термостойкая краска для окрашивания металлических поверхностей

Формула изобретения

1. Термостойкая краска для окрашивания металлических поверхностей, содержащая соединение на основе оксидов металла, кремнийсодержащее вещество и воду, отличающаяся тем, что в качестве соединения на основе оксидов металла она содержит известь, в качестве кремнийсодержащего вещества - кремнегель и дополнительно - соль щелочных металлов и квасцы при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Известь - 25 - 40

Соль щелочных металлов - 25 - 35

Квасцы - 1,2 - 1,8

Кремнегель - 1,0 - 1,7

Вода - Остальное

2. Термостойкая краска по п. 1, отличающаяся тем, что она содержит негашеную известь.

3. Термостойкая краска по п. 2, отличающаяся тем, что она содержит негашеную молотую известь.

4. Термостойкая краска по п. 1, отличающаяся тем, что она содержит поваренную соль.

5. Термостойкая краска по пп. 1-3, отличающаяся тем, что она содержит хромовокалиевые, или железоаммониевые, или алюмокалиевые квасцы.

6. Термостойкая краска по пп. 1-4, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит железоокисный красный пигмент в количестве 0,1-2,0 мас. %.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области лакокрасочной промышленности, в частности к термостойкой краске на известковой основе, способной выдерживать температуру горячего металла в сталелитейных и прокатных производствах.

Известна краска для окрашивания строительных конструкций на известковой основе, содержащая на 10 л состава: 1,5 кг извести-кипелки, 50-100 г олифы и около 400 г пигмента, или на 10л состава: 3 кг известкового теста, 100 г поваренной соли или 200 г квасцов и около 400 г пигмента (Шепелев А.М. Справочник домашнего мастера. - М., Стройиздат, 1995, с. 141).

Известная краска не обеспечивает хорошей адгезии к горячему металлу и не может быть использована для окрашивания горячих металлических поверхностей.

Известна термостойкая краска для получения покрытий на металлических поверхностях, подвергающаяся воздействию высоких температур: 581-981^oС, содержащая 14-19,5 вес.ч. тонкоизмельченной глины, 1,5-2,5 вес.ч. тонкоизмельченного асбеста, 14-19,5 вес.ч. тонкоизмельченного кремнеземистого песка или кремнеземистой каменной муки, 18-30 вес.ч. растворимого стекла, 5-9 вес.ч. красной или черной окиси железа или белую окись титана, 0,5-1,7 вес.ч. канифоли и 3,6 вес.ч. водного раствора, содержащего 50 вес.% гидроокиси натрия (US 3585052 A, 1971).

Известна также термостойкая композиция для покрытия по металлическим поверхностям, выдерживающая температуру 500^oС и выше, содержащая тугоплавкий порошок неорганического оксида с частицами диаметром 44 мкм, порошок неорганического соединения слоистой структуры, способного к катионному обмену и набуханию в воде и не содержащего гидроксильные группы, синтетической слюды или флюгоцита с частицами диаметром 30 мкм при их массовом соотношении от 10 : 90 до 90 : 10, и связующее на основе силиката натрия в количестве 15 - 50% в расчете на общую массу оксида и неорганического соединения слоистой структуры (US 4608087A, 1986).

Недостатком известных красок является сложность их технологии, обусловленная необходимостью использования сухих исходных компонентов в виде тонкоизмельченных частиц и труднодоступностью синтетической слюды или флюгоцита, а следовательно, и высокая стоимость получаемой краски.

Термостойкая краска для горячих металлических поверхностей, описанная в патенте DE 3410844 А1, 1984, содержит жидкое стекло, кварц, глинозем, лавалит, сиккатив магния, пемзу, цемент, воду и небольшое количество фосфорной кислоты и наносится на металл в виде расплава.

Недостатком данной краски является сложность технологии ее нанесения, обусловленная необходимостью расплавления в условиях пламени.

Наиболее близкой по существу к предлагаемой краске является термостойкая краска для окрашивания металлических поверхностей, в частности для маркировки горячих металлических изделий, содержащая 16-52 мас.ч. окиси металла, предпочтительно диоксида титана, 40 - 70 мас.ч. силиката натрия, 8-35 мас.ч. каолина и 60 - 263 мас.ч. воды.

