RU2103294C1

RU2103294C1 - Refractory paint

Info

Publication number: RU2103294C1
Application number: RU96121457A
Authority: RU
Inventors: К.М. Ефимов; В.Г. Липович
Original assignee: Институт эколого-технологических проблем Международной академии информационных процессов и технологий
Priority date: 1996-10-31
Filing date: 1996-10-31
Publication date: 1998-01-27

Abstract

FIELD: paint industry, more particularly application of coatings onto metallic and non-metallic surfaces. SUBSTANCE: in order to promote binding and strength properties and reduce hardening time, refractory paint comprises alumoborophosphate bonder, pigment, silicon dioxide and magnesium oxide. Pigment is "Dulev black" pigment based on iron, chromium and cobalt oxides, silicon dioxide is silica white. Paint further comprises copper oxide, chromium oxide and iron minium, proportions of components being as follows (wt %): "Dulev black" pigment based on iron, chromium and cobalt oxides; 4-6 iron minium; 3-4 chromium oxide; 1.0- 2.4 magnesium oxide; 0.7-2.7 silicon dioxide; 0.5-1.5 copper oxide; and the alumoborophosphate binder balance. EFFECT: improved properties of the paid. 1 tbl

Description

Изобретение относится к области лакокрасочной промышленности и может быть использовано для нанесения защитных покрытий на металлические и неметаллические (бетонные, кирпичные и керамические) поверхности изделий и конструкций. The invention relates to the field of paint and varnish industry and can be used for applying protective coatings to metal and non-metallic (concrete, brick and ceramic) surfaces of products and structures.

Известна огнеупорная краска, включающая алюмоборфосфатное связующее, двуокись титана, двуокись кремния, каолин, неорганический пигмент и воду (SU, авт. св. N 706428, кл. С 09 D 1/00, 1978). Refractory paint is known including an aluminoborophosphate binder, titanium dioxide, silicon dioxide, kaolin, inorganic pigment and water (SU, ed. St. N 706428, class 09 D 1/00, 1978).

К недостаткам данного состава относится то, что он имеет ограниченную область применения, пригоден лишь для нанесения на изделия, имеющие шероховатую поверхность со значительной пористостью, например, для окрашивания асбоцементных изделий. Состав после нанесения его на поверхность долго сохнет при комнатной температуре и образует неводостойкие покрытия. Термофиксирование краски при 250^oC не обеспечивает высокой водостойкости и адгезии покрытий к различным поверхностям.The disadvantages of this composition include the fact that it has a limited scope, suitable only for application to products having a rough surface with significant porosity, for example, for painting asbestos cement products. After applying it to the surface, the composition dries for a long time at room temperature and forms non-waterproof coatings. Thermofixing paint at 250 ^o C does not provide high water resistance and adhesion of coatings to various surfaces.

Известна огнеупорная краска, включающая алюмоборфосфатное связующее, двуокись титана, двуокись кремния, каолин, неорганический пигмент, оксид магния, гидроокись алюминия и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%:
АБФС - 43-52
Двуокись титана - 4-7
Двуокись кремния - 7-10
Каолин - 8-10
Неорганический пигмент - 4-8
Оксид магния - 1,0-2,5
Гидроокись алюминия - 2-4
Вода - Остальное
(авт. св. SU N 852916, кл. С 09 D 1/00, 1981, Б.И. N 29).Known refractory paint, including alumina-phosphate binder, titanium dioxide, silicon dioxide, kaolin, inorganic pigment, magnesium oxide, aluminum hydroxide and water in the following ratio, wt.%:
ABFS - 43-52
Titanium dioxide - 4-7
Silicon Dioxide - 7-10
Kaolin - 8-10
Inorganic pigment - 4-8
Magnesium Oxide - 1.0-2.5
Aluminum hydroxide - 2-4
Water - Else
(ed. St. SU N 852916, class C 09 D 1/00, 1981, B.I. N 29).

Недостаток известной краски заключается в ее низкой жизнеспособности. Кроме того, покрытия на ее основе имеют невысокую адгезию, недостаточную прочность на истирание и твердость. A disadvantage of the known paint is its low viability. In addition, coatings based on it have low adhesion, insufficient abrasion resistance and hardness.

Достигаемый технический результат заключается в улучшении схватываемости, увеличении характеристик прочности и уменьшении времени отверждения. The technical result achieved is to improve the adhesion, increase the strength characteristics and reduce the curing time.

