RU2633900C1 - Thermal-resistant polymer heat-reflecting composition with low emissivity - Google Patents
Thermal-resistant polymer heat-reflecting composition with low emissivity Download PDFInfo
- Publication number
- RU2633900C1 RU2633900C1 RU2016146590A RU2016146590A RU2633900C1 RU 2633900 C1 RU2633900 C1 RU 2633900C1 RU 2016146590 A RU2016146590 A RU 2016146590A RU 2016146590 A RU2016146590 A RU 2016146590A RU 2633900 C1 RU2633900 C1 RU 2633900C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- composition
- heat
- solvent
- xylene
- hardener
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L83/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L83/04—Polysiloxanes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к термостойким композициям с высокой отражательной и низкой излучательной способностью для покрытий, которые могут наносится на жесткие элементы конструкций, подвергающихся воздействию открытого пламени - такие как противопожарные перегородки, противопожарное оборудование, противопожарные роботы и др.The invention relates to heat-resistant compositions with high reflective and low emissivity for coatings, which can be applied to rigid structural elements exposed to open flame - such as fire walls, fire fighting equipment, fire fighting robots, etc.
Теплоотражающие покрытия предназначены для применения в различных отраслях промышленности и служат как покрытия для поверхностей любой формы, требующих тепловой защиты. В настоящее время актуальным является создание теплоотражающего покрытия для защиты от воздействия открытого пламени, например, в случае пожара в багажном отсеке самолета. При пожаре сначала в зоне отсека начинает повышаться температура, и, соответственно, температура перегородки между отсеками и обшивкой самолета. Чем выше будет термостойкость покрытия, нанесенного на перегородку, тем дольше оно сохранит свои теплоотражающие свойства. Но при повышении температуры перегородки она будет повышаться и на ее противоположной стороне. В этом случае тепловой отток от перегородки, отделяющей отсек с пожаром, или от обшивки зависит от коэффициента излучения (степени черноты) поверхности перегородки. Если тепловой поток от нагретой поверхности будет составлять от 5 вт/см2 при коэффициенте ее излучения 0,8, то при коэффициенте излучения 0,2 - в четыре раза меньше. Такую защиту от воздействия открытого пламени может обеспечить покрытие с коэффициентом отражения не менее 0,8, коэффициентом излучения не более 0,2 и термостойкостью не менее 500°С.Heat-reflecting coatings are designed for use in various industries and serve as coatings for surfaces of any shape that require thermal protection. Currently, it is important to create a heat-reflecting coating to protect against exposure to an open flame, for example, in case of fire in the cargo compartment of the aircraft. In case of fire, the temperature in the compartment area starts to rise, and, accordingly, the temperature of the partition between the compartments and the skin of the aircraft. The higher the heat resistance of the coating applied to the partition, the longer it will retain its heat-reflecting properties. But with increasing temperature of the partition, it will rise on its opposite side. In this case, the thermal outflow from the partition separating the fire compartment, or from the casing, depends on the emissivity (degree of blackness) of the partition surface. If the heat flux from the heated surface will be from 5 W / cm 2 with an emissivity of 0.8, then with an emissivity of 0.2 - four times less. Such protection against exposure to an open flame can be provided by a coating with a reflection coefficient of at least 0.8, an emissivity of not more than 0.2, and a heat resistance of at least 500 ° C.
Из уровня техники известна полимерная композиция для покрытия, включающая в мас. ч.:The prior art polymer composition for coating, including in wt. hours:
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 (RU 2210648, опубл. 20.08.2003, D06N 3/12).Methyltriacetoxysilane and / or ethyltriacetoxysilane with tin addition are used as hardener. The composition is applied to a fabric made of especially strong fibers for the manufacture of flame retardant material. The drying temperature of the coating 170-220 ° C (RU 2210648, publ. 08/20/2003, D06N 3/12).
Недостатком данной композиции является высокотемпературная сушка покрытия, что неприемлемо для крупногабаритных конструкций.The disadvantage of this composition is the high-temperature drying of the coating, which is unacceptable for large structures.