Данную краску наносят на металл методом термопереноса при 427 - 871^oС, частицы краски, которые не попали на поверхность металла, переносят специальным карандашом (DE 1644733 В2, 1979).

Недостатком известной краски является сложность технологии ее применения.

Задачей настоящего изобретения является разработка термостойкой краски для окрашивания металлической поверхности, в частности для ее маркировки, лишенная вышеуказанных недостатков. Сущность изобретения заключается в том, что термостойкая краска для окрашивания металлической поверхности содержит, мас.%:

Известь - 25 - 40

Соль щелочных металлов - 25 - 35

Квасцы - 1,2 - 1,8

Кремнегель - 1,0 - 1,7

Вода - Остальное

Содержащаяся в краске известь представляет собой вяжущий материал, полученный обжигом известняка или мела. Краска предпочтительно содержит негашеную известь, содержащую в основном оксиды кальция и магния с небольшой примесью карбоната кальция, силиката, алюминатов и ферратов кальция. Более предпочтительно краска содержит негашеную молотую известь - продукт тонкого помола комовой извести.

В качестве соли щелочных металлов может быть использована поваренная соль.

В качестве квасцов можно использовать любые известные квасцы, предпочтительно алюмокалиевые, алюмонатриевые, алюмоаммониевые, хромовокалиевые, железоаммониевые.

Кремнегель представляет собой продукт поликонденсации кремневой кислоты, образующейся в пересыщенном водном растворе аморфной двуокиси кремния (аморфного кремнезема) при рН 5 - 6.

Краску готовят введением в воду, взятой в половинном количестве от общего расхода воды, соли, квасцов и кремнегеля, перемешиванием смеси до полного растворения компонентов с последующим добавлением в нее извести. Полученную смесь настаивают при перемешивании в течение 72-75 часов, добавляют оставшуюся часть воды при постоянном перемешивании и фильтруют через сетчатую мембрану с ячейками порядка 2,5 мм. Отфильтрованный продукт настаивают при перемешивании в течение 72 - 75 часов и снова фильтруют через сетку с ячейками 0,8 - 1,0 мм. Продукт повторной фильтрации готов к употреблению.

Состав полученной краски представлен в таблице.

Краска может дополнительно содержать пигмент, предпочтительно железоокисный красный пигмент с термостойкостью порядка 1200^oС в количестве 0,1-2,0 мас.%.

Нанесение маркировки на металлическую поверхность, имеющую высокую температуру - слябы, рулоны, листы - производится методом распыления через форсунки маркирующего устройства.

Результаты испытаний полученного красочного слоя показали, что использование краски по примерам 1-4 обеспечивает качественную маркировку, обладающую необходимой яркостью, составляющей 100 у.ед., устойчивостью к температурам от 600 до 1000^oС и более, хорошими адгезионными свойствами.

При содержании извести в краске менее 25 мас.% не обеспечивается необходимая густота раствора, а более 40 мас.% увеличивается вязкость и затруднена подача к форсункам и ее распыление.

При содержании соли в краске менее 25 мас.% не обеспечивается качественное нанесение (прилипание) на горячий металл (адгезионные свойства). Содержание соли более 35 мас.% вызывает кристаллизацию на стенках емкостей хранения краски (перенасыщение).

Использование квасцов с содержанием 1,2 - 1,8 мас.% увеличивает яркость покрытия.

Введение в краску кремнегеля обеспечивает способность компонентов краски находиться во взвешенном состоянии (не выпадать в осадок) длительное время (более суток). Содержание кремнегеля в краске менее 1,0 мас.% не обеспечивает необходимой взвешенности частиц в растворе, а более 1,7 мас.% перестает влиять на качество краски и приводит к удорожанию его стоимости.

Таким образом, предложенная краска по сравнению с известным техническим уровнем обладает легкодоступностью, упрощает способ ее получения и применения, отвечает необходимым требованиям при ее использовании для маркировки металлических поверхностей, имеющих высокую температуру.

Опытно-промышленные испытания краски проведены на установках непрерывной разливки стали конвертерного производства ОАО "Северсталь" для технологической маркировки горячих слябов при температуре 600-1000^oС. Получены четкие, качественные маркировочные знаки.