Склад рідкої композиції для отримання теплозахисних покриттів зі зниженою горючістю

Реферат: Склад рідкої композиції для отримання теплозахисних покриттів зі зниженою горючістю містить як плівкоутворювач дисперговані у воді полімери, а також легкі наповнювачі у вигляді скляних мікросфер. Як плівкоутворювач містить суміш водних дисперсій, одна з яких здатна до просторового зшивання, а також наповнювачі у вигляді суміші порожнистих мікросфер неорганічної та органічної природи, порошкоподібні наповнювачі, антипірени, термостабілізатори, ряд технологічних добавок і воду, в кількості, мас. %: скляні мікросфери розміром 30-55 мкм: 0,1-10, або скляні полікамерні мікросфери розміром 20-150 мкм: 0,1-6, органічні мікросфери розміром 20-30 мкм: 3,5-4,5, органічні мікросфери розміром 50-80 мкм: 4-7, водна дисперсія, що здатна до просторового зшивання: 10-35, водна дисперсія: 20-45, кальцит або спучений перліт: 0,1-2, антипірен: 10-20, меламін: 0,1-0,2, Ca/Zn стеарат: 0,4-0,5, технологічні добавки: 4-5, вода - решта. UA 118022 U (12) UA 118022 U UA 118022 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до складів композицій для отримання теплозахисних покриттів (ТЗП) методом напилення, які можуть бути застосовані для зовнішнього теплового захисту елементів конструкцій космічних апаратів, а також в інших галузях, таких як авіа- та цивільне будівництво. ТЗП призначені для короткочасного захисту зовнішніх поверхонь літальних апаратів від аеродинамічного та інших видів нагріву, а також механічних впливів [1]. Відомі тонкошарові теплозахисні покриття типу ТТП-ФСУ, які являють собою композиції на основі хлорсульфованого поліетилену і наповнювачів (поліметилметакрилату, поліпропілену, фенол-формальдегідних мікросфер і деревної муки). Покриття такого типу характеризуються 3 низькою густиною (0,28-0,44 г/м ) і призначені для захисту виробів, виготовлених з вуглецевих сталей, магнієвих, титанових і алюмінієвих сплавів, латуні, вугле-, скло-, асбо- і органопластиків, пресматеріалів і гуми. Робоча товщина таких покриттів може перебувати в межах 0,5-10,5 мм [2]. Рідкі композиції ТТП-ФСУ являють собою суспензію порошкоподібних наповнювачів (поліметилметакрилату, поліпропілену і деревної муки) і фенол-формальдегідних мікросфер в толуольному розчині хлорсульфованного поліетилену. Істотний недолік ТТП-ФСУ - наявність в своєму складі високотоксичного толуолу, який відносять до 3 класу небезпеки згідно з ГОСТ 12.1.007-76. Толуол входить до групи отруйних 3 технічних рідин (ОТР). Однократні короткочасні впливи толуолу (750 мг/м протягом 8 годин) викликають подразнення слизової оболонки дихальних шляхів і очей. При вивченні повторних 3 професійних впливів толуолу протягом декількох років (750-1500 мг/м ) отримані деякі докази ураження нервової системи. Гранично допустима концентрація (ГДК) парів толуолу в атмосфері робочої зони - 0,05 мг/л [3]. Таким чином, застосування органорозчинних плівкоутворювачів, зокрема хлорсульфованого толуолу, що містять токсичні розчинники, є небажаним. Як правило, рідкі композиції ТТП-ФСУ готуються безпосередньо на місці застосування, що негативно може позначитися на якості одержуваного покриття, враховуючи можливість негативного впливу людського фактора. У той же час слід зазначити і недостатньо високий комплекс фізико-механічних властивостей покриттів на їх основі. У зв'язку з цим як перспективні теплозахисні матеріали розглядаються композиції на основі водних