способ получения материала для защитного покрытия

Формула изобретения

Способ получения материала для защитного покрытия, включающий обработку исходных компонентов, последующее смешивание компонентов до получения однородного состава, в качестве компонентов используют наполнитель, растворитель, пеногаситель и загуститель, отличающийся тем, что в качестве исходных компонентов берут неонол, мраморную муку, осуществляют их тонкий помол в шаровой мельнице, вводят в эту смесь уайт-спирит, водный аммиак 25%-ный и воду, смешивают их до получения однородного состава, вводят в эту смесь углеродное нановолокно, углеродные нанокластеры и бутадиен-стирольный латекс, дополнительно перемешивают все указанные компоненты до получения однородного состава, затем вводят пеногаситель и загуститель, полученный готовый продукт упаковывают, при этом в качестве углеродного нановолокна и углеродных нанокластеров используют компоненты, полученные пиролизом метана на катализаторе Ni/MgO с длиной волокон 50-100 мкм и диаметром 20-60 нм, для получения материала выбирают следующие соотношения указанных компонентов, мас.%:

мраморная мука	15-20
неонол	1,0-2,5
водный аммиак 25%-ный	1,0-2,5
углеродное нановолокно
и углеродные нанокластеры	10-20
вода	30-35
пеногаситель	0,5-2
загуститель	3,5-4,0

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к химико-технологическим процессам получения материалов для защитных покрытий поверхностей различных естественных и искусственных материалов.

В настоящее время известны различные способы получения материалов для защитных покрытий, из которых наиболее представительным является способ, включающий выбор и обработку исходных компонентов, образование однородной смеси этих компонентов, введение наполнителя и загустителя [Щибря Н.Г., ж. Лакокрасочные материалы, 1987, №4, с.29-30].

Существенными и очевидными недостатками этого способа является ограниченный набор компонентов для получения материала, обладающего многообразными свойствами, что ограничивает области и перечень материалов, на поверхности которых наносятся защитные покрытия; кроме того материал, полученный данным способом обладает незначительным сроком службы и имеет низкие художественные показатели.

Известен также способ получения материала для защитного покрытия, включающий использование наполнителей, растворителей, пленкообразователей, термопластических или термореактивных полимеров [JP 59-2300039; SU 902450 А, 1986; Рейбман А.И, Защитные лакокрасочные покрытия. Л.: Химия, 1982, с.320].

Недостатки данного способа аналогичны указанным для данного типа материалов и заключается в несовершенстве процесса ввиду ограниченного набора компонентов для получения материала.

Наиболее близким по технической и химико-технологической сущности является способ получения материала для защитного покрытия, включающий обработку исходных материалов путем их тонкого помола в шаровой мельнице, последующее смешивание компонентов до получения однородного состава, где в качестве исходных компонентов используют: наполнитель, растворитель, пеногаситель и загуститель, при этом в качестве наполнителя используют графит, каолин, медный порошок [Гуль В.Е., Шенфиль Л.З., Электропроводящие полимерные композиции. М.: Химия, 1984, с.240].

Существенным недостатком данного способа является выбор слабосовместимых по взаимодействию компонентов в процессе приготовления материала, а также включение металлических фракций в состав. Такой процесс значительно снижает адгезионные и прочностные свойства материала покрытия ввиду отсутствия процесса диффузии наполнителя и жидкой фазы в структуру металлического наполнителя, что приводит к его автономной работе, не сбалансированной со свойствами остального большинства компонентов, и, в конечном итоге, отрицательно отражается на качественных характеристиках получаемого покрытия.

Технической задачей и технологическом результатом данного изобретения является расширение качественных характеристик получаемого материала для нанесения защитного покрытия поверхностей различных естественных и синтезированных материалов за счет повышения стойкости к агрессивным химическим средам, повышения водостойкости и стойкости к атмосферно-кислотным воздействиям, при высокой адгезионной способности к различным материалам: металлам, их сплавам, стеклу, древесине, пластическим и т.п. материалам; при повышении механической прочности на ударные воздействия, на сдвиговые нагрузки, на ледовые циклические воздействия и на воздействия солнечным излучением.

Указанная техническая задача и положительный результат в изобретении достигается за счет того, что способ получения материала для защитного покрытия включает обработку исходных компонентов путем их тонкого помола в шаровой мельнице, последующее смешивание компонентов до получения однородного состава, где в качестве компонентов используют: наполнитель, растворитель, пеногаситель и загуститель, при этом в качестве исходных компонентов берут неонол, мраморную муку, уайт-спирт, водный аммиак и воду, смешивают их до получения однородного состава, вводят в эту смесь углеродное нановолокно, углеродные нанокластеры и бутадиен-стирольный латекс, дополнительно смешивают все указанные компоненты до получения однородного состава, затем вводят пеногаситель и загуститель, полученный готовый продукт упаковывают.

