RU2748705C2 - Теплостойкое защитное органосиликатное покрытие для АЭС - Google Patents
Теплостойкое защитное органосиликатное покрытие для АЭС Download PDFInfo
- Publication number
- RU2748705C2 RU2748705C2 RU2019129205A RU2019129205A RU2748705C2 RU 2748705 C2 RU2748705 C2 RU 2748705C2 RU 2019129205 A RU2019129205 A RU 2019129205A RU 2019129205 A RU2019129205 A RU 2019129205A RU 2748705 C2 RU2748705 C2 RU 2748705C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coating
- heat
- mica
- resistant
- nuclear power
- 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
- C09D183/00—Coating 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (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
Изобретение относится к полимерным антикоррозионным, радиационностойким, дезактивируемым, теплостойким покрытиям. Теплостойкое защитное органосиликатное покрытие для АЭС включает кремнийорганическое связующее в виде немодифицированного полидиметилфенилсилоксана, силикатный наполнитель в виде хризотилового асбеста и слюду, и пигменты. Покрытие выполнено при следующем соотношении компонентов по сухому остатку (в мас.%): немодифицированный полидиметилфенилсилоксан - 64-67, хризотиловый асбест - 14-16, слюда - 14-16, пигменты - 3-5. При этом массовое соотношение полимера к силикатам не превышает 2,24:1. Суммарное количество силикатных компонентов - хризотилового асбеста и слюды составляет 30-31 мас.%. Изобретение обеспечивает сохранение теплостойкости покрытия до 300°С при улучшении дезактивирующих свойств. 2 табл.
Description
Изобретение относится к полимерным композициям для получения антикоррозионных, электроизоляционных, радиационностойких, легко дезактивируемых, теплостойких органосиликатных покрытий холодного и горячего отверждения. Материал может быть использован в качестве антикоррозионного покрытия на металле, кирпиче и бетоне, которые подвергаются аэрозольному радиоактивному загрязнению, а также в электротехнике и радиоэлектронике.
Известен состав теплозащитного покрытия, используемого для тепловой защиты электрических установок, по патенту РФ №2043378, включающий модифицированную эпоксидную смолу, отвердитель, разбавитель и наполнитель, который характеризуется тем, что в качестве модифицированной эпоксидной смолы он содержит эпоксикремнийорганическую смолу, представляющую собой продукт взаимодействия эпоксидированной диановой смолы с тетрафурилсиликатом или с олигофурфуроксисилоксаном, а в качестве наполнителя - термостойкие полимеры ароматического строения, выбранные из группы, содержащей полиамидимид, полисульфон, поликарбонат или смесь полиамидимида и полисульфона в соотношении 1:1, в качестве разбавителя - диглицидиловый эфир диэтиленгликоля, а отвердителя - триэтаноламинтитанат или 2,4,6-три(диметиламинометил)фенол, при следующем соотношении компонентов, мас. ч.: эпоксикремнийорганическая смола - 100, диглицидиловый эфир диэтиленгликоля - 30-40, триэтаноламинтитанат или 2,4,6-три(диметиламинометил)фенол - 10-15, термостойкие полимерные наполнители - 10-25. Однако авторы отмечают низкую теплостойкость материала для теплонагруженных конструкций.
Известна композиция для защитного покрытия по патенту РФ №2213114, которая по второму варианту включает кремнийорганическое полимерное связующее полидиметилфенилсилоксан, толуол, оксиды переходных металлов и наполнитель и характеризуется тем, что она дополнительно содержит силикат, а в качестве наполнителя использован асбест при следующем соотношении компонентов, мас.%: полидиметилфенилсилоксан, в расчете на сухое вещество - 45-60, оксиды переходных металлов - 15-30, асбест - 10-20, силикат - 10-20, толуол - остальное.
Данное техническое решение, как наиболее близкое к заявленному по техническому существу и достигаемому результату, принято в качестве его прототипа.
