Теплоизоляционное, антикоррозионное и звукопоглощающее покрытие и способ его получения
Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано для получения теплоизоляционных покрытий с антикоррозионными и звукопоглощающими свойствами на различных поверхностях. Покрытие выполнено из полимерной композиции, включающей полимерную водно-суспензионную композицию, содержащую связующее в виде водной полимерной композиции, при необходимости вспомогательные целевые добавки, и смесевой наполнитель в виде смеси частиц и гранул аэрогеля, амбигеля или ксерогеля на основе аморфного диоксида кремния и/или глинозема с бимодальным распределением размера частиц в диапазоне от 1 до 10000 мкм и насыпной плотностью в диапазоне от 600 до 60 кг/м3, или смеси их с полыми микросферами, различающимися между собой размерами в диапазоне от 3 до 500 мкм и насыпной плотностью в диапазоне от 700 до 50 кг/м3. Микросферы выбраны из группы, включающей полые стеклянные микросферы, полые керамические микросферы, полые техногенные (зольные) микросферы, полимерные микросферы. Соотношение в смеси микросфер и частиц аэрогеля в смесевом наполнителе составляет от 1:99 об.% до 99:1 об.%. Соотношение между связующей полимерной композицией и указанным смесевым наполнителем, об.%: связующая полимерная композиция 5-95, указанный смесевой наполнитель 5-95. Описан также способ получения теплоизоляционного двухслойного покрытия. Сначала наносят слой композиции, содержащей в качестве наполнителя только аэрогель с бимодальным распределением частиц в диапазоне от 1 до 10000 мкм, а потом наносят покрытие, содержащее в качестве наполнителя только смесь полых микросфер. Технический результат - обеспечение и улучшение одновременно теплоизоляционных, антикоррозионных и звукопоглощающих свойств покрытий, в частности поверхностей трубопроводов, упрощение технологии получения покрытия. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 4 табл., 11 пр.
Данное изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано для получения теплоизоляционных покрытий, обладающих одновременно антикоррозионными и звукопоглощающими свойствами, наносимых на различные поверхности для защиты их от перегрева, предотвращения возгорания, а также одновременно для защиты от коррозии, от воздействия огня и может быть использовано для покрытий, например трубопроводов, строительных конструкций зданий и сооружений и т.д.
Высококачественное антикоррозионное покрытие для ряда применений имеет первостепенное значение. Например, при решении задачи теплоизоляции трубопроводов теплового и водяного снабжения крайне важно обеспечить стойкую защиту труб от внешней коррозии, поскольку именно она является главным фактором, ограничивающим время их эксплуатации. Столь же большое значение имеют такие покрытия и для защиты любых строительных конструкций, сделанных из металла, дерева, пластика, от вредных воздействий солнечного света, атмосферных осадков и т.п. В то же время задача сохранения тепла в жилищном и промышленном строительстве, безусловно, является одной из первостепенных, и на ее решение выделяются огромные ресурсы. Для решения как первой, так и второй задач современная технологическая мысль предлагает большой спектр решений. К изоляционным материалам, активно предлагаемым в настоящее время помимо хорошо известных минеральных и базальтовых ват, активно используются различные вспененные полимерные материалы, такие как вспененный полистирол, полиэтилен, полиуретан, полипропилен и т.п.В качестве материалов для антикоррозионной защиты предлагаются различные покрасочные материалы (водные дисперсии, лакокрасочные материалы на органических растворителях), а также защита металлических поверхностей металлами, стойкими к коррозии, например электролитическое оцинковывание.
Защитное покрытие должно обеспечивать комплекс таких свойств, как тепло- и гидроизоляция, шумопоглощение, антикоррозионная защита, износостойкость.
Из RU 2033568 C1, 20.04.1995 известно антикоррозионное покрытие для трубы, которое получают следующим образом: наносят слой грунтовки на трубу на основе жидкого стекла, далее осуществляют покрытие ее гибким синтетическим оберточным материалом с закреплением его на трубе, например нетканым материалом «Дорнитом» или «Поликапромитом» (закрепляют его, например, проволокой), и после этого наносят слой гидроизоляционного материала в виде жидкого парафина или битума, например, окунанием. В зависимости от требований трубопровод покрывают нетканым материалом в один, два, три слоя. Полученное покрытие обладает высокими защитными свойствами и обеспечивает надежную защитную изоляцию трубопроводов, но не обладает свойствами теплоизоляционного покрытия.
