способ выбора модификатора для пигментов светоотражающих покрытий
Классы МПК: | C09C1/00 Обработка специальных неорганических материалов иных, чем волокнистые наполнители C09C1/28 соединения кремния C09D5/33 краски, отражающие излучение |
Автор(ы): | Владимиров В.М., Михайлов М.М. |
Патентообладатель(и): | Томский политехнический университет |
Приоритеты: |
подача заявки:
1998-07-10 публикация патента:
10.12.2000 |
Изобретение предназначено для космической техники и может быть использовано при изготовлении летательных аппаратов. Частицы пигмента ZrO2 покрывают модификатором - оксидом или солью. Состав модификатора выбирают из условий
где S" - относительное светорассеяние, 0 < S" < 0,130,
м,
п - диэлектрическая проницаемость модификатора и пигмента. В качестве модификаторов можно использовать Al2O3 (S" = 0,12), SrO (S" = 0,0422), MgO (S" = 0,0262), SiO2 (S" = 0,0164), SrNO3 (S" = 0,003) в количестве 1% от массы пигмента. Стойкость модифицированного пигмента к действию излучения повышается в 1,5 раза. 1 табл.
Рисунок 1
![способ выбора модификатора для пигментов светоотражающих покрытий, патент № 2160295](/images/patents/311/2160295/2160295t.gif)
![способ выбора модификатора для пигментов светоотражающих покрытий, патент № 2160295](/images/patents/311/2160081/949.gif)
![способ выбора модификатора для пигментов светоотражающих покрытий, патент № 2160295](/images/patents/311/2160081/949.gif)
Формула изобретения
Способ выбора модификатора для пигментов светоотражающих покрытий на основе ZrO2, включающий подбор химического состава оксидов и солей, отличающийся тем, что дополнительно измеряют диэлектрическую проницаемость пигмента![способ выбора модификатора для пигментов светоотражающих покрытий, патент № 2160295](/images/patents/311/2160081/949.gif)
![способ выбора модификатора для пигментов светоотражающих покрытий, патент № 2160295](/images/patents/311/2160081/949.gif)
![способ выбора модификатора для пигментов светоотражающих покрытий, патент № 2160295](/images/patents/311/2160295/2160295-12t.gif)
а выбор химического состава модификатора производят в области значений S", удовлетворяющих условию S" больше 0 и S" меньше 0,130.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к пигментам, в частности к светоотражающим покрытиям класса "солнечные отражатели", и может быть использовано в летательных аппаратах космической техники. Известен способ выбора модификатора для диоксида циркония [Ремпель С.И., Дрикер Б. Н., Рутман Д.С. и др. Способ получения стабилизированной двуокиси циркония. А.с. 522138 СССР //Б.Н. 1976, N 3, с. 66], в котором предлагается выбирать вещества, в частности SiO2, способные образовывать на поверхности зерен пигмента устойчивые к действию излучения соединения, способствующие захвату и аннигиляции дефектов. Известен способ выбора модификатора [Савельев Г.Г., Иванов Г.Ф., Стась Н. Ф. // Изв. АН СССР Неорган. материалы 1988, т.24, N 6, с. 960-963], повышающий устойчивость соединений в результате химической реакции между ZrO2 и SrSiO3 при высоких температурах (700-800oC). Известен способ выбора модификатора [Михайлов М.М., Кузнецов Н.Я., Стась Н. Ф. и др. // Исследование светостойкости отражающих покрытий на основе модифицированного диоксида циркония. Изв. АН СССР. Неорган. материалы. 1990, т. 26, N 9, с.1889-1892], в частности SiO2, выбранный в качестве прототипа, путем создания на поверхности пигмента большего числа оптических контактов для получения устойчивых к действию излучения соединений. Но из данных способов не ясно, какой из модификаторов создает более устойчивые соединения. Поэтому выбор модификатора приходится делать случайным образом, используя большое количество экспериментов для проверки эффективности действия микродобавки. Задачей изобретения является повышение устойчивости пигмента к действию излучений, выбор модификатора и определение области составов модификаторов светоотражающих покрытий. Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе выбора модификатора для пигментов светоотражающих покрытий на основе ZrO2, включающем подбор химического состава оксидов и солей, дополнительно измеряют диэлектрическую проницаемость пигмента (![способ выбора модификатора для пигментов светоотражающих покрытий, патент № 2160295](/images/patents/311/2160081/949.gif)
![способ выбора модификатора для пигментов светоотражающих покрытий, патент № 2160295](/images/patents/311/2160081/949.gif)
![способ выбора модификатора для пигментов светоотражающих покрытий, патент № 2160295](/images/patents/311/2160295/2160295-2t.gif)
а выбор химического состава модификатора производят в области значений S", удовлетворяющих условию S" больше 0 и S" меньше 0,130 (2). Выбор основных понятий формулы изобретения поясняется следующими определениями. Согласно теории Кубелки-Мунка-Гуревича [Гуревич М.М., Ицко Э.Ф., Середенко М. М. Оптические свойства лакокрасочных покрытий. - Л.: Химия, 1984, 120 с.] относительный коэффициент поглощения (