Известно огнестойкое теплозащитное покрытие, включающее акриловую дисперсию, наполнитель - замкнутые негорючие стеклянные полые микросферы размером от 20 до 200 мкм, представляющие собой легкосыпучий порошок с насыпной плотностью 0,18-0,30 г/см3, каолин, борат цинка, неорганическое связующее, представляющее собой композицию жидкого натриевого стекла и наноразмерного гидроксида кремния, модифицированного алюминатом натрия, вспомогательные компоненты - диоксид титана, перлит, функциональные добавки - гидроксид алюминия, декабромдифенилоксид, пластификатор С-3, отвердитель - кремнефторид натрия, а также воду (RU 2523818, опуб. 27.07.2014, C09D 5/18).A fireproof heat-resistant coating is known, including acrylic dispersion, the filler is closed flame-retardant glass hollow microspheres ranging in size from 20 to 200 microns, which are free-flowing powder with a bulk density of 0.18-0.30 g / cm 3 , kaolin, zinc borate, inorganic binder, which is a composition of liquid sodium glass and nanosized silicon hydroxide modified with sodium aluminate, auxiliary components - titanium dioxide, perlite, functional additives - aluminum hydroxide, decabromodiphenyloxy Plasticizer-3, hardener - kremneftorid sodium, and water (RU 2523818, opub 27.07.2014, C09D 5/18.).
Недостатком данной композиции является низкая термостойкость покрытия (до 250°С).The disadvantage of this composition is the low heat resistance of the coating (up to 250 ° C).
Известна полимерная теплоотражающая композиция для покрытия, наносимая на внешнюю сторону гибкой ткани авиационного спасательного трапа, включающая, мас. ч.: уретановый каучук - 50, полиизоцианат - 4,5, пламезамедлитель - 50, алюминиевый наполнитель - 37,5 и растворитель - 185. В качестве наполнителя используют алюминиевую пудру. В качестве растворителя - Thinner С 25/90 S (US 5542629, опубл. 06.08.1996, B64D 25/14).Known polymer heat-reflecting composition for coating applied to the outer side of the flexible fabric of an aircraft rescue ladder, including, by weight. h: urethane rubber - 50, polyisocyanate - 4.5, flame retardant - 50, aluminum filler - 37.5 and solvent - 185. Aluminum powder is used as filler. As a solvent, Thinner C 25/90 S (US 5542629, publ. 06.08.1996, B64D 25/14).
Недостатками композиции является то, что теплоотражающее покрытие обладает низкой стойкостью к воздействию теплового излучения: при мощности теплового потока не более 2,0 Btu/ft2/sec (17 кВт/м2) по истечении 15 минут цвет теплоотражающего покрытия изменяется до коричневого, что свидетельствует о существенном изменении отражательных характеристик, а также большой привес от теплоотражающего покрытия, который составляет 110 г/м2.The disadvantages of the composition is that the heat-reflecting coating has a low resistance to heat radiation: when the heat flux is not more than 2.0 Btu / ft 2 / sec (17 kW / m 2 ) after 15 minutes, the color of the heat-reflecting coating changes to brown, which indicates a significant change in reflective characteristics, as well as a large gain from the heat-reflecting coating, which is 110 g / m 2 .
Наиболее близким аналогом заявленной композиции, является полимерная теплоотражающая композиция для покрытия, включающая уретановый каучук, отвердитель, алюминиевую пасту и растворитель. В качестве отвердителя композиция содержит смесь дифенилметандиизоцианата и полиизоцианата, в качестве растворителя - этилацетат при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:The closest analogue of the claimed composition is a polymer heat-reflecting composition for coating, including urethane rubber, hardener, aluminum paste and solvent. As a hardener, the composition contains a mixture of diphenylmethanediisocyanate and polyisocyanate, as a solvent - ethyl acetate in the following ratio, wt. hours:
(RU 2467042, опубл. 20.11.2012, C09D 5/33).(RU 2467042, publ. 20.11.2012, C09D 5/33).
Недостатком данной композиции является низкая термостойкость покрытия (до 200°С).The disadvantage of this composition is the low heat resistance of the coating (up to 200 ° C).
Технической задачей заявленного изобретения является создание термостойкой полимерной теплоотражающей композиции с низким коэффициентом излучения для покрытия холодного отверждения, обладающего высокой стойкостью к воздействию теплового излучения как в исходном состоянии, так и после воздействия повышенных (до 500°С) температур.The technical task of the claimed invention is the creation of a heat-resistant polymer heat-reflecting composition with a low emissivity for coating cold curing, which is highly resistant to thermal radiation both in the initial state and after exposure to elevated (up to 500 ° C) temperatures.
Технический результат заявленного изобретения заключается в создании термостойкой полимерной теплоотражающей композиции, отверждающейся при комнатной температуре и имеющей коэффициент отражения не менее 0,8 и коэффициент излучения не более 0,2 до и после воздействия температуры 500°С.The technical result of the claimed invention is to create a heat-resistant polymer heat-reflecting composition, cured at room temperature and having a reflection coefficient of not less than 0.8 and an emissivity of not more than 0.2 before and after exposure to a temperature of 500 ° C.