Для достижения технического результата огнеупорная краска, включающая алюмоборфосфатное связующее, пигмент, двуокись кремния и оксид магния в качестве пигмента содержит пигмент "дулевский черный" оксидов железа, хрома и кобальта в качестве двуокиси кремния белую сажу и дополнительно - оксид меди, оксид хрома и сурик железный при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Пигмент - "дулевский черный" на основе оксидов железа, хрома, кобальта - 22-30
Сурик железный - 4-6
Оксид хрома - 3-4
Оксид магния - 1,0-2,4
Двуокись кремния (белая сажа) - 0,7-2,7
Оксид меди - 0,5-1,5
Алюмоборфосфатное связующее - Остальное
Алюмоборфосфатное связующее (АБФС) является продуктом синтеза кислых фосфатов и боратов алюминия с водой. АБФС представляет собой густую, сиропообразную, прозрачную, бесцветную жидкость без запаха, обладающую вяжущими клеящими свойствами. Используют АБФС (ТУ 113-08-10-17-83) с плотностью 1,5-1,7 г/см³ с массовой долей P на P₂O₅ - 36-39%, A1 в расчете на Al₂O₃ - 8-9%, B в расчете на B₂O₃ - 2-3%. Также можно использовать АБФС (ТУ 113-08-606-87) с плотностью 1,5-1,7, pH не менее 0,1, с массовой долей P на P₂O₅ - 36-39%, A1 в расчете на Al₂O₃ - 8-9%, B в расчете на B₂O₅ - 1,3-7,0% (Сычев М.М. Неорганические клеи. М.: Химия, 1986, с. 72-74).To achieve a technical result, a refractory paint comprising an aluminoborophosphate binder, a pigment, silicon dioxide and magnesium oxide as a pigment contains the Dulevsky black pigment of iron, chromium and cobalt oxides as silica, white carbon black and optionally copper oxide, chromium oxide and red iron oxide in the following ratio of components, wt. %:
Pigment - "Dulevsky black" based on oxides of iron, chromium, cobalt - 22-30
Marmot iron - 4-6
Chromium oxide - 3-4
Magnesium Oxide - 1.0-2.4
Silicon dioxide (white soot) - 0.7-2.7
Copper oxide - 0.5-1.5
Aluminoborphosphate Binder - Else
Aluminoborophosphate binder (ABFS) is a product of the synthesis of acid phosphates and aluminum borates with water. ABFS is a thick, syrupy, transparent, odorless, colorless liquid with astringent adhesive properties. Use ABFS (TU 113-08-10-17-83) with a density of 1.5-1.7 g / cm ³ with a mass fraction of P on P ₂ O ₅ - 36-39%, A1 based on Al ₂ O ₃ - 8-9%, B calculated for B ₂ O ₃ - 2-3%. You can also use ABFS (TU 113-08-606-87) with a density of 1.5-1.7, a pH of at least 0.1, with a mass fraction of P on P ₂ O ₅ - 36-39%, A1 based on Al ₂ O ₃ - 8-9%, B based on B ₂ O ₅ - 1.3-7.0% (Sychev M.M. Inorganic adhesives. M: Chemistry, 1986, p. 72-74).

АБФС является цементирующим компонентом по отношению к другим компонентам краски и окрашиваемой поверхности. В композиции с другими ингредиентами АБФС образует стабильную, необратимую структуру, обладающую рядом ценных технологических свойств, хорошей адгезией к основе, достаточной механической прочностью и водостойкостью после термообработки. ABFS is a cementitious component in relation to other components of the paint and the surface to be painted. In the composition with other ingredients, ABFS forms a stable, irreversible structure, which has a number of valuable technological properties, good adhesion to the substrate, sufficient mechanical strength and water resistance after heat treatment.

При снижении в составе краски АБФС ниже 57,8 мас.% ухудшается схватываемость краски и снижается прочность покрытия, а при увеличении в составе краски АБФС выше 63,4 мас.% снижается водостойкость. With a decrease in the composition of the ABFS paint below 57.8 wt.%, The adhesion of the paint deteriorates and the strength of the coating decreases, and with an increase in the composition of the paint ABFS above 63.4 wt.%, The water resistance decreases.

