патент
№ RU 2683752
МПК C09D133/04

Эмалевая композиция для изготовления терморегулирующего покрытия

Авторы:
Юртов Евгений Васильевич Мурадова Айтан Галандар Кызы Шарапаев Александр Игоревич
Все (15)
Номер заявки
2017141391
Дата подачи заявки
28.11.2017
Опубликовано
01.04.2019
Страна
RU
Дата приоритета
21.06.2024
Номер приоритета
Страна приоритета
Как управлять
интеллектуальной собственностью
Реферат

Изобретение относится к области космического материаловедения, а именно к составам для изготовления покрытий пассивной терморегуляции класса «истинный поглотитель» («ИП»). Эмалевая композиция для изготовления терморегулирующего покрытия содержит в качестве связующего амидосодержащую акриловую смолу, в качестве растворителя смесь ксилола и бутилового спирта, в качестве наполнителя черный термостойкий пигмент, карбонильный никель, дополнительно частицы оксида цинка размером 6,1±1,1 мкм с диаметром стержня в «цветке» 560±180 нм или частицы оксида цинка с диаметром стержня 210±90 нм и длиной 2,5±0,6 мкм, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: смола амидосодержащая акриловая 1,00-1,10, черный термостойкий пигмент 1,86-1,90, карбонильный никель 0,30-0,40, частицы оксида цинка 0,01-0,1, смесь ксилола и бутилового спирта до рабочей вязкости. Технический результат - увеличение коэффициентов поглощения солнечного излучения αи теплового излучения ε ТРП класса «ИП», при сохранении адгезии покрытия к материалу подложки на уровне 1 балл согласно требованиям ГОСТ 15140. 3 табл., 10 пр.

Формула изобретения

Эмалевая композиция для терморегулирующего покрытия, содержащая в качестве связующего смолу амидосодержащую акриловую, в качестве растворителя смесь ксилола и бутилового спирта, а в качестве наполнителя черный термостойкий пигмент, карбонильный никель, отличающаяся тем, что дополнительно содержит частицы оксида цинка размером 6,1±1,1 мкм с диаметром стержня в «цветке» 560±180 нм или частицы оксида цинка с диаметром стержня 210±90 нм и длиной 2,5±0,6 мкм при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:
смола амидосодержащая акриловая1,00-1,10
черный термостойкий пигмент1,86-1,90
карбонильный никель0,30-0,40
частицы оксида цинка0,01-0,1
смесь ксилола и бутилового спиртадо рабочей вязкости

Описание

Изобретение относится к области космического материаловедения, а именно к составам для изготовления покрытий пассивной терморегуляции класса «истинный поглотитель» («ИП»). Терморегулирующие покрытия (ТРП) класса «истинный поглотитель» в конструкциях космических аппаратов (КА) применяются на поверхности оптических приборов, внешних поверхностях узлов с пассивным терморегулированием, радиаторов активных систем. Определяющими характеристиками ТРП являются коэффициент поглощения солнечного излучения αs, для ТРП «ИП» αs → 1, и коэффициент теплового излучения (степень черноты) ε, для ТРП «ИП» ε → 1.

Введение в состав рецептуры эмалевой композиции функциональных добавок приводит к изменению свойств покрытия. Добавление наночастиц оксида железа (патент RU 2524384 C1 C09D 133/26 C09D 133/04 C09D 5/26) в состав эмалевой композиции (патент RU 2315794 C1 C09D 5/24 C09D 133) позволяет получить ТРП превосходящее покрытие согласно RU 2315794 по всем основным показателям (адгезия, оптические коэффициенты и электрофизические свойства). В указанных патентах описывается способ приготовления эмалевых композиций в бисерной мельнице. Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является техническое решение, описанное в патенте RU 2524384.

Техническим результатом, достигаемым при использовании настоящего изобретения, является увеличение коэффициентов поглощения солнечного излучения αs и теплового излучения ε ТРП класса «ИП», при сохранении адгезии покрытия к материалу подложки на уровне 1 балл согласно требованиям ГОСТ 15140.

