Патент на изобретение №2391364
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(54) КРЕМНИЙОРГАНИЧЕСКАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННОГО И АНТИКОРРОЗИОННОГО ПОКРЫТИЯ ХОЛОДНОГО ОТВЕРЖДЕНИЯ И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭТОЙ КОМПОЗИЦИИ В АЭРОЗОЛЬНОМ ИСПОЛНЕНИИ
(57) Реферат:
Изобретение относится к области отверждаемых на холоде защитных покрытий для электроизоляционной защиты проводов, металлоконструкций, изделий из металла, керамики и пластика. Техническая задача – разработка композиции, получаемой из промышленных компонентов, с простой технологией применения для получения покрытий, обладающих электроизоляционными и антикоррозионными свойствами при температурах от -70°С до +250°С и обладающих прочностными и адгезионными свойствами. Предложена кремнийорганическая композиция, состоящая из (мас.%): полиметилфенилсилоксана (15-60), в качестве которого используют промышленный компаунд марки КО-921, или КО-922, или КО-923 или их смеси, мелкодисперсных оксидов металлов (5-20), растворителя (10-30) – толуола или о-ксилола и азеотропного вытеснителя (25-50) – тетраметилсилана или смеси пропан-бутан. Предложен также способ изготовления указанной композиции в аэрозольном исполнении. 2 н.п. ф-лы, 2 табл.
Изобретение относится к области защитных покрытий, в частности, к получению кремнийорганических композиций, используемых в качестве термостойких покрытий для электроизоляционной защиты проводов, металлоконструкций, изделий из керамики, металла, пластика, отверждаемых на холоде. Такие композиции находят широкое применение в различных отраслях промышленности и в технике в качестве покрытий, прокладок, заливочных компаундов, электроизоляционных материалов, в том числе работающих в экстремальных условиях высоких и/или низких температур. Известна полимерная композиция, обладающая диэлектрическими свойствами (SU В известной композиции в качестве одного из основных компонентов использована эпоксидная диановая смола, которая является токсичным веществом. Кроме того, непосредственно при нанесении композиции на подложку необходимо производить смешивание смол и вводить отвердитель, что обусловливает сложность ее использования. Известна композиция для антикоррозионного покрытия (RU Использование известной композиции для антикоррозионного покрытия обеспечивает достаточно высокую термостойкость (до 430°С) и достаточно хорошие электроизоляционные свойства получаемых покрытий. Одним из основных компонентов композиции является хлорированный полиметилфенилсилоксан, получаемый путем хлорирования промышленной смолы К-40 молекулярным хлором; для его получения необходима дополнительная химическая реакция, дефицитные добавки, дополнительное оборудование, кроме того, хлор является токсичным веществом, вредным для здоровья. Известна композиция для защитного покрытия (патент РФ Известна кремнийорганическая композиция холодного отверждения (RU
(где y=205-250) неорганический наполнитель – оксиды кремния или алюминия, и/или алюмосиликатные волокна 1-26,5 мас.ч., структурирующий агент – тетраэтоксисилан или продукты его неполного гидролиза 0-9 мас.ч., катализатор отверждения – дибутилдилаурат олова, Композицию готовят путем перемешивания компонентов в лопастном смесителе до получения гомогенной смеси, после чего к ней добавляют структурирующий агент и катализатор в необходимом количестве. Смесь отверждают при температуре окружающей среды до образования эластичного резиноподобного материала в течение 1-3 суток. Недостатком данного изобретения является наличие катализатора отверждения и значительное количество времени, необходимое для получения резиноподобного материала, а именно 1-3 суток. Известна композиция для защитного покрытия на основе полиметитлфенилсилоксанов, обладающая электроизоляционными свойствами и не имеющая в своем составе катализатора отверждения (RU Композиция включает следующие компоненты. Первый компонент – полиметилфенилсилоксан, входящий в состав композиции в количестве 15-60 мас.%, исполняет роль основы, пленкообразующего компонента. При использовании данного компонента в меньшем количестве наблюдается значительное снижение адгезии покрытия к подложке, покрытие становится хрупким, ухудшаются защитные его свойства, а при использовании завышенных количеств ухудшается термостойкость получаемых покрытий, возможно появление трещин при изменении температуры от -60 до +500°С. Второй компонент композиции – оксиды металлов, входящие в состав композиции в количестве 3-20 мас.%, способствуют образованию на поверхности покрытия прочной пленки. В качестве оксидов металлов, в частности, могут быть использованы оксиды хрома, кобальта, меди, титана и цинка. При введении данного компонента в меньшем количестве ухудшаются защитные свойства покрытия, ухудшается его прочность, а при введении его в завышенных количествах ухудшается адгезия покрытия к подложке. Третьим компонентом композиции является силикат (слюда), который в сочетании с тальком или асбестом способствует повышению термостойкости получаемых покрытий и их электроизоляционных свойств. Композиция для защитного покрытия изготавливалась следующим образом. В шаровую мельницу объемом 5 м3 (возможно использование мельницы объемом от 1,63 до 8 м3) загружали уралитовые шары. После этого в мельницу загружали все сухие компоненты композиции, а затем полиметилфенилсилоксан и толуол, соотношение компонентов выбиралось в зависимости от примера. В течение 24 часов при помощи уралитовых шаров производили перетирку компонентов, в результате которой компоненты смешивались, между ними происходила механохимическая реакция. В результате получили композицию в виде суспензии. При испытании композиции на соответствие нормативному документу ее наносили на поверхность образца различными методами: окунанием, малярными валиками и т.