ПОЛИМЕРНАЯ ТЕПЛООТРАЖАЮЩАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОКРЫТИЯ
POLYMERIC HEAT-REFLECTING COATING COMPOSITION

Изобретение относится к полимерным теплоотражающим композициям для покрытий, которые наносятся на надувные конструкции, защитные и спасательные средства (трапы самолетов гражданской авиации, плоты, дирижабли, надувные ангары, теплоотражающие экраны, щиты для пожарных), состоящие из герметичного эластичного материала на основе тканей (капрон, нейлон, лавсан, высокопрочное арамидное волокно СВМ).
Известна полимерная композиция для покрытия, включающая в мас.ч.:
кремнийорганический каучук - 100;
аэросил - 3,0-5,0;
гидрат окиси алюминия - 3,0-10,0;
отвердитель - 2,0-5,0.
В качестве отвердителя используют метилтриацетоксисилан и/или этилтриацетоксисилан с добавкой олова. Композицию наносят на ткань из особо прочных волокон для изготовления огнестойкого материала. Температура сушки покрытия 170-220°С (патент РФ №2210648).
2
Недостатком композиции для покрытия является большой привес от покрытия (более 55 г/м), а также высокотемпературная сушка покрытия, что неприемлемо для крупногабаритных конструкций.
Известна фторполимерная теплоотражающая композиция для покрытия с отверждением при комнатной температуре не более 24 ч, содержащая продукт привитой модификации фторполимера и сшивающий агент (патент США №3.048.261).
Недостатком известной композиции является низкая адгезия к тканепленочным материалам с пропиткой на основе уретановых каучуков.
Известна теплооотражающая эпоксидная композиция для покрытия, модифицированная полиакриловым сополимером. В качестве наполнителя используются стеклянные полые микросферы (патент КНР №1434063).
2
Недостатком данной композиции является то, что она не рекомендована для защиты тканепленочного материала от теплового воздействия и имеет привес более 100 г/м.
Наиболее близкой, принятой за прототип, является полимерная теплоотражающая композиция для покрытия, наносимая на внешнюю сторону гибкой ткани авиационного спасательного трапа, включающая, мас.ч.: уретановый каучук - 50, изоцианат - 4,5, пламезамедлитель - 50, алюминиевый наполнитель - 37,5 и растворитель - 185 (патент США №5.542.629).
В качестве наполнителя используют алюминиевую пудру.
В качестве растворителя - Thinner С 25/90 S.
В качестве отвердителя - изоционат марки ISOCYANATE 0626.
2
2
2
Недостатками прототипа является то, что теплоотражающее покрытие обладает низкой стойкостью к воздействию теплового излучения: при мощности теплового потока не более 2,0 Btu/ft/sec (17 кВт/м) по истечении 15 минут цвет теплоотражающего покрытия изменяется до коричневого, что свидетельствует о существенном изменении отражательных характеристик, а также привес от теплоотражающего покрытия составляет 110 г/м.
2
Технической задачей изобретения является создание полимерной теплоотражающей композиции для покрытия холодного отверждения, обладающей высокой стойкостью к воздействию теплового излучения (до 29 кВт/м) и минимальным привесом (толщиной).
Для достижения поставленной технической задачи предложена полимерная теплоотражающая композиция для покрытия, включающая уретановый каучук, отвердитель, алюминиевый наполнитель и растворитель, отличающаяся тем, что в качестве отвердителя она содержит смесь дифенилметандиизоцианата и полиизоцианата, в качестве алюминиевого наполнителя - алюминиевую пасту, в качестве растворителя - этилацетат, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
уретановый каучук
12-25
отвердитель
1,3-3,0
алюминиевая наполнитель
8,4-20,1
этилацетат
155-375
В качестве отвердителя уретанового каучука используется смесь дифенил-метандиизоцианата и полиизоцианата при соотношении (50-60)÷(40-50) (ТУ 113-03-38-106-90), использование которой дает высокую адгезию покрытия к тканепленочным материалам с пропиткой на основе уретановых каучуков.
s
2
В качестве алюминиевого наполнителя использована алюминиевая паста для теплоотражающих покрытий (ТУ 1-595-15-1143) с коэффициентом отражения R (в диапазоне 0,3-2,4 мкм) не менее 0,80 и блеском не менее 80 усл. ед. по блескомеру Picogloss 560 (угол замера 60°), а также ППВ (площадь покрытия воды) 1,3-1,8 м/г, высокие отражательные характеристики которой обеспечивают высокую стойкость покрытия к воздействию теплового излучения.