Указанный результат достигается использованием эмалевой композиции, содержащей в качестве связующего раствор смолы амидосодержащей акриловой в смеси растворителей ксилола и бутилового спирта в соотношении 4:1, в качестве наполнителей - черный термостойкий пигмент и карбонильный никель, дополнительно содержащей и наночастицы оксида цинка при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:

Предлагаемые эмалевые композиции для изготовления ТРП получают следующим образом:

1. Изготовление раствора смолы с наночастицами оксида цинка. Наночастицы оксида цинка вводятся в раствор смолы амидосодержащей акриловой АС в смеси растворителей ксилола и бутилового спирта в соотношении 4:1 с помощью ультразвукового диспергатора.

2. Дальнейшее приготовление эмалевой композиции проводится в бисерной мельнице. В рабочий стакан бисерной мельницы последовательно загружаются компоненты согласно рецептуре, после чего включается мешалка. Содержимое диспергируется до достижения степени перетира 35-40 мкм по прибору «Клин». Содержимое выгружается с одновременной фильтрацией.

Изготовление терморегулирующего покрытия на основе предлагаемых эмалевых композиций производят путем нанесения эмали на подготовленную поверхность методом пневматического распыления. Давление сжатого воздуха при распылении составляет 2,5-3,0 атм. Рабочую вязкость эмали при помощи смеси растворителей доводят до 14-16 с по вискозиметру ВЗ-246 с диаметром сопла 4 мм. Сушку покрытия проводят при температуре 20±2°С в течение 48 часов. Толщина покрытия контролируется цифровым толщиномером и составляет 60-80 мкм. В результате получают ровное покрытие без посторонних включений. Предлагаемое изобретение иллюстрируется нижеприведенными примерами.

Пример 1

На первой стадии в раствор смолы вводятся частицы оксида цинка размером 6,1±1,1 мкм (диаметр стержня в «цветке» 560±180 нм) в количестве 0,01 мас. ч. В дальнейшем изготавливают эмалевую композицию в бисерной мельнице согласно основной рецептуре: раствор смолы амидосодержащей акриловой АС в смеси растворителей ксилола и бутилового спирта в соотношении 4:1 в количестве 1,0-1,1 мас. ч., черный термостойкий пигмент в количестве 1,86-1,90 мас. ч., карбонильный никель в количестве 0,3-0,4 мас. ч. Характеристики покрытия приведены в таблице 1 (образец №1).

Пример 2

На первой стадии в раствор смолы вводятся частицы оксида цинка размером 6,1±1,1 мкм (диаметр стержня в «цветке» 560±180 нм) в количестве 0,02 мас. ч. В дальнейшем изготавливают эмалевую композицию в бисерной мельнице согласно основной рецептуре: раствор смолы амидосодержащей акриловой АС в смеси растворителей ксилола и бутилового спирта в соотношении 4:1 в количестве 1,0-1,1 мас. ч., черный термостойкий пигмент в количестве 1,86-1,90 мас. ч., карбонильный никель в количестве 0,3-0,4 мас. ч. Характеристики покрытия приведены в таблице 1 (образец №2).

Пример 3

На первой стадии в раствор смолы вводятся частицы оксида цинка размером 6,1±1,1 мкм (диаметр стержня в «цветке» 560±180 нм) в количестве 0,05 мас. ч. В дальнейшем изготавливают эмалевую композицию в бисерной мельнице согласно основной рецептуре: раствор смолы амидосодержащей акриловой АС в смеси растворителей ксилола и бутилового спирта в соотношении 4:1 в количестве 1,0-1,1 мас. ч., черный термостойкий пигмент в количестве 1,86-1,90 мас. ч., карбонильный никель в количестве 0,3-0,4 мас. ч. Характеристики покрытия приведены в таблице 1 (образец №3).

Пример 4

На первой стадии в раствор смолы вводятся частицы оксида цинка размером 6,1±1,1 мкм (диаметр стержня в «цветке» 560±180 нм) в количестве 0,08 мас. ч. В дальнейшем изготавливают эмалевую композицию в бисерной мельнице согласно основной рецептуре: раствор смолы амидосодержащей акриловой АС в смеси растворителей ксилола и бутилового спирта в соотношении 4:1 в количестве 1,0-1,1 мас. ч., черный термостойкий пигмент в количестве 1,86-1,90 мас. ч., карбонильный никель в количестве 0,3-0,4 мас. ч. Характеристики покрытия приведены в таблице 1 (образец №4).