Из RU 2039070 C1, 09.07.1995 известно покрытие, включающее нанесенные на поверхность нескольких слоев композиции, содержащей связующее и наполнитель, с промежуточной сушкой каждого слоя и окончательной термообработкой покрытия, сначала на поверхность наносят теплоизоляционные слои из композиции, содержащей, мас.
| силоксановый каучук | 30-60 |
| микросферы стеклянные | 40-70, |
а затем огнестойкие слои из композиции, содержащей, мас.
| силоксановый каучук | 20,0-79,5 |
| микросферы стеклянные | 20,0-60,0 |
| нитрид бора | 0,5-20,0, |
при этом сушку каждого промежуточного слоя проводят при 20-80°С, а окончательную термообработку покрытия при 80-150°С, причем суммарная толщина огнестойких слоев не превышает 3 мм.
Однако использование только стеклянных микросфер с диаметром 100-4000 мкм не обеспечивает полноценной теплоизоляции изделий.
Из RU 2187433 C2, 20.08.2002, известно теплоизоляционное покрытие на основе синтактной пены. При получении его дозируют исходные компоненты, смешивают два реакционноспособных компонента связующего, наполняют полученную композицию микросферами, заливают полученный компонент для получения теплоизоляционного материала и отверждают его, при этом наполнение каждого из реакционноспособных компонентов связующего микросферами производят раздельно, после чего наполненные реакционноспособные компоненты связующего смешивают в соотношениях, мас.ч.: первый реакционный компонент и микросферы:второй реакционный компонент и микросферы, равном 1:(0,1-0,4), первый реакционный компонент:микросферы, равном 1:(0,2-0,4), второй реакционный компонент:микросферы, равном 1:(0,2-0,4), после чего производят заливку и отверждают.
В качестве микросфер используют полые стеклянные микросферы и/или полимерные микросферы, обладающие гидростатической прочностью не менее 2 МПа.
В качестве реакционноспособных компонентов связующего используют эпоксидные смолы и отвердители аминного и/или амидного типов. Наносят теплоизоляционное покрытие на внешнюю поверхность трубы, при этом получают синтактную пену путем смешения реакционноспособных компонентов связующего с микросферами, формируют их в поток, формируют покрытие на вращающейся и продольно перемещающейся трубе и отверждают покрытие на ней, а смешение наполненных микросферами реакционноспособных компонентов и формование покрытия осуществляют посредством смесительной головки и совмещенной с ней кольцевой формообразующей камеры, охватывающей вращающуюся и перемещающуюся трубу, причем обе стадии объединены в один технологический прием.
Это известное теплоизоляционное покрытие достаточно трудоемко по выполнениию, имеет ограниченное применение и не обеспечивает полноценную защиту от перегрева различных изделий, эксплуатирующихся в жестких условиях.
Известно теплоизоляционное покрытие, используемое для покрытия поверхности стен, потолков и крыш зданий, трубопроводов и котлов, транспортных средств, и выполненное из композиции, включающей по меньшей мере, 51 мас.% от общего количества, равномерно распределенные в ней смесь заполненных воздухом керамических и кремниевых микробусин в соотношении 1:1 и углеродистых микроволокон с фибриллами,смесь бутадиен-стирольного каучука и акрилового полимера и, по крайней мере, одного пигмента. При этом композиция содержит смесь микробусин в количестве 70-75 мас.%, микроволокон 5-7 мас.%, каучука 30-70 мас.% от общего количества бутадиен-стирольного каучука и акрилового полимера, а также пигменты и воду (патент RU 2206550 C2, 20.06.2003). Данное покрытие не обеспечивает одновременной антикоррозионной защиты и теплозащиты.