В качестве органического растворителя использован этилацетат (ГОСТ 8981), имеющий поверхностное натяжение >24 мкН/м и, в отличие от других растворителей, обеспечивающий 100%-ную всплываемость алюминиевой пасты.
Примеры осуществления
Пример 1
В смесителе готовят 25%-ный раствор уретанового каучука СКУ-8А (ТУ 38.103.209) с молекулярной массой 16000-18000: к 25 мас.ч. каучука добавляют 75 мас.ч. этилацетата и при работающей мешалке и температуре 60°С доводят смесь до полного растворения.
Полимерную теплоотражаюшую композицию готовят непосредственно перед нанесением покрытия. При этом к 100 мас.ч. 25%-ного раствора уретанового каучука и 2,5 мас.ч. отвердителя добавляют 29 мас.ч. алюминиевой пасты (60%-ной конц. в уайт-спирите по ГОСТ 3134) и 100 мас.ч. этилацетата. Смесь тщательно перемешивают. На поверхности смеси должна образоваться сплошная зеркальная пленка.
Примеры 2-4 готовят аналогично примеру 1.
В примерах 5, 6 использован уретановый каучук СКУ-8ТБ (ТУ 38.103.468) с молекулярной массой 28000-32000.
Количество алюминиевой пасты рассчитывается из соотношения уретановый каучук к алюминиевой пасте - 1,0: 0,7 (примеры 1, 4, 5); 1,0: 0,6 (пример 2); 1,0: 0,8 (примеры 3, 6).
Пример 7 (прототип). Композиция содержит, мас.ч.: уретанового каучука - 50, изоцианата - 4,5, пламезамедлителя - 50, алюминиевого наполнителя - 37,5 и растворителя - 185.
Теплоотражающие композиции можно наносить на поверхности из тканепленочных материалов, состоящих из высокопрочного арамидного волокна СВМ (ТУ 17 0001040-6-105), капрона арт. 8482-05 (ТУ 8378-036-0032-1069), лавсана арт. 56 408 (ТУ 8378-043-00321069) с двухсторонним покрытием из уретанового каучука (ТУ 38.103.209). Метод нанесения теплоотражающего покрытия - шпредингование (примеры 1, 2, 3, 5, 6) или пульверизационный (пример 4). Отверждение теплоотражающего покрытия происходит при температуре 20±2°С в течение 3-4 часов.
В таблице 1 приведены составы предлагаемой композиции и прототипа, в таблице 2 - свойства предлагаемой композиции и прототипа, в таблице 3 - эффективность применения полимерной теплоотражающей композиции на различных тканепленочных материалах.
Таблица 3
Эффективность применения полимерной теплоотражающей композиции на различных тканепленочных материалах
Тканепленочный материл на ткани
прототип
Адгезия, баллы (исх./после воздействия дист. воды в течение 10 суток) ГОСТ 15140-78
Арамид
1/1
Капрон
1/3
Лавсан
1/1
Найлон
-
1/1
Продолжительность сохранения избыточного давления 200 КПа при воздействии внешнего
теплового потока: 17 кВт/м<sup>2</sup>
СВМ
20 сек
29 кВт/м<sup>2</sup>
СВМ + композиция 1
не менее 30 мин
полная потеря герметичности
17 кВт/м<sup>2</sup>
Капрон
10 сек
17 кВт/м<sup>2</sup>
Капрон + композиция 1
не менее 15 мин
17 кВт/м<sup>2</sup>
Лавсан
5 сек
17 кВт/м<sup>2</sup>
Лавсан + композиция 1
10 мин
17 кВт/м<sup>2</sup>
Найлон с покрытием (с алюминиевой пудрой)
10 мин
(15 мин - бурые пятна)
2
2
2
Как следует из результатов, представленных в таблицах 1, 2 и 3, полимерная теплоотражающая композиция для покрытия на основе полиуретанового каучука с молекулярной массой 16000-18000 и алюминиевой пасты, нанесенная на тканепленочный материал с привесом не более 30 г/м, обеспечивает значительно большую продолжительность (не менее 30 мин) сохранения избыточного давления надувной конструкции при воздействии внешнего теплового потока значительно большей интенсивности излучения (до 29 кВт/м), чем известная теплоотражающая композиция, нанесенная на тканепленочный материал с привесом более 100 г/м.