Патент на изобретение №2315794

(54) ТЕРМОРЕГУЛИРУЮЩЕЕ ПОКРЫТИЕ

(57) Реферат:

Изобретение относится к терморегулирующим покрытиям, наносимым на наружную поверхность для поддержания определенного теплового режима космического аппарата. Описано терморегулирующее покрытие, выполненное из композиции, содержащей в качестве связующего амидосодержащую акриловую смолу в количестве 1,0-1,1 мас.ч., в качестве растворителя смесь ксилола и бутилового спирта, в качестве наполнителя 1,86-1,9 мас.ч. черного термостойкого пигмента, карбонильный никель в количестве 0,30-0,40 мас.ч. с содержанием никеля 99,5-99,9% и сажу – технический углерод 0,03-0,04 мас.ч. Технический результат – предложенное покрытие имеет удельное объемное электрическое сопротивление не более v7·10³ Ом·м, при этом позволяет снизить уровень газовыделения.

Изобретение относится к терморегулирующим покрытиям, наносимым на наружную поверхность для поддержания определенного теплового режима космического аппарата, и, в первую очередь, пилотируемого космического аппарата, за счет установления баланса между энергией, поглощаемой из окружающей среды, а также выделяемой внутренними источниками теплоты, и энергией, излучаемой его поверхностью в окружающую среду.

Для обеспечения теплового режима космического аппарата (КА) и элементов его конструкции применяются терморегулирующие покрытия класса «истинные поглотители». В последнее время особенно актуален вопрос о снижении уровня газовыделения покрытий, используемых в оптических трактах КА и систем наблюдения (сканеры земной поверхности и другие). Газовыделение должно удовлетворять требованиям ГОСТ Р50109 (потеря массы 1%, содержание легколетучих конденсирующихся веществ (ЛКВ) 0,1%) при вакуумно-тепловом воздействии в течение 24 часов. С точки зрения оптических свойств к терморегулирующим покрытиям (ТРП) класса «истинные поглотители» предъявляются следующие требования: коэффициент поглощения солнечного излучения A_s0,95, коэффициент теплового излучения Е_n=0,92-0,95, удельное объемное электрическое сопротивление _v1·10⁵ Ом·м.

Из патентной литературы известно терморегулирующее покрытие, содержащее связующее, наполнитель, пигмент и растворитель (см., например, авт. св. СССР №559578, кл. С09D 5/00, С09D 3/48, 1975 г.).

Однако эти покрытия обладают недостаточными теплоотражающими свойствами, имеют высокое удельное объемное электрическое сопротивление, т.е. не обеспечивают антистатической защиты (А_s=0,90-0,91, Е_n=0,88-0,91, _v=10¹⁰-10¹² Ом·м).

Задачей предлагаемого изобретения является создание терморегулирующего покрытия с достижением технического результата в виде снижения уровня газовыделения до требований по ГОСТ Р50109 и _v1·10⁵ Ом·м.

Эта задача решается за счет того, что терморегулирующее покрытие, выполненное из композиции, содержащей связующее, растворитель и наполнители, в соответствии с изобретением в качестве связующего содержит амидосодержащую акриловую смолу, в качестве растворителя – смесь ксилола и бутилового спирта, в качестве наполнителя – черный термостойкий пигмент, карбонильный никель с содержанием никеля 99,5-99,9% и сажу – технический углерод.

Предлагаемое покрытие получают следующим образом.

Изготовление покрытия начинается с подбора рецептуры композиции, куда входят следующие элементы.

1. Связующее – амидосодержащая акриловая смола, например АС, представляет собой гранулят белого цвета. Это продукт сополимеризации метакриламида с бутилметакрилатом химического строения

Получают сополимеризацией мономерной смеси в среде изопропилового спирта в присутствии инициатора – азодикарбонамида.

Также опробовались смолы АСН, БМК-5, которые не обеспечили требуемой электропроводности.

Сырье и полупродукты для лакокрасочных материалов под редакцией М.М.Гольдберга, с.193, М.: Химия, 1978.

2. Наполнители

– черный термостойкий пигмент состава: FeO CuO MnO,

– карбонильный никель по ГОСТ 9722 с содержанием никеля 99,5-99,9% марки УТ-3,

– сажа – технический углерод П267-Э.

3. Растворитель – смесь ксилола и бутилового спирта в соотношении 4:1.

Соотношение компонентов в композиции, мас.ч.

Изготовление композиции проводится на бисерной мельнице.

В рабочий стакан бисерной мельницы последовательно загружаются компоненты согласно рецептуре и бисер, после чего включается мешалка. Содержимое диспергируется до достижения степени перетира 35-40 мкм по прибору. Содержимое выгружается с одновременной фильтрацией. Покрытие получают нанесением эмалевой композиции методом пневматического распыления с рабочей вязкостью 14-16 по вискозиметру ВЗ-246 (сопло 4 мм). До рабочей вязкости композиция доводится смесью ксилола и бутилового спирта. Сушка покрытия проводится при температуре 20±2°С в течение 48 часов. Толщина покрытия 60-80 мкм.

В результате проводимых испытаний было выявлено, что покрытие в соответствии с требованиями ГОСТ Р50109 имеет газовыделение (потеря массы не более 0,94% и легкоконденсирующихся веществ не более 0,08). Покрытие обладает электропроводными свойствами – удельное объемное электрическое сопротивление не более _v7·10³ Ом·м, электрическое сопротивление между любыми точками на поверхности покрытия (специальные требования) не более 1·10⁶ Ом.

Формула изобретения

Терморегулирующее покрытие, выполненное из композиции содержащей связующее, растворитель и наполнители, отличающееся тем, что в качестве связующего содержит амидосодержащую акриловую смолу, в качестве растворителя – смесь ксилола и бутилового спирта, в качестве наполнителя черный термостойкий пигмент, карбонильный никель с содержанием никеля 99,5-99,9% и сажу – технический углерод при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: