состав для теплозащитных покрытий

Формула изобретения

Теплозащитное покрытие, выполненное из по крайней мере одного слоя состава, включающего жидкое натриевое стекло, отвердитель, наполнитель, пигмент неорганический и воду, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит внешний слой хлорсульфированного полиэтилена, а состав на основе жидкого стекла содержит в качестве отвердителя кремнефтористый натрий, наполнителя - шамот, аэросил и стеклянные нити длиной 5 - 10 мм и дополнительно кристаллогидраты при следующем соотношении компонентов состава, вес.ч.:

Вода - 20,4 - 78,8

Жидкое натриевое стекло - 10,2 - 44,7

Шамот - 12,1 - 35,8

Кремнефтористый натрий - 2,0 - 7,1

Пигмент неорганический - 1,0 - 7,2

Аэросил - 2,0 - 7,3

Стеклянные нити длиной 5 - 10 мм - 0,01 - 10,0

Кристаллогидраты - 0,01 - 10,0

Описание изобретения к патенту

Предлагаемый состав относится к теплозащитным (огнезащитным) вспенивающимся покрытиям и может быть использован для защиты поверхностей от высокотемпературных воздействий.

Известен состав для теплозащитных покрытий А.С. СССР N 1682369 по МКИ C 09 D 5/18, 1989 года, содержащий (мас.ч.):

Хлорсульфированный полиэтилен - 12 - 14

Толуол - 42 - 45

Хлористый метилен - 42 - 45

Терморасширяющийся графит - 48 - 52

n-трет-Бутилформальдегидная смола - 7 - 9

Полиметилсилазан - 8 - 12

и состав для теплозащитных покрытий А.С. СССР N 179886 по МКИ C 09 D 123/34, 1993 года, содержащий (вес.ч.):

Хлорсульфированный полиэтилен - 12 - 14

Толуол - 86 - 88

Терморасширяющийся графит - 5 - 30

Дициандиамид - 5 - 30

Окись магния - 1,0 - 1,1

Окись цинка - 1,0 - 1,1

Стеариновая кислота - 1,0 - 1,1

Дифенилгуанидин - 0,3 - 0,4

Недостатками данных составов является недостаточная экологическая чистота.

Наиболее близким прототипом для предлагаемого состава является состав огнестойкой краски А.С. СССР N 12537 по классу 22f,9, содержащий, кг:

Жидкое стекло натриевое или калиевое - 25

Горячая вода - 15

Тяжелый шпат - 15

Окись цинка - 1

Мел - 0,5

Крахмал - 0,25

Глицерин - 0,2

Хлорноватокислый калий - 0

Краска минеральная - До желтого цвета

Недостатком прототипа является недостаточная экологическая чистота из-за включения органических веществ и связанное с этим снижение теплостойкости. Использование хлорноватокислого калия приводит к выделению кислорода в процессе прогрева, который поддерживает горение.

Технический результат изобретения - снижение токсичности состава.

Помимо вышеописанного технического результата возможно дополнительное повышение стойкости слоя покрытия к вибрациям и статическим нагрузкам.

Помимо вышеописанных технических результатов наблюдалось повышение теплозащитных свойств покрытия.

Поставленные технические результаты достигаются тем, что в составе для теплозащитных покрытий содержится (вес.ч.):

Вода - 20,4 - 78,8

Жидкое натриевое стекло - 10,2 - 44,7

Шамот - 12,1 - 35,8

Кремнефтористый натрий - 2,0 - 7,1

Пигмент неорганический - 1,0 - 7,2

Аэросил - 2,0 - 7,3

Стеклянные нити длиной 5 - 10 мм - 0,01 - 10,0

Кристаллогидраты - 0,01 - 10,0

С целью повышения влагостойкости и атмосферостойкости наносится внешний слой хлорсульфированного полиэтилена толщиной 40 - 80 мкм.

Наличием в составе жидкого натриевого стекла достигается вспениваемость слоя материала от термического воздействия и технический результат изобретения за счет экологически основного компонента состава. Наличием в составе шамота достигается большая теплоемкость и низкая температуропроводность слоя материала. Кремнефтористый натрий служит отвердителем состава. Пигмент придает различные цвета составу. Аэросил повышает тиксотропные свойства и уменьшает теплопроводность состава. Наличием в составе стеклянных нитей достигается дополнительное повышение стойкости слоя материала к вибрациям и статическим нагрузкам. Наличие в составе кристаллогидратов, например тригидрата ацитата натрия, алюмокалиевых квасцов, достигается уменьшением коэффициента температуропроводности состава за счет дополнительного поглощения теплоты во время фазовых превращений, например плавления. Наличием в составе внешнего слоя из хлорсульфированного полиэтилена достигается повышение атмосферостойкости покрытия.

Испытание теплозащитных свойств покрытия осуществлялось по следующей методике на установке СИН-1 (стенд импульсивного нагрева). Приготовленный состав наносили на стальные 2 мм образцы кистью. В опытах наносили слой покрытия толщиной 4 мм. Края образцов защищали при помощи трех каскадов трубчатых газоразрядных водоохлаждаемых источников излучения с ксеноновым наполнителем типа ДТП 10/200. Расстояние до испытуемого образца подбиралось таким образом, чтоб суммарная плотность теплового потока на его поверхность достигала 200 кВт/м. Температура обратной поверхности образца измерялась с помощью термопары.

Вибростойкость оценивали по времени появления первых трещин на образцах, помещенных на вибростенд при частотах от 10 до 4000 Гц и ускорении от 1,25 до 40 g.

Экологическую чистоту определяли по суммарному газовыделению окиси углерода и органических веществ в вакуум из равной навески вещества (0,5 г) при нагреве его до 500^oC в течение 20 минут.

Результаты испытания приведены в таблице в сопоставлении с композицией прототипа. Из таблицы видно повышение теплозащитных свойств, вибростойкости и экологической чистоты при переходе от состава-прототипа к заявляемому составу. По результатам испытаний (таблица) выбраны оптимальные граничные условия соотношения компонентов. К тому же значительное повышение содержания наполнителя вело к повышению вязкости состава и невозможности пользоваться кистью для его нанесения, а снижение содержания аэросила приводило к стеканию состава с вертикальной стенкой.

Предлагаемый состав характеризуется примером.

Смешивают компоненты (вес.ч.):

Шамот - 15,8

Кремнефтористый натрий - 2,1

Пигмент неорганический - 1,2

Аэросил - 2,3

Стеклянные нити длиной 5 - 10 мм - 0,1

Кристаллогридраты - 0,1

до образования однородной смеси (далее "компонент 1")

Перед применением смешивают водный раствор жидкого натриевого стекла (вес.ч.) - 110,0 (ГОСТ 13078-81) с "компонентом 1" до образования однородной смеси (далее "компонент 2").

Предлагаемый состав готовят перед употреблением из двух компонентов. Срок хранения компонентов в таком двухкомпонентном виде, не ухудшающем их огнезащитных и физико-механических свойств 0,5 года. Жизнеспособность изготовленного состава 4 - 5 ч. Состав наносят в один или несколько слоев на защищаемую поверхность любым известным способом (кистью, валиком, краскораспылителем). Время высыхания пленки состава до отлипа при 15 - 35^oC не более 2 ч. Последний слой состава сушится в течение 5 - 6 ч при 15 - 35^oC. Затем на поверхность, покрытую "компонентом 2", наносят внешний слой хлорсульфированного полиэтилена толщиной 40 - 80 мкм и сушат 0,5 ч при 15 - 35^oC.