В составе компонентов в качестве углеродного нановолокна и углеродных нанокластеров используют эти компоненты, полученные пиролизом метана на катализаторе Ni/MgO, при этом выбирают частицы с длиной волокон 50-100 мкм и диаметром 20-60 нм.

При этом для реализации способа выбирают следующие соотношения указанных компонентов, мас.%:

- мраморная мука	20-15
- неонол	2,5-1,0
- уайт-спирит	2,0-1,0
- бутадиен-стирольный латекс	30-20
- водный аммиак (25%)	1,0-2,5
- углеродное нановолокно
и углеродные нанокластеры	10-20
- вода	30-35
- пеногаситель	0,5-2
- загуститель	4,0-3,5

Способ получения материала для защитного покрытия раскрывается далее на приводимых примерах его осуществления.

Пример 1. Готовят и проверяют функционирование необходимого оборудования: шаровой мельницы, дозаторов, заполнение бункеров исходными компонентами, емкостей, смесителя и контейнеров.

В качестве исходных компонентов берут в мас.%: мраморную муку - 20, неонол - 2,5, подвергают помолу до фракций (тонкости помола) 2-50 мкм, вводят уайт-спирит - 2,0, водный аммиак (25%) - 1,0, воду - 30; диспергируют и смешивают компоненты до получения однородного состава (определяют экспресс-анализатором); в эту смесь материалов вводят дополнительное нановолокно и углеродные нанокластеры - 10, а также бутадиен-стирольный латекс, например, бутадиен-стирольный карбоксилированный латекс (марка-ДЛ-950) - 30.

Производят дополнительное смешивание всех компонентов до получения однородного состава композиции, затем в эту композицию вводят пеногаситель - 0,5 и загуститель - 4,0; в течение 10-20 минут до стабилизации материала, после материала, после этого его упаковывают до использования или направляют на процесс непосредственного использования. Для этой композиции углеродное нановолокно и углеродные нанокластеры получали в одном процессе синтеза этих компонентов: при возгонке углеродсодержащего материала (порошка сверхчистого графита и газа CH ₄; или только метана путем его пиролиза (без доступа кислорода и без доступа воздуха) - пиролизом метана на катализаторе Ni/MgO и выбирают частицы с длиной волокон 50-100 мкм и диаметром 20-60 нм. А в качестве пеногасителя был использован силиконовый компонент, например, алкоксилированные сополимеры полисилоксана с синтетическим жиром и двуокисью кремния, в качестве загустителя - производные целлюлозы, например натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы и полимерный ассоциативный загуститель полиакрилат. Полученный данным способом материал обладает следующими характеристиками: вязкость 48 сек (по В3-246), массовая доля нелетучих веществ 59%, расход 120 г/м² покрытия, рН 8; способность поглощать СВЧ-излучения порядка 40 гГц.

Пример 2. В условиях примера 1 берут мас.% соотношения указанных компонентов, соответственно: неонол - 1,0, мраморную муку - 15, уайт-спирит - 1,0, водный аммиак - 2,5, воду - 35; смешивают, как указано, вводят углеродное нановолокно и углеродные нанокластеры - 20 и бутадиен-стирольный латекс - 20, дополнительно смешивают до однородного состава, добавляют пеногаситель - 2 и загуститель - 3,5; после стабилизации смеси материал - готовый продукт упаковывают или используют сразу же после получения данным регламентом.

Полученный материал имеет показатели: вязкость - 42 с; массовая доля нелетучих веществ - 56, расход - 114 г/м², рН 7.8; способность поглощать СВЧ-излучение в диапазоне 37-42 гГц, - это придало материалу свойства изолятора СВЧ - излучения, что обеспечивает получение защитного покрытия поверхности естественного или искусственного материалов.

Пример 3. В условиях примеров 1 и 2 исследовался регламент получения материала при дозировке компонентов за обоими указанными пределами количеств компонентов (в мас.%); полученные вещества заметно уступали по своим физико-химическим и механическим характеристикам материалам, которые были получены при дозировке компонентов в указанных количественных пределах. Снижение качеств и свойств проявилось в показателе контактного сцепления наносимого покрытия на металлы, пластические материалы, стекло; покрытие на 20-25% снизило устойчивость к солнечному излучению и к атмосферно-кислотным осадкам; резко снизилась эффективность материала как изолятора СВЧ-излучения. Таким образом, экспериментально доказана более высокая эффективность способа получения материала для защитного покрытия и более устойчиво высокие характеристики полученного материала при нанесении его в качестве защитного покрытия на поверхности естественных и искусственных материалов при осуществлении регламента получения материала в указанных пределах количественных соотношений и при выполнении технологии получения материала по данному способу.