Огнеупорная краска

 

Изобретение относится к области лакокрасочной промышленности и может быть использовано для нанесения покрытий на металлические и неметаллические поверхности. Для улучшения схватываемости, увеличения характеристик прочности и уменьшения времени отверждения огнеупорная краска, включающая алюмоборфосфатное связующее, пигмент, двуокись кремния и оксид магния, пигмент на основе оксидов железа, хрома и кобальта в качестве пигмента содержит "дулевский черный", в качестве двуокиси кремния белую сажу и дополнительно - оксид меди, оксид хрома и сурик железный при следующем соотношении компонентов, мас. %: пигмент "дулевский черный" на основе оксидов железа, хрома, кобальта - 22-30; сурик железный - 4-6; оксид хрома - 3-4; оксид магния - 1,0-2,4; двуокись кремния (белая сажа) - 0,7-2,7; оксид меди - 0,5-1,5; алюмоборфосфатное связующее - остальное. 1 табл.

Изобретение относится к области лакокрасочной промышленности и может быть использовано для нанесения защитных покрытий на металлические и неметаллические (бетонные, кирпичные и керамические) поверхности изделий и конструкций.

Известна огнеупорная краска, включающая алюмоборфосфатное связующее, двуокись титана, двуокись кремния, каолин, неорганический пигмент и воду (SU, авт. св. N 706428, кл. С 09 D 1/00, 1978).

К недостаткам данного состава относится то, что он имеет ограниченную область применения, пригоден лишь для нанесения на изделия, имеющие шероховатую поверхность со значительной пористостью, например, для окрашивания асбоцементных изделий. Состав после нанесения его на поверхность долго сохнет при комнатной температуре и образует неводостойкие покрытия. Термофиксирование краски при 250^oC не обеспечивает высокой водостойкости и адгезии покрытий к различным поверхностям.

Известна огнеупорная краска, включающая алюмоборфосфатное связующее, двуокись титана, двуокись кремния, каолин, неорганический пигмент, оксид магния, гидроокись алюминия и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%: АБФС - 43-52 Двуокись титана - 4-7 Двуокись кремния - 7-10 Каолин - 8-10 Неорганический пигмент - 4-8 Оксид магния - 1,0-2,5 Гидроокись алюминия - 2-4 Вода - Остальное (авт. св. SU N 852916, кл. С 09 D 1/00, 1981, Б.И. N 29).

Недостаток известной краски заключается в ее низкой жизнеспособности. Кроме того, покрытия на ее основе имеют невысокую адгезию, недостаточную прочность на истирание и твердость.

Достигаемый технический результат заключается в улучшении схватываемости, увеличении характеристик прочности и уменьшении времени отверждения.

Для достижения технического результата огнеупорная краска, включающая алюмоборфосфатное связующее, пигмент, двуокись кремния и оксид магния в качестве пигмента содержит пигмент "дулевский черный" оксидов железа, хрома и кобальта в качестве двуокиси кремния белую сажу и дополнительно - оксид меди, оксид хрома и сурик железный при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Пигмент - "дулевский черный" на основе оксидов железа, хрома, кобальта - 22-30
Сурик железный - 4-6
Оксид хрома - 3-4
Оксид магния - 1,0-2,4
Двуокись кремния (белая сажа) - 0,7-2,7
Оксид меди - 0,5-1,5
Алюмоборфосфатное связующее - Остальное
Алюмоборфосфатное связующее (АБФС) является продуктом синтеза кислых фосфатов и боратов алюминия с водой. АБФС представляет собой густую, сиропообразную, прозрачную, бесцветную жидкость без запаха, обладающую вяжущими клеящими свойствами. Используют АБФС (ТУ 113-08-10-17-83) с плотностью 1,5-1,7 г/см³ с массовой долей P на P₂O₅ - 36-39%, A1 в расчете на Al₂O₃ - 8-9%, B в расчете на B₂O₃ - 2-3%. Также можно использовать АБФС (ТУ 113-08-606-87) с плотностью 1,5-1,7, pH не менее 0,1, с массовой долей P на P₂O₅ - 36-39%, A1 в расчете на Al₂O₃ - 8-9%, B в расчете на B₂O₅ - 1,3-7,0% (Сычев М.М. Неорганические клеи. М.: Химия, 1986, с. 72-74).

АБФС является цементирующим компонентом по отношению к другим компонентам краски и окрашиваемой поверхности. В композиции с другими ингредиентами АБФС образует стабильную, необратимую структуру, обладающую рядом ценных технологических свойств, хорошей адгезией к основе, достаточной механической прочностью и водостойкостью после термообработки.

При снижении в составе краски АБФС ниже 57,8 мас.% ухудшается схватываемость краски и снижается прочность покрытия, а при увеличении в составе краски АБФС выше 63,4 мас.% снижается водостойкость.

Пигмент определяет цвет краски и в данном составе применяют пигмент "дулевский черный" для получения краски интенсивного черного цвета. Применяют "дулевский черный" на основе оксидов хрома, железа и кобальта. Это пигмент N 83, NN 84, 89, 90, 91 и др. (Визир В.А., Мартынов М.А. Керамические краски. Киев, Техника, 1964, с.111-114, 160).

