Эмалевая композиция для изготовления терморегулирующего покрытия

Авторы патента:

Страполова Виктория Николаевна (RU)

Шарапаев Александр Игоревич (RU)

Пучков Григорий Викторович (RU)

Мурадова Айтан Галандар Кызы (RU)

Юртов Евгений Васильевич (RU)

C09D5/26 - краски чувствительные к изменению температуры

C09D133/26 - гомополимеры или сополимеры акриламида или метакриламида

C09D133/04 - гомополимеры или сополимеры сложных эфиров

C01G9/02 - оксиды; гидроксиды

Владельцы патента RU 2683752:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" (RU)

Изобретение относится к области космического материаловедения, а именно к составам для изготовления покрытий пассивной терморегуляции класса «истинный поглотитель» («ИП»). Эмалевая композиция для изготовления терморегулирующего покрытия содержит в качестве связующего амидосодержащую акриловую смолу, в качестве растворителя смесь ксилола и бутилового спирта, в качестве наполнителя черный термостойкий пигмент, карбонильный никель, дополнительно частицы оксида цинка размером 6,1±1,1 мкм с диаметром стержня в «цветке» 560±180 нм или частицы оксида цинка с диаметром стержня 210±90 нм и длиной 2,5±0,6 мкм, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: смола амидосодержащая акриловая 1,00-1,10, черный термостойкий пигмент 1,86-1,90, карбонильный никель 0,30-0,40, частицы оксида цинка 0,01-0,1, смесь ксилола и бутилового спирта до рабочей вязкости. Технический результат - увеличение коэффициентов поглощения солнечного излучения α_s и теплового излучения ε ТРП класса «ИП», при сохранении адгезии покрытия к материалу подложки на уровне 1 балл согласно требованиям ГОСТ 15140. 3 табл., 10 пр.

Изобретение относится к области космического материаловедения, а именно к составам для изготовления покрытий пассивной терморегуляции класса «истинный поглотитель» («ИП»). Терморегулирующие покрытия (ТРП) класса «истинный поглотитель» в конструкциях космических аппаратов (КА) применяются на поверхности оптических приборов, внешних поверхностях узлов с пассивным терморегулированием, радиаторов активных систем. Определяющими характеристиками ТРП являются коэффициент поглощения солнечного излучения α_s, для ТРП «ИП» α_s → 1, и коэффициент теплового излучения (степень черноты) ε, для ТРП «ИП» ε → 1.

Введение в состав рецептуры эмалевой композиции функциональных добавок приводит к изменению свойств покрытия. Добавление наночастиц оксида железа (патент RU 2524384 C1 C09D 133/26 C09D 133/04 C09D 5/26) в состав эмалевой композиции (патент RU 2315794 C1 C09D 5/24 C09D 133) позволяет получить ТРП превосходящее покрытие согласно RU 2315794 по всем основным показателям (адгезия, оптические коэффициенты и электрофизические свойства). В указанных патентах описывается способ приготовления эмалевых композиций в бисерной мельнице. Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является техническое решение, описанное в патенте RU 2524384.

Техническим результатом, достигаемым при использовании настоящего изобретения, является увеличение коэффициентов поглощения солнечного излучения α_s и теплового излучения ε ТРП класса «ИП», при сохранении адгезии покрытия к материалу подложки на уровне 1 балл согласно требованиям ГОСТ 15140.

Указанный результат достигается использованием эмалевой композиции, содержащей в качестве связующего раствор смолы амидосодержащей акриловой в смеси растворителей ксилола и бутилового спирта в соотношении 4:1, в качестве наполнителей - черный термостойкий пигмент и карбонильный никель, дополнительно содержащей и наночастицы оксида цинка при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:

Предлагаемые эмалевые композиции для изготовления ТРП получают следующим образом:

1. Изготовление раствора смолы с наночастицами оксида цинка. Наночастицы оксида цинка вводятся в раствор смолы амидосодержащей акриловой АС в смеси растворителей ксилола и бутилового спирта в соотношении 4:1 с помощью ультразвукового диспергатора.

