способ получения материала для защитного покрытия

Классы МПК:C09D109/08 латекс
C09D5/02 эмульсионные краски 
C09D5/33 краски, отражающие излучение
B82B1/00 Наноструктуры
B82B3/00 Изготовление или обработка наноструктур
Автор(ы):, , , , ,
Патентообладатель(и):Институт высокомолекулярных соединений Российской академии наук (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2006-12-21
публикация патента:

Изобретение относится к технологии получения материалов для нанесения защитных покрытий на поверхность различных естественных и искусственных материалов. Способ проводят следующим образом: берут неонол, мраморную муку, осуществляют их тонкий помол в шаровой мельнице, вводят в эту смесь уайт-спирит, водный аммиак (25%) и воду, смешивают их до получения однородного состава, вводят в эту смесь углеродное нановолокно, углеродные нанокластеры и бутадиен-стирольный латекс, дополнительно перемешивают все указанные компоненты до получения однородного состава, затем вводят пеногаситель и загуститель, полученный готовый продукт упаковывают, при этом в качестве углеродного нановолокна и углеродных нанокластеров используют компоненты, полученные пиролизом метана на катализаторе Ni/MgO с длиной волокон 50-100 мкм и диаметром 20-60 нм. Полученный готовый продукт обладает высокой адгезионной способностью и защитными свойствами при нанесении на металлические, полимерные поверхности, дерево и другие материалы.

Изобретение относится к химико-технологическим процессам получения материалов для защитных покрытий поверхностей различных естественных и искусственных материалов.

В настоящее время известны различные способы получения материалов для защитных покрытий, из которых наиболее представительным является способ, включающий выбор и обработку исходных компонентов, образование однородной смеси этих компонентов, введение наполнителя и загустителя [Щибря Н.Г., ж. Лакокрасочные материалы, 1987, №4, с.29-30].

Существенными и очевидными недостатками этого способа является ограниченный набор компонентов для получения материала, обладающего многообразными свойствами, что ограничивает области и перечень материалов, на поверхности которых наносятся защитные покрытия; кроме того материал, полученный данным способом обладает незначительным сроком службы и имеет низкие художественные показатели.

Известен также способ получения материала для защитного покрытия, включающий использование наполнителей, растворителей, пленкообразователей, термопластических или термореактивных полимеров [JP 59-2300039; SU 902450 А, 1986; Рейбман А.И, Защитные лакокрасочные покрытия. Л.: Химия, 1982, с.320].

Недостатки данного способа аналогичны указанным для данного типа материалов и заключается в несовершенстве процесса ввиду ограниченного набора компонентов для получения материала.

Наиболее близким по технической и химико-технологической сущности является способ получения материала для защитного покрытия, включающий обработку исходных материалов путем их тонкого помола в шаровой мельнице, последующее смешивание компонентов до получения однородного состава, где в качестве исходных компонентов используют: наполнитель, растворитель, пеногаситель и загуститель, при этом в качестве наполнителя используют графит, каолин, медный порошок [Гуль В.Е., Шенфиль Л.З., Электропроводящие полимерные композиции. М.: Химия, 1984, с.240].

Существенным недостатком данного способа является выбор слабосовместимых по взаимодействию компонентов в процессе приготовления материала, а также включение металлических фракций в состав. Такой процесс значительно снижает адгезионные и прочностные свойства материала покрытия ввиду отсутствия процесса диффузии наполнителя и жидкой фазы в структуру металлического наполнителя, что приводит к его автономной работе, не сбалансированной со свойствами остального большинства компонентов, и, в конечном итоге, отрицательно отражается на качественных характеристиках получаемого покрытия.

Технической задачей и технологическом результатом данного изобретения является расширение качественных характеристик получаемого материала для нанесения защитного покрытия поверхностей различных естественных и синтезированных материалов за счет повышения стойкости к агрессивным химическим средам, повышения водостойкости и стойкости к атмосферно-кислотным воздействиям, при высокой адгезионной способности к различным материалам: металлам, их сплавам, стеклу, древесине, пластическим и т.п. материалам; при повышении механической прочности на ударные воздействия, на сдвиговые нагрузки, на ледовые циклические воздействия и на воздействия солнечным излучением.

Указанная техническая задача и положительный результат в изобретении достигается за счет того, что способ получения материала для защитного покрытия включает обработку исходных компонентов путем их тонкого помола в шаровой мельнице, последующее смешивание компонентов до получения однородного состава, где в качестве компонентов используют: наполнитель, растворитель, пеногаситель и загуститель, при этом в качестве исходных компонентов берут неонол, мраморную муку, уайт-спирт, водный аммиак и воду, смешивают их до получения однородного состава, вводят в эту смесь углеродное нановолокно, углеродные нанокластеры и бутадиен-стирольный латекс, дополнительно смешивают все указанные компоненты до получения однородного состава, затем вводят пеногаситель и загуститель, полученный готовый продукт упаковывают.

В составе компонентов в качестве углеродного нановолокна и углеродных нанокластеров используют эти компоненты, полученные пиролизом метана на катализаторе Ni/MgO, при этом выбирают частицы с длиной волокон 50-100 мкм и диаметром 20-60 нм.

