СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОГО ПОКРЫТИЯ
METHOD OF PRODUCING HEAT-INSULATING COATING

Изобретение относится к способам получения огнестойких покрытий на различных поверхностях различных изделий.
Известен способ получения огнестойкого покрытия, включающий нанесение на поверхность композиции, содержащей жидкое стекло, полые фосфатные микросферы, нефелиновый антипирен и асбест (см. а.с. СССР №649550, кл. С04В 29/02, 1979). К недостаткам можно отнести получаемые низкие прочностные характеристики, плохие теплоизоляционные свойства и, как следствие, ограниченность применения используемой в нем композиции. Указанные недостатки объясняются хрупкостью входящих компонентов и высокой теплопроводностью, плохими эластичными свойствами.
Известен способ получения огнестойкого покрытия (прототип), включающий нанесение на поверхность нескольких слоев композиции, содержащей связующее и наполнитель, с промежуточной сушкой каждого слоя и окончательной термообработкой покрытия, причем сначала на поверхность наносят теплоизоляционные слои из композиции, содержащей силиконовый каучук 30-60 мас.%, микросферы стеклянные 40-70 мас.%, а затем огнестойкие слои из композиции, содержащей силоксановый каучук 20,0-79,5 мас.%, микросферы стеклянные 20,0-60,0 мас.%, нитрид бора 0,5-20,0 мас.%, 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 (см. патент RU 2039070, кл. C09D, опубл. 09.07.1995 г.).
Недостатком описанного способа, принятого за прототип, является неравномерность распределения микросфер из-за их взаимного контакта и, как следствие, ухудшения теплозащиты покрытия.
Технической задачей изобретения является повышение равномерности распределения стеклянных микросфер и различных наполнителей по всему объему композиции и устранение их взаимного контакта.
Из области техники известны поверхностно-активные вещества (ПАВ), которые формируют на поверхности микросфер и других микрочастиц двойной электрический слой, что приводит к возникновению кулоновских сил отталкивания между частицами, исключающими их слипание (см. а.с. №457666, кл. C01Q Способ получения феррожидкости, опубл. 25.01.75, бюлл. №3).
Из области техники известно вращающееся магнитное поле и методы управления его мощностью и частотой вращения (см. Краткий справочник машиностроителя. Под ред. С.А. Чернавского. М., Машиностроение, 1966, стр. 122-123).
Поставленная техническая задача решается за счет того, что в поверхностно-активную жидкость - олеиновую кислоту, взятую в объеме 13,5-15,2% от объема композиции, вводят наночастицы магнетита размером от 10 до 20 нанометров, покрытые поверхностно-активным веществом - олеиновой кислотой объемом 8-10% от объема композиции, накладывают вращающееся электромагнитное поле силой 700-800 кА/м, затем после начала вращения смеси поверхностно-активного вещества - олеиновой кислоты и наночастиц магнетита вводят жидкое стекло 10-15% от объема композиции, после чего вводят стеклянные микросферы в количестве 20-25% от объема композиции и осуществляют 5000-6000 оборотов (в течение 3-4 минут при частоте вращения магнитного поля 1500 оборотов в минуту) вращающегося магнитного поля, после чего во вращающуюся смесь поверхностно-активного вещества олеиновой кислоты, наночастиц магнетита, жидкого стекла вводят стеклянные микросферы 30-35% от объема композиции и осуществляют не менее 10000 оборотов (не менее 7 минут при частоте вращения магнитного поля 1500 оборотов в минуту) вращающегося электромагнитного поля, затем в смесь поверхностно-активного вещества - олеиновой кислоты вводят углеродистые микроволокна с фибриллами в объеме 5-7% от объема композиции, красители 2-3% от объема композиции и вводится жидкое стекло до заданного объема композиции и осуществляется наложение вращающегося электромагнитного поля не менее 15000 оборотов (не менее 10 минут при частоте вращения магнитного поля 1500 об/мин).
Последовательность операций согласно предлагаемому способу производства теплоизоляционного покрытия поясняется фиг.1 а,б.