Если пигмента в составе краски будет менее 22 мас.%, то получается недостаточно интенсивный цвет покрытия, а если пигмента будет более 30 мас.% - ухудшаются физико-химические показатели красочного слоя.

Оксид хрома Cr₂O₃ - зеленый порошок, не реагирует с водой, кислотами и щелочами. Оксид хрома вводят в состав краски для увеличения прочности окрашенного слоя, повышения адгезии, улучшения вязкости.

Снижение содержания оксида хрома в составе краски менее 3 мас.% приводит к ухудшению когезионных свойств, а его увеличение выше 4 мас.% - приводит к ухудшению адгезионных свойств.

Сурик железный (Fe - сурик) вводят в состав краски для увеличения прочности окрашенного слоя и повышения адгезии.

Если сурика железного в составе краски будет менее 4 мас.%, то это приведет к ухудшению когезии, а если его содержание превысит 6 мас.% - ухудшается адгезия.

Оксид магния MgO в составе краски способствует быстрейшему отверждению красочного слоя.

При содержании в составе краски оксида магния менее 1,0 мас.% действие его проявляется незначительно, а при повышении его содержания в составе краски в количестве более 2,4 мас.% снижается стабильность состава и возможно его коагулирование.

Белая сажа представляет собой аморфный, мелкодисперсный белый порошок двуокиси кремния (SiO₂). Белая сажа водится в состав краски для увеличения адгезии и когезии.

При содержании в составе краски белой сажи в количестве менее 0,7 мас.% ухудшаются когезионные характеристики, а при содержании белой сажи более 2,7 - ухудшаются адгезионные характеристики.

Оксид меди CuO представляет собой порошок черного цвета. Оксид меди вводится в состав краски для улучшения схватываемости, увеличения прочности красочного слоя и уменьшения времени отверждения.

При увеличении в составе краски оксида меди более 1,5 мас.% снижаются прочностные характеристики красочного слоя, а при снижении содержания оксида магния в количестве менее 0,5 мас.% увеличивается время схватывания и время отверждения краски.

Количество ингредиентов в составе краски является величиной оптимальной и выявлено в результате многочисленных экспериментов.

Краску готовят следующим образом.

Сухую смесь компонентов тщательно перетирают и гомогенизируют. Сухую смесь компонентов дисперсностью 30 мкм и АБФС тщательно перемешивают в смесителе и затем наносят кистью или валиком на предварительно подготовленную поверхность стали, алюминия и его сплавов, керамики, кирпича и бетона. После подсушивания на воздухе в течение 10 мин окрашенную поверхность подвергают термообработке при 120-140^oC в течение 20-30 мин.

В таблице приведены составы и свойства краски в предлагаемых пределах, составы и свойства красок, выходящих за предлагаемые пределы и состав и свойства краски по прототипу. Соотношения компонентов указаны в мас.%.

Пигменты "дулевские черные" получают смешением оксидов железа, хрома и кобальта, а также при необходимости оксидов марганца, меди, получая пигменты различных оттенков в зависимости от количественных соотношений исходных оксидов. Либо получают их сплавлением солей соответствующих металлов в кристаллизационной воде при 150-160^oC и обжигом при 1140-1300^oC и выше.

Например, пигмент "дулевский черный" N 63 получают из смеси состава, мас. ч. : оксид хрома - 10,8, оксид кобальта - 4,4, железный купорос - 85,7. Смесь размалывают в шаровой мельнице при наличии воды, высушивают и прокаливают. Пигменты "дулевские черные" с N 81 по 91 можно охарактеризовать следующими составами, мас.ч.: оксид железа 18,63 - 50,0, оксид кобальта 11,8-18,63, оксид хрома 18,63-43,0, оксид марганца - 0-44,11.

Используемое алюмоборфосфатное связующее перед введением в композицию с плотностью (ГОСТ 1,5-1,7 г/см³) разбавляют водой до необходимой плотности, предпочтительно до плотности 1,33 г/см³.

В таблице в качестве пигмента "дулевского черного" в составе используют пигмент N 63.

Формула изобретения

Огнеупорная краска, включающая алюмоборфосфатное связующее, неорганический пигмент, двуокись кремния и оксид магния, отличающаяся тем, что она содержит в качестве неорганического пигмента пигмент дулевский черный на основе оксидов железа, хрома и кобальта, в качестве двуокиси кремния белую сажу и дополнительно оксид меди, оксид хрома и сурик железный при следующем соотношении компонентов, мас.

Пигмент дулевский черный на основе оксидов железа, хрома и кобальта 22 30
Сурик железный 4 6
Оксид хрома 3 4
Оксид магния 1,0 2,4
Двуокись кремния (белая сажа) 0,7 2,7
Оксид меди 0,5 1,5
Алюмоборфосфатное связующее Остальноей

РИСУНКИ

Рисунок 1