В данном патенте в таблице 3 (мас.% композиции) и таблице 4 (показатель качества) на примере VII композиции, которая имела состав: 65% полимера, 15% ТiO2, 10% асбеста, 5% слюды, 5% толуола, - указывается, что покрытие на ее основе не выдержало испытания на теплостойкость (200°С) и термоудар (от -60°С до +200°С троекратно). В связи с неудовлетворительной теплостойкостью вышеуказанного покрытия верхний предел содержания полимера в композиции не превышает 60%.
Выпускаемая на заводах РФ органосиликатная композиция ОС-51-03 по своему качественному и количественному составу (мас.%: полимер - 55%, слюда - 15%, асбест - 15%, ТiO2 - 10%, Сr2O3 - 5%) находится в диапазоне тех концентраций, которые указаны в патенте РФ №2213114 (второй вариант).
Покрытие ОС-51-03 включено в ОСТ 95 10590-2004 «Покрытия полимерные защитные для атомных станций». В таблице В.4 части 2 этого ОСТа указано, что «покрытие предназначено для защиты вентиляционных систем из углеродистой стали при воздействии агрессивной паровоздушной среды с температурой от 200°С до 280°С, воздействие радиоактивных аэрозольных загрязнений, ионизирующего излучения, дезактивирующих растворов, относительной влажности от 40 до 100%».
В процессе использования данного покрытия обнаружилась его недостаточная дезактивируемость, поэтому было предложено наносить на покрытие ОС-51-03 поверхностный слой лака КО-921 (связующее этой композиции). Проведенные в Научно-исследовательском и конструкционном Институте монтажной технологии испытания подтвердили, что схема покрытий (ОС-51-03 с поверхностным слоем лака КО-921) соответствует требованиям ГОСТ Р 51102-92 по критериям дезактивируемости и радиационной стойкости. Однако практика всех заводов Российской Федерации, которые поставляют оборудование с покрытием ОС-51-03 на атомные станции, показала, что нанесение дополнительного слоя лака на покрытие создает технологические трудности. Перед нанесением слоя лака требуется время (не менее 10-12 суток) для формирования (сшивки макромолекул полимера) покрытия, которое становится устойчивым к действию растворителя, содержащегося в количестве 65-70% в разбавленном лаке.
Данное требование не соответствует технологическим правилам, принятым на заводах-изготовителях оборудования: при окраске и сушке изделие не должно находиться в малярном цехе более одних суток. Это означает, что изделие с покрытием ОС-51-03 нужно удалить из малярного цеха в другое помещение, а затем через какое-то время оно должно снова поступить в этот цех для покрытия лаком.
Для преодоления вышеуказанных технологических трудностей работники заводов, изготавливающие оборудование для АЭС, приняли решение совместить ОС-51-03 (сухой остаток 55%) с лаком КО-921 (сухой остаток 50%) в весовом соотношении 1:1. Расчет показывает состав получаемого материала, %: КО-921 - 76,43; асбест - 7,86; слюда - 7,86; ТiO2 - 5,24; Сr2О3 - 2,62. Количество полимера возрастает на 21,43%, количество силикатов (слюда, асбест), которые определяют теплостойкость покрытия, уменьшается почти в 2 раза. Соотношение полимер:силикат становится равным 4,86. Вероятно, это покрытие обладает хорошей гидрофобностью и дезактивируемостью, но в аварийной ситуации на АЭС при температуре 200°С и выше оно безусловно будет растрескиваться. Таким образом, ОСП утрачивает свое главное свойство - теплостойкость - по сравнению с другими (в частности, с эпоксидными) покрытиями, обладающими более высокой твердостью, адгезионной прочностью, химической стойкостью. А преимущество ОСП, применяющихся на АЭС, заключается в сочетании теплостойкости и радиационной стойкости. В предлагаемом способе повышение дезактивируемости идет за счет понижения теплостойкости.