дисперсій або латексів полімерів, які додатково містять у своєму складі порошкоподібні та/або волокнисті наповнювачі неорганічного або органічного походження, антипірени і ряд добавок, що забезпечують технологічність отримання та нанесення рідких композицій ТЗП. Серед водних дисперсій полімерів широко використовуються бутадієн-стирольні, стиролакрилатні і полівінілацетатні латекси, водні дисперсії на основі кополімерів акрилового ряду, полівінілацетату, полівінілхлориду, поліуретану та інші [4-9]. Водно-дисперсійні латекси і дисперсії мають важливі переваги в порівнянні з органорозчинними плівкоутворювачами. Це в першу чергу пожежо- і вибухобезпечність, висока концентрація цільового компонента, відсутність виділення шкідливих речовин у процесі виготовлення рідкої композиції і отримання на їх основі покриттів. Як зв'язуючі (плівкоутворювачі), також пропонується використовувати порошкоподібні редисперговані у воді полімерні матеріали на основі кополімерів вінілацетату з етиленом або вінілверсалатом. Їх застосування дозволяє отримувати сухі порошкоподібні склади, які перед застосуванням зачиняють водою і наносять на захищаємо поверхню з використанням фарборозпилювача або валика [10-12]. Іноді як плівкоутворювач використовують суміші латексів або дисперсій. Такий підхід дозволяє досягти необхідний рівень паро проникності покриттів і їх адгезії до захисних поверхонь, а також розширити температурний діапазон їх експлуатації. Так, для отримання покриттів, здатних витримувати багаторазові перепади температур від мінус 70 °C до плюс 100 °C до складу суміші водної плівкоутворювальної вводять латекси з високою еластичністю, наприклад бутадієн-стирольний, полівінілхлоридний або латекси на основі кополімерів вищевказаних полімерів [13]. Серед наповнювачів для отримання тепло- і вогнезахисних матеріалів широко використовують порошкоподібні наповнювачі неорганічної природи з низькою густиною, такі як спучені перліти і вермикуліти [14-17]. З метою підвищення комплексу фізико-механічних властивостей до складу таких матеріалів пропонується вводити армуючі волокнисті матеріали, наприклад, рубані скляні, базальтові або азбестові волокна. Введення наприклад скловолокна в склад теплозахисних покриттів дозволяє отримати матеріали, стійкі до статичних і вібраційних навантажень [18]. Найбільший інтерес для пропонованої корисної моделі представляє застосування як наповнювачів легких та термостійких мікросфер, таких як скляні або полімерні [19-27]. 1 UA 118022 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Слід зазначити, що для отримання покриттів з хорошими теплоізоляційними характеристиками необхідно мати в композиційному матеріалі найменший обсяг вільного простору між мікросферами [28-29]. На думку авторів вищенаведених патентів найкращий розподіл мікросфер в об'ємі композиційного матеріалу можливо досягти при використанні мікросфер з різними розмірами і різною насипною густиною, причому різниця, як між розмірами, так і насипною густиною мікросфер повинна бути максимальною. Крім того, за рахунок використання полімерних мікросфер, які мають значно нижче насипну густину ніж скляні того ж діаметру, можна отримати покриття з низькою питомою масою з більш широкою областю використання. Для зниження горючості теплозахисних матеріалів використовують антипірени, які здатні уповільнити процеси горіння ТЗП за різними механізмами [30-31]. Один з механізмів - утворення на поверхні полімерного