2. Дальнейшее приготовление эмалевой композиции проводится в бисерной мельнице. В рабочий стакан бисерной мельницы последовательно загружаются компоненты согласно рецептуре, после чего включается мешалка. Содержимое диспергируется до достижения степени перетира 35-40 мкм по прибору «Клин». Содержимое выгружается с одновременной фильтрацией.

Изготовление терморегулирующего покрытия на основе предлагаемых эмалевых композиций производят путем нанесения эмали на подготовленную поверхность методом пневматического распыления. Давление сжатого воздуха при распылении составляет 2,5-3,0 атм. Рабочую вязкость эмали при помощи смеси растворителей доводят до 14-16 с по вискозиметру ВЗ-246 с диаметром сопла 4 мм. Сушку покрытия проводят при температуре 20±2°С в течение 48 часов. Толщина покрытия контролируется цифровым толщиномером и составляет 60-80 мкм. В результате получают ровное покрытие без посторонних включений. Предлагаемое изобретение иллюстрируется нижеприведенными примерами.

Пример 1

На первой стадии в раствор смолы вводятся частицы оксида цинка размером 6,1±1,1 мкм (диаметр стержня в «цветке» 560±180 нм) в количестве 0,01 мас. ч. В дальнейшем изготавливают эмалевую композицию в бисерной мельнице согласно основной рецептуре: раствор смолы амидосодержащей акриловой АС в смеси растворителей ксилола и бутилового спирта в соотношении 4:1 в количестве 1,0-1,1 мас. ч., черный термостойкий пигмент в количестве 1,86-1,90 мас. ч., карбонильный никель в количестве 0,3-0,4 мас. ч. Характеристики покрытия приведены в таблице 1 (образец №1).

Пример 2

На первой стадии в раствор смолы вводятся частицы оксида цинка размером 6,1±1,1 мкм (диаметр стержня в «цветке» 560±180 нм) в количестве 0,02 мас. ч. В дальнейшем изготавливают эмалевую композицию в бисерной мельнице согласно основной рецептуре: раствор смолы амидосодержащей акриловой АС в смеси растворителей ксилола и бутилового спирта в соотношении 4:1 в количестве 1,0-1,1 мас. ч., черный термостойкий пигмент в количестве 1,86-1,90 мас. ч., карбонильный никель в количестве 0,3-0,4 мас. ч. Характеристики покрытия приведены в таблице 1 (образец №2).

Пример 3

На первой стадии в раствор смолы вводятся частицы оксида цинка размером 6,1±1,1 мкм (диаметр стержня в «цветке» 560±180 нм) в количестве 0,05 мас. ч. В дальнейшем изготавливают эмалевую композицию в бисерной мельнице согласно основной рецептуре: раствор смолы амидосодержащей акриловой АС в смеси растворителей ксилола и бутилового спирта в соотношении 4:1 в количестве 1,0-1,1 мас. ч., черный термостойкий пигмент в количестве 1,86-1,90 мас. ч., карбонильный никель в количестве 0,3-0,4 мас. ч. Характеристики покрытия приведены в таблице 1 (образец №3).

Пример 4

На первой стадии в раствор смолы вводятся частицы оксида цинка размером 6,1±1,1 мкм (диаметр стержня в «цветке» 560±180 нм) в количестве 0,08 мас. ч. В дальнейшем изготавливают эмалевую композицию в бисерной мельнице согласно основной рецептуре: раствор смолы амидосодержащей акриловой АС в смеси растворителей ксилола и бутилового спирта в соотношении 4:1 в количестве 1,0-1,1 мас. ч., черный термостойкий пигмент в количестве 1,86-1,90 мас. ч., карбонильный никель в количестве 0,3-0,4 мас. ч. Характеристики покрытия приведены в таблице 1 (образец №4).

Пример 5

На первой стадии в раствор смолы вводятся частицы оксида цинка размером 6,1±1,1 мкм (диаметр стержня в «цветке» 560±180 нм) в количестве 0,1 мас. ч. В дальнейшем изготавливают эмалевую композицию в бисерной мельнице согласно основной рецептуре: раствор смолы амидосодержащей акриловой АС в смеси растворителей ксилола и бутилового спирта в соотношении 4:1 в количестве 1,0-1,1 мас. ч., черный термостойкий пигмент в количестве 1,86-1,90 мас. ч., карбонильный никель в количестве 0,3-0,4 мас. ч. Характеристики покрытия приведены в таблице 1 (образец №5).

