RU2681027C2 - Композиция для атмосферостойкого антиобледенительного покрытия с повышенной гидрофобностью - Google Patents

Композиция для атмосферостойкого антиобледенительного покрытия с повышенной гидрофобностью Download PDF

Info

Publication number
RU2681027C2
RU2681027C2 RU2016141009A RU2016141009A RU2681027C2 RU 2681027 C2 RU2681027 C2 RU 2681027C2 RU 2016141009 A RU2016141009 A RU 2016141009A RU 2016141009 A RU2016141009 A RU 2016141009A RU 2681027 C2 RU2681027 C2 RU 2681027C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
oxide
composition
filler
coating
composition according
Prior art date
Application number
RU2016141009A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2016141009A (ru
Inventor
Лариса Николаевна Красильникова
Ольга Алексеевна Шилова
Ирина Юрьевна Кручинина
Владимир Ярославович Шевченко
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова Российской академии наук (ИХС РАН)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова Российской академии наук (ИХС РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова Российской академии наук (ИХС РАН)
Priority to RU2016141009A priority Critical patent/RU2681027C2/ru
Publication of RU2016141009A publication Critical patent/RU2016141009A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2681027C2 publication Critical patent/RU2681027C2/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/18Materials not provided for elsewhere for application to surfaces to minimize adherence of ice, mist or water thereto; Thawing or antifreeze materials for application to surfaces
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34Silicon-containing compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING 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
    • C09D183/00Coating compositions based on 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; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D183/04Polysiloxanes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области химии, а именно к полимерной атмосферостойкой антиобледенительной композиции с повышенной гидрофобностью. Композиция содержит связующее, состоящее из кремнийорганических полимеров - разветвленного полидиметилфенилсилоксана (ПДМФС) и линейного полидиметилсилоксана (ПДМС), силикатный компонент наполнителя, оксидный компонент наполнителя, коллоидный диоксид кремния, растворитель толуол. Обеспечивается увеличение эффективности и надежности антиобледенительного действия покрытия и его долговечности. 5 з.п. ф-лы, 2 табл.