матеріалу захисного шару, непроникного для кисню або ізолюючого ТЗП від подальшого нагрівання. Як антипірени такої дії в теплозахисні покриття вводять борат цинку і/або поліфосфат амонію [31]. На практиці часто використовують ще один механізм - запобігання поширення полум'я в процесі горіння внаслідок додаткових витрат теплової енергії на нагрівання порошкоподібного наповнювача і зменшення температури нижче критичної точки. Введення негорючих наповнювачів у полімери дозволяє знизити вміст горючої складової матеріалу, вплинути на теплофізичні характеристики останнього і на умови тепло- і масообміну при горінні. Для цієї мети крім дисперсних наповнювачів (крейда, пісок) можуть застосовувати і волокнисті (скляні волокна, азбест тощо). Зазвичай для зниження горючості матеріалу наповнювачі вводять у великій кількості (>20 мас. %) [32]. У вогнезахисних матеріалах зі зниженою горючістю як антипірен широко використовують суміш полівінілхлориду та триокиси сурми із синергетичним термостабілізуючим ефектом [3336]. Аналіз вище цитованих патентних документів показав, що в більшості розглянуті теплозахисні, теплоізоляційні та вогнестійкі склади не призначені для захисту елементів конструкцій космічних апаратів і за багатьма параметрами не можуть бути застосовані в даній галузі техніки. Відповідно до умов експлуатації до зовнішніх ТЗП елементів конструкцій космічних апаратів пред'являється ряд досить жорстких вимог. Перш за все, фізико-механічні властивості ТЗП повинні забезпечувати працездатність вузлів РКТ в умовах високошвидкісного аеродинамічного нагріву до 350-450 °C і сильної вібрації. Для 2 ТТП-ФСУ руйнівне напруження при розтягуванні повинно бути не менше 5 кгс/см (0,49 МПа), при відносному подовженні не менше 4,9 %. При цьому температура поверхні конструкцій космічних апаратів не повинна перевищувати 150 °C. По теплофізичних властивостях ТЗП повинно характеризуватися коефіцієнтом теплопровідності і питомою теплоємністю на рівні 0,128 Вт/(м°С) і 1,71 кДж/(кг°С), відповідно. Бажаним є неможливість загоряння ТЗП в процесі польоту, у зв'язку з чим висуваються вимоги до його негорючості. Слід зазначити, що створення матеріалів, які одночасно поєднували б в собі хороші теплозахисні властивості, високий комплекс фізико-механічних характеристик та негорючість, є досить складним технічним завданням. В екстремальних умовах гіперзвукового польоту недостатньо високий рівень фізикомеханічних показників і еластичності ТЗП може стати причиною його відшарування від поверхні яка захищається та розтріскування. Найбільш близьким за технічною суттю та досягнутим результатом до заявленої корисної моделі є склад теплозахисних покриттів (прототип) [22], який пропонується застосовувати для зовнішньої захисту елементів конструкцій космічних апаратів, а також у будівництві та авіаційній техніці, який складається з виключно сухих компонентів. Зокрема, він містить: - як плівкоутворювач сухий редиспергований латекс на основі кополімерів вінілацетату та етилену або вінілацетату і вінілверсалату (30-60 мас. %) і цемент в кількості 2-14 мас. %, а також групу наповнювачів: - скляні мікросфери (11-26 мас. %) з розмірами 15-200 мкм і насипною густиною 240-320 3 кг/м . Причому вміст мікросфер менше 11 мас. % не забезпечує необхідний рівень теплоізоляційних властивостей ТЗП, а вміст мікросфер більше 26 мас. % призводить до зниження еластичності одержуваних покриттів. 