Пример 6

На первой стадии в раствор смолы вводятся частицы оксида цинка с диаметром стержня 210±90 нм и длиной 2,5±0,6 мкм в количестве 0,01 мас. ч. В дальнейшем изготавливают эмалевую композицию в бисерной мельнице согласно основной рецептуре: раствор смолы амидосодержащей акриловой АС в смеси растворителей ксилола и бутилового спирта в соотношении 4:1 в количестве 1,0-1,1 мас. ч., черный термостойкий пигмент в количестве 1,86-1,90 мас. ч., карбонильный никель в количестве 0,3-0,4 мас. ч. Характеристики покрытия приведены в таблице 1 (образец №6).

Пример №7

На первой стадии в раствор смолы вводятся частицы оксида цинка с диаметром стержня 210±90 нм и длиной 2,5±0,6 мкм в количестве 0,02%. В дальнейшем изготавливают эмалевую композицию в бисерной мельнице согласно основной рецептуре: раствор смолы амидосодержащей акриловой АС в смеси растворителей ксилола и бутилового спирта в соотношении 4:1 в количестве 1,0-1,1 мас. ч., черный термостойкий пигмент в количестве 1,86-1,90 мас. ч., карбонильный никель в количестве 0,3-0,4 мас. ч. Характеристики покрытия приведены в таблице 1 (образец №7).

Пример №8

На первой стадии в раствор смолы вводятся частицы оксида цинка с диаметром стержня 210±90 нм и длиной 2,5±0,6 мкм в количестве 0,05%. В дальнейшем изготавливают эмалевую композицию в бисерной мельнице согласно основной рецептуре: раствор смолы амидосодержащей акриловой АС в смеси растворителей ксилола и бутилового спирта в соотношении 4:1 в количестве 1,0-1,1 мас. ч., черный термостойкий пигмент в количестве 1,86-1,90 мас. ч., карбонильный никель в количестве 0,3-0,4 мас. ч. Характеристики покрытия приведены в таблице 1 (образец №8).

Пример №9

На первой стадии в раствор смолы вводятся частицы оксида цинка с диаметром стержня 210±90 нм и длиной 2,5±0,6 мкм в количестве 0,08 мас. ч. В дальнейшем изготавливают эмалевую композицию в бисерной мельнице согласно основной рецептуре: раствор смолы амидосодержащей акриловой АС в смеси растворителей ксилола и бутилового спирта в соотношении 4:1 в количестве 1,0-1,1 мас. ч., черный термостойкий пигмент в количестве 1,86-1,90 мас. ч., карбонильный никель в количестве 0,3-0,4 мас. ч. Характеристики покрытия приведены в таблице 1 (образец №9).

Пример №10

На первой стадии в раствор смолы вводятся частицы оксида цинка с диаметром стержня 210±90 нм и длиной 2,5±0,6 мкм в количестве 0,1 мас. ч. В дальнейшем изготавливают эмалевую композицию в бисерной мельнице согласно основной рецептуре: раствор смолы амидосодержащей акриловой АС в смеси растворителей ксилола и бутилового спирта в соотношении 4:1 в количестве 1,0-1,1 мас. ч., черный термостойкий пигмент в количестве 1,86-1,90 мас. ч., карбонильный никель в количестве 0,3-0,4 мас. ч. Характеристики покрытия приведены в таблице 1 (образец №10).

Как видно из приведенных примеров, предлагаемая эмалевая композиция для изготовления терморегулирующего покрытия обеспечивает получение покрытий с оптическими характеристиками (коэффициент поглощения солнечного излучения, коэффициент теплового излучения) превосходящими характеристики аналога и прототипа (Таблица 2).

