Композиция для получения термозащитного покрытия

Изобретение относится к производству термозащитных покрытий и может быть использовано на трубопроводах, паропроводах и оборудовании систем теплоснабжения, при строительстве различных сооружений нефтеперерабатывающей, газо-, нефтедобывающей и других отраслях промышленности. Термозащитное покрытие может применяться при температурах от -60 до +300°С.

Известна композиция, включающая в себя эпоксидную смолу, отвердитель, пластификатор и стеклянные микросферы (RU 93052300 А, МПК С04В 26/14, опубл. 20.07.1996).

Однако такая композиция относится к токсичным веществам и экологически опасна в применении.

Известна тепловлагозащитная краска-покрытие (RU 2310670 С1, МПК C09D 5/02, опубл. 20.11.2007), выполненная из композиции, включающей следующее соотношение компонентов, в мас. %: 20-30 связующего, 10-30 полых микросфер, остальное органический растворитель. Связующее выбрано из группы, включающей кремнийорганическую смолу, акриловый (со)полимер, полиуретан. В качестве полых микросфер используют керамические или стеклянные полые микросферы с размером 20-150 микрон. Может дополнительно включать диоксид титана и антипиреновую добавку.

Недостатками данного изобретения является токсичность и низкая температура эксплуатации (200°С).

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому решению является композиция для получения термозащитного покрытия (RU 2536505 С2, МПК C09D 183/04, опубл. 27.12.2014). Композиция включает полые керамические микросферы, связующее и растворитель. В качестве связующего использованы органорастворимые смолы - алкидная и/или кремнийорганическая смолы, в качестве растворителя - ксилол и/или толуол. В данной композиции используются микросферы с диаметром, кратным длине волны ИК-излучения.

Однако недостатками такой композиции является ее токсичность и низкая технологичность.

Технической задачей изобретения является возможность эксплуатации композиции в широком температурном диапазоне, при сохранении низкой теплопроводности и низкого водопоглощения.

Техническим результатом изобретения являются высокие термозащитные свойства покрытия, которое может эксплуатироваться в диапазоне температур от минус 60 до 300°С, в условиях повышенной влажности, обладать высокими теплоизолирующими свойствами, гибкостью, что упростит и ускорит процесс закрепления покрытия на защищаемых поверхностях, существенно повысит его эксплуатационные свойства.

Это достигается тем, что известная композиция для получения термозащитного покрытия, содержащая полые микросферы, кремнийорганическую эмульсию, дополнительно снабжена вспенивателем, введенным в кремнийорганическую эмульсию, целевой добавкой в виде оксида цинка и отвердителем в виде дибутилдиалурата олова в следующих соотношениях компонентов, мас. %: кремнийорганическая эмульсия 5-94, вспениватель 1-10, полые микросферы 3-45, целевая добавка 1-30, отвердитель 1-10.

Композиция для получения термозащитного покрытия содержит кремнийорганическую эмульсию на основе полиорганосилоксанов, в том числе и модифицированных, с концевыми функциональными группами в качестве связующей основы, полые микросферы, например, на основе натрийборсиликатного стекла, также возможно использование других видов полых микросфер из следующих групп: полые стеклянные микросферы, полые керамические микросферы, полые зольные микросферы или их смеси. В композицию дополнительно введена целевая добавка, отвердитель в виде дибутилдиалурата олова, возможно также использование γ-аминопропилтриэтоксисилана или винилтрис (ацетоксимокси)силана, а вспениватель может быть из аминосиланов (кремнийорганических аминов).

Композиция для получения термозащитного покрытия работает следующим образом.

Кремнийорганическая эмульсия в составе композиции создает матрицу термозащитного покрытия, удерживающую в своей структуре полые стеклянные микросферы на основе натрийборсиликатного стекла, или другие виды полых микросфер, обеспечивающие теплоизолирующие и механические свойства термозащитного покрытия. Добавление в качестве целевой добавки оксида цинка в композицию обеспечивает диэлектрические свойства термозащитного покрытия. Отвердитель увеличивает скорость процесса полимеризации композиции. Добавление вспенивателя в кремнийорганическую эмульсию обеспечивает дополнительные воздушные полости, что приводит к снижению теплопроводности и плотности конечного покрытия, а также придает ему дополнительную гибкость.

Содержание микросфер в композиции может быть различным и меняться от 3 до 45 мас. %. Опытным путем получено, что большая доля введенных микросфер будет приводить к наименьшему значению теплопроводности, однако максимально наполненная микросферами композиция не характеризуется гибкими свойствами. При этом введение микросфер приводит к формированию покрытия с высокими прочностными характеристиками при изгибе.

Экспериментально доказано, что использование полых микросфер в указанном соотношении и дополнительного формирования полостей в связующем, за счет введения вспенивателя, приводит к снижению теплопроводности готового термозащитного покрытия, что повышает его эффективность.

Композиция, дополнительно содержащая целевую добавку в количестве от 0,1 до 30,0 мас. %, оксида цинка, усиливает технологические и защитные свойства конечного теплоизоляционного покрытия в зависимости от условий эксплуатации изделия.

Композиция замешивается непосредственно перед изготовлением термозащитного покрытия. Покрытие, полученное на основе заявленной композиции, обеспечивает высокие термозащитные свойства защищаемым поверхностям.

Использование композиции позволяет повысить термозащитные свойства покрытия, которое можно эксплуатировать в диапазоне температур от минус 60 до 300°С, в условиях повышенной влажности, повысить теплоизолирующие свойства, гибкость, что упростит и ускорит процесс закрепления покрытия на защищаемых поверхностях.