Известно антикоррозионное и теплоизоляционное покрытие, полученное на основе композиции, содержащей полые микросферы, представляющей собой водно-суспензионную композицию с вязкостью от 1 до 100 Па·с, и включающую полимерное связующее 5-95 об.% и полые микросферы 5-95 об.%, причем в качестве полимерного связующего композиция содержит водную полимерную латексную композицию, стабилизированную поверхностно-активным веществом (ПАВ), а в качестве полых микросфер содержит смесь микросфер с разными размерами (от 10 до 500 мкм) и различной плотностью (от 650 до 50 кг/м3), выбранных из группы, включающей полые стеклянные микросферы, полые керамические микросферы, полые полимерные микросферы, полые техногенные (зольные) микросферы или их смеси (RU 2251563 C2 10.05.2005).
Из RU 53667 U1, 27.05.2006 известно другое теплоизоляционное покрытие, выполненное из композиции, включающей полимерное связующее (акриловый латекс), наполнитель из полых керамических микросфер с дисперсностью 5-350 мкм, с удельной массой 450-750 кг/м3 при соотношении микросферы 60-80 мас.%, связующее 20-40 мас.%.
Известные покрытия не обеспечивают одновременно необходимый уровень таких свойств, как износостойкость, шумопоглощение.
Из RU 2161143 C2, 27.12.2000 известно введение частиц аэрогеля (10-95 об.%) совместно со слоистым силикатом в неорганическое связующее для получения теплоизоляционного материала с низкой теплопроводностью и высокой механической прочностью. Однако данный материал относится к теплоизоляционным формованным изделиям и не предназначен для использования в качестве покрытия, обеспечивающего одновременно антикоррозионные свойства.
Из RU 2342415 C1, 27.12.2008 известно жидкое керамическое покрытие, используемое для покрытий трубопроводов, а также строительных конструкций зданий и сооружений. Данное покрытие выполнено из водно-суспензионной композиции, содержащей смесь заполненных воздухом полых керамических и кремниевых микросфер (микробусин) с размером от 15 мкм до 50 мм и плотностью от 700 до 100 г/см3, полимерное связующее - акриловый латекс, и фрактальные агрегаты - пористые структуры в виде аэрогеля, вермикулита вспученного и перлита вспученного, гидрофобизатор и наполнитель -сажу белую. Данное покрытие обладает улучшенными эксплуатационными свойствами: адгезия к стали не менее 1МПа, теплопроводность не более 0,001 Вт/(м·К), теплоотдача не более 205 Вт/(м·К), термостойкость 600-650°С, водопоглощение не более 0,03 г/см прочность при ударе 40-50 кг·см, при растяжении не менее 2 МПа.
Однако данное покрытие не удовлетворяет на сегодняшний день повышенным требованиям к теплоизоляционным покрытиям различных поверхностей изделий, имеет недостаточно высокий уровень антикоррозионных свойств, а также повышенные требования к шумоизоляции.
Технической задачей заявленного изобретения является обеспечение и улучшение одновременно теплоизоляционных свойств, антикоррозионных свойств и звукопоглощающих свойств покрытиям различных поверхностей, в том числе металлических, в частности поверхностей трубопроводов, эксплуатирующихся в специфических, жестких условиях, при одновременной защите их от коррозии, улучшение экологических свойств и упрощение технологии получения покрытия, повышение огнестойкости и долговечности.
Поставленная техническая задача достигается заявленной группой изобретения: теплоизоляционным, антикоррозионным и звукопоглощающим покрытием, а также способом получения двухслойного покрытия с использованием указанного теплоизоляционного покрытия.