Пигмент определяет цвет краски и в данном составе применяют пигмент "дулевский черный" для получения краски интенсивного черного цвета. Применяют "дулевский черный" на основе оксидов хрома, железа и кобальта. Это пигмент N 83, NN 84, 89, 90, 91 и др. (Визир В.А., Мартынов М.А. Керамические краски. Киев, Техника, 1964, с.111-114, 160). The pigment determines the color of the paint, and the Dulevo black pigment is used in this composition to produce an intense black paint. Apply "Dulevsky black" on the basis of oxides of chromium, iron and cobalt. This is pigment N 83, NN 84, 89, 90, 91, etc. (Vizir V.A., Martynov M.A. Ceramic paints. Kiev, Technique, 1964, pp. 111-114, 160).

Если пигмента в составе краски будет менее 22 мас.%, то получается недостаточно интенсивный цвет покрытия, а если пигмента будет более 30 мас.% - ухудшаются физико-химические показатели красочного слоя. If the pigment in the paint composition is less than 22 wt.%, Then the coating color is not intense enough, and if the pigment is more than 30 wt.%, The physicochemical parameters of the paint layer are deteriorated.

Оксид хрома Cr₂O₃ - зеленый порошок, не реагирует с водой, кислотами и щелочами. Оксид хрома вводят в состав краски для увеличения прочности окрашенного слоя, повышения адгезии, улучшения вязкости.Chromium oxide Cr ₂ O ₃ - green powder, does not react with water, acids and alkalis. Chromium oxide is introduced into the paint composition to increase the strength of the painted layer, increase adhesion, and improve viscosity.

Снижение содержания оксида хрома в составе краски менее 3 мас.% приводит к ухудшению когезионных свойств, а его увеличение выше 4 мас.% - приводит к ухудшению адгезионных свойств. A decrease in the content of chromium oxide in the paint composition of less than 3 wt.% Leads to a deterioration of cohesive properties, and its increase above 4 wt.% Leads to a deterioration in adhesive properties.

Сурик железный (Fe - сурик) вводят в состав краски для увеличения прочности окрашенного слоя и повышения адгезии. Meerk iron (Fe - meerk) is introduced into the paint to increase the strength of the painted layer and increase adhesion.

Если сурика железного в составе краски будет менее 4 мас.%, то это приведет к ухудшению когезии, а если его содержание превысит 6 мас.% - ухудшается адгезия. If the red iron oxide in the paint composition is less than 4 wt.%, This will lead to a deterioration of cohesion, and if its content exceeds 6 wt.% - adhesion deteriorates.

Оксид магния MgO в составе краски способствует быстрейшему отверждению красочного слоя. Magnesium oxide MgO in the paint composition contributes to the fastest curing of the paint layer.

При содержании в составе краски оксида магния менее 1,0 мас.% действие его проявляется незначительно, а при повышении его содержания в составе краски в количестве более 2,4 мас.% снижается стабильность состава и возможно его коагулирование. When the content of magnesium oxide in the paint composition is less than 1.0 wt.%, Its effect is insignificant, and with an increase in its content in the paint composition in an amount of more than 2.4 wt.%, The stability of the composition decreases and its coagulation is possible.

Белая сажа представляет собой аморфный, мелкодисперсный белый порошок двуокиси кремния (SiO₂). Белая сажа водится в состав краски для увеличения адгезии и когезии.White carbon black is an amorphous, finely divided white powder of silicon dioxide (SiO ₂ ). White carbon black is added to paint to increase adhesion and cohesion.

При содержании в составе краски белой сажи в количестве менее 0,7 мас.% ухудшаются когезионные характеристики, а при содержании белой сажи более 2,7 - ухудшаются адгезионные характеристики. When the content in the paint composition of soot in the amount of less than 0.7 wt.%, The cohesive characteristics deteriorate, and when the content of white soot is more than 2.7, the adhesion characteristics deteriorate.

Оксид меди CuO представляет собой порошок черного цвета. Оксид меди вводится в состав краски для улучшения схватываемости, увеличения прочности красочного слоя и уменьшения времени отверждения. Copper oxide CuO is a black powder. Copper oxide is introduced into the paint to improve curing, increase the strength of the paint layer and reduce cure time.

При увеличении в составе краски оксида меди более 1,5 мас.% снижаются прочностные характеристики красочного слоя, а при снижении содержания оксида магния в количестве менее 0,5 мас.% увеличивается время схватывания и время отверждения краски. With an increase in the composition of the copper oxide paint more than 1.5 wt.%, The strength characteristics of the paint layer decrease, and with a decrease in the content of magnesium oxide in an amount of less than 0.5 wt.%, The setting time and curing time of the paint increase.