Задачей данного изобретения является разработка органосиликатной композиции для однородного защитного покрытия, которое отличается комплексом необходимых свойств, простой технологией его получения и нанесения.
Сущность изобретения как технического решения выражается в следующей совокупности существенных признаков.
Согласно изобретению теплостойкое защитное органосиликатное покрытие для АЭС, включающее кремнийорганическое связующее в виде полидиметилфенилсилоксана, наполнитель в виде хризотилового асбеста, слюду и пигменты, характеризуется тем, что покрытие выполнено при следующим соотношении компонентов по сухому остатку (в мас.%): полидиметилфенилсилоксан - 64-67%, хризотиловый асбест - 14-16%, слюда - 14-16%, пигменты - 3-5%, при этом массовое соотношение полимера к силикатам не превышает 2,24:1.
Кроме того, заявленное техническое решение характеризуется наличием ряда дополнительных факультативных признаков, а именно:
- в покрытие может быть дополнительно введен органический растворитель в количестве достаточном для улучшения технологических свойств композиции.
Заявленная совокупность существенных признаков обладает новизной и обеспечивает достижение технического результата, который заключается в том, что заявленное покрытие за счет увеличения количества связующего (64-67%) при уменьшении содержания пигментов (3-5%) по своим физико-механическим свойствам, химической, тепловой и радиационной стойкости не уступает известному покрытию по прототипу ОС-51-03, а по дезактивируемости превосходить его и не уступает двухслойному покрытию.
Количество гидросиликатных наполнителей в заявленном покрытии составляет 30-31%. Они, вследствие взаимодействия их силанольных групп с силанольными группами полиорганосилоксана, образуют термоустойчивый органосиликатный продукт. Для получения термостойкого покрытия необходимо, чтобы массовое соотношение полидиметилфенилсилоксана к силикатным наполнителям не превышало 2,24:1. При возрастании этой величины при испытании на теплостойкость на поверхности покрытия начинают появляться дефекты, что наблюдалось на примере VII прототипа, в котором массовое соотношение полимер:силикат равнялось 4,33:1. Такое покрытие не выдерживало даже 200°С. В отличие от прототипа предложенный нами состав обеспечивает теплостойкость покрытия 300°С, что соответствует (ТУ 84-725-78) теплостойкости покрытия ОС-51-03.
Дезактивируемость покрытий улучшается при повышении гладкости поверхности материала. Увеличение связующего способствует этому свойству. Мы определили, что у покрытия ОС-51-03 с поверхностным слоем лака краевой угол смачивания равняется 88°, а у предлагаемого нами материала ОС-51-03М он составляет 98°, то есть немного лучше.
Композицию для покрытия изготавливали в лабораторных условиях следующим образом. В шаровую фарфоровую мельницу объемом 0,5 л загружали фарфоровые шары объемом 0,15-0,2 л, сухие компоненты, лак (раствор немодифицированного полидиметилфенилсилоксана в толуоле), органический растворитель в количестве, достаточном для нанесения полученной суспензии предлагаемым методом. После 17 часов вращения шаровой мельницы материал выгружали. Для получения покрытий данная композиция остается пригодной в течение не менее года хранения. Полученную композицию можно наносить на подложку различными методами: окунанием, наливом, пульверизацией, кистью, валиком. Холодное отверждение покрытия достигается перед нанесением суспензии добавкой в нее в качестве отвердителя продукта АГМ-9 в количестве 1% на суспензию.
Горячее отверждение без отвердителя производится следующим образом. Нанесенное покрытие в зависимости от толщины сушат при комнатной температуре 2-4 часа, затем подвергают термообработке с подъемом температуры 2-3 градуса в минуту до 260°С и выдерживают изделие при этой температуре в течение 3 часов. Исследование свойств покрытий проводили в лабораторных условиях. Состав примеров исследованных композиций приведен в таблице 1, полученные показатели при испытаниях покрытий - в таблице 2.