Теплоизоляционное, антикоррозионное и звукопоглощающее полимерное покрытие, выполненное из, по меньшей мере одного отвержденного слоя композиции, включающей водно-суспензионную композицию, содержащую связующее в виде водной полимерной композиции и, при необходимости включающей вспомогательные целевые добавки, и смесевой наполнитель в виде смеси частиц и гранул аэрогеля, амбигеля или ксерогеля на основе аморфного диоксида кремния и/или глинозема с бимодальным распределением размера частиц в диапазоне от 1 до 10000 мкм и насыпной плотностью в диапазоне от 600 до 60 кг/м3, или смеси их с полыми микросферами,
различающимися между собой размерами в диапазоне от 3 до 500 мкм и насыпной плотностью в диапазоне от 700 до 50 кг/м3, и при этом полые микросферы выбраны из группы, включающей полые стеклянные микросферы, полые керамические микросферы, полые техногенные (зольные) микросферы, полимерные микросферы, при соотношении в смеси микросфер и частиц аэрогеля в смесевом наполнителе от 1:99об.% до 99:1об.% и при соотношении между связующей полимерной композицией и указанным смесевым наполнителем (в об. %):
| связующая полимерная композиция | 5-95 |
| указанный смесевой наполнитель | 5-95 |
Теплоизоляционное, антикоррозионное и звукопоглощающее покрытие может быть выполнено из композиции, содержащей в качестве одной из вспомогательных добавок загуститель. Теплоизоляционное, антикоррозионное и звукопоглощающее покрытие может быть выполнено выполнено из композиции, содержащей в качестве одной из вспомогательных добавок коалесцирующую добавку. Теплоизоляционное, антикоррозионное и звукопоглощающее покрытие может быть выполнено из композиции, содержащей в качестве одной из вспомогательных добавок биоцидную (антибактериальную) или фунгицидную добавку.
Теплоизоляционное, антикоррозионное и звукопоглощающее покрытие может быть выполнено из композиции, содержащей в качестве одной из вспомогательных добавок белый пигмент. Теплоизоляционное, антикоррозионное и звукопоглощающее покрытие может быть выполнено из композиции, содержащей в качестве одной из вспомогательных добавок цветной (красящий) пигмент.
Теплоизоляционное, антикоррозионное и звукопоглощающее покрытие может быть выполнено из композиции, содержащей в качестве одной из вспомогательных добавок дополнительно антипирен.
Теплоизоляционное, антикоррозионное и звукопоглощающее покрытие может быть выполнено из композиции, содержащей в качестве одной из вспомогательных добавок дополнительно ингибитор коррозии или преобразователь ржавчины.
Другим изобретением заявленной группы является способ получения теплоизоляционного двухслойного покрытия, включающий последовательное нанесение на поверхность сначала указанного выше теплоизоляционного покрытия, содержащего в качестве смесевого наполнителя только наполнитель на основе аэрогеля и последующее нанесение на него покрытия, содержащего в качестве смесевого наполнителя смесь полых микросфер, различающихся между собой размерами в диапазоне от 3 до 500 мкм и насыпной плотностью в диапазоне от 700 до 50 кг/м3.
Связующая полимерная композиция, например латексная композиция кроме полимерного связующего, при необходимости дополнительно может содержать различные вспомогательные целевые добавки, такие как загуститель, коалесцирующую добавку, антибактериальную и фунгицидную добавки, белый пигмент, цветной (красящий) пигмент, огнестойкие добавки (антипирены), ингибиторы коррозии (как индивидуальные, так и в виде преобразователей ржавчины).
В качестве указанных вспомогательных добавок композиция содержит такие различные вспомогательные добавки, как, например, антипирен - полифосфат аммония, например Exolit AP422, EXFLAM АРР201 (с содержанием Р2О5 >71%, N-14,3%, размером частиц 10,3 микрон, температурой разложения 279,5°С, степень полимеризации 1200) или Exolit AP750 (с содержанием Р - 29,7%, N-18,5%, степень полимеризации 1000, размер частиц 15 микрон, температура разложения 300°С.
Кроме того, композиция для теплоизоляционного, антикоррозионного и звукопоглощающего покрытия может содержать в качестве ПАВ (для стабилизации связующего, в частности полимерного латекса) различные оксиэтилированные моноалкилфенолы на основе тримеров пропилена (ОП-7, ОП-10), загуститель, тиксотропную добавку и/или коалесцентную (коалесцирующую) добавку (гликолевые эфиры), такие как этилцеллозольв, метилцеллозольв и др.); и/или фунгицидную добавку, (антибактериальную) консервирующую добавку, предотвращающую грибковые отложения на готовом покрытии во влажных помещениях (производные гуанидинов, пентахлорфенолят натрия и др.), а также другие целевые добавки.