3 - перліт з насипною густиною не більше 100 кг/м (4-19 мас. %) і вермикуліт з насипною 3 густиною 95-110 кг/м і середнім розміром частинок 1 мм (4-19 мас. %). Перліт і вермикуліт вводяться для зниження густини ТЗП. Зменшення вмісту як перліту, так вермикуліту нижче 4 2 UA 118022 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 мас. % не робить істотного впливу на густину покриття, а збільшення його частки більш 19 мас. % приводить до появи усадки та тріщин в покритті при дії високих температур. Вміст вермикуліту вище 20 мас. % призводить до зниження еластичності покриття. - каолін (2-4 мас. %), який є вогнетривким легким наповнювачем і сприяє поліпшенню пластичності і в'яжучих властивостей композиції. При вмісті каоліну у складі нижче 2 мас. % не досягають збільшення пластичності композиції. При вмісті більше 4 мас. % - зростає густина вогнезахисного покриття. - волокна целюлози (2-8 мас. %) або мелене скловолокно, які вводять для підвищення рівня фізико-механічних характеристик одержуваних покриттів. Такий сухий склад після додавання води може бути використаний для отримання покриттів відомими механічними або ручними способами нанесення. Покриття на основі цього складу забезпечують тепловий захист металевих і неметалевих конструкцій від високотемпературного швидкісного аеродинамічного нагріву. До недоліків прототипу слід віднести недостатньо високі показники еластичності та міцності матеріалу ТЗП (в залежності від співвідношення компонентів руйнівна напруга при розтягуванні може знаходитися в межах 0,33-1,40 МПа, а руйнівна напруга при відриві в межах 0,38-0,45 МПа). В основу корисної моделі поставлена задача розробити екологічно чистий склад рідкої композиції, що дозволяє отримувати на її основі негорючі тонкошарові теплозахисні покриття з низькою густиною, які характеризуються необхідним комплексом фізико-механічних і теплофізичних властивостей, хорошою адгезією до сталі, титановим і алюмінієвим сплавам, скло-, органо-, вуглепластикам та іншим видам поверхонь. Поставлена задача вирішується тим, що як і у відомому складі (прототипі) для отримання теплозахисних покриттів використовують композиції плівкоутворювачів на основі диспергованих у воді полімерів, а також легких наповнювачів у вигляді скляних мікросфер та порошкоподібного перліту. Корисна модель, що заявляється, містить як: - плівкоутворювач - суміш водних дисперсій полімерів, зокрема поліуретанакрилової або поліуретанової дисперсій, що здатні до утворення покриттів з просторово зшитою структурою, і поліуретанакрилової або акрилової дисперсії, що не здатні до просторового зшивання; - наповнювач - суміш порожніх неорганічних та органічних мікросфер, взятих масовому співвідношенні 2:3. Як неорганічні мікросфери використовується суміш скляних мікросфер із середнім діаметром 30 мкм і 40 мкм або 40 і 55 мкм узятих в масовому співвідношенні 1:3 або виключно полікамерні скляні мікросфери типу МПк. 20-200 з розміром частинок 20-150 мкм. Як органічні мікросфери рекомендується використовувати суміш полімерних мікросфер з розміром 20-30 мкм і 50-80 мкм, взятих в масовому співвідношенні 2,3:4,0; - порошкоподібний наповнювач - кальцит або спучений перліт; - антипірен, що являє собою суміш емульсійного і суспензійного полівінілхлориду та оксиду сурми, взятих у масовому співвідношенні ПВХсусп:ПВХемульс:Sb2О3=3,4:2,0:1,0; - технологічні добавки, серед яких згущувач, піногасник, змочував, коалесцент, гідрофобізатор, біоцид і добавку для поліпшення