КРАСКА-ПОКРЫТИЕ ТЕРМО-ОГНЕ-АТМОСФЕРОСТОЙКОЕ
THERMO-FIRE-WEATHER-RESISTANT PAINT-COATING

Изобретение относится к химической промышленности и касается получения покрытий различного оборудования, трубопроводов, металлических, бетонных, железобетонных, кирпичных, деревянных и других строительных конструкций жилых, общественных и промышленных зданий и сооружений. Более конкретно изобретение касается получения на указанных поверхностях покрытий, обладающих тепло-огне-атмосферостойкими, тепло-влагозащитными и антикоррозионными свойствами.
Высококачественное и теплозащитное покрытие для ряда применений имеет первостепенное значение, например, при решении задачи теплоизоляции трубопроводов теплового и водяного снабжения, когда крайне важно обеспечить стойкую защиту труб от внешней коррозии, поскольку именно она является главным фактором, ограничивающим время их эксплуатации. Столь же большое значение имеют такие покрытия и для защиты любых строительных конструкций, сделанных из металла, дерева и т.п. В то же время задача сохранения тепла в жилищном и промышленном строительстве, безусловно, является одной из первостепенных, и на ее решение выделяются огромные ресурсы. Для решения как первой, так и второй задач современная технология предлагает большой спектр решений. К теплоизоляционным материалам, активно предлагаемым в настоящее время, помимо хорошо известных минеральных и базальтовых ват и волокон, активно используются различные вспененные полимерные материалы, такие как вспененный полистирол, полиэтилен, полиуретан, полипропилен и др. В качестве минералов для антикоррозийной защиты известны различные покрасочные материалы (водные дисперсии, лакокрасочные материалы на органических растворителях), а также защита металлических поверхностей металлами, стойкими к коррозии, например электролитическое оцинкование. Материалов, которые бы обладали совместным эффектом защиты поверхностей от коррозии и при этом способствовали бы сохранению тепла и обладали высокими адгезионными свойствами, в настоящее время практически не существует.
Известна композиция для получения теплогидроизоляционного покрытия, представляющая собой композицию, включающую эпоксидную смолу, отвердитель для нее, пластификатор и стеклянные микросферы диаметром 200-300 микрон (RU 93052300, 20.07.1996). Известная композиция обеспечивает хорошие физико-механические и теплоизоляционные свойства покрытиям, однако относится к токсичным веществам, неудобна в применении и не обеспечивает необходимый уровень теплоизоляционных свойств при защите, например, трубопроводов.
В настоящее время широкое применение находят материалы для покрытий на водной основе как наиболее экологически чистые материалы. Так, например, известен состав для получения защитного покрытия трубопроводов от коррозии, включающий латекс, кварцевый песок, стабилизатор латекса, тринатрийфосфат, стекловолокно и воду (SU 1717580, 07.03.1992). Однако и данная композиция также не обеспечивает необходимый высокий комплекс теплоизоляционных свойств получаемому покрытию и полноценную антикоррозионную защиту.
Наиболее близким к заявленному изобретению является краска-покрытие, включающее связующее, в состав которого входят растворы акриловых (со)полимеров и/или кремнийорганических смол в органическом растворителе, модифицирующие добавки в виде керамических и/или стеклянных шариков с размером 20-150 мкм, антипиреновая добавка и пигмент (RU 2310670, 20.11.2007). Указанное покрытие имеет такие недостатки, как: недостаточная термо-огне-химстойкость, огневая усадка, а также выделение дыма.