В данном изобретении в качестве композиций, используемых для формирования покрытия используют водно-суспензионную композицию, содержащую в качестве связующего различные полимерные латексные композиции, например на основе стиролакрилового латекса, латекса бутадиен-стирольного сополимера, на основе акриловых (со)полимеров, поливинилхлоридных латексов, поливинилацетатных латексов, на основе жидкого стекла,
на основе эпоксидной смолы в сочетании с отвердителем, кремнийорганических смол, например, силиконовые смолы (полиорганосилоксановые водные эмульсии: полиметил фенилсилоксаны, полифенил силоксаны, в частности, силиконовые эмульсии типа силокофен), а также связующим могут быть смеси кремнийорганических (полиорганосилоксановых) смол с другими вышеуказанными полимерными латексными композициями.
В частности, для формирования покрытия по изобретению в качестве основы (связующей основы) можно использовать известную и созданную автором композицию, описанную в RU 2251563, 10.05.2005. Эта известная из RU 2251563 композиция (как было описано выше) включает полимерное связующее и полые микросферы и выполнена в виде водно-суспензионной композиции с вязкостью от 1 до 100 Па·с; содержит в качестве полимерного связующего полимерную латексную композицию, содержащую от 10 до 90 об.% (со)полимера, выбранного из группы, включающей гомополимер акрилата, сополимер стиролакрилата, бутадиен-стирольный сополимер, полистирол, бутадиеновый полимер, полиуретановый полимер, полимер или сополимер винилацетата или их смеси от 10 до 90 об.% смеси воды и поверхностно-активного вещества, в качестве полых микросфер композиция содержит смесь полых микросфер с разными размерами от 3 до 500 микрометров (мкм) и различной насыпной плотностью в диапазоне от 700 до 50 кг/м3, выбранные из группы, включающей полые стеклянные микросферы, полые керамические микросферы, полые полимерные микросферы, полые техногенные (зольные) микросферы или их смеси.
Полимерная связующая латексная композиция дополнительно может содержать такие различные белые пигменты как, например, двуокись титана, оксид цинка и др., красящие (цветные) пигменты, такие как железоокисные пигменты, пигменты на основе оксидов хрома, фталоцианиновый синий и др.; антипиреновые (огнестойкие) добавки, такие как, например, тригидрат алюминия, полифосфат аммония, борат цинка, слюда, асбест и др.; преобразователи ржавчины, такие как, например, преобразователь ПРЛ-2 на основе ортофосфорной кислоты и др.; ингибиторы коррозии, такие как, например, нитрит натрия, бензоат натрия, хромат гуанидина, тетраоксихромат цинка, АКОР-1, НГ-203 в количествах, традиционно используемых в таких аналогичных водных дисперсиях.
Так, например, при получении теплоизоляционного, антикоррозионного и звукопоглощающего покрытия по изобретению в качестве полимерного связующего композиция содержит такие латексные полимерные системы, как латексы на основе сополимеров винилацетата с этиленом, метилметакрилатом и метакриловой кислоты (основа красок Э-ВС-511, Э-ВС-17), на основе поливинилацетатной дисперсии (50%-ной) в виде красок Э-ВА-27, Э-ВА-0112 и др.; латексные системы (краски) на основе бутадиен-стирольного сополимера СКС-65ГП, БС-30, на основе акриловых сополимеров ДММА-65ГП, а также стиролакриловый фирмы «Dow Chem», Примал 219N, акриловый МБИ-5С, полиуретановый.
Полые микросферы являются одним из важнейших наполнителей, применяемых в производстве пластмасс. Сферическая форма, контролируемые размеры и низкая плотность делают их часто незаменимыми. Важным эффектом применения их является снижение расходов дорогостоящих или дефицитных полимеров, а также снижение плотности. Традиционно они имеют размер от 25 мкм до 50 мм и плотность от 100 до 700 кг/м3.
В заявленном изобретении использование смесей полых микросфер (стеклянных, керамических, полимерных, зольных), одинаковых или разных, но с различными размерами в интервале от 3 до 500 мкм и различной насыпной плотностью в интервале от 700 до 50 кг/м3 позволяет значительно повысить эффективность защиты поверхности обрабатываемых материалов (дерево, бетон, штукатурка, металл) от коррозии, звукопоглощающие свойства и теплоизоляцию.