![способ выбора модификатора для пигментов светоотражающих покрытий, патент № 2160295](/images/patents/311/2160011/946.gif)
![способ выбора модификатора для пигментов светоотражающих покрытий, патент № 2160295](/images/patents/311/2160011/946.gif)
где K, S - коэффициенты поглощения и рассеяния света соответственно,
и связан с коэффициентом диффузного отражения (R). Величина S может быть определена по формуле Релея [Ландберг Г.С. Оптика. - М. : Наука, 1976, 926 с.], которая выведена для рассеяния света в газовой среде
![способ выбора модификатора для пигментов светоотражающих покрытий, патент № 2160295](/images/patents/311/2160295/2160295-3t.gif)
где A - коэффициент, зависящий от длины волны и размеров частиц;
![способ выбора модификатора для пигментов светоотражающих покрытий, патент № 2160295](/images/patents/311/2160081/949.gif)
![способ выбора модификатора для пигментов светоотражающих покрытий, патент № 2160295](/images/patents/311/2160081/949.gif)
![способ выбора модификатора для пигментов светоотражающих покрытий, патент № 2160295](/images/patents/311/2160295/2160295-4t.gif)
где I0 - интенсивность падающего света,
![способ выбора модификатора для пигментов светоотражающих покрытий, патент № 2160295](/images/patents/311/2160193/957.gif)
V - объем одной частицы,
![способ выбора модификатора для пигментов светоотражающих покрытий, патент № 2160295](/images/patents/311/2160081/955.gif)
![способ выбора модификатора для пигментов светоотражающих покрытий, патент № 2160295](/images/patents/311/2160081/949.gif)
![способ выбора модификатора для пигментов светоотражающих покрытий, патент № 2160295](/images/patents/311/2160081/949.gif)
![способ выбора модификатора для пигментов светоотражающих покрытий, патент № 2160295](/images/patents/311/2160295/8501.gif)
где
![способ выбора модификатора для пигментов светоотражающих покрытий, патент № 2160295](/images/patents/311/2160295/2160295-5t.gif)
![способ выбора модификатора для пигментов светоотражающих покрытий, патент № 2160295](/images/patents/311/2160012/945.gif)
![способ выбора модификатора для пигментов светоотражающих покрытий, патент № 2160295](/images/patents/311/2160044/916.gif)
![способ выбора модификатора для пигментов светоотражающих покрытий, патент № 2160295](/images/patents/311/2160044/916.gif)
где ask, aso - конечное и начальное значение коэффициента поглощения. as = 1-R,(5)
где R - интегральный коэффициент диффузного отражения, определяемый из спектров диффузного отражения (
![способ выбора модификатора для пигментов светоотражающих покрытий, патент № 2160295](/images/patents/311/2160081/961.gif)
![способ выбора модификатора для пигментов светоотражающих покрытий, патент № 2160295](/images/patents/311/2160081/955.gif)
![способ выбора модификатора для пигментов светоотражающих покрытий, патент № 2160295](/images/patents/311/2160081/961.gif)
![способ выбора модификатора для пигментов светоотражающих покрытий, патент № 2160295](/images/patents/311/2160081/955.gif)
![способ выбора модификатора для пигментов светоотражающих покрытий, патент № 2160295](/images/patents/311/2160044/916.gif)
![способ выбора модификатора для пигментов светоотражающих покрытий, патент № 2160295](/images/patents/311/2160044/916.gif)
![способ выбора модификатора для пигментов светоотражающих покрытий, патент № 2160295](/images/patents/311/2160295/2160295-6t.gif)
![способ выбора модификатора для пигментов светоотражающих покрытий, патент № 2160295](/images/patents/311/2160295/2160295-7t.gif)
![способ выбора модификатора для пигментов светоотражающих покрытий, патент № 2160295](/images/patents/311/2160295/2160295-8t.gif)
![способ выбора модификатора для пигментов светоотражающих покрытий, патент № 2160295](/images/patents/311/2160044/916.gif)
![способ выбора модификатора для пигментов светоотражающих покрытий, патент № 2160295](/images/patents/311/2160081/949.gif)
![способ выбора модификатора для пигментов светоотражающих покрытий, патент № 2160295](/images/patents/311/2160295/2160295-9t.gif)
где S - толщина образца,
F - эффективная площадь электрода. Рассчитанные значения
![способ выбора модификатора для пигментов светоотражающих покрытий, патент № 2160295](/images/patents/311/2160081/949.gif)
![способ выбора модификатора для пигментов светоотражающих покрытий, патент № 2160295](/images/patents/311/2160295/2160295-10t.gif)
![способ выбора модификатора для пигментов светоотражающих покрытий, патент № 2160295](/images/patents/311/2160295/2160295-11t.gif)
Величина S для TiO2 находится за пределами указанного в (3) интервала и для пигмента ZrO2 будет приводить к большому светорассеянию и пониженной стойкости к излучению. Поэтому Ca(NO3) может быть модификатором для ZrO2, а TiO2 не может быть.
Класс C09C1/00 Обработка специальных неорганических материалов иных, чем волокнистые наполнители
Класс C09C1/28 соединения кремния
Класс C09D5/33 краски, отражающие излучение