п. После нанесения на образец покрытие сушили при температуре 200°С в течение 3 часов. Данное техническое решение принято в качестве прототипа для заявленных способа и композиции по настоящему изобретению. Недостатком прототипа является большое время сушки, а именно 3 часа, и высокая температура экспозиции, а именно 200°С. Задачей предполагаемого изобретения является разработка композиции с использованием промышленных компонентов с простой технологией применения и отверждаемой на холоде для получения материалов, обладающих электроизоляционными и антикоррозионными свойствами, работоспособных при температурах от -70°С до +250°С и обладающих прочностными и адгезионными свойствами. Достигаемый при этом технический результат заключается в улучшении технико-эксплуатационных свойств за счет обеспечения отверждения на холоде за короткое время и сохранения этих свойств длительное время в пределах температур до 250°С. Указанный технический результат достигается тем, что композиция для электроизоляционного и антикоррозионного покрытия холодного отверждения включает толуол или ортоксилол, оксиды металлов, содержит промышленно производимые полиметилфенилсилоксаны марок КО-921, КО-922, КО-923, а также азеотропный вытеснитель, в качестве которого применяют тетраметилсилан или смесь пропан-бутан. Указанный технический результат также достигается тем, что в способе изготовления кремнийорганической композиции электроизоляционного и антикоррозионного покрытия холодного отверждения в аэрозольном исполнении, заключающемся в перемешивании в течение 15 минут компонентов до получения гомогенной смеси, при комнатной температуре, а именно полиметилфенилсилоксана в виде промышленного компаунда марки КО-921 или КО-922 или КО-923, мелкодисперсных оксидов металлов, толуола или о-ксилола, а полученную гомогенную смесь помещают в аэрозольный баллончик с металлическим шариком внутри для перемешивания композиции, баллончик заполняют азеотропным вытеснителем типа тетраметилсилана или смеси пропан-бутан в количестве 25-50% от общего количества гомогенной смеси. Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата. Согласно настоящему изобретению рассматривается кремнийорганическая композиция электроизоляционного и антикоррозионного покрытия холодного отверждения на основе полиметилфенилсилоксана, оксидов металлов и растворителя и азеотропного вытеснителя, при этом в качестве полиметилфенилсилоксана используют промышленный компаунд марок КО-921, или КО-922, или КО-923 или их смеси, в качестве растворителя используют толуол или о-ксилол, а в качестве азеотропного вытеснителя используют тетраметилсилан или смесь пропан-бутан в количестве 25-50% от общего количества гомогенной смеси из остальных компонентов. Первый компонент – полиметилфенилсилоксан используется в виде промышленно производимых компаундов под марками КО-921, КО-922, КО-923. Данные компаунды получаются гидролитической соконденсацией фенилтрихлорсилана и диметилдихлорсилана с последующей полимеризацией и представляют собой полимеры с различными молекулярными цепями и различным содержанием активных химических групп в своем составе. Компаунды входят в состав композиции в количестве 15-60 мас.%, исполняют роль основы, пленкообразующего компонента. При использовании их в меньшем количестве наблюдается снижение адгезии покрытия к подложке, а при использовании завышенных количеств ухудшаются механические показатели образующейся пленки в интервале температур от -70°С до +250°С. Второй компонент композиции – оксиды металлов, входящие в состав композиции в количестве 5-20 мас.%, способствуют образованию на поверхности покрытия прочной пленки. В качестве оксидов металлов, в частности, могут быть использованы оксиды хрома, кобальта, меди, титана и цинка. При введении данного компонента в меньшем количестве ухудшаются защитные свойства покрытия, ухудшается его прочность, а при введении его в завышенных количествах ухудшается адгезия покрытия к подложке, композиция становится непластичной. Третий компонент – растворитель толуол или ортоксилол используется в количестве 10-30% для регулировки вязкости рабочего раствора. Четвертый компонент – азеотропный вытеснитель тетраметилсилан или смесь пропан-бутан используются для ускорения отверждения композиции на холоде за счет азеотропной отгонки растворителя и высококипящих составляющих промышленных компаундов КО-921, КО-922, КО-923, в результате чего увеличивается скорость пленкообразования. Используется в количестве 25-50%. При использовании в меньших количествах значительно увеличивается