Такие свойства полых микросфер, как низкое маслопоглощение, инертность и легкость диспергирования, делают их очень привлекательными в качестве наполнителей.
Полые микросферы из стекла, керамики, полимеров главным образом получают путем введения порообразователя в основной материал, последующего их измельчения и нагревания для вспенивания порообразователя.
Так, например, полые микросферы получают путем пропускания мелких частиц, содержащих порофор, через высокотемпературную зону; частицы плавятся или размягчаются в горячей зоне, а газообразователь формирует полость внутри частиц, расширяя их. При охлаждении сферы на воздухе ее стенки затвердевают. Либо их получают методом вспенивания стеклянных (или керамических) частиц в пламени горелки и т.д. В качестве полых микросфер используют, например микросферы типа Гласе бабез, типа Микробаллон; глобумит, сферолит. Керамические микросферы получают также путем сжигания природных материалов и вспенивания.
Полимерные полые микросферы получают, как правило, либо суспензионной полимеризацией мономеров с добавлением порообразователя (порофор, инертные газы, низкокипящие углеводороды), либо путем физического или химического вспенивания уже готовых полимерных измельченных частиц. В качестве полых полимерных микросфер в изобретении используют полые микросферы, например полистирольные, на основе фенолформальдегидных смол, силиконовых, мочевино-формальдегидных смол и другие.
В качестве аэрогелей в заявленной композиции используют смесь гранул и мелких частиц аэрогелей - аэрогель, амбигель или ксерогель на основе аморфного диоксида кремния (SiО2 - аэрогели или силико-аэрогели) и/или аэрогели на основе оксида алюминия или глинозема (Аl2O3 - аэрогель) с бимодальным распределением размера частиц и плотности: бимодальный размер частиц в диапазоне от 1 до 10000 мкм и насыпная плотность в диапазоне от 600 до 60 кг/м3 (истинная плотность частиц от 900 до 50 кг/м3); аэрогели могут быть гидрофильными или гидрофобными, предпочтительно использовать гидрофобные аэрогели.
Аэрогели - это класс аморфных высокодисперсных материалов, имеющих объемную макроструктуру и представляют собой гель, в котором жидкая фаза полностью замещена газообразной; аэрогели в широком смысле слова - это «гель с воздухом» и изготавливается в частности посредством высушивания подходящего геля (см., например, C.J.Brinker, G.W.Scherer, Sol-Gel-Science, 1990, глава 2 или 3).
Композицию для получения данного покрытия готовят смешением в определенной последовательности исходных компонентов при тщательном их перемешивании до достижения однородной и гомогенной структуры и она может быть нанесена на различные поверхности в качестве одного слоя или в виде нескольких слоев в зависимости от назначения покрываемого материала, изделия различными известными способами, например с помощью краскопульта безвоздушным напылением, кисти или валиком; с количеством слоев от одного до пяти с тщательной просушкой каждого слоя.
В нижеследующих таблицах представлены примеры композиции, содержащие смесевой наполнитель - смесь полых микросфер с определенными параметрами и/или смесь частиц аэрогеля, используемые для формирования покрытия, а также свойства покрытий.
Ниже представлены примеры, иллюстрирующие изобретение, но не ограничивающие его.
Пример 1
На заваренную с обеих сторон стальную трубу, наполненную водой (в качестве теплоносителя и нагреваемую от встроенного в нее электрического водонагревателя), наносят покрытие из композиции, содержащей в качестве связующего полимерную латексную композицию, стабилизированную ПАВ, с различными возможными вспомогательными добавками, и смесевой наполнитель - смесь частиц (гранул) аэрогеля с полыми микросферами, толщиной от 2 до 4,5 мм.
Труба, в некоторых участках которой нанесены различные типы покрытий из указанных выше, нагревалась с помощью электрического водонагревателя, погруженного в теплоноситель, до температуры 90°С. Температура окружающего воздуха составляла величину 22°С. В процессе испытаний регистрировались температура поверхности покрытия (с помощью термометра с поверхностным зондом ТК-5.04) и плотность теплового потока с помощью измерителя плотности тепловых потоков ИПП-2.