Для достижения заявленного технического результата заявлена термостойкая полимерная теплоотражающая композиция, включающая полимерный пленкообразователь, отвердитель, алюминиевую пасту и растворитель. В качестве полимерного пленкообразователя композиция содержит кремнийорганический блоксополимер в растворе толуола, в качестве отвердителя - кремнийорганический амин, в качестве растворителя - смесь ксилол/бутанол, при следующем соотношении компонентов, мас.ч:To achieve the claimed technical result, a heat-resistant polymer heat-reflecting composition is declared, including a polymer film former, a hardener, an aluminum paste and a solvent. As a polymer film-forming agent, the composition contains an organosilicon block copolymer in a toluene solution, an organosilicon amine as a hardener, a xylene / butanol mixture as a solvent, in the following ratio of components, parts by weight:
Предпочтительное соотношение в смеси растворителя ксилол/бутанол составляет 85/15 в мас. ч.The preferred ratio in the solvent mixture of xylene / butanol is 85/15 wt. hours
В композиции в качестве алюминиевого наполнителя может использоваться алюминиевая паста с коэффициентом отражения не менее 0,8 и коэффициентом излучения - не более 0,2, высокие отражательные и низкие излучательные характеристики которой обеспечивают высокую стойкость покрытия к воздействию теплового излучения.An aluminum paste with a reflection coefficient of not less than 0.8 and an emissivity of not more than 0.2 can be used in the composition as an aluminum filler, the high reflective and low emissivity characteristics of which provide high resistance of the coating to the effects of thermal radiation.
В качестве полимерного пленкообразователя могут применяться кремнийорганические блоксополимеры, содержащие линейные фрагменты полиметилфенилсилоксана или полидиметилдифенилсилоксана К-23-Э(ЗН) (ТУ 6-00-5808009-162-90) или ГК-10 (ТУ 2229-321-53494031-2004), использование которых в составе композиции обеспечивает высокую термостойкость и адгезию к различным подложкам. Кремнийорганические сополимеры применяются в растворе толуола.Organosilicon block copolymers containing linear fragments of polymethylphenylsiloxane or polydimethyl diphenylsiloxane K-23-E (ZN) (TU 6-00-5808009-162-90) or GK-10 (TU 2229-321-53494031-2004) can be used as a polymer film former, the use of which in the composition of the composition provides high heat resistance and adhesion to various substrates. Organosilicon copolymers are used in a toluene solution.
В качестве отвердителя блоксополимеров используется кремнийорганический аминный отвердитель А-39 марок «А» или «В» (ТУ 6-10-11-ВИАМ-97-88), использование которого в составе композиции повышает адгезию покрытия к различным подложкам. Кроме того, в отличие от обычных органических аминных отвердителей не снижает термостойкости покрытия.The hardener of block copolymers used is the A-39 organosilicon hardener of brands "A" or "B" (TU 6-10-11-VIAM-97-88), the use of which in the composition of the composition increases the adhesion of the coating to various substrates. In addition, unlike conventional organic amine hardeners, it does not reduce the heat resistance of the coating.
В качестве органического растворителя использована смесь растворителей ксилол (ГОСТ 9949-76 или ГОСТ 9410-78)/бутанол (ГОСТ 6006-78), обеспечивающая равномерное распределение и хорошую всплываемость алюминиевой пасты (ТУ 1791-003-18360868-09 или ТУ 1791-002-18360868-00) в кремнийорганических блоксополимерах.As an organic solvent, a solvent mixture of xylene (GOST 9949-76 or GOST 9410-78) / butanol (GOST 6006-78) is used, which ensures uniform distribution and good emergence of aluminum paste (TU 1791-003-18360868-09 or TU 1791-002 -18360868-00) in organosilicon block copolymers.