Пример 5

На первой стадии в раствор смолы вводятся частицы оксида цинка размером 6,1±1,1 мкм (диаметр стержня в «цветке» 560±180 нм) в количестве 0,1 мас. ч. В дальнейшем изготавливают эмалевую композицию в бисерной мельнице согласно основной рецептуре: раствор смолы амидосодержащей акриловой АС в смеси растворителей ксилола и бутилового спирта в соотношении 4:1 в количестве 1,0-1,1 мас. ч., черный термостойкий пигмент в количестве 1,86-1,90 мас. ч., карбонильный никель в количестве 0,3-0,4 мас. ч. Характеристики покрытия приведены в таблице 1 (образец №5).

Пример 6

На первой стадии в раствор смолы вводятся частицы оксида цинка с диаметром стержня 210±90 нм и длиной 2,5±0,6 мкм в количестве 0,01 мас. ч. В дальнейшем изготавливают эмалевую композицию в бисерной мельнице согласно основной рецептуре: раствор смолы амидосодержащей акриловой АС в смеси растворителей ксилола и бутилового спирта в соотношении 4:1 в количестве 1,0-1,1 мас. ч., черный термостойкий пигмент в количестве 1,86-1,90 мас. ч., карбонильный никель в количестве 0,3-0,4 мас. ч. Характеристики покрытия приведены в таблице 1 (образец №6).

Пример №7

На первой стадии в раствор смолы вводятся частицы оксида цинка с диаметром стержня 210±90 нм и длиной 2,5±0,6 мкм в количестве 0,02%. В дальнейшем изготавливают эмалевую композицию в бисерной мельнице согласно основной рецептуре: раствор смолы амидосодержащей акриловой АС в смеси растворителей ксилола и бутилового спирта в соотношении 4:1 в количестве 1,0-1,1 мас. ч., черный термостойкий пигмент в количестве 1,86-1,90 мас. ч., карбонильный никель в количестве 0,3-0,4 мас. ч. Характеристики покрытия приведены в таблице 1 (образец №7).

Пример №8

На первой стадии в раствор смолы вводятся частицы оксида цинка с диаметром стержня 210±90 нм и длиной 2,5±0,6 мкм в количестве 0,05%. В дальнейшем изготавливают эмалевую композицию в бисерной мельнице согласно основной рецептуре: раствор смолы амидосодержащей акриловой АС в смеси растворителей ксилола и бутилового спирта в соотношении 4:1 в количестве 1,0-1,1 мас. ч., черный термостойкий пигмент в количестве 1,86-1,90 мас. ч., карбонильный никель в количестве 0,3-0,4 мас. ч. Характеристики покрытия приведены в таблице 1 (образец №8).

Пример №9

На первой стадии в раствор смолы вводятся частицы оксида цинка с диаметром стержня 210±90 нм и длиной 2,5±0,6 мкм в количестве 0,08 мас. ч. В дальнейшем изготавливают эмалевую композицию в бисерной мельнице согласно основной рецептуре: раствор смолы амидосодержащей акриловой АС в смеси растворителей ксилола и бутилового спирта в соотношении 4:1 в количестве 1,0-1,1 мас. ч., черный термостойкий пигмент в количестве 1,86-1,90 мас. ч., карбонильный никель в количестве 0,3-0,4 мас. ч. Характеристики покрытия приведены в таблице 1 (образец №9).

Пример №10

На первой стадии в раствор смолы вводятся частицы оксида цинка с диаметром стержня 210±90 нм и длиной 2,5±0,6 мкм в количестве 0,1 мас. ч. В дальнейшем изготавливают эмалевую композицию в бисерной мельнице согласно основной рецептуре: раствор смолы амидосодержащей акриловой АС в смеси растворителей ксилола и бутилового спирта в соотношении 4:1 в количестве 1,0-1,1 мас. ч., черный термостойкий пигмент в количестве 1,86-1,90 мас. ч., карбонильный никель в количестве 0,3-0,4 мас. ч. Характеристики покрытия приведены в таблице 1 (образец №10).

Как видно из приведенных примеров, предлагаемая эмалевая композиция для изготовления терморегулирующего покрытия обеспечивает получение покрытий с оптическими характеристиками (коэффициент поглощения солнечного излучения, коэффициент теплового излучения) превосходящими характеристики аналога и прототипа (Таблица 2).

Как компенсировать расходы
на инновационную разработку
Похожие патенты