Задачей заявленного изобретения является устранение указанных недостатков. Технический результат заключается в повышении термо-, огне- и атмосферостойкости покрытия.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что краска-покрытие термо-огне-атмосферостойкое включает связующее, в состав которого входят растворы акриловых (со)полимеров и/или кремнийорганических смол в органическом растворителе, модифицирующие добавки в виде керамических и/или стеклянных шариков с размером 20-150 мкм, антипиреновую добавку и пигмент. В состав покрытия добавлено дополнительное связующее в виде органорастворимых полиуретанов и наполнитель, выбранный из группы: микроволластонит, каолин, микромрамор, микрослюда и/или инертные баритовые наполнители. В качестве антипиреновой добавки использованы соединения из группы: фосфорсодержащие соединения, гидроксиды алюминия или магния, борат цинка, меламин и пентаэритрит. Покрытие имеет следующее соотношение компонентов:
связующее
10-25%,
дополнительное связующее
5-15%,
наполнитель
10-30%,
модифицирующие добавки
10-30%,
антипиреновая добавка
10-20%,
пигмент
2-4%.
В качестве пигмента может быть использован диоксид титана. В качестве антипиреновой добавки могут быть использованы соединения из группы: фосфорсодержащие соединения, гидроксиды алюминия или магния, борат цинка, меламин и пентаэритрит.
Краска по изобретению в качестве вышеуказанных связующих содержит связующее, выбранное из группы, включающей кремнийорганические смолы, различные органорастворимые акриловые (со)полимеры в виде дисперсий, эмульсии, а также дополнительное связующее - традиционно используемые для покрытий органорастворимые полиуретаны. В частности, используют полиметилсилоксановые смолы, в том числе жидкие силоксановые каучуки (СКТН-А, СКТН-В), полиметилфенилсилоксановые смолы ПМФС (основа лаков КО-08, КО-915 и т.д.), полиметилфенилсиликсановые каучуки (СКТНФ и др.); ПУ-смола на основе простых полиэфиров и дефенилметандиизоцианатов или толуилендиизоцианата (например); из акриловых (со)полимеров, например сополимеры бутилметакрилата или метилметакрилата с (мет)акриловой кислотой и возможно с дивинилом, акриловые дисперсии, например, на основе стирол-акрилового сополимера и т.д.
В качестве органического растворителя используют обычные органические растворители, в которых растворяются указанные выше полимерные связующие, например этилацетат, бутилацетат, ацетон, толуол и др., в частности краска может содержать сополимер метилметакрилата, бутилакрилата и метакриловой кислоты МБМ-5С, акриловую эмульсию АК-211-23, бутадиенметилметакрилат ДММА, дисперсию сополимера бутилакрилата и метакриловой кислоты (Лакрил 41), сополимера винилхлорида с винилиденхлоридом и малеиновой кислотой ВДВХМк-65Е-вдк и другие.
Добавление наполнителя, выбранного из группы: микроволластонит, каолин, микромрамор, микрослюда и/или инертные баритовые наполнители позволяет значительно повысить тепло и термостойкость, химстойкость, радиационно-защитные и акустические свойства покрытия, подавлять горение и образование дыма, улучшить огнестойкие характеристики покрытия.
В качестве антипиреновых добавок в краске по изобретению используют такие добавки, как, например, фосфорсодержащие соединения, гидроксиды алюминия или магния, борат цинка, меламин и пентаэритрит. Краску получают путем диспергирования компонентов в смесителе при скорости вращения рабочего органа не выше 300 оборотов в минуту.
Покрытие наносят на различные поверхности с помощью кисточки или краскопультом безвоздушного нанесения.
Для обеспечения высокой эластичности краски-покрытия необходимо использовать жидкие парафины, которые должны вводиться в состав рецептуры в процессе производства краски.
В таблицах представлены свойства получаемых покрытий на основе заявленной краски.
Таким образом, краска-покрытие является термо-, огне- и атмосферостойкой.
Покрытие наносится на поверхность любой формы оборудования, трубопроводов, металлические, бетонные, железобетонные, кирпичные, деревянные и другие строительные конструкции жилых, общественных и промышленных зданий и сооружений.