время сушки композиции. При использовании в больших количествах образуется недостаточно прочная пленка, обладающая невысокой адгезией и низкими элекроизоляционными свойствами. Композицию готовят путем перемешивания компонентов в лопастном смесителе до получения гомогенной смеси, затем помещают ее в аэрозольный баллончик, который заполняют тетраметилсиланом или смесью пропан-бутан, содержащий внутриметаллический шарик. После энергичного встряхивания в течение 10-15 секунд смесь разбрызгивают на обрабатываемую поверхность при температуре окружающей среды. Через 15-20 минут композиция высыхает и приобретает целевые характеристики по электроизоляционным и антикоррозионным свойствам. Результаты экспериментов иллюстрируются примерами. Пример В двухгорлую колбу с лопастной мешалкой помещают 30 г полиметилфенилсилоксана (компаунд КО-921), толуола 60 г, мелкодисперсной окиси меди 10 г и перемешивают при комнатной температуре до однородной массы в течение 15 минут. Затем полученную массу помещают в аэрозольный баллончик с металлическим шариком внутри емкостью 500 мл и при помощи клапана заправляют его 100 г смеси пропан-бутана. После энергичного встряхивания баллончика в течение 10-15 секунд наносят распылением композицию на поверхность обрабатываемого материала. Выдерживают при температуре окружающей среды в течение 15 минут. Пример В двухгорлую колбу с лопастной мешалкой помещают 120 г полиметилфенилсилоксана (компаунд КО-922) 120 г, толуола 20 г, мелкодисперсной окиси хрома 10 г и перемешивают при комнатной температуре до однородной массы в течение 15 минут. Затем полученную массу помещают в аэрозольный баллончик с металлическим шариком внутри емкостью 500 мл и при помощи клапана заправляют его 50 г смеси пропан-бутана. После энергичного встряхивания баллончика в течение 10-15 секунд наносят распылением композицию на поверхность обрабатываемого материала. Выдерживают при температуре окружающей среды в течение 15 минут. Пример В двухгорлую колбу с лопастной мешалкой помещают полиметилфенилсилоксана (компаунд КО-923) 80 г, ортоксилола 20 г, мелкодисперсной окиси цинка 40 г и перемешивают при комнатной температуре до однородной массы в течение 15 минут. Затем полученную массу помещают в аэрозольный баллончик с металлическим шариком внутри емкостью 500 мл и при помощи клапана заправляют его 100 г смеси пропан-бутана. После энергичного встряхивания баллончика в течение 10-15 секунд наносят распылением композицию на поверхность обрабатываемого материала. Выдерживают при температуре окружающей среды в течение 15 минут. Примеры на использование смесей из компаундов марок КО-921, КО-922, КО-923 не представляются ввиду того, что они повторяют примеры Исследование проводили в лабораторных условиях. Результаты экспериментов и составы композиций приведены в таблицах
Настоящее изобретение промышленно применимо, может быть изготовлено с применением промышленно выпускаемых недорогих компонентов.
Формула изобретения
1. Кремнийорганическая композиция электроизоляционного и антикоррозионного покрытия холодного отверждения, выполненная на основе полиметилфенилсилоксана, мелкодисперсных оксидов металлов и растворителя, отличающаяся тем, что в качестве полиметилфенилсилоксана используют промышленный компаунд марки КО-921, или КО-922, или КО-923, или их смеси, в качестве растворителя используют толуол или о-ксилол, и дополнительно в качестве азеотропного вытеснителя используют тетраметилсилан или смесь пропан-бутан при следующем соотношении компонентов, мас.%:
2. Способ изготовления кремнийорганической композиции электроизоляционного и антикоррозионного покрытия холодного отверждения по п.1 в аэрозольном исполнении, заключающийся в перемешивании компонентов до получения гомогенной смеси, отличающийся тем, что при комнатной температуре перемешивают в течение 15 мин полиметилфенилсилоксан в виде промышленного компаунда марки КО-921, или КО-922, или КО-923, мелкодисперсный оксид металла, толуол или о-ксилол, а полученную гомогенную смесь помещают в аэрозольный баллончик с металлическим шариком внутри для перемешивания композиции, который заполняют азеотропным вытеснителем типа тетраметилсилана или смеси пропан-бутан в количестве 25-50% от общего количества гомогенной смеси.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1799024, C08L 63/02, опубл.20.12.01). Композиция включает эпоксидную диановую смолу, триэтаноламин в качестве аминного отвердителя и нефтеполимерную смолу с температурой размягчения 98-105°С с йодным числом 55-70 г/100 г, содержанием летучих 1,2-1,5 мас.%, имеющую в своем составе продукты сополимеризации преимущественно, мас.%: изопрен 16-22, пиперилен 12-18, дициклопентадиен 34-43, инден 18-25, неидентифицированные углеводороды 4-6, при следующем соотношении компонентов, мас.%: эпоксидная диановая смола 60-80, триэтаноламин 10-15, нефтеполимерная смола 5-30.
-аминопропилтриэтоксисилан или винилтрис (ацетоксимокси)силан 1-20 мас.ч и дополнительно введен термостабилизирующий агент – фосфиды железа, никеля, оксиды железа, меди, церия или их смесь, нанесенные в виде активной фазы на металлы или оксиды металлов, выбранных из группы алюминия, железа и титана, 3-10,6 мас.ч.