Согласно предлагаемому способу производства теплозащитной композиции (фиг.1, а) емкость 1, выполненная из магнитопроницаемого материала фторопласта, помещается в трехфазную обмотку 2, которая создает вращающееся магнитное поле 3 коэрцитивной силой 700-800 кА/м. В поверхностно-активное вещество - олеиновую кислоту 4, взятую в объеме 13,5-15,2% от объема композиции, затем вводят наночастицы 5 магнетита размером нанометров, которые взаимодействуют с поверхностно - активным веществом - олеиновой кислотой 4, и образуют защитную оболочку 6 вокруг наночастиц 5 магнетита, препятствующих их слипанию из-за ван-дер-ваальсовских сил, что придает смеси ферромагнитные свойства и производит смесь во вращение вращающимся трехфазным электромагнитным полем 3. При объеме поверхностно-активного вещества - олеиновой кислоты 4 менее 13,5% от объема композиции наблюдается недостаточное поверхностное покрытие нанчастиц 5 магнетита, что ведет к слипанию наночастиц 5 магнетита и ухудшению магнитных характеристик жидкости, а при объеме олеиновой кислоты 4 более 15,2% от объема композиции увеличиваются затраты на наночастицы 5 магнетита, что ведет к экономическим потерям. Затем вводят жидкое стекло 7 в количестве 10-15% от объема композиции. При объеме жидкого стекла менее 10% от объема композиции вязкость смеси поверхностно-активного вещества - олеиновой кислоты 4 и наночастиц 5 получается слишком высокой, а при объеме жидкого стекла 7 более 15% смесь поверхностно-активного вещества - олеиновой кислоты 4 и наночастиц 5 магнетита скольжение жидкости относительно магнитного поля превышает 10%. Затем во вращающуюся смесь поверхностно-активного вещества - олеиновой кислоты 4 наночастиц 5 магнетита и жидкого стекла 7 вводят стеклянные микросферы 8 в количестве 20-25% от объема композиции, при этом при объеме менее 20% от объема композиции снижается ее наполнение, а при объеме более 25% возрастает вязкость смеси, затрудняется ее вращение магнитным полем. При контакте микросфер 8 с поверхностно-активной жидкостью - олеиновой кислотой 4 вокруг микросфер 8 создается защитная оболочка 9 поверхностно-активной жидкости олеиновой кислоты 4, препятствующая слипанию микросфер, после этого осуществляется 5000-6000 оборотов (не менее 3-4 минут при частоте вращения магнитного поля 1500 обротов в минуту) магнитного поля мощностью 700-800 кА/м. При числе оборотов менее 5000 оборотов магнитного поля недостаточно перемешивается смесь, а при числе оборотов более 6000 оборотов нерационально расходуется электроэнергия. При магнитном поле с коэрцитивной силой менее 700 кА/м оно недостаточно воздействует на смесь и недостаточно эффективно ее перемешивает. А при магнитном поле с коэрцитивной силой более 800 кА/м нерационально расходуется электроэнергия. Затем во вращающуюся смесь поверхностно-активного вещества - олеиновой кислоты 4, жидкого стекла 7, микросфер 8 (фиг.1, б) вводятся углеродистые микроволокна с фибриллами 10 в объеме 5-7% от объема композиции и краситель 11. При объеме углеродистых микроволокон с фибриллами 10 менее 5% снижается механическая прочность теплостойкого покрытия, а при объеме углеродистых микроволокон с фибриллами 10 более 7% повышается вязкость композиции и ухудшается перемешивание композиции вращающимся магнитным полем. Объем красителя от 2-3% определяется необходимым цветом композиции. После этого вводится жидкое стекло 7 до заданного объема смеси и осуществляется наложение не менее 15000 оборотов (не менее 10 минут при частоте вращения магнитного поля 1500 оборотов в минуту) в минуту вращающегося электромагнитного поля. При этом осуществляется перемешивание всех компонентов композиции за счет воздействия магнитного поля на наночастицы, что обеспечивает активное движение всех слоев жидкого термоизоляционного покрытия, последующее равномерное распределение стеклянных микросфер, углеродистых микроволокон с фибриллами, красителей по всему поперечному сечению готового теплоизоляционного покрытия, что обеспечивает существенный экономический эффект в народном хозяйстве.