Приведенные в таблицах примеры определяют оптимальное соотношение компонентов композиции, основанной на одном кремнийорганическом связующем, двух слоистых гидросиликатных наполнителях и пигменте.
Заявленное покрытие имеет следующие характеристики: твердость по маятниковому прибору с маятником Персоза - 0,26; адгезия по методу решетчатых надрезов - 1 балл; прочность при ударе (прибор У-1а) - 50 см; водопоглощение - 0,41-0,48%; паропроницаемость в расчете на 100 мкм толщины - 13-13,5 г/м2⋅сут⋅кПа, теплостойкость - 300°С; стойкость к изменению температуры от -60°С до +300°С (3 цикла), краевой угол смачивания - 98°; электрическое сопротивление не менее 1,0⋅1012 Ом⋅см; электрическая прочность не менее 10 кВ/мм. Испытания, проведенные на ЛАЭС (г. Сосновый Бор, Ленинградская обл.), по определению коэффициента дезактивируемости (ГОСТ Р 53371-2009. «Материалы и покрытия защитные дезактивируемые. Методы определения коэффициента дезактивации»), показали, что отмываемость модифицированного покрытия ОС-51-03М на 15% лучше, чем у исходного ОС-51-03.
Заявленное покрытие обладает по сравнению с прототипом более высокой способностью к очистке от радиоактивных аэрозольных загрязнений. По своим физико-механическим и электроизоляционным свойствам покрытие не уступает покрытию прототипа. Хорошая антикоррозионная устойчивость покрытия подтверждается водостойкостью.
Композиция для этого органосиликатного покрытия проста в изготовлении и удобна в эксплуатации. Ее производство может быть реализовано промышленным способом в условиях серийного производства с использованием известных технических и технологических средств.
Claims (1)
- Теплостойкое радиационностойкое органосиликатное покрытие для АЭС, включающее кремнийорганическое связующее в виде немодифицированного полидиметилфенилсилоксан, силикатные наполнители в виде хризотилового асбеста и слюды, и пигменты, в зависимости от требуемого цвета, отличающееся тем, что все компоненты находятся в следующем соотношении по сухому остатку (в мас.%): немодифицированный полидиметилфенилсилоксан - 64-67, хризотиловый асбест - 14-16, слюда - 14-16, пигменты - 3-5, при этом массовое соотношение полимера к силикатам не превышает 2,24:1, а суммарное количество силикатных компонентов-хризотилового асбеста и слюды составляет 30-31 мас.%.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019129205A RU2748705C2 (ru) | 2019-09-16 | 2019-09-16 | Теплостойкое защитное органосиликатное покрытие для АЭС |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019129205A RU2748705C2 (ru) | 2019-09-16 | 2019-09-16 | Теплостойкое защитное органосиликатное покрытие для АЭС |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2019129205A RU2019129205A (ru) | 2021-03-16 |
RU2019129205A3 RU2019129205A3 (ru) | 2021-03-16 |
RU2748705C2 true RU2748705C2 (ru) | 2021-05-28 |
Family
ID=74873825
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019129205A RU2748705C2 (ru) | 2019-09-16 | 2019-09-16 | Теплостойкое защитное органосиликатное покрытие для АЭС |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2748705C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2815887C1 (ru) * | 2023-07-03 | 2024-03-25 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова Российской академии наук (ИХС РАН) | Органосиликатная композиция на основе лестничного полимера |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4496469A (en) * | 1982-01-12 | 1985-01-29 | Otsuka Kagaku Yakuhin Kabushiki Kaisha | Heat-insulating refractory material consisting alkali titanate and silicon resin |