Примеры осуществленияExamples of implementation
Пример 1Example 1
Полимерную теплоотражающую композицию с низкой излучательной способностью готовят за 0,5-1,0 ч перед нанесением покрытия. Алюминиевую пасту с коэффициентом отражения не менее 0,8 и коэффициентом излучения не более 0,2 и ППB (площадь покрытия воды), равной 1,3-1,8 м2/г, смешивают с другими компонентами в емкости. При этом к 100 масс. ч. 35%-ного раствора в толуоле сополимера К-23-Э(ЗН) добавляют 30 масс. ч. алюминиевой пасты (60%-ной конц. в уайт-спирите по ГОСТ 3134), отвердитель А-39 марки «В» 17,5 мас. ч. и 100 мас. ч. смеси растворителей ксилол/бутанол. Смесь тщательно перемешивают до образования на поверхности зеркальной пленки.A low-emissivity polymer heat-reflecting composition is prepared 0.5-1.0 hours before coating. Aluminum paste with a reflection coefficient of not less than 0.8 and an emissivity of not more than 0.2 and PPB (water coating area) equal to 1.3-1.8 m 2 / g are mixed with other components in a container. In this case, to 100 mass. including 35% aqueous solution in toluene of the copolymer K-23-E (ZN) add 30 mass. including aluminum paste (60% conc. in white spirit according to GOST 3134), hardener A-39 grade "B" 17.5 wt. hours and 100 wt. including a mixture of solvents xylene / butanol. The mixture is thoroughly mixed until a mirror film is formed on the surface.
Примеры 2, 3 готовят аналогично примеру 1 согласно таблице 1.Examples 2, 3 are prepared analogously to example 1 according to table 1.
Пример 4Example 4
Алюминиевую пасту с коэффициентом отражения не менее 0,8 и коэффициентом излучения не более 0,2 и ППВ (площадь покрытия воды), равной 1,3-1,8 м2/г, смешивают с другими компонентами в емкости. При этом к 100 мас. ч. 35%-ного раствора в толуоле сополимера ГК-10 добавляют 30 мас. ч. алюминиевой пасты (60%-ной конц. в уайт-спирите по ГОСТ 3134), отвердитель А-39 марки «А» 2,5 мас. ч. и 100 мас. ч. смеси растворителей ксилол/бутанол. Смесь тщательно перемешивают до образования на поверхности зеркальной пленки.Aluminum paste with a reflection coefficient of not less than 0.8 and an emissivity of not more than 0.2 and PPV (water coating area) of 1.3-1.8 m 2 / g are mixed with other components in a container. In this case, to 100 wt. including a 35% solution in toluene of the copolymer GK-10 add 30 wt. including aluminum paste (60% conc. in white spirit according to GOST 3134), hardener A-39 grade "A" 2.5 wt. hours and 100 wt. including a mixture of solvents xylene / butanol. The mixture is thoroughly mixed until a mirror film is formed on the surface.
Примеры 5, 6 готовят аналогично примеру 4 согласно таблице 1.Examples 5, 6 are prepared analogously to example 4 according to table 1.
Пример 7 (прототип). Композиция содержит, мас. ч.: уретанового каучука - 25, полиизоцианата - 2,5, алюминиевой пасты - 29 и этилацетата - 175.Example 7 (prototype). The composition contains, by weight. h.: urethane rubber - 25, polyisocyanate - 2.5, aluminum paste - 29 and ethyl acetate - 175.
Полимерную теплоотражающую композицию с низкой излучательной способностью наносят пневматическим распылением на неметаллические или металлические поверхности. Отверждение теплоотражающего покрытия происходит при температуре 20±2°С в течении 1-2 часов.A low-emitting polymer heat-reflecting composition is applied by pneumatic spraying onto non-metallic or metal surfaces. The curing of the heat-reflecting coating occurs at a temperature of 20 ± 2 ° C for 1-2 hours.
В таблице №1 приведены составы заявленной композиции и прототипа, в таблице №2 - свойства заявленной композиции и прототипа.Table No. 1 shows the compositions of the claimed composition and prototype, in table No. 2 - the properties of the claimed composition and prototype.
