Способ получения светоотражающих защитно-декоративных покрытий на силикатных строительных материалах автоклавного твердения
Владельцы патента RU 2648414:
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" (RU)
Изобретение относится к области производства строительных материалов. Технический результат - снижение себестоимости и повышение качества конечного продукта за счет увеличения коэффициента диффузионного отражения и прочности сцепления покрытия с основой. Способ получения светоотражающих защитно-декоративных покрытий на силикатных строительных материалах автоклавного твердения включает подготовку водного раствора жидкого стекла, нанесение его на лицевую поверхность изделия, сушку и плазменное оплавление. Плотность жидкого стекла составляет 1,24 г/см3. После плазменного оплавления осуществляют воздушное напыление стекломикрошариков размером 250-630 мкм. 2 табл., 1 пр.
Изобретение относится к области производства строительных материалов, а именно к способам получения светоотражающих защитно-декоративных покрытий.
Из области техники известны различные светоотражающие покрытия. Например, в качестве основного светоотражающего элемента используют стеклянные микрошарики, обеспечивающие видимость дорожной разметки в ночное время и снижающие ее загрязняемость [В.К. Крылов, Б.Г. Бубнова, С.И. Возный, В.В. Рабенау. Причины загрязнения разметки, выполненной термопластическими материалами // Строительные материалы, 2010, №2, С. 35].
Недостатком аналога являются высокие энергозатраты за счет использования дорогостоящего оборудования и спецтехники, длительность технологического процесса, значительный перерасход микрошариков и относительная недолговечность светоотражающего покрытия, низкий коэффициент диффузионного отражения (КДО) и прочность сцепления покрытия с основой.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению техническим решением, принятым за прототип, является способ получения защитно-декоративных покрытий на силикатных строительных материалах автоклавного твердения, заключающийся в подготовке водного раствора жидкого стекла плотностью 1,16 г/см3, подготовке суспензии с предварительно приготовленным стеклопорошком, нанесении суспензии на лицевую поверхность силикатного кирпича, последующей сушке и плазменном оплавлении лицевой поверхности [И.А. Ильина. Плазмохимическая модификация силикатных строительных материалов автоклавного твердения. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук, Белгород, 2015, С. 23].
Однако недостатком технического решения является то, что КДО защитно-декоративного покрытия обладает относительно низкими показателями и низкой прочностью сцепления покрытия с основой.
Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в снижении себестоимости и повышении качества конечного продукта за счет увеличения КДО и прочности сцепления покрытия с основой.
Это достигается тем, что способ получения светоотражающих защитно-декоративных покрытий на силикатных строительных материалах автоклавного твердения включает подготовку водного раствора жидкого стекла, нанесение его на лицевую поверхность изделия, сушку и плазменное оплавление. В предложенном решении плотность жидкого стекла составляет 1,24 г/см3, а после плазменного оплавления осуществляется воздушное напыление стекломикрошариков размером 250-630 мкм.
Отличительным признаком предлагаемого способа является то, что плотность жидкого стекла составляет 1,24 г/см3, а после плазменного напыления осуществляется воздушное напыление стекломикрошариков размером 250-630 мкм.
Проведенный анализ известных способов получения защитно-декоративных покрытий на силикатных строительных материалах автоклавного твердения позволяет сделать заключение о соответствии заявляемого изобретения критерию «новизна».
Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не выявило в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволило сделать вывод о соответствии критерию «изобретательский уровень».
Характеристика материалов:
- в качестве силикатного строительного материала применяют силикатный кирпич ОАО «Стройматериалы» (ГОСТ 379-2015);
- жидкое стекло (ГОСТ 13078-81);
- вода техническая (ГОСТ-23732);
- стекломикрошарики, полученные по способу [Бессмертный B.C., Лесовик B.C., Бондаренко Н.И., Ильина И.А., Кротова О.В., Бахмутская О.Н. Исследование эксплуатационных характеристик стекломикрошариков, полученных методом плазменной обработки // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова №3, 2013 г., с. 140-143] из листового стекла (ГОСТ 11-2014).
