композиция для лакокрасочного терморегулирующего покрытия

Формула изобретения

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 модифицированный	48-52
Лак АКГ-1,2	52-48

Описание изобретения к патенту

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 модифицированный	33-53
- указанный калий метасиликат	24-30
- дистиллированная вода	23-37

Покрытие, изготовленное из этой композиции, имеет следующие характеристики: As 0,12-0,15, 0,92 и As 0,1 для низких орбит. При использовании данного покрытия на высоких орбитах с длительным сроком существования As 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 модифицированный	48-52
лак АКГ-1,2	52-48

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 1
Наименование показателя	Норма для лака АКГ-1,2
1. Внешний вид лака	Прозрачная однородная жидкость без механических включений
2. Цвет лака по йодометрической шкале, мг I2/100 см3, не темнее	3
3. Условная вязкость лака по визкозиметру типа В3-246 с диаметром сопла 4 мм при температуре от 19,5 до 20,5°С, с	от 13 до 22
4. Массовая доля нелетучих веществ, %	от 19 до 22
5. Кислотное число водной вытяжки, мг КОН, не более	0,1
6. Содержание модификатора в сухом остатке в пересчете на триацетилацетонат гольмия, % (по масс.)	от 1,15
	до 1,25
7. Время высыхания лака до степени 3 при температуре от 18 до 22°С, ч, не более	2
8. Внешний вид пленки лака	Гладкая бесцветная однородная поверхность без оспин и механических включений
9. Твердость пленки, условные единицы, не менее, по маятниковому прибору: типа М-3	0,5
типа ТМЛ (маятник А)	0,45
10. Эластичность пленки при изгибе, мм, не более	1
11. Стойкость пленки к статическому воздействию воды при температуре от 18 до 22°С, ч, не менее	4
12. Стойкость пленки к статическому воздействию нефраса при температуре от 18 до 22°С, мин, не менее	1

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

Таблица 2
Содержание ZrO2 и акрилатного лака АКГ-1,2 в композиции, мас.%	Толщина, мкм	Адгезия по ГОСТ 15140-78, балл	Начальные значения ТРХ		A5 конечное за 3 года эксплуатации	Примечание
			A 5, не более	, не менее
0 и 70	-	-	-	-	-	Покрытие нетехнологично, нанесение невозможно
40 и 60	-	-	-	-	-
50 и 50	160-170	1	0,11-0,12	0,94	0,18-0,19
52 и 48	150-170	1	0,12-0,13	0,93	0,19-0,20
48 и 52	140-160	1	0,12-0,13	0,94	0,19-0,20
70 и 30	140-160	-	-	-	-	Покрытие нетехнологично-сильное меление
80 и 20	140-160	-	-	-	-
Композиция по прототипу	140-160	1	0,12-0,13	0,94	0,25-0,28

Как видно из табл. 2, для терморегулирующего покрытия класса «солнечные отражатели» предлагаемого состава достигнута высокая стабильность терморадиационных характеристик в условиях эксплуатации - A₅ 0,06-0,07 вместо - А₅ 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.