КРАСЯЩЕЕ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНОЕ ЗАЩИТНОЕ ПОКРЫТИЕ Российский патент 2014 года по МПК C09D1/00 C08K7/22 C08K3/22 

Изобретение относится к многофункциональным защитным покрытиям для поверхностей любых форм и материалов, и может применяться в различных отраслях промышленности в качестве теплоизоляционного, звукоизоляционного, гидроизоляционного, антикоррозионного и электрозащитного покрытий, прокладочного и герметизирующего материала.

Известно огнестойкое теплоизоляционное покрытие, выполненное из композиции, включающей компоненты в сухом виде: связующее - сухое редиспергируемое жидкое стекло или смесь его с цементом, полые микросферы, наполнители и воду до требуемой консистенции. В качестве полых микросфер используют боросиликатное стекло насыпной плотностью 0,05-0,35 г/м³ (патент РФ №2318782 от 02.06.2006, опубл. 10.03.2008). Основными недостатками продукта являются:

- приготовление покрытия непосредственно перед применением смешением сухого продукта с водой при плюсовой температуре.- слеживание продукта с течением времени и при влажности.

Известно огнестойкое теплозащитное покрытие, полученное на основе полимерных связующих - феноло - фурфурольно - формальдегидной смолы, сополимера винилхлорида с акрилонитрилом, эпоксидной диановой смолы, пластификатора - фосфполиола, порообразователя-ацетона, наполнителя-перлита, талька, слюды, отвердителя-раствора гексаметилентетрамин в алифатическом спирте (патент РФ №2215765 от 07.09.2001, опубл. 10.11.2003).

Недостатками состава являются:

- использование органических растворителей - ацетона, алифатического спирта, ухудшающих экологическую обстановку, создающих пожароопасность при изготовлении и применении композиции, особенно при использовании в закрытых помещениях.

- использование перлита и ацетона в качестве порообразователя создает систему с открытыми порами, что приводит к увеличению влагоемкости при конденсации паров воды и ухудшению теплозащитных свойств.

Известна композиция для получения антикоррозийного, огнестойкого и теплоизолирующего покрытия (патент РФ 2288927 от 13.07.2005, опубл. 10.12.2006).

Композиция включает жидкое натриевое или калиевое стекло, наполнитель - смесь полых микросфер, неионогенное поверхностно-активное вещество, армирующий наполнитель - вспученный вермикулит или асбестовые нити, двуокись титана.

Недостатком композиции является повышенное водопоглощение покрытия, связанное с гидрофильностью и присутствием поверхностно-активного вещества, жесткость системы, вероятность появления трещин и снижение основного свойства покрытия - теплозащиты.

Наиболее близкой по технической сущности является теплозащитная композиция для поверхностей любой формы, требующих тепловой защиты (патент РФ №2400506 C09D 1/00, C08K 7/22 от 12.10.2009 г., опубл.27.09.2010 г.) (ближайший аналог).

Композиция включает неорганическое связующее алюмокремнезоль, органическое связующее, выбранное из группы водных дисперсий полимеров акрилата, бутадиена, полиуретана, винилацетата, сополимеров акрилата со стиролом, бутадиенстирольного сополимера, поливинилового спирта и их смесей, полые стеклянные микросферы с размерами 20-200 мкм и насыпной плотностью 0,18-0,30 г/см³ (12-30), вспомогательные компоненты в виде красящих пигментов, полифосфата аммония и гидросила и двуокись титана.

Недостатком композиции является сложность технологического процесса перевода алюмокремнезоля в жидкое состояние.

Технической задачей изобретения является создание композиции, обладающей хорошими адгезивными свойствами при нанесении на такие поверхности, как металл, бетон, кирпич, дерево, резина и другие материалы, обеспечивающей при этом звукоизоляционные, гидроизоляционные, теплоизоляционные, антикоррозионные, электрозащитные, противоплесневые и грибковые, антиконденсатные свойства покрытия, обладающее стойкостью к ультрафиолетовым лучам, в частности поверхностей трубопроводов, эксплуатирующихся в специфических жестких условиях: при температуре от минус 70°С до плюс 650°С, при одновременной защите их от коррозии, повышении огнестойкости, долговечности трубопроводов, уменьшении теплопотерь а также проведение безотходных работ по изоляции трубопроводов.