Эмалевая композиция для терморегулирующего покрытия, содержащая в качестве связующего смолу амидосодержащую акриловую, в качестве растворителя смесь ксилола и бутилового спирта, а в качестве наполнителя черный термостойкий пигмент, карбонильный никель, отличающаяся тем, что дополнительно содержит частицы оксида цинка размером 6,1±1,1 мкм с диаметром стержня в «цветке» 560±180 нм или частицы оксида цинка с диаметром стержня 210±90 нм и длиной 2,5±0,6 мкм при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:

смола амидосодержащая акриловая	1,00-1,10
черный термостойкий пигмент	1,86-1,90
карбонильный никель	0,30-0,40
частицы оксида цинка	0,01-0,1
смесь ксилола и бутилового спирта	до рабочей вязкости

Изобретение может быть использовано в космической технике, в строительной индустрии, а также в химической, пищевой, легкой промышленности для термостатирования устройств или технологических объектов.

Пигмент на основе порошка baso4, модифицированного наночастицами sio2 // 2677173

Изобретение может быть использовано в космической технике, в строительной индустрии, а также в химической, пищевой, легкой отраслях промышленности для термостатирования устройств или технологических объектов.

Термостабилизирующее радиационностойкое покрытие batizro3 // 2656660

Изобретение относится к получению терморегулирующих покрытий и может быть использовано в космической технике, в строительной индустрии, а также в химической, пищевой, легкой промышленности для термостатирования устройств или технологических объектов.

Смеси, способы и композиции, относящиеся к проводящим материалам // 2641739

Изобретение относится к смесям и способам, которые можно применять для получения материалов, содержащих электро- и/или теплопроводящее покрытие, а также к композициям, которые представляют собой материалы, обладающие электро- и/или теплопроводящим покрытием.

Способ измерения полей температуры на поверхности исследуемого объекта с помощью люминесцентных преобразователей температуры (лпт) // 2607225

Изобретение относится к способу измерения полей температуры на поверхности исследуемого объекта с помощью люминесцентных преобразователей температуры. Способ включает нанесение на поверхность покрытия, люминесцирующего при освещении возбуждающим излучением, интенсивность люминесценции которого зависит от температуры.

Термоиндикаторное антикоррозийное покрытие // 2586701

Изобретение относится к области измерения температуры с помощью термоиндикаторных красок, используемых в условиях затрудненного доступа к объекту, например, в атомных реакторах, авиационных и космических моторах, а также в технологических процессах изготовления элементов полупроводниковой электроники.

Способ получения эмалевой композиции для терморегулирующих покрытий // 2563281

Изобретение относится к области космического материаловедения и оптической техники, а именно к области изготовления эмалевых композиций на основе силикатного связующего для терморегулирующих покрытий (ТРП) классов «истинный поглотитель» (ИП) и «солнечный отражатель» (СО), применяемых в качестве пассивной системы терморегуляции.

Терморегулирующее покрытие // 2524384

Изобретение относится к области космического материаловедения, а именно к покрытиям пассивной терморегуляции класса «истинный поглотитель». Терморегулирующее покрытие (ТРП) в конструкциях космических аппаратов применяется на поверхности оптических приборов, систем наблюдения, радиаторов активных систем.

Люминесцентные композитные покрытия // 2505579

Изобретение относится к получению люминесцентных композитных покрытий, обладающих высокой адгезией к гидрофильным и гидрофобным поверхностям субстратов различной химической природы.

Состав терморегулирующего покрытия // 2443738

Изобретение относится к области космического материаловедения, а именно к терморегулирующим покрытиям класса «истинные отражатели» с повышенной стойкостью к воздействию ультрафиолетовой радиации, и может быть использовано в системах пассивного терморегулирования космических аппаратов.

Композиция для покрытия на водной основе, содержащая гидротерминальный полибутадиен // 2641928

Изобретение относится к композициям для покрытия на водной основе, подходящим в качестве покрытий для емкостей, подверженных воздействию пищевых продуктов, вызывающих коррозию.

Композиция покрытия упаковки // 2631306

Настоящее изобретение относится к композиции покрытия для упаковки, в особенности композиции покрытия упаковки для продукта питания и/или напитка. Композиция содержит: первую акриловую смолу, содержащую акриловую кислоту, алкилакрилат и стирол; и вторую акриловую смолу, содержащую N-бутоксиметилакриламид.