RU2213114C1 (ru) * | 2002-03-13 | 2003-09-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛИНК" | Композиция для защитного покрытия (варианты) |
RU2216567C2 (ru) * | 2001-12-14 | 2003-11-20 | Фоменко Татьяна Васильевна | Композиция для защитного покрытия |
RU2687443C1 (ru) * | 2018-10-15 | 2019-05-13 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова Российской академии наук (ИХС РАН) | Органосиликатная композиция для защитных электроизоляционных покрытий |
-
2019
- 2019-09-16 RU RU2019129205A patent/RU2748705C2/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4496469A (en) * | 1982-01-12 | 1985-01-29 | Otsuka Kagaku Yakuhin Kabushiki Kaisha | Heat-insulating refractory material consisting alkali titanate and silicon resin |
RU2216567C2 (ru) * | 2001-12-14 | 2003-11-20 | Фоменко Татьяна Васильевна | Композиция для защитного покрытия |
RU2213114C1 (ru) * | 2002-03-13 | 2003-09-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛИНК" | Композиция для защитного покрытия (варианты) |
RU2687443C1 (ru) * | 2018-10-15 | 2019-05-13 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова Российской академии наук (ИХС РАН) | Органосиликатная композиция для защитных электроизоляционных покрытий |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2815887C1 (ru) * | 2023-07-03 | 2024-03-25 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова Российской академии наук (ИХС РАН) | Органосиликатная композиция на основе лестничного полимера |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2019129205A (ru) | 2021-03-16 |
RU2019129205A3 (ru) | 2021-03-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2614681C2 (ru) | Композиции эпоксисилоксанового покрытия | |
CN107868567B (zh) | 环氧锌粉底漆、油漆配套组合物及应用 | |
CN107001590B (zh) | 环氧树脂用固化剂和使用其的环氧树脂组合物 | |
EP3167013B1 (en) | Thermal control coatings | |
KR100982451B1 (ko) | 나노 플레이크를 이용한 방수 및 방식 세라믹 코팅제 | |
KR101893380B1 (ko) | 열악한 환경하의 콘크리트 구조물 표면보호용 친환경 보호제 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 표면 마감 공법 | |
KR102045881B1 (ko) | 강판 표면처리용 용액 조성물 및 이를 이용하여 표면처리된 강판 | |
KR20140005476A (ko) | 우수한 내식성을 갖는 파이프 피복용 에폭시 수지 분체 도료 조성물 | |
JP4955335B2 (ja) | 防食塗料およびこれを塗布した金属材料 | |
EP2344598B1 (en) | Powder coating composition | |
KR20190076647A (ko) | 강판 표면처리용 용액 조성물 및 이를 이용하여 표면처리된 강판 | |
RU2748705C2 (ru) | Теплостойкое защитное органосиликатное покрытие для АЭС | |
RU2520481C1 (ru) | Органосиликатная композиция | |
KR102331925B1 (ko) | 수용성 에폭시 및 우레탄 도료를 이용한 강재 표면 도료 시공 공법 | |
Chang et al. | Effect of amino-modified silica nanoparticles on the corrosion protection properties of epoxy resin-silica hybrid materials | |
EP0794206A1 (de) | Phosphormodifizierte Überzugsmassen, ein Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung als Intumeszenzbeschichtung | |
KR20210018873A (ko) | 조성물 | |
KR101388836B1 (ko) | 초내후성 내암모니아 테프론 탑 코팅 조성물 | |
Buslaev et al. | Heat-resistant protective organosilicate coatings for nuclear energy | |
KR102632654B1 (ko) | 초발수성 애자의 제조 방법 및 이로부터 제조된 초발수성 애자 | |
Tasew et al. | Barrier Corrosion Protection Properties of Metakaolin Clay‐Kadilux Epoxy Coatings on Galvanized Steel | |
RU2213114C1 (ru) | Композиция для защитного покрытия (варианты) | |
RU2772753C1 (ru) | Однослойное антикоррозионное покрытие | |
Xie | Comparative Study on TIP/TIA/ZRP/TEOS Modified Epoxides Resin: Anti-Corrosion Performance | |
KR102188761B1 (ko) | 도막 균열 방지 기능이 개선된 방식도료 조성물 및 이를 이용한 도장 공법 |