С2-80/120) 48 48 48 48 48 48 48 48 48 48 48 48 48 27 -индустриальное масло 48 48 48 48 48 48 48 48 48 48 48 48 48

Изобретение относится к лакокрасочным материалам и может быть использовано в машиностроении для защиты металлических поверхностей, работающих при повышенных температурах, в условиях высокой коррозионной агрессивности среды, а также в быту и в промышленности. Эмаль термостойкая содержит метилфенилсилоксановую смолу на основе органоалкоксисиланов общей формулы $${[Rh{-}_{n}Si{O}_{4-n}]}_a{[R_m^{\text{'}}Si{O}_{4-m}]}_b[R_k^{2}Si{O}_{4-k}]c,$$ где n, m, k=1,2; R'=Me, H; a=0,1-33; R²=Me; b=0,03-1; c=0-0,1; а также полимер бутилметакрилата, пентафталевый лак, термостойкий пигмент, микронизированный наполнитель, загуститель, реологическую добавку на основе бентонитовой глины и органический растворитель. Эмаль обеспечивает получение покрытия с высокими качественными характеристиками. Используемая метилфенилсилоксановая смола не содержит Cl-содержащие примеси, что позволяет повысить экологичность композиции. 2 табл.

Композиция для термостойкого покрытия, содержащая смолу кремнийорганическую на основе метилфенилсилоксанов, полимер бутилметакрилата, пентафталевый лак, термостойкий пигмент, микронизированный наполнитель, загуститель, реологическую добавку-бентонитовую глину и органический растворитель, отличающаяся тем, что в качестве кремнийорганической смолы содержит метилфенилсилоксановую смолу на основе органоалкоксисиланов общей формулы:
$${[Ph{-}_{n}Si{O}_{4-n}]}_a{[R_m^{\text{'}}Si{O}_{4-m}]}_b{[R_k^{2}Si{O}_{4-k}]}_c;$$
где n, m, k=1,2; R'=Me, H;
a=0,1-33; R²=Me,
b=0,03-1;
c=0-0,1;
при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Указанная метилфенилсилоксановая смола 3,5-13,0 Пентафталевый лак 3,0-14,5 Полимер бутилметакрилата 5,0-7,0 Термостойкий пигмент 10,5-15,0 Наполнитель 8,0-13,0 Загуститель 1-2 Реологическая добавка 1-2 Органический растворитель остальное