розливу рідкої композиції; - скляні неорганічні мікросфери розміром 30-55 мкм: 0,1-10; або скляні полікамерні мікросфери розміром 20-150 мкм: 0,1-6; - органічні мікросфери розміром 20-30 мкм: 3,5-4,5; - органічні мікросфери розміром 50-80 мкм: 4-7; - водна дисперсія, що здатна до просторового зшивання: 10-35; - водна дисперсія: 20-45; - кальцит або спучений перліт: 0,1-2; - антипірен: 10-20; - меламін: 0,1-0,2; - Ca/Zn стеарат: 0,4-0,5; - технологічні добавки: 4-5; - вода - решта. На відміну від прототипу в пропонованому складі використовується суміш водних дисперсій полімерів, одна з яких здатна до плівкоутворення за рахунок як утворення просторових зшивок, так і за рахунок видалення дисперсійного середовища (води), а друга здатна до плівкоутворення тільки за рахунок видалення дисперсійного середовища, без формування просторових зшивок. Такий підхід дозволяє, варіюючи співвідношенням двох типів дисперсій, отримувати плівки покриттів з необхідним (регульованим) комплексом фізико-механічних властивостей: міцності при розриві та відносного подовження. 3 UA 118022 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Як водні дисперсії, що здатні до просторових зшивок використовують аліфатичні поліуретанакрилові водні дисперсії типу Joncryl HYB 6336 (виробник BASF, Німеччина) або поліуретанові водні дисперсії типу DAOTAN TW 6440/43 WA (виробник Аllnех, Бельгія) та ін. Як дисперсії, що утворюють плівку за рахунок тільки видалення дисперсійного середовища використовують ароматичні поліуретанакрилові водні дисперсії типу NeoPac™ Е-106 (виробник DSM, Нідерланди). На відміну від прототипу запропонований склад містить як неорганічні мікросфери суміш скляних мікросфер із середнім діаметром 30 і 40 мкм або 30 і 55 мкм або полікамерні скляні мікросфери типу МПк.20-200 з розміром частинок 20-150 мкм, як органічні мікросфери суміш полімерних мікросфер розміром 20-30 мкм і 50-80 мкм. У корисній моделі, що заявляється, як скляні мікросфери використовують скляні мікросфери типу HGS-16 (середній розмір часток 40 мкм), HGS-30 (середній розмір часток 30 мкм), HGS-17 (середній розмір часток 55 мкм) виробництва Larand Chemical Corp., США, або полікамерні скляні мікросфери типу МПк. 20-200 з розміром частинок 20-150 мкм, виробництва ТОВ "Производственное предприятие МИКРОСФЕРА", Україна. Як органічні полімерні мікросфери використовують полімерні мікросфери на основі кополімера акрилонітрилу, вініліденхлориду і метилметакрилату типу Expancel® марок 461 WE 20 D 36 і 461 WE 80 d 36 (Akzo Nobel, Голландія) з розміром частинок 20-30 мкм і 50-80 мкм, відповідно. Для додання композиції негорючості використовують антипірен, що являє собою суміш емульсійного і суспензійного полівінілхлориду та оксиду сурми, взятих масовому співвідношенні ПВХсусп:ПВХемульс:Sb2O3=3,4:2:1. У корисній моделі, що заявляється, як емульсійний полівінілхлорид використовують смолу SLOVINYL EP-702 (Fortischem A.S., Словенія), як суспензійний полівінілхлорид смолу марки Petkim S 65/R 68 (Petkim Petrokimya Holding A.S., Туреччина) або марки ®Vinnolit S 4170 (виробник Vinnolit GmbH & Co. KG, Німеччина), або інші марки полівінілхлориду. Як триокис сурми використовують продукт, який відповідає вимогам ТУ 6-09-3267-84 або будь-який інший з вмістом основної речовини не менше 95 %. Для підвищення термічної стабільності композиції використовують суміш меламіну і стеарату кальцію, або суміш останнього зі стеаратом цинку. Масове