Description

Изобретение относится к области химии, а именно: к полимерной композиции для атмосферостойкого антиобледенительного покрытия с повышенной гидрофобностью, которое может быть использовано для защиты конструкций и сооружений из металла, бетона, кирпича, дерева и других строительных материалов от воздействия климатических факторов, вызывающих коррозию, обледенение, загрязнение и даже образование плесени.
Для оценки новизны и изобретательского уровня заявленного решения рассмотрен ряд известных технических средств аналогичного назначения.
Известно покрытие «Нивасар» на полимерной основе, состоящей из двух-компонентных полиуретановых блоксополимеров и включающей частицы кремнезема и антиадгезивную добавку, см. www.kelmeks.ru. Покрытие «Нивасар» предназначено для предотвращения образования наледи на скатных крышах, мостах, телевышках, опорах линий электропередач, газовых трубах. Оно является гидроизоляционным, антикоррозийным и относится к трудногорючим материалам, имеет высокую атмосферостойкость, прочность и является стойким к УФ-излучению. Однако это покрытие характеризуется ограниченным временем жизнеспособности, что создает определенные трудности при ее нанесении.
Известна композиция для защитного антиобледенительного покрытия по патенту РФ №2156786, включающая кремнийорганическое полимерное связующее, состоящее из полидиметилфенилсилоксана и полидиметилсилоксана, отличающаяся тем, что композиция дополнительно содержит тальк или смесь талька с белитом и/или баритом и оксиды и/или соли переходных металлов при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Кремнийорганическое полимерное связующее - 30-40,
Тальк или смесь талька с белитом и/или баритом - 9-18,
Оксиды и/или соли переходных металлов - 6-15,
Толуол - остальное.
По наибольшему количеству сходных признаков и достигаемому при использовании результату данное техническое решение выбрано в качестве прототипа изобретения.
Недостатком известной композиции является то, что, несмотря на обладание надежными защитными и антиобледенительными свойствами, она имеет недостаточно высокое значение краевого угла смачивания - 110°, который является важным показателем для антиобледенительного покрытия, т.к. характеризует гидрофобность поверхности.
Заявленное изобретение направлено на решение проблемы борьбы с обледенением различных материалов путем создания на российском сырье антиобледенительной композиции с простыми технологиями изготовления, нанесения и формирования покрытия с повышенной гидрофобностью, которое обеспечивает снижение адгезии льда.
Согласно изобретению композиция для атмосферостойкого антиобледенительного покрытия с повышенной гидрофобностью, включающая полимерное связующее из полидиметилфенил- и полидиметилсилоксанов, наполнители из силикатного и оксидных компонентов, характеризуется тем, что в нее дополнительно введен коллоидный диоксид кремния, при соотношении полимеров в связующем ПДМФС-ПДМС=(80-85):(15-20) и при следующем соотношении других компонентов, масс. %:
связующее - 40-65;
силикат - 9-25;
пигменты - 16-38;
аэросил - 10-15;
растворитель толуол - остальное.
Технический результат, достигаемый при использовании заявленной совокупности существенных признаков, заключается в повышении гидрофобности покрытия, позволяющей уменьшить сцепление льда с защищаемой поверхностью, сократить энергетические затраты на его удаление, замедлить процесс льдообразования, а, в некоторых случаях, даже предотвратить его.
Механизм формирования антиобледенительного покрытия основан на термодинамической несовместимости выбранных полисилоксанов. Самопроизвольное расслаивание, происходящее в полимерной системе, приводит к образованию градиентного покрытия из двух слоев, каждый из которых выполняет самостоятельную функцию: полидиметилфенилсилоксан обеспечивает адгезию покрытия к поверхности, неполярный полидиметилсилоксан мигрирует в поверхностный слой покрытия и уменьшает его сцепление со льдом.
Силикатный наполнитель экранируют воздействие внешних факторов, усиливая «барьерную» защиту покрытия. Пигментные компоненты влияют на декоративные и защитные свойства. Оксиды железа, хрома, цинка являются противокоррозионными; оксиды титана, железа, оксиды и соли хрома определяют цвет покрытия; оксид циркония, обладая большой плотностью, способствует более качественному разделению полисилоксанов в связующем.
Аэросил обычно вводится в полимерные композиции в качестве загустителя для увеличения вязкости или как стабилизатор суспензии и используется в небольших количествах 1-3%. В заявляемой композиции аэросил является структурирующим наполнителем. Коллоидный диоксид кремния обладает ярко выраженными адсорбционными свойствами, развитой удельной поверхностью, малой плотностью и размером частиц 5-20 нм. Мигрируя вместе с неполярным полимером полидиметилсилоксаном в поверхностный слой покрытия, он, внесенный в композицию в количестве 10-15 мас. %, упрочняет поверхностный слой и придает гидрофобной поверхности регулярный микрорельеф, который увеличивает краевой угол смачивания, что свидетельствует о повышении уровня гидрофобности покрытия. Кроме этого, сочетание в композиции диоксида циркония и аэросила, за счет их индивидуального взаимодействия с компонентами связующего, улучшает физико-механические свойства покрытия.
Заявленную композицию получают следующим образом.
Композиция для антиобледенительного покрытия образуется при механохимической обработке наполнителей в толуольном растворе кремнеорганических полимеров. Процесс проводится в шаровых или бисерных мельницах в течение 48 часов. Для нанесения композиции на поверхность пользуются методами лакокрасочной технологии - пульверизатор, кисть, валик и др. Сушка покрытия может проводиться по одному из двух режимов: 1- «горячее отверждение» -при температуре 180°С в течение 3-х часов: 2 - «холодное отверждение» - при температуре окружающей среды с предварительно внесенным в композицию отвердителем - аминопропилтриэтоксисиланом в течение 24 часов.
Испытания физико-механических характеристик покрытия проводили в соответствии с действующими нормативными документами.
Краевой угол смачивания определяли по методу «лежащей капли» с использованием электронной программы Drop Shoup. Оценку стойкости гидрофобного покрытия к циклам «замораживание-размораживание» проводили по изменению краевого угла смачивания после каждого цикла.
Защитные свойства оценивали по ГОСТ 9.401, после выдержки образцов с покрытием в климатических камерах, имитирующих условия холодного У1 и умеренно холодного УХЛ1 климата
Результаты испытаний иллюстрируются данными, приведенными в таблицах. Соотношение полисилоксанов разного строения в связующем определяли по результатам комплексных испытаний механических и защитных свойств покрытий с измерением краевого угла смачивания. Данные представлены в таблице 1.
Figure 00000001
Увеличение в связующем содержания ПДМС более 20 мас. % по отношению к ПДМФС делает систему покрытия более хрупкой, снижает механические показатели и ухудшает защитные свойства. Использование же ПДМС менее 15 мас. % не обеспечивает стабильность гидрофобных свойств покрытия при его длительной эксплуатации. Оптимальным составом связующего следует считать содержание разветвленного и линейного полисилоксанов в соотношении (80-85):(15-20).
В таблице 2 приведены результаты испытаний покрытий с разным содержанием коллоидного диоксида кремния.
Figure 00000002
Испытания показали, что введение в композицию 10-15 мас. % аэросила, не ухудшая адгезии покрытия, позволяет увеличить значение краевого угла смачивания до 140° и сохранить достигнутый уровень в процессе многократных циклов «замораживание-размораживание», что свидетельствует о получении покрытий с устойчивой повышенной гидрофобностью.
Производство заявляемой композиции может быть реализовано промышленным способом в условиях серийного производства с использованием стандартных технических средств и известных технологий.

Claims (11)

1. Композиция для атмосферостойкого антиобледенительного покрытия с повышенной гидрофобностью, включающая полимерное связующее из полидиметилфенилсилоксанов и полидиметилсилоксанов, наполнители из силикатных и оксидных компонентов, а также растворитель, отличающаяся тем, что в нее дополнительно введен коллоидный диоксид кремния, при соотношении полимеров в связующем полидиметилфенилсилоксаны : полидиметилсилоксаны, равном 80-85:15-20, и при следующем соотношении компонентов, мас. %:
связующее - 40-60 (в расчете на сухое вещество);
коллоидный диоксид кремния - 10-15
силикатный компонент наполнителя - 9-25
оксидный компонент наполнителя - 16-38
растворитель толуол - остальное.
2. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве оксидного компонента наполнителя использован оксид цинка.
3. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве оксидного компонента наполнителя использован оксид титана.
4. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве оксидного компонента наполнителя использован оксид хрома.
5. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве оксидного компонента наполнителя использован оксид железа.
6. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве оксидного компонента наполнителя использован оксид циркония.
RU2016141009A 2016-10-18 2016-10-18 Композиция для атмосферостойкого антиобледенительного покрытия с повышенной гидрофобностью RU2681027C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016141009A RU2681027C2 (ru) 2016-10-18 2016-10-18 Композиция для атмосферостойкого антиобледенительного покрытия с повышенной гидрофобностью

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016141009A RU2681027C2 (ru) 2016-10-18 2016-10-18 Композиция для атмосферостойкого антиобледенительного покрытия с повышенной гидрофобностью

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2016141009A RU2016141009A (ru) 2018-04-18
RU2681027C2 true RU2681027C2 (ru) 2019-03-01

Family

ID=61974534

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016141009A RU2681027C2 (ru) 2016-10-18 2016-10-18 Композиция для атмосферостойкого антиобледенительного покрытия с повышенной гидрофобностью

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2681027C2 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2828293C1 (ru) * 2023-11-20 2024-10-09 Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" Однокомпонентная атмосферостойкая грунтовочная композиция холодного отверждения

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4636324A (en) * 1984-03-30 1987-01-13 Kansai Paint Company, Ltd. Anti-icing compositions
SU1386630A1 (ru) * 1986-06-24 1988-04-07 Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро Отделения Химии Поверхности Института Физической Химии Ан Усср Композици дл получени противообледенительного покрыти "Крезан
RU2036213C1 (ru) * 1992-10-14 1995-05-27 Смирнов Александр Витальевич Состав для модификации твердых поверхностей
RU2156786C2 (ru) * 1998-12-30 2000-09-27 Институт химии силикатов РАН Композиция для антиобледенительного покрытия
RU2213114C1 (ru) * 2002-03-13 2003-09-27 Общество с ограниченной ответственностью "ЛИНК" Композиция для защитного покрытия (варианты)
RU2006121401A (ru) * 2006-06-13 2008-01-10 Юнайтед Текнолоджиз Корпорейшн (US) Устойчивые к разрушению противообледенительные покрытия

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4636324A (en) * 1984-03-30 1987-01-13 Kansai Paint Company, Ltd. Anti-icing compositions
SU1386630A1 (ru) * 1986-06-24 1988-04-07 Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро Отделения Химии Поверхности Института Физической Химии Ан Усср Композици дл получени противообледенительного покрыти "Крезан
RU2036213C1 (ru) * 1992-10-14 1995-05-27 Смирнов Александр Витальевич Состав для модификации твердых поверхностей
RU2156786C2 (ru) * 1998-12-30 2000-09-27 Институт химии силикатов РАН Композиция для антиобледенительного покрытия
RU2213114C1 (ru) * 2002-03-13 2003-09-27 Общество с ограниченной ответственностью "ЛИНК" Композиция для защитного покрытия (варианты)
RU2006121401A (ru) * 2006-06-13 2008-01-10 Юнайтед Текнолоджиз Корпорейшн (US) Устойчивые к разрушению противообледенительные покрытия

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2828293C1 (ru) * 2023-11-20 2024-10-09 Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" Однокомпонентная атмосферостойкая грунтовочная композиция холодного отверждения

Also Published As

Publication number Publication date
RU2016141009A (ru) 2018-04-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2590030T3 (es) Sistema de techo de alta reflectancia
ES2753299T3 (es) Composiciones de revestimiento de dos componentes y revestimientos producidos a partir de las mismas que tienen una estabilidad alta a la erosión
RU2349618C2 (ru) Покрытие, наполненное полыми микросферами, предотвращающее обледенение поверхностей различных изделий
Li et al. Time dependence and service life prediction of chloride resistance of concrete coatings
US10913858B2 (en) Waterborne heat-insulation coating and composition thereof
Wang The protective effects and aging process of the topcoat of intumescent fire-retardant coatings applied to steel structures
Striani et al. Durability of a sunlight-curable organic–inorganic hybrid protective coating for porous stones in natural and artificial weathering conditions
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
Pilz et al. Sol-gel derived coatings for outdoor bronze conservation
CA1246279A (en) Primer coating composition of a fluorocarbon polymer and an amino alkyl alkoxy silane
KR100942027B1 (ko) 수성 도료 조성물 및 이를 이용한 부식·중성화방지 방수용 도장방법
KR101392815B1 (ko) 콘크리트 표면 보수 및 보강용 중성화 방지 도료 조성물, 이의 제조방법 및 시공방법
CN107841217A (zh) 防水耐蚀交通标识夜光材料的制备方法
KR101049032B1 (ko) 복합 도막구조를 이용한 콘크리트 구조물 표면 보호 및 수명연장 공법
RU2681027C2 (ru) Композиция для атмосферостойкого антиобледенительного покрытия с повышенной гидрофобностью
KR20140036060A (ko) 차열 도료 조성물
TWI529283B (zh) 建築板及其製造方法
US20120121888A1 (en) Thermally insulating primer paint filled with microspheres
CN107207882A (zh) 绝缘性、腐蚀抑制性、自熄性、不可渗透性、环氧且生态的涂料
CN105925242A (zh) 一种喷涂型硅酮阻燃密封胶
BR112020001431B1 (pt) Primer aquoso
CN104497651B (zh) 一种用于砖石质文物防护的冻干胶透明涂料及其制备方法
Simões Organic coatings
JPH0891959A (ja) コンクリート施工体の保護方法
CN111962391A (zh) 一种高架桥防撞墙专用护甲及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
FA92 Acknowledgement of application withdrawn (lack of supplementary materials submitted)

Effective date: 20180809

FZ9A Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal)

Effective date: 20181113