Диапазон применения краски-покрытия очень широк и включает в себя:
- нефтепереработку, транспортировку и хранение нефти и нефтепродуктов;
- промышленные коммуникации (в т.ч. трубопроводы, парапроводы, воздуховоды);
- водоснабжение (баки и цистерны для хранения и перевозки воды, цистерны для хранения питьевой воды);
- отопительные системы (водонагреватели для приготовления горячей воды и т.д.);
- авиационную промышленность (внутренние стенки самолета);
- судостроительную промышленность (корпуса судов);
- автомобильную промышленность (внутренние части корпусов автобусов, моторные отсеки, крыши автомобилей, трейлеров, автоприцепов, рефрижераторов);
- химическую промышленность (емкости для хранения азота и т.п.);
- промышленное строительство (отражающие стены в цехах сталелитейных заводов, крыши ангаров и верхние части крыш предприятий, наружные части переборок, перемычек, крыш навесов, гаражи, сваи в вечной мерзлоте, системы кондиционирования воздуха и т.д.);
- жилищное строительство (гофрированные верхние части крыши, черепичные крыши, металлические крыши и др., стены жилых помещений и внутренние стены старых домов и т.д.);
- военно-промышленный комплекс (различные военные сооружения);
- строительство автодорожных и железнодорожных мостов (понижает промерзание);
- противопожарные системы (для предотвращения конденсации в трубах и т.д.).
Данное покрытие одновременно обеспечивает и звукоизоляционные хорошие свойства, т.е. выполняет одновременно и роль звукопоглощающего покрытия, что особенно важно при использовании его в строительстве домов.
Используемый термин краска-покрытие традиционно используется в настоящее время особенно в строительных работах и применяется для достаточно вязких лакокрасочных материалов типа мастик, шпатлевок.
ТАБЛИЦА 1
Примеры составов красок по изобретению
Наименование компонентов
Соотношение компонентов по примерам, мас.%
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1. Связующее
-
Кремнийорганическая смола (полиметилсилоксановая)
25
-
11
-
-
-
20
23
25
-
Сополимер бутилметакрилата с метакриловой кислотой
-
25
-
-
-
20
-
-
-
-
Стирол акриловый сополимер, дисперсия
-
-
-
25
25
-
-
-
-
-
полиуретан органорастворимый на основе простого полиэфира и дифенилметандиизоцианата (дополнительное связующее)
11
5
15
5
5
15
10
15
15
2. Диоксид титана
4
2
4
4
3
2
4
4
4
3. Полые микрошарики с размером
-
20 микрон
10
-
30
20
-
18
-
30
-
-
150 микрон
-
30
-
-
30
-
16
-
10
4. Антипиреновая добавка:
-
полифосфат аммония
20
-
-
16
-
20
-
-
20
-
метасиликат кальция
-
10
-
-
-
-
-
18
-
-
гидроокись алюминия
-
-
15
-
-
-
20
-
-
-
слюда мусковит
-
-
-
-
17
-
-
-
-
6. Наполнитель
-
Микроволластонит
30
-
-
-
-
-
30
-
-
-
Каолин
-
28
-
-
-
-
-
-
26
-
Микромрамор
-
-
25
-
-
-
-
10
-
-
Микрослюда
-
-
-
30
-
25
-
-
-
-
Инертные баритовые наполнители
-
-
-
-
20
-
-
-
-
ТАБЛИЦА 2
1.
Теплопроводность краски-покрытия
0.04-0.05 Вт/м·°С
2.
Огнестойкость
Не менее 30 мин
3.
Теплостойкость
280-300°С
4.
Рабочий диапазон температур
минус 100°С - плюс 280°С
5.
Предел прочности покрытия при растяжении, МПа
3.0
6.
Предел прочности покрытия на сжатие, МПа
4.0
7.
Водопоглощение по объему, %
1.5
8.
Адгезия покрытия к стали, МПа
1.0
9.
Адгезия покрытия к бетону, МПа
1.5
10.
Адгезия покрытия к дереву, МПа
1.2
11.
Стойкость покрытия к воздействию климатических факторов в условиях открытой атмосферы умеренно холодного климата, лет
10
12.
Адгезия покрытия к стали после воздействия климатических испытаний, МПа
1.0
13.
Срок эксплуатации покрытия, не менее, лет
10