Технический результат достигается тем, что красящее многофункциональное защитное покрытие включает неорганическое связующее, органическое связующее, полые стеклянные микросферы, красящие пигменты, при этом содержит органическое связующее в виде акриловой дисперсии, и дополнительно содержит отвердитель кремнефторид натрия, в качестве вспомогательных компонентов: окись цинка, оксид алюминия, триокись сурьмы, каолин, перлитовый песок, карбоксилметилцеллюлозу, воду при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Неорганическое связующее 18-35 Органическое связующее 5-42 Полые стеклянные микросферы 15-20 Красящие пигменты 0-0,3 Вспомогательные компоненты 7-15 Кремнефторид натрия 0-1.13 Вода дистиллированная остальное

В качестве неорганического связующего выбрано стекло натриевое жидкое с содержанием оксида натрия и двуокиси кремния. Содержание оксида натрия и двуокиси кремния обеспечивает отсутствие образования трещин, обладает отличной адгезией к различным поверхностям

Стекло натриевое жидкое представляет собой водные коллоидные системы с силикатным модулем 2,6-3,3.

Использование неорганического связующего придает теплозащитной композиции повышенные свойства негорючести, теплозащиты и адгезии к поверхностям.

Органическое связующее выбрано из группы водных дисперсий полимеров акрилата, сополимеров акрилата со стиролом, бутадиенстирольного сополимера и их смесей.

При смешении с органическим полимером стекло натриевое жидкое находится в коллоидном состоянии, в результате чего образуется полимерно-коллоидная система. Сочетание неорганического связующего и органического полимера повышает прочность, адгезию, эластичность, трещиностойкость покрытия.

Замкнутые негорючие стеклянные полые микросферы размером от 15 до 125 мкм представляют собой легкосыпучие порошки насыпной плотностью 0,24-0,32 г/см³, марки МС, МС-А и 2Л, являются наполнителем.

Смесь стеклянных полых микросфер с нулевым водопоглощением обеспечивает высокую степень заполнения свободного пространства композиции и, как следствие, высокие теплозащитные свойства. Использование микросфер с нулевым водопоглощением придает покрытию устойчивость теплозащитных свойств при увлажнении покрытия.

Красящие пигменты - для придания цвета композиции.

Вспомогательные компоненты:

гидроксид алюминия - для механического упрочнения слоя покрытия, каолин - для огнеупорности, перлитовый песок, окись цинка - как один из компонентов преобразователя ржавчины и придания композиции светоотражательных свойств, триокись сурьмы - в качестве антипирена.

Карбоксилметиллцеллюлоза представляет собой порошкообразный, содержащий волокна - материал от белого до кремового цвета, применяется в качестве клеящей композиции.

Кремнефторид натрия вносится как дополнительная добавка для лучшего и более быстрого отвердения, и зависит от условий применения, связанных с температурой окружающей среды

Способ получения теплозащитной композиции.

В смеситель, при постоянном перемешивании, поочередно вводят небольшими порциями неорганическое и органическое связующее, затем последовательно добавляют окись цинка, гидроксид алюминия, красящий пигмент, наполнитель и необходимое количество воды для получения определенной плотности массы, причем перемешивание осуществляют при комнатной температуре в течение 35-40 минут до достижения однородного состава смеси.

Готовое красящее многофункциональное защитное покрытие, полученное в результате технологического процесса, представляет собой однородную пастообразную массу, а также может быть и в состоянии жидкой консистенции, Состав прост в использовании.

Состав может быть нанесен на поверхность кистью, шпателем, а также другими способами.

После нанесения на поверхность и высыхания состава на обрабатываемой поверхности образуется плотное, водостойкое, негорючее теплоизоляционное покрытие. Толщина готового покрытия составляет от 0,5 до 3,0 мм и выше, в зависимости от назначения.

Преимуществами теплозащитной композиции является отсутствие в ее составе органических растворителей. Экологически чистое покрытие применяется для наружных и внутренних работ.

В таблице 1 представлены конкретные примеры композиций, заявляемых в качестве изобретения.

Таблица 1 Наименование компонентов Содержание компонентов по примерам, мас.% Пример 1 Пример 2 Пример 3 Вода дистилированная 34,15 - - Неорганическое связующее 28,34 30,13 28,34 Органическое связующее 5,41 40,46 40,45 Красящие пигменты - 0,3 0,2 Кремнефторид натрия 1,13 - - Полые стеклянные микросферы 16,90 18,45 19,5 Вспомогательные компоненты 14,07 7,46 8,21

К вспомогательным компонентам относятся: окись цинка, карбоксиметилцеллюлоза (для обоев), оксид аллюминия, триокись сурьмы, каолин, перлитовый песок.

В таблице 1а представлено содержание вспомогательных компонентов.

Таблица1а Вспомогательные компоненты Содержание компонентов по примерам, мас.% Наименование компонентов Пример 1 Пример 2 Пример 3 Каолин 3,05 2,96 - Перлитовый песок 2,0 - 3.32 Гидроксид алюминия 4,5 3,5 3,5 Окись цинка 2,2 2,3 2,89 Карбоксиметилцеллюлоза 2,32 2.2 2,0 Триокись сурьмы 3,15 2,36 2,02

В таблице 2 приведены некоторые свойства получаемых покрытий.