Для реализации предложенного способа исследовались покрытия различных составов (таблица №1).
Сопоставительные данные технологических операций предлагаемого и известного способов представлены в таблице №2.
В предлагаемом способе по сравнению с известным устраняется длительная по времени и энергоемкая техническая операция помола боя листовых стекол, а также технологическая операция получения суспензии путем смешения с водным раствором жидкого стекла плотностью 1,16 г/см3.
В известном способе после плазменного оплавления образовавшийся на лицевой поверхности силикатного кирпича силикатный расплав имеет высокую температуру, порядка 2000°С, в результате чего в покрытии и основе возникают значительные напряжения, снижающие прочность сцепления покрытия с основой.
В предлагаемом способе воздушная струя одновременно напыляет стекломикрошарики на силикатный расплав и охлаждает его, и тем самым снижаются напряжения в покрытии и подложке. Это способствует существенному повышению прочности сцепления покрытия с основой.
Лицевая поверхность изделия с напыленными стекломикрошариками имеет высокую отражающую способность по сравнению с гладкой поверхностью прототипа. В результате получаем покрытие с высоким КДО. Это позволяет повысить архитектурно-художественные достоинства зданий и сооружений.
Пример. Получение светоотражающих защитно-декоративных покрытий на силикатных строительных материалах автоклавного твердения с использованием жидкого стекла плотностью 1,24 г/см3 и стекломикрошариков размером 250-630 мкм.
В качестве силикатных строительных материалов автоклавного твердения брали силикатный кирпич ОАО «Стройматериалы» стандартного размера.
Предварительно готовили водный раствор жидкого стекла плотностью 1,24 г/см3. Силикатный кирпич помещали на пластинчатый конвейер. Над конвейером стационарно устанавливали плазменную горелку ГН-5р электродугового плазмотрона УПУ-8М и воздушное сопло компрессора чешской фирмы «CKD PRANA» с порошковым питателем.
На лицевую поверхность силикатного кирпича, установленного на пластинчатом конвейере, дисковым распылителем наносили водный раствор жидкого стекла плотностью 1,24 г/см3. Продвигаясь на пластинчатом конвейере, кирпич с нанесенным покрытием подсушивался отходящими плазмообразующими газами плазменной горелки.
Параметры работы плазмотрона: рабочее напряжение - 30 В, ток - 900 А. Плазмообразующим газом служил аргон, расход которого составлял 1,5 м3/ч.
По мере поступления силикатного кирпича в зону действия плазменной горелки ГН-5р плазменная струя с температурой 2000°С оплавляла покрытие силикатного кирпича с образованием силикатного расплава.
При поступлении силикатного кирпича с силикатным расплавом в зону действия воздушного сопла воздушного компрессора «CKD PRANA», где силикатный расплав охлаждается до 1500°С, осуществляли воздушное напыление стекломикрошариков размером 250-630 мкм на поверхность силикатного кирпича. Воздух, поступающий из воздушного сопла компрессора, охлаждал расплав. Готовое изделие снималось с пластинчатого конвейера и подвергалось контролю качества.
Прочность сцепления покрытия с основой определяли методом отрыва по стандартной методике, которая составила 2,8 МПа.
Коэффициент диффузионного отражения (КДО), определяемый на приборе ПОС-1, составил 78%.
Использование заявляемого изобретения позволит:
- повысить качество конечного продукта за счет повышения КДО и прочности сцепления покрытия с основой;
- снизить энергозатраты за счет устранения нескольких технологических операций.
Способ получения светоотражающих защитно-декоративных покрытий на силикатных строительных материалах автоклавного твердения, включающий подготовку водного раствора жидкого стекла, нанесение его на лицевую поверхность изделия, сушку и плазменное оплавление, отличающийся тем, что плотность жидкого стекла составляет 1,24 г/см3, а после плазменного оплавления осуществляется воздушное напыление стекломикрошариков размером 250-630 мкм.