Результаты замеров представлены в Таблице 1.
| Таблица 1 | ||||
| № | Толщина, мм | Температура, °С | Плотность теплового потока, Вт/м2 | Теплопроводность, Вт/м·°С |
| 100 об.% аэрогель |
2-2,5 | 45 | 300 | 0,017 |
| 4,5 | 40 | 220 | 0,018 | |
| 50 об.% аэрогель+50 об.% микросфер | 2,5 | 50 | 360 | 0,023 |
| 100 об.% микросфер | 2,5 | 57 | 460 | 0,035 |
Пример 2
Автомобиль ВА3-2131 (5-дверная длиннобазовая Нива) был взят как объект испытаний на эффективность шумопоглощения вышеуказанного покрытия, содержащего 50 об.% микросфер и 50 об.% частиц аэрогеля.
Салон кузова автомобиля ВА3-2131 (5-дверная длиннобазовая Нива) был полностью демонтирован и затем покрыт изнутри вышеуказанным покрытием на несколько слоев с суммарной толщиной покрытия 2 мм. Уровень шума определялся в салоне как до, так и после обработки его покрытием. При этом следует иметь ввиду, снижение шума на 3 dB (величина логарифмическая) субъективно воспринимается человеком как снижение звука примерно в 2 раза.
Пример 3
Аналогично примеру 1. На стальную трубу последовательно наносят сначала теплоизоляционное покрытие, содержащее полимерное связующее (в виде полимерного латекса с возможными вспомогательными добавками, например, как указано в таблице 3 с примерами) и смесевой наполнитель, содержащий только смесь гранул и мелких частиц аэрогеля (с размерами 10 мкм и 20 мкм, и плотностью 60 кг/м3 и 120 кг/м3. И затем на сформированное покрытие наносят то же теплоизоляционное покрытие, но содержащее в качестве смесевого наполнителя полые микросферы (примеры композиций приведены в табл.3). Полученное многослойное покрытие отверждают.
Результаты измерения представлены в таблице 2.
| Таблица 2 | ||||||
| № | Уровень шума над капотом (снаружи) на холостых оборотах двигателя 800 об/мин | Уровень шума внутри салона на холостых оборотах двигателя 800 об/мин | Скорость автомобиля 40 км/ч | Скорость автомобиля 60 км/ч | Скорость автомобиля 80 км/ч | Скорость автомобиля 120 км/ч |
| Уровень шума до обработки, dB | 74-75 | 78 | 90-93 | 92-93 | 97-98 | 101-103 |
| Уровень шума после обработки, dB | 68-69 | 70 | 86-87 | 87-88 | 92-93 | 96-97 |
Таким образом, заявленное в качестве изобретения покрытие позволяет одновременно обеспечить высокие теплоизолирующие свойства (см. таблицу 1), а также защиту от коррозии и высокие звукопоглощающие свойства.
Примечание: В примерах 1-8 количество вспомогательных добавок дано в расчете на 100% смеси полимерного связующего вспомогательных добавок.
Примечание: В примерах 1-8 количество вспомогательных добавок дано в расчете на 100% смеси связующего и смесевого наполнителя. Смесь полимерного связующего и смесевого наполнителя в каждом примере равна 100 мас.%.
В результате испытаний обнаружено, что во всем температурном интервале не было замечено растрескивания покрытия или изменения цвета.
В Таблице 4 представлены некоторые свойства многослойного покрытия.