Количество ингредиентов в составе краски является величиной оптимальной и выявлено в результате многочисленных экспериментов. The number of ingredients in the paint composition is the optimal value and has been identified as a result of numerous experiments.

Краску готовят следующим образом. The paint is prepared as follows.

Сухую смесь компонентов тщательно перетирают и гомогенизируют. Сухую смесь компонентов дисперсностью 30 мкм и АБФС тщательно перемешивают в смесителе и затем наносят кистью или валиком на предварительно подготовленную поверхность стали, алюминия и его сплавов, керамики, кирпича и бетона. После подсушивания на воздухе в течение 10 мин окрашенную поверхность подвергают термообработке при 120-140^oC в течение 20-30 мин.The dry mixture of components is carefully ground and homogenized. A dry mixture of components with a particle size of 30 microns and ABFS is thoroughly mixed in a mixer and then applied with a brush or roller to the previously prepared surface of steel, aluminum and its alloys, ceramics, brick and concrete. After drying in air for 10 min, the painted surface is subjected to heat treatment at 120-140 ^o C for 20-30 minutes

В таблице приведены составы и свойства краски в предлагаемых пределах, составы и свойства красок, выходящих за предлагаемые пределы и состав и свойства краски по прототипу. Соотношения компонентов указаны в мас.%. The table shows the compositions and properties of the paint within the proposed range, the compositions and properties of paints that go beyond the proposed limits and the composition and properties of the paint according to the prototype. The ratio of the components are indicated in wt.%.

Пигменты "дулевские черные" получают смешением оксидов железа, хрома и кобальта, а также при необходимости оксидов марганца, меди, получая пигменты различных оттенков в зависимости от количественных соотношений исходных оксидов. Либо получают их сплавлением солей соответствующих металлов в кристаллизационной воде при 150-160^oC и обжигом при 1140-1300^oC и выше.Dulevo black pigments are obtained by mixing iron, chromium and cobalt oxides, as well as, if necessary, manganese and copper oxides, obtaining pigments of various shades depending on the quantitative ratios of the starting oxides. Or get them by fusion of salts of the corresponding metals in crystallization water at 150-160 ^o C and firing at 1140-1300 ^o C and above.

Например, пигмент "дулевский черный" N 63 получают из смеси состава, мас. ч. : оксид хрома - 10,8, оксид кобальта - 4,4, железный купорос - 85,7. Смесь размалывают в шаровой мельнице при наличии воды, высушивают и прокаливают. Пигменты "дулевские черные" с N 81 по 91 можно охарактеризовать следующими составами, мас.ч.: оксид железа 18,63 - 50,0, оксид кобальта 11,8-18,63, оксид хрома 18,63-43,0, оксид марганца - 0-44,11. For example, the pigment "Dulevo black" N 63 is obtained from a mixture of the composition, wt. including: chromium oxide - 10.8, cobalt oxide - 4.4, vitriol - 85.7. The mixture is ground in a ball mill in the presence of water, dried and calcined. The Dulevo black pigments N 81 to 91 can be characterized by the following compositions, parts by weight: iron oxide 18.63 - 50.0, cobalt oxide 11.8-18.63, chromium oxide 18.63-43.0, manganese oxide - 0-44.11.

Используемое алюмоборфосфатное связующее перед введением в композицию с плотностью (ГОСТ 1,5-1,7 г/см³) разбавляют водой до необходимой плотности, предпочтительно до плотности 1,33 г/см³.The aluminoborphosphate binder used is diluted with water to the desired density, preferably to a density of 1.33 g / cm ^3, before being introduced into the composition with a density (GOST 1.5-1.7 g / cm ³ ).

В таблице в качестве пигмента "дулевского черного" в составе используют пигмент N 63. In the table, pigment N 63 is used as the “Dulevsky black” pigment.

Claims

Refractory paint, including aluminoborophosphate binder, inorganic pigment, silicon dioxide and magnesium oxide, characterized in that it contains as an inorganic pigment Dulevsky black pigment based on iron, chromium and cobalt oxides, as carbon dioxide white carbon black and optionally copper oxide, oxide chromium and red iron iron in the following ratio of components, wt.

Dulevsky black pigment based on iron, chromium and cobalt oxides 22 30
Meerk iron 4 6
Chromium oxide 3 4
Magnesium Oxide 1.0 2.4
Silicon dioxide (white soot) 0.7 2.7
Copper oxide 0.5 1.5
Alumoborophosphate binder