композиция для защитного покрытия

Формула изобретения

1. Композиция для защитного покрытия, включающая полиорганосилоксан, органический растворитель, отвердитель, силикат, оксид металла и карбид кремния, отличающаяся тем, что в качестве полиорганосилоксана использована смесь полиметилдиметилфенилсилоксановой смолы, модифицированной пентафталевой смолой, с полиметилфенилсилоксановой смолой в соотношении 1-3: 1 вес. ч. , а в качестве силиката - смесь асбеста и слюды в соотношении 1: 2-1 вес. ч. при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Смесь полиметилдиметилфенилсилоксановой смолы, модифицированной пентафталевой смолой, с полиметилфенилсилоксановой смолой - 20-40

Органический растворитель - 4-15

Отвердитель - 2-15

Смесь асбеста и слюды - 30-70

Оксид металла - 0,05-10

Карбид кремния - 1-15

2. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве отвердителя применен полибутилтитанат.

3. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве органического растворителя применен ксилол.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области защитных покрытий, в частности к композициям на основе полиорганосилоксанов, твердеющих при температуре окружающего воздуха. Композиция предназначена для получения атмосферостойких противокоррозионных покрытий на металлических поверхностях и может быть использована в случаях, при которых невозможно образование покрытия в условиях высоких температур, например при окрашивании крупногабаритного оборудования в судостроении, вагоностроении, автомобилестроении, гидротехнике.

Известны композиции на основе полиорганосилоксанов, состоящие из трех компонентов: полимерного связующего, силикатов и оксидов, см. Харитонов Н.П. и др., "Органосиликатные материалы, их свойства и технология применения". Л. , Наука. 1980.

После отверждения композиция образует единую пространственно-сшитую структуру, которая может рассматриваться как система тонких полимерных пленок, фиксированных между частицами остальных компонентов. Комплекс свойств, обеспечивающих надежное применение покрытий, в значительной степени достигается благодаря введению силикатных компонентов, образующих с полимером силоксансиликатные связи, а также оксидов, катализирующих этот процесс и улучшающих адгезионные показатели.

Разрыв силоксановых связей в силикатной решетке и молекуле полимера осуществляется под влиянием внешних энергетических воздействии, в том числе и механических



поверхность силиката (с) молекула полимера (п)



Реакции:



протекают с достаточной полнотой при нагревании или в присутствии сшивающих агентов и относятся, главным образом, к стадии пространственной сшивки (отверждения) композиции на основе полиорганосилоксанов.

При изготовлении композиции в процессе обработки в шаровой мельнице суспензии, содержащей полиорганосилоксан, силикат и оксид, наиболее вероятна реакция, протекающая по первой схеме, происходит образование первичных химических связей между полимерной основой и силикатными компонентами. Последующая сшивка, приводящая к образованию единой пространственной структуры, осуществляется в процессе отверждения композиции под влиянием высоких температур или в присутствии сшивающих добавок при температуре 10-30^oС.

В случае отверждения известной композиции под влиянием высоких температур возможно получение качественных покрытий, обладающих высокими физико-механическими свойствами. Однако формирование таких покрытий является процессом трудо- и энергоемким, так как требует проведения термообработки по специальной программе: подъем температуры со скоростью 1,5-2^oС в минуту до 270^oС, изотермическая выдержка при этой температуре в течение 2,5-3 ч и последующее охлаждение со скоростью до 5^oС в минуту. Несоблюдение режима термообработки приводит к образованию внутренних дефектов и пузырей за счет выделения внутримолекулярной и конденсационной воды, вызывающей деструкцию полиорганосилоксанов и, как следствие этого, ухудшение физико-механических свойств. К недостаткам композиции относятся также ограниченность ее применения при высокотемпературном отверждении наносимых покрытий: композиция не пригодна для окрашивания крупногабаритных деталей и металлоконструкций.

Известна композиция для защитного покрытия, включающая раствор полиметилфенилсилоксана в толуоле, тетрабутоксититан (0,6 мас.%), силикат и оксид металла. Способ изготовления композиции предусматривает введение тетрабутоксититана в состав, который раньше использовали только как самостоятельную композицию. При этом отвердитель в него вводят непосредственно перед нанесением покрытия, см. Худобин Ю.И. и др., "Промышленный выпуск одноупаковочных, органосиликатных композиций типа ОС-12. Новое в сушке лакокрасочных покрытий", Л., ЛДНТП. 1990. С.47-50.

Однако получаемое на основе известной композиции покрытие обладает невысокими прочностными характеристиками, твердостью и адгезией к подложке и по физико-механическим свойствам уступает покрытиям на основе композиций, отверждаемых под влиянием высоких температур.