| Таблица 4 | |||
| №п/п | Наименование характеристики | Ед. измерения | Метод определения |
| 1. | Плотность в жидком состоянии, не более | 0,5 кг/дм3 | ГОСТ 28513-90 |
| 2. | Плотность в сухом состоянии, не более | 0,3 кг/дм3 | ГОСТ 17177-94 |
| 3. | Кажущаяся вязкость по Брукфильду | 50000-80000 сП (ротор R4,3 об/мин) | ГОСТ 25271-93 |
| 4. | Водопоглощения по массе | 0,2% | ГОСТ 11529-86* |
| 5. | Адгезия к металлу к бетону |
1 балл 25 кг/см2 | ГОСТ 15140-78 ГОСТ 28574-90 |
| 6. | Паропроницаемость | 0,012 мг/м∗ч∗Па | ГОСТ РЕН 12086-2008 |
| 7. | Морозостойкость, замораживание при температуре -50°С, оттаивание при +20°С | 10 циклов | ГОСТ 27037-86 |
| 8. | Снижение теплопотерь при толщине покрытия 1 мм | 293% | ИЦ «Стройтест СИБАДИ», г.Омск |
| 9. | Долговечность | 10 лет | ИЛ ИМСС УрО РАН, г.Пермь |
| 10. | Массовая доля нелетучих веществ | 61% | ГОСТ 17537-72 |
Как следует из приведенных данных, получаемое многослойное покрытие обладает всем необходимым комплексом физико-механических свойств.
Теплоизоляционное, антикоррозионное и звукопоглощающее полимерное покрытие, выполненное из, по меньшей мере, одного отвержденного слоя композиции, включающей водно-суспензионную композицию, содержащую связующее в виде водной полимерной композиции и, при необходимости, включающей вспомогательные целевые добавки, и смесевой наполнитель в виде смеси частиц и гранул аэрогеля, амбигеля или ксерогеля на основе аморфного диоксида кремния и/или глинозема с бимодальным распределением размера частиц в диапазоне от 1 до 10000 мкм и насыпной плотностью в диапазоне от 600 до 60 кг/м3, или смеси их с полыми микросферами, различающимися между собой размерами в диапазоне от 3 до 500 мкм и насыпной плотностью в диапазоне от 700 до 50 кг/м3, и при этом полые микросферы выбраны из группы, включающей полые стеклянные микросферы, полые керамические микросферы, полые техногенные (зольные) микросферы, полимерные микросферы, при соотношении в смеси микросфер и частиц аэрогеля в смесевом наполнителе от 1:99 об.% до 99:1 об.% и при соотношении между связующей полимерной композицией и указанным смесевым наполнителем, об.%:
| связующая полимерная композиция | 5-95 |
| указанный смесевой наполнитель | 5-95 |
2. Теплоизоляционное, антикоррозионное и звукопоглощающее покрытие по п.1, отличающееся тем, что покрытие выполнено из композиции, содержащей в качестве одной из вспомогательных добавок загуститель.
3 Теплоизоляционное, антикоррозионное и звукопоглощающее покрытие по п.1, отличающееся тем, что покрытие выполнено из композиции, содержащей в качестве одной из вспомогательных добавок коалесцирующую добавку.
4. Теплоизоляционное, антикоррозионное и звукопоглощающее покрытие по п.1, отличающееся тем, что оно выполнено из композиции, содержащей в качестве одной из вспомогательных добавок биоцидную (антибактериальную) или фунгицидную добавку.
5. Теплоизоляционное, антикоррозионное и звукопоглощающее покрытие по п.1, отличающееся тем, что оно выполнено из композиции, содержащей в качестве одной из вспомогательных добавок белый пигмент.
6. Теплоизоляционное, антикоррозионное и звукопоглощающее покрытие по п.1, отличающееся тем, что оно выполнено из композиции, содержащей в качестве одной из вспомогательных добавок цветной (красящий) пигмент.
7. Теплоизоляционное, антикоррозионное и звукопоглощающее покрытие по п.1, отличающееся тем, что оно выполнено из композиции, содержащей в качестве одной из вспомогательных добавок дополнительно антипирен.
8. Теплоизоляционное, антикоррозионное и звукопоглощающее покрытие по п.1, отличающееся тем, что оно выполнено из композиции, содержащей в качестве одной из вспомогательных добавок дополнительно ингибитор коррозии или преобразователь ржавчины.
9. Способ получения теплоизоляционного двухслойного покрытия, включающий последовательное нанесение на поверхность сначала теплоизоляционного покрытия по одному из пп.1-4, содержащего в качестве смесевого наполнителя наполнитель на основе аэрогеля и последующего нанесения на него покрытия, содержащего в качестве смесевого наполнителя смесь полых микросфер, различающихся между собой размерами в диапазоне от 3 до 500 мкм и насыпной плотностью в диапазоне от 700 до 50 кг/м3.