При этом для реализации способа выбирают следующие соотношения указанных компонентов, мас.%:

- мраморная мука20-15
- неонол2,5-1,0
- уайт-спирит2,0-1,0
- бутадиен-стирольный латекс 30-20
- водный аммиак (25%) 1,0-2,5
- углеродное нановолокно  
и углеродные нанокластеры10-20
- вода30-35
- пеногаситель0,5-2
- загуститель4,0-3,5

Способ получения материала для защитного покрытия раскрывается далее на приводимых примерах его осуществления.

Пример 1. Готовят и проверяют функционирование необходимого оборудования: шаровой мельницы, дозаторов, заполнение бункеров исходными компонентами, емкостей, смесителя и контейнеров.

В качестве исходных компонентов берут в мас.%: мраморную муку - 20, неонол - 2,5, подвергают помолу до фракций (тонкости помола) 2-50 мкм, вводят уайт-спирит - 2,0, водный аммиак (25%) - 1,0, воду - 30; диспергируют и смешивают компоненты до получения однородного состава (определяют экспресс-анализатором); в эту смесь материалов вводят дополнительное нановолокно и углеродные нанокластеры - 10, а также бутадиен-стирольный латекс, например, бутадиен-стирольный карбоксилированный латекс (марка-ДЛ-950) - 30.

Производят дополнительное смешивание всех компонентов до получения однородного состава композиции, затем в эту композицию вводят пеногаситель - 0,5 и загуститель - 4,0; в течение 10-20 минут до стабилизации материала, после материала, после этого его упаковывают до использования или направляют на процесс непосредственного использования. Для этой композиции углеродное нановолокно и углеродные нанокластеры получали в одном процессе синтеза этих компонентов: при возгонке углеродсодержащего материала (порошка сверхчистого графита и газа CH 4; или только метана путем его пиролиза (без доступа кислорода и без доступа воздуха) - пиролизом метана на катализаторе Ni/MgO и выбирают частицы с длиной волокон 50-100 мкм и диаметром 20-60 нм. А в качестве пеногасителя был использован силиконовый компонент, например, алкоксилированные сополимеры полисилоксана с синтетическим жиром и двуокисью кремния, в качестве загустителя - производные целлюлозы, например натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы и полимерный ассоциативный загуститель полиакрилат. Полученный данным способом материал обладает следующими характеристиками: вязкость 48 сек (по В3-246), массовая доля нелетучих веществ 59%, расход 120 г/м2 покрытия, рН 8; способность поглощать СВЧ-излучения порядка 40 гГц.

Пример 2. В условиях примера 1 берут мас.% соотношения указанных компонентов, соответственно: неонол - 1,0, мраморную муку - 15, уайт-спирит - 1,0, водный аммиак - 2,5, воду - 35; смешивают, как указано, вводят углеродное нановолокно и углеродные нанокластеры - 20 и бутадиен-стирольный латекс - 20, дополнительно смешивают до однородного состава, добавляют пеногаситель - 2 и загуститель - 3,5; после стабилизации смеси материал - готовый продукт упаковывают или используют сразу же после получения данным регламентом.

Полученный материал имеет показатели: вязкость - 42 с; массовая доля нелетучих веществ - 56, расход - 114 г/м2, рН 7.8; способность поглощать СВЧ-излучение в диапазоне 37-42 гГц, - это придало материалу свойства изолятора СВЧ - излучения, что обеспечивает получение защитного покрытия поверхности естественного или искусственного материалов.

Пример 3. В условиях примеров 1 и 2 исследовался регламент получения материала при дозировке компонентов за обоими указанными пределами количеств компонентов (в мас.%); полученные вещества заметно уступали по своим физико-химическим и механическим характеристикам материалам, которые были получены при дозировке компонентов в указанных количественных пределах. Снижение качеств и свойств проявилось в показателе контактного сцепления наносимого покрытия на металлы, пластические материалы, стекло; покрытие на 20-25% снизило устойчивость к солнечному излучению и к атмосферно-кислотным осадкам; резко снизилась эффективность материала как изолятора СВЧ-излучения. Таким образом, экспериментально доказана более высокая эффективность способа получения материала для защитного покрытия и более устойчиво высокие характеристики полученного материала при нанесении его в качестве защитного покрытия на поверхности естественных и искусственных материалов при осуществлении регламента получения материала в указанных пределах количественных соотношений и при выполнении технологии получения материала по данному способу.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ получения материала для защитного покрытия, включающий обработку исходных компонентов, последующее смешивание компонентов до получения однородного состава, в качестве компонентов используют наполнитель, растворитель, пеногаситель и загуститель, отличающийся тем, что в качестве исходных компонентов берут неонол, мраморную муку, осуществляют их тонкий помол в шаровой мельнице, вводят в эту смесь уайт-спирит, водный аммиак 25%-ный и воду, смешивают их до получения однородного состава, вводят в эту смесь углеродное нановолокно, углеродные нанокластеры и бутадиен-стирольный латекс, дополнительно перемешивают все указанные компоненты до получения однородного состава, затем вводят пеногаситель и загуститель, полученный готовый продукт упаковывают, при этом в качестве углеродного нановолокна и углеродных нанокластеров используют компоненты, полученные пиролизом метана на катализаторе Ni/MgO с длиной волокон 50-100 мкм и диаметром 20-60 нм, для получения материала выбирают следующие соотношения указанных компонентов, мас.%:

мраморная мука15-20
неонол1,0-2,5
водный аммиак 25%-ный 1,0-2,5
углеродное нановолокно  
и углеродные нанокластеры10-20
вода30-35
пеногаситель 0,5-2
загуститель 3,5-4,0


Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2325417

patent-2325417.pdf
Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс C09D109/08 латекс

Патенты РФ в классе C09D109/08:
состав для теплоизоляции строительных конструкций -  патент 2525536 (20.08.2014)
радиопоглощающий материал -  патент 2482149 (20.05.2013)
способ защиты полимерных материалов от воздействия ультрафиолетового излучения -  патент 2471838 (10.01.2013)
способ защиты полимерных материалов от воздействия ультрафиолетового излучения -  патент 2448139 (20.04.2012)
композиция для защитного покрытия поверхности бетонной конструкции (варианты) -  патент 2422482 (27.06.2011)
пленка латексной краски, устойчивая к неблагоприятному воздействию воды, композиция для ее получения и способ ее получения -  патент 2418825 (20.05.2011)
пленкообразующий материал для ухода за свежеуложенным бетоном -  патент 2359947 (27.06.2009)
способ получения полимерной композиции отделочного покрытия для пористых поверхностей -  патент 2268278 (20.01.2006)
композиция для защитного покрытия -  патент 2255099 (27.06.2005)
вибропоглощающая мастика -  патент 2246516 (20.02.2005)

Класс C09D5/02 эмульсионные краски 

Класс C09D5/33 краски, отражающие излучение

Патенты РФ в классе C09D5/33:
защитное покрытие для энергосберегающих пленок -  патент 2494875 (10.10.2013)
полимерная теплоотражающая композиция для покрытия -  патент 2467042 (20.11.2012)
состав терморегулирующего покрытия -  патент 2443738 (27.02.2012)
отражательная поверхность, покрываемая композицией покрытия из водных дисперсий, заключенных в полимер частиц, и способ получения порошковой композиции покрытия -  патент 2442809 (20.02.2012)
пигмент для светоотражающих термостабилизирующих покрытий -  патент 2429264 (20.09.2011)
терморегулирующее покрытие класса "солнечные отражатели" -  патент 2421490 (20.06.2011)
композиция для терморегулирующего покрытия класса "солнечные отражатели" -  патент 2401852 (20.10.2010)
пигмент для светоотражающих покрытий -  патент 2395547 (27.07.2010)
терморегулирующее покрытие класса "солнечные отражатели" -  патент 2331553 (20.08.2008)
многослойные пигменты на основе стеклянных чешуек -  патент 2323238 (27.04.2008)

Класс B82B1/00 Наноструктуры

Патенты РФ в классе B82B1/00:
многослойный нетканый материал с полиамидными нановолокнами -  патент 2529829 (27.09.2014)
материал заменителя костной ткани -  патент 2529802 (27.09.2014)
нанокомпозитный материал с сегнетоэлектрическими характеристиками -  патент 2529682 (27.09.2014)
катализатор циклизации нормальных углеводородов и способ его получения (варианты) -  патент 2529680 (27.09.2014)
способ определения направления перемещения движущихся объектов от взаимодействия поверхностно-активного вещества со слоем жидкости над дисперсным материалом -  патент 2529657 (27.09.2014)
способ формирования наноразмерных структур -  патент 2529458 (27.09.2014)
способ бесконтактного определения усиления локального электростатического поля и работы выхода в нано или микроструктурных эмиттерах -  патент 2529452 (27.09.2014)
способ изготовления стекловидной композиции -  патент 2529443 (27.09.2014)
комбинированный регенеративный теплообменник -  патент 2529285 (27.09.2014)
способ изготовления тонкопленочного органического покрытия -  патент 2529216 (27.09.2014)

Класс B82B3/00 Изготовление или обработка наноструктур

Патенты РФ в классе B82B3/00:
способ комбинированной интенсивной пластической деформации заготовок -  патент 2529604 (27.09.2014)
многослойный композиционный материал для защиты от электромагнитного излучения -  патент 2529494 (27.09.2014)
способ функционализации углеродных наноматериалов -  патент 2529217 (27.09.2014)
нанокомпонентная энергетическая добавка и жидкое углеводородное топливо -  патент 2529035 (27.09.2014)
способ получения насыщенных карбоновых кислот -  патент 2529026 (27.09.2014)
способ получения катализатора для процесса метанирования -  патент 2528988 (20.09.2014)
способ модифицирования углеродных нанотрубок -  патент 2528985 (20.09.2014)
полимерный медьсодержащий композит и способ его получения -  патент 2528981 (20.09.2014)
композиции матриксных носителей, способы и применения -  патент 2528895 (20.09.2014)
полимерное электрохромное устройство -  патент 2528841 (20.09.2014)


Наверх