Как следует из результатов, представленных в таблице 2, заявленная термостойкая полимерная композиция с низкой излучательной способностью для покрытия на основе кремнийорганического аминного отвердителя и кремнийорганического блоксополимера, содержащего линейные фрагменты полиметилфенилсилоксана или полидиметилдифенилсилоксана, нанесенная толщиной 10-30 мкм на металлические или неметаллические подложки, обеспечивает сохранение оптических характеристик (коэфициента отражения и коэффициента излучения) при температурах не менее 500°С.As follows from the results presented in table 2, the claimed heat-resistant polymer composition with low emissivity for coating based on an organosilicon amine hardener and an organosilicon block copolymer containing linear fragments of polymethylphenylsiloxane or polydimethyl diphenylsiloxane deposited with a thickness of 10-30 μm on metal or nonmetallic substrates, ensures preservation optical characteristics (reflection coefficient and emissivity) at temperatures not less than 500 ° FROM.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016146590A RU2633900C1 (en) | 2016-11-28 | 2016-11-28 | Thermal-resistant polymer heat-reflecting composition with low emissivity |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016146590A RU2633900C1 (en) | 2016-11-28 | 2016-11-28 | Thermal-resistant polymer heat-reflecting composition with low emissivity |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2633900C1 true RU2633900C1 (en) | 2017-10-19 |
Family
ID=60129608
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016146590A RU2633900C1 (en) | 2016-11-28 | 2016-11-28 | Thermal-resistant polymer heat-reflecting composition with low emissivity |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2633900C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2220169C2 (en) * | 2001-10-08 | 2003-12-27 | Государственное предприятие Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов | Heat-shielding polymeric material and method for its preparing |
RU2245350C1 (en) * | 2003-08-14 | 2005-01-27 | Фасюра Владимир Николаевич | Heat protective dye |
RU2467042C1 (en) * | 2011-06-07 | 2012-11-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Polymeric heat-reflecting coating composition |
US20150232699A1 (en) * | 2013-10-04 | 2015-08-20 | Burning Bush Group, Llc | High performance silicon-based compositions |
-
2016
- 2016-11-28 RU RU2016146590A patent/RU2633900C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2220169C2 (en) * | 2001-10-08 | 2003-12-27 | Государственное предприятие Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов | Heat-shielding polymeric material and method for its preparing |
RU2245350C1 (en) * | 2003-08-14 | 2005-01-27 | Фасюра Владимир Николаевич | Heat protective dye |
RU2467042C1 (en) * | 2011-06-07 | 2012-11-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Polymeric heat-reflecting coating composition |
US20150232699A1 (en) * | 2013-10-04 | 2015-08-20 | Burning Bush Group, Llc | High performance silicon-based compositions |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20130288031A1 (en) | Fire resistant paint, articles of manufacture, an apparatus for manufacture and a process for manufacture thereof | |
US3620784A (en) | Potassium silicate-zinc coatings | |
WO2013179218A1 (en) | Fire resistant paint for application to an outdoor or indoor surface, articles of manufacture, an apparatus for manufacture and a process for manufacture thereof | |
CN108368372B (en) | Heat-insulating coating film and heat-insulating coating composition | |
SE454516B (en) | COATING COMPOSITION FOR APPLICATION ON A CARD FOR CURRENCY DERPA FOR EDUCATION OF A ABLATIVE COVER AND WAY TO PROTECT A COAT IN AN ABLATIVE / EROSION ENVIRONMENT | |
KR102200831B1 (en) | Quaci-noncombustible heat insulator and manufacturing method of the same | |
US10000663B1 (en) | Protective flowable or spreadable composition, articles of manufacture, an apparatus for manufacture and a process for manufacture thereof | |
US8394889B2 (en) | Polysilazane coatings | |
RU2633900C1 (en) | Thermal-resistant polymer heat-reflecting composition with low emissivity | |
CN106147544A (en) | Dynamical type circuit board Novel hot guard system including fuse | |
KR102032724B1 (en) | Transfer printing film for board panel containing microencapsulated fire extinguishing composition | |
CN108384338A (en) | A kind of expanded water-based styrene-acrylic emulsion fire-proof and thermal-insulation coating of facing | |
RU2631868C1 (en) | Flexible plate containing fire-extinguishing composite material and method of its manufacture (versions) | |
PT92943B (en) | MIRROR AND METHOD FOR YOUR MANUFACTURE | |
CN108165157A (en) | A kind of water expansion heat-insulating flame-retardant suppression cigarette coating and its coating process | |
US4156752A (en) | Fire protection covering for small diameter missiles | |
WO2023195616A1 (en) | External aqueous paint composition for shielding heat and extinguishing initial fire | |
ES2396690T3 (en) | White antistatic coating with hydroxylated acrylic base | |
KR102454340B1 (en) | Internal water paint conposition for heat shield, insulation coating and initial fire extinguishing | |
US3416939A (en) | Alkali-metal silicate protective coating | |
CN108084835B (en) | Ultrathin fireproof coating and preparation method thereof | |
RU2467042C1 (en) | Polymeric heat-reflecting coating composition | |
KR101659870B1 (en) | Anti-flammable Coating Composition of expansion for Protecting Metal Surface | |
CN112094585A (en) | Ultrathin steel structure fireproof coating and preparation method thereof | |
TWI674299B (en) | Fire-proof material and composition thereof |