Таблица 2 Наименование параметров Значение параметров Метод испытаний Пример 1 Пример 2 Пример 3   Водопоглощение за 24 часа по объему,% 0,045 - - ГОСТ 17177-84 Контактная теплопроводность, Вт/мК 0,065 0,039 0,047 ГОСТ 7076-99 Прочность сцепления с металлом, кг/см² 9.8 8,9 8,6 ГОСТ 26589-94 Прочность сцепления с бетоном, кг/см² 10,4 9,1 9,6 ГОСТ 26589-94 Условная прочность при растяжении, кг/см² 13,1 10.3 9,9 ГОСТ 26589-94 Относительное удлинение приразрыве, % 16,9 14,9 15,8 ГОСТ 26589-94 Коррозийная стойкость Устойчив Устойчив Устойчив ГОСТ 26589-94 Открытое пламя Не горит Не горит Не горит  

Красящее многофункциональное защитное покрытие может использоваться на предприятиях ЖКХ, теплосетях для изоляции трубопроводов, нефтеперерабатывающей промышленности, энергетики, теплоизоляции фасадов зданий, тепло- и гидроизоляции крыш и др., при теплоизоляции трубопроводов, тепловых сетей, котлов, подземных резервуаров, электро- и антикоррозийной изоляции мачт высоковольтных линий электропередач и т.д.,при внутренней обработке помещений для предотвращения промерзания стен, образования сырости и плесени грибков.

Оно подходит к любому покрытию и наносится как обычная краска, кисточкой, валиком или иными способами.

Преимущества и характеристики применения красящего многофункционального защитного покрытия теплоизоляция трубопроводов, тепловых сетей, котлов, подземных резервуаров, наружная теплоизоляция зданий и сооружений, крыш, чердачных помещений, внутренняя обработка помещений для предотвращения промерзания стен, образования сырости и плесени, грибков, покрытие оборудования для защиты персонала от контактных ожогов горячими металлическими поверхностями (до плюс+650°С), антиконденсатное и антикоррозийное покрытие трубопроводов холодного и горячего водоснабжения, электро и антикоррозийная изоляция мачт электропередач и иных объектов.

Диапазон эксплуатации от -70°С до +650°С,

Электроизоляция до 6000 В.

Наносится кистью, валиком или механическим способом,

Снижение потерь тепловой энергии до 30-35%,

Расход: 1 литр на 1,5 кв.м при слое покрытия 1 мм,

Отличные адгезивные свойства.

Красящее многофункциональное защитное покрытие восстанавливается при оттаивании после замораживания при минус -50°С с сохранением свойств, выдерживает многократные циклы процесса «замораживания-оттаивания». Красящее многофункциональное защитное покрытие может применяться как механическим методом нанесения на обрабатываемую поверхность (шпателем или кистью), так и при помощи систем распыления при температуре от минус -20°С до +400°С.

Заявляемое изобретение соответствует критерию «новизна», т.к. из доступных источников информации не выявлены технические решения с такими же существенными признаками.

Заявляемое изобретение соответствует критерию «изобретательский уровень», так как является неочевидным для специалиста.

Изобретение относится к теплоизоляционному покрытию для поверхностей любой формы, требующих тепловой защиты, применяемому в различных отраслях промышленности, а также в качестве звукоизоляционного, гидроизоляционного, антикоррозионного, прокладочного и герметизирующего материала. Красящее многофункциональное защитное покрытие включает неорганическое связующее, органическое связующее, полые стеклянные микросферы, красящие пигменты. Органическое связующее содержит в виде акриловой дисперсии, воду, отвердитель кремнефторид натрия, в качестве вспомогательных компонентов: окись цинка, оксид алюминия, триокись сурьмы, каолин, перлитовый песок, карбоксилметилцеллюлозу. Изобретение обеспечивает композицию, обладающую хорошими адгезивными свойствами при нанесении на такие поверхности, как металл, бетон, кирпич, дерево, резина. 3 табл., 3 пр.

Красящее многофункциональное защитное покрытие, включающее неорганическое связующее, органическое связующее, полые стеклянные микросферы, красящие пигменты, отличающееся тем, что содержит органическое связующее в виде акриловой дисперсии, воду, отвердитель кремнефторид натрия, в качестве вспомогательных компонентов; окись цинка, оксид алюминия, триокись сурьмы, каолин, перлитовый песок, карбоксилметилцеллюлозу, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Неорганическое связующее 18-35 Органическое связующее 5-42 Полые стеклянные микросферы 15-20 Красящие пигменты 0-0,3 Вспомогательные компоненты 7-15 Кремнефторид натрия 0-1.,13 Вода дистиллированная остальное