Теплоизоляционное покрытие на основе водоэмульсионной композиции и вермикулита для наружных работ
HEAT-INSULATING COATING BASED ON WATER-EMULSION COMPOSITION AND VERMICULITE FOR EXTERNAL OPERATIONS

Изобретение относится к теплоизоляционным покрытиям, имеющим способность к образованию защитной пленки на минеральных поверхностях (бетонные основы, цементные штукатурки) строительных конструкций зданий, сооружений в гражданском и промышленном строительстве.
Покрытие должно обеспечивать следующие эксплуатационные функции: теплоизоляцию, износостойкость.
3
Известен состав для получения теплозащитного покрытия, содержащий наполнитель, полимерное связующее, технологическую добавку и воду. В качестве наполнителя содержит полые керамические микросферы с удельной массой 450-7510 кг/м, твердостью по Моосу 5,0-6,0. В качестве полимерного связующего применяется латекс, выбранный из группы, включающей модифицированный акрилацетатный латекс, 33-38%-ный латекс сополимера бутадиена, акрилонитрила и метакриловой кислоты, сополимер стирола и бутилакрилата в соотношении 1:1 по массе (RU 2311397, МКИ С04D 41/48, опубл. 27.11.2007).
Недостаток известного покрытия заключается в низком уровне адгезии, предъявляемой в процессе эксплуатации к различным видам поверхностей.
Известно теплоизоляционное покрытие, содержащее слой, адгезионно связанный с основой покрываемого материала и состоящий из полых керамических микросфер и полимерного связующего на основе акрилового латекса, при этом содержание микросфер по массе составляет 60-80%, а содержание связующего – 20-40%  (патент ПМ №53667 от 27.12.2005 г.).
Недостатком данного покрытия является невозможность защиты от проникновения через покрытие лучей инфракрасного и радиочастотного диапазонов, а также низкие теплоизоляционные свойства из-за относительно высокой теплопроводности смеси керамических микросфер и связующего.
Задачей заявляемого изобретения является повышение работоспособности и долговечности композиции в жестких климатических (в области отрицательных температур) условиях.
Поставленная задача достигается тем, что теплоизоляционное покрытие выполнено из водоэмульсионной композиции, включающей смесь водного раствора и наполнителя, согласно изобретению водоэмульсионная композиция выполнена с вязкостью от 20 до 150 Па⋅с, водный раствор содержит  воду   10-40 мас. %, эфир целлюлозы не более 3 мас. %, диспергатор натриевый не более 4 мас. %, пеногаситель не более 3 мас. %, стирол-акриловую дисперсию 10-50 мас. %, коалесцент бутилдигликольацетат не более 3 мас. %, тарный консервант не более 5 мас. %, наполнитель выполнен в виде микронизированного кальцита 20-50 мас. % и вспученного вермикулита 10-40 мас. %.
3
Вермикулит вспученный по ГОСТ 12865-67, представляющий гранулы серебристо-желтого цвета, обладает высокой огнестойкостью, низкой теплопроводностью (менее 0,05 Вт/(м⋅К) при 25°С), размером частиц 10-500 мкм, насыпной плотностью от 50 до 650 кг/м.
Получение водоэмульсионной композиции не требует применения  сложного химического оборудования, катализаторов, высоких температур и давлений. Смесь равномерно распределяется в объеме композиции, расширяет интервал рабочих температур от -60°С до +60°С, тем самым обеспечивается высокий комплекс эксплуатационных и технологических характеристик, что приводит к повышению работоспособности композиции в жестких климатических условиях (в области высоких перепадов температур).
Использование такой композиции  обеспечивает получение покрытий на различных поверхностях, обладающих хорошими адгезионными и физико-механическими свойствами без применения сложного оборудования.
Пример выполнения покрытия согласно изобретению.
Водоэмульсионная композиция на основе стирол-акриловой дисперсии была тщательно перемешана со вспученным вермикулитом размером частиц  от 0 до 2 мм и микронизированным кальцитом размером частиц 0-10 мкм. Смесь перемешивают в течение 1 ч при  температуре не выше 35 °С. Отбирается проба готовой композиции для определения показателей качества.
Приготовленное покрытие можно наносить с помощью кисти, шпателя или безвоздушного распылителя последовательными слоями. Время высыхания каждого слоя при температуре 20°С – 2 часа, на отлип 30 минут. Требуемое снижение температуры покрываемой поверхности можно достичь за счет нанесения соответствующего количества слоев. Покрытие не растекалось при нанесении на поверхность.
Покрытие согласно изобретению является достаточно легким, недорогим, обеспечивает хорошее сцепление с поверхностью, не растекается, что создает удобства пользования, а пленка покрытия на поверхности является долговечной и имеет повышенные теплоизоляционные свойства.
В таблице представлено сравнение физико-механических характеристик разработанного теплоизоляционного покрытия 1 на основе вермикулита с теплоизоляционной штукатуркой 2.
Показатели
1
2
Коэффициент теплопроводности, Вт/(м⋅К)
0,07
0,18
Потеря прочности после выдерживания в течение 24 ч в атмосфере с влажностью воздуха 99%, %
5
30
Прочность при изгибе, МПа
7,6
3,5