Известна композиция для защитного покрытия, включающая раствор полиорганосилоксана, в частности полиметилфенилсилоксана в органическом растворителе, в частности толуоле, отвердитель (тетрабутоксититан), силикат (асбест или слюда), оксид металла, карбид кремния, см. RU 2041905 по кл. C 09 D 183/04 от 18.02.1993.

Данное техническое решение, принятое за прототип настоящего изобретения, обеспечивает улучшение физико-механических свойств покрытия, однако его прочность к удару, прочность на изгиб, особенно при больших толщинах (до 150-200 мкм), а также способность выдерживать высокие температуры недостаточны; кроме того, следует отметить, что водостойкость покрытия недостаточна, а также имеет место склонность к образованию плотных осадков при хранении композиции.

В основу настоящего изобретения положено решение задачи повышения прочности к удару и на изгиб, термостойкости, водостойкости, а также снижения склонности к образованию плотных осадков при хранении и обеспечения возможности нанесения более толстого слоя покрытия на вертикальную поверхность.

Согласно изобретению повышение прочности к удару и на изгиб, а также термостойкости достигается за счет того, что в композиции для защитного покрытия, включающей полиорганосилоксан, органический растворитель, отвердитель, силикат, оксид металла и карбид кремния, в качестве полиорганосилоксана использована смесь полиметилдиметилфенилсилоксановой смолы, модифицированной пентафталевой смолой, с полиметилфенилсилоксановой смолой в соотношении 1-3: 1 вес.ч., а в качестве силиката - смесь асбеста и слюды в соотношении 1:1-2 вес.ч. при следующем соотношении компонентов, маc.%:

Смесь полиметилдиметилфенилсилоксановой смолы, модифицированной пентафталевой смолой, с полиметилфенилсилоксановой смолой - 20-40

Органический растворитель - 4-15

Отвердитель - 2-15

Смесь асбеста и слюды - 30-70

Оксид металла - 0,05-10

Карбид кремния - 1-15

Повышение водостойкости обеспечивается тем, что в качестве отвердителя применен полибутилтитанат; применение в качестве силиката смеси асбеста и слюды в соотношении 1:1-2 вес.ч. обеспечивает возможность нанесения более толстого слоя покрытия на вертикальную поверхность, снижает склонность к образованию плотных осадков при хранении композиции, повышает износостойкость покрытия, усиливает термостойкость, электроизоляционные свойства; в качестве органического растворителя может быть применен ксилол, хотя возможно использование и обычно применяемого толуола. Ксилол позволяет повысить эластичность покрытия (прочность на изгиб).

Заявителем не выявлены какие-либо источники информации, содержащие сведения о влиянии отличительных признаков настоящего изобретения на достигаемый технический результат. Это позволяет, по мнению заявителя, сделать вывод о соответствии изобретения критерию "новизна".

Заявителем не выявлены какие-либо источники информации, содержащие сведения о влиянии заявленных отличительных признаков на достигаемый вследствие их реализации технический результат. Это, по мнению заявителя, позволяет сделать вывод о соответствии заявленного технического решения критерию "изобретательский уровень".

Установлено, что оптимальное соотношении в смеси полиметилдиметилфенилсилоксановой смолы, модифицированной пентафталевой смолой, и полиметилфенилсилоксановой смолы составляет от 1:3 до 1:1 вес.ч., при этом содержание указанной смеси в композиции должно составлять 20-40 мас.%.

Композицию получают следующим образом.

В шаровую мельницу загружают раствор смеси полиметилдиметилфенилсилоксановой смолы, модифицированной пентафталевой смолой, с полиметилфенилсилоксановой смолой в толуоле (примеры 1, 2) или в ксилоле (пример 3). При легком помешивании в раствор вводят отвердитель - тетрабутоксититан (пример 1) или полибутилтитанат (примеры 2, 3). Затем в смесь добавляют в порошкообразном виде остальные компоненты. Образовавшийся гель подвергают обработке в шаровой мельнице в течение 1-3 суток. После механической обработки композиция готова к употреблению. Ее разливают в плотно закрывающиеся емкости.

Исследования свойств покрытий, полученных из заявленной композиции, были проведены в лабораторных условиях; содержание компонентов отражено в таблице 1, полученные показатели приведены в таблице 2. Покрытия при исследовании наносили на алюминиевые подложки и высушивали при температуре 15-25^oС. Толщина покрытий составляла 200 мкм.

Для реализации способа использовано обычное несложное промышленное оборудование, что обусловливает соответствие изобретения критерию "промышленная применимость".