Скользящее покрытие для медицинских устройств с малым количеством микрочастиц // 2627390

Изобретение относится к скользящим покрытиям для медицинских устройств. Покрытие для медицинского устройства содержит первый слой, содержащий поливинилпирролидон, дериватизированный с помощью фотореакционноспособной бензофеноновой группы; и первое поперечно-сшивающее средство, содержащее по меньшей мере две фотореакционноспособные группы; второй слой, расположенный на первом слое, содержащий поливинилпирролидон, дериватизированный с помощью фотореакционноспособной бензофеноновой группы; второе поперечно-сшивающее средство, содержащее по меньшей мере две фотореакционноспособные группы; и полимер, содержащий полиакриламид, причем полимер дериватизирован с помощью по меньшей мере одной фотореакционноспособной группы; и где первое и второе поперечно-сшивающие средства, включающие по меньшей мере две фотореакционные группы, имеют формулу Photo1-LG-Photo2, где Photo1 и Photo2 независимо представляют собой фотореакционноспособную бензофеноновую группу, a LG представляет собой сшивающую группу, содержащую по меньшей мере один атом кремния или по меньшей мере один атом фосфора; при этом присутствует ковалентная связь между по меньшей мере одной фотореакционноспособной группой и сшивающей группой, где ковалентная связь между по меньшей мере одной фотореакционноспособной группой и сшивающей группой прервана по меньшей мере одним гетероатомом, выбранным из группы, включающей кислород, азот или серу.

Водные связующие средства для зернистых и/или волокнистых субстратов // 2624302

Группа изобретений относится к водной композиции связующего средства и к водной дисперсии полимеризата, входящей в состав водной композиции связующего средства. Водная дисперсия полимеризата Р включает, мас.%: ≥0,1 и ≤2,5 акриловой кислоты, метакриловой кислоты и/или итаконовой кислоты (мономер А), ≥0,1 и ≤1,5 аллилметакрилата (мономер С), ≥0,1 и ≤5,0 N-метилолакриламида и/или N-метилолметакриламида, ≥25 и ≤69,7 н-бутилакрилата, и/или этилакрилата, ≥30 и ≤70 стирола (мономер F), причем количества мономеров А, С, D, E, F в сумме составляют 100 мас.%.

Поверхностные покрытия с противообледенительными свойствами // 2552415

Изобретение относится к поверхностным покрытиям с противообледенительными свойствами, формованным изделиям и устройствам, содержащим такое покрытие, способам получения и использования таких покрытий, формованных деталей и устройств.

Терморегулирующее покрытие // 2524384

Состав для электропроводящих покрытий и способ изготовления твердых электропроводящих покрытий // 2460750

Изобретение относится к электропроводящим полимерным композиционным материалам и может быть использовано для изготовления твердых поверхностных электропроводящих покрытий в виде пленок.

Композиция для отделочных работ // 2139310

Изобретение относится к области строительных и поделочных материалов, а именно к отделочным материалам для заделки трещин (полов, плинтусов, рам, оконных проемов, дверей), щелей, углублений на деревянных, бетонных, гипсовых и оштукатуренных поверхностях, для исправления и восстановления деформированных интерьеров в помещениях, для ремонта мебели, для приклеивания керамических, древесно-стружечных плиток, для лепки и формирования всевозможных изделий, поделок, объемных изображений при оформлении стендов, выставок, интерьеров, при изготовлении учебных пособий - муляжей (подобно материалу папье-маше).

Композиция для отделочных работ // 2005756

Способ получения антистатического покрытия на полимерных материалах // 1544786

Изобретение относится к получению полимерных антистатических покрытий и может быть использовано в промышленности пластмасс для дестатизации промышленных полимерных материалов, в судостроении, в жилищном строительстве.

Частицы акрилового полимера, способ их производства, композиция печатной краски и покрывная композиция // 2678101

Изобретение относится к частицам акрилового полимера. Частицы акрилового полимера содержат: составляющее звено (A), полученное из метилметакрилата, составляющее звено (B), полученное из алкилового эфира (мет)акриловой кислоты, где алкиловый эфир имеет от 2 до 8 атомов углерода, и составляющее звено (C), полученное из α,β-ненасыщенной карбоновой кислоты, причем частицы находятся в порошкообразной форме и частицы имеют количество элемента натрия от 3,5 до 50 ч./млн.