співвідношення меламіну і стеарату металу 1:3. Вміст вищевказаної суміші у складі рідкої композиції теплозахисного матеріалу має бути не менше 1,2 % мас. У пропонованому складі так само можна використовувати як антипірен кальцит (до 2,3 % мас). Вивільнення з кальциту води і СО2 сприяє пониженню горючості матеріалу. Хороший результат показав кальцит марки Ultracarb 1250 (Minelco, Швеція). Як і в прототипі, в пропонованому складі пропонується використовувати як легкий наповнювач перліт, який сприяє структуруванню та армуванню композиції. У заявленому складі 3 пропонується використовувати легкий перліт марок М-75 з насипною густиною 75-100 кг/м . Використання перерахованих вище наповнювачів в заявлених кількостях дозволяє отримувати легкі, які не підтримують горіння покриття з хорошими фізико-механічними і теплофізичними властивостями, які наведені в таблиці 1. Склад, що патентується, наноситься методами пневматичного або гідравлічного розпилення, забезпечує отримання покриттів товщиною до 18 мм і тепловий захист металевих і неметалевих конструкцій, експлуатованих в умовах високошвидкісного аеродинамічного нагріву. Властивості покриттів наведені в таблиці 2. Перевага пропонованого складу полягає в тому, що: склад забезпечує необхідні для експлуатації теплові характеристики: коефіцієнт теплопровідності в діапазоні 0,120-0,320 Вт/(м°С) і питому теплоємність в межах 1,460-1,878 кДж /(кг°С), забезпечує температуру під ТЗП до 50-60 °C при нагріві його поверхні до 350-450 °C; сукупність фізико-механічних характеристик покриття забезпечує експлуатаційні якості покриття в екстремальних умовах, що виключають відшарування, розтріскання; готове ТЗП не підтримує горіння; склад легко наноситься за допомогою пульверизатора або пензлем. Теплозахисні матеріали, що отримані за складом рідкої композиції, що патентується, забезпечують тепловий захист металевих і неметалевих конструкцій, у тому числі і експлуатованих в умовах високошвидкісного аеродинамічного нагріву. Такі матеріали використовуються як зовнішній теплозахист елементів конструкцій космічних апаратів та авіаційної техніки, а також об'єктів цивільного захисту. 4 UA 118022 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Джерела інформації: 1. Авдуевский B.C. Основы теплопередачи в авиационной и ракетно-космической технике. М.: Машиностроение. 1975. 2. Джур Є.О. Полімерні композиційні матеріали в ракетно-космічній техніці/ Є.О. Джур, Л.Д. Кучма, Т.А. Манько, В.Г. Сітало, Ф.П. Санін, А.Ф. Санін; Підручник. - К.: Вища освіта, 2003. - 399 с. 3. Витрищак С.В., Бондаренко В.В., Изоркина И.И., Гаврик С.Ю., Бондаренко М.В., Санина Е.В. Воздействие толуола на организм человека и меры профилактики// Український журнал клінічної та лабораторної медицини, 2013, том 8, № 2. - С. 12-16. 4. Пат. № 2039070 Россия (07.09.1995), C09D183/04, C09D5/18, B05D1/38 Способ получения огнестойкого покрытия [Текст]/ Епифановский И.С, Димитренко Ю.И., Полежаев Ю.В., Медведев Ю.В., Михатулий Д.С (Россия), заявитель и патентообладатель Епифановский И.С. №93027483/05; заявл. 18.05.93; опубл.09.07.95. 5. Самсонов Г.В.// Получение и методы анализа нитридов, Киев, Наукова Думка, 1978, с. 243. 6. Гриневич К.П. Эмульсии полиорганосилоксанов. - //Пластические массы. - 1963, № 8. - с. 24-26. 7. Пат. № 2220988 Россия (10.01.2004) C08L9/08 C08L61/24 Теплоизоляционная композиция [Текст]/ Сычев A.M., Зырянов О.В. (Россия), заявитель и патентообладатель Сычев A.M., Зырянов О.В. (Россия) - заявл. 28.02.02; опубл. 10.01.04. 7 8. Пат. 2245350 Россия, МПК C09D 5/08, C09D 1/04. Термозащитная краска [Текст]/ Фасюра В.Н., Владиславлева Е.Ю., Захваткин С.С. (Россия); заявитель и патентообладатель Фасюра В.Н., Владиславлева Е.Ю., Захваткин С.С. - № 2003125071/04; заявл. 14.08.03; опубл. 27.01.05, Бюл. № 3-6 с. 9. Пат. № 1 682369 СССР (07.10.1991), C09D5/18, C09D123/34 Состав для теплозащитных покрытий [Текст]/ Алыпанов Ю.И., Реутов О.С., Костиков СВ., Букреев В.П. (СССР) - № 4710822/05, заявл. 27.06.89; опубл. 07.10.91, Бюл. № 37 - 3 с. 10. Пат. № 1799886 СССР (07.03.1993), C09D5/18, C09D123/34 Состав для теплозащитных покрытий [Текст]/ Альшанов Ю.И., Дрижд Л.П., Костиков СВ., Назаренко В.А., Реутов О.С, Розов А.В., Сомова Е.В. (СССР), заявитель и патентообладатель Московский институт теплотехніки и Московский инженерно-технический центр "Конверсия" - № 4860040; заявл. 15.08.90; опубл. 07.03.93, Бюл. № 9 - 3 с. 11. Пат. № 2241727 Россия (10.12.2004), C09D183/04 Композиция для защитного покрытия (варианты) [Текст]/ Ларкин Б.А., Магажоков В.М., Бердников Н.А. (Россия), заявитель и патентообладатель ООО "ЛИНК" - заявл. 13.03.02; опубл. 10.12.04. 12. Чухланов В.Ю., Дуденкова Л.А., Акчурина И.С Термическая деструкция синтактныхпенопластовых с полиорганосилоксановым связующим// Пластические массы, 1999, № 12. 13. Сафронов Сергей Александрович «Разработка динамических термоэластопластов на основе хлорсульфированного полиэтилена» 02.00.06 - высокомолекулярные соединения. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук, Волгоград 2012. - 24 с. 14. Полежаев Ю.В., Юревич Ф.Б. Тепловая защита. Под ред. Лыкова., -М.: "Энергия", 1976 г, - 392 с. 15. Витрищак С.В., Бондаренко В.В., Изоркина И.И., Гаврик С.Ю., Бондаренко М.В., Санина Е.В. Воздействие толуола на организм человека и меры профилактики// Український журнал клінічної та лабораторної медицини, 2013, том 8, № 2. - С. 12-16. 16. Пат. № 2304119 Россия, МПК (2006.01) С04В 28/26, С04В 111/28. Огнезащитная композиция [Текст]/ Натейкина Л.И., Эндюськин В.П., Тяпина Н.Б., Стулова Н.Н. (Россия); заявитель и патентообладатель ОАО "Химпром" - № 2005123874/03; заявл. 27.07.05; опубл. 10.08.07, Бюл. № 22 - 5 с. 7 17. Пат. № 2251563 Россия, МПК C09D 5/02, C09D 5/08. Антикоррозионное и теплоизоляционное покрытие на основе полых микросфер [Текст]/ Беляев B.C. (Россия); заявитель и патентообладатель Беляев В.С. - № 2003112108/04; заявл. 24.04.03; опубл. 10.05.05, Бюл. № 13 - 11 с. 18. Пат. № 2502763 Россия, МПК (2006.01) C09D 5/08, C09D 5/02. Антикоррозионное и теплоизоляционное покрытие на основе полых микросфер [Текст]/ Платов А.С (Россия); заявитель и патентообладатель Платов А.С - № 2012121306/05; заявл. 23.05.12; опубл. 27.12.13, Бюл. № 36 - 11 с. 5 UA 118022 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 19. Пат. № 2311397 Россия, МПК (2006.01) С04В 41/48, C09D 5/18, C09D 109/04, C09D 113/02. Состав для получения теплозащитных покрытий [Текст]/ Самсоненко С.Т. (Россия); заявитель и патентообладатель ООО "Дуайт" - № 2005140309/03; заявл. 23.12.05; опубл. 27.11.07, Бюл. № 33 - 8 с. 20. Пат. № 2306328 Россия, МПК (2006.01) С09К 21/00, C09D 5/18, C09D161/10. Огнезащитная композиция для покрытий [Текст]/ Федченко Н.Н., Кустов В.Г., Парахин А.Н., Старкова А.А. (Россия); заявитель и патентообладатель - ФКП "Пермский пороховой завод" - № 2006109668/04; заявл. 27.03.05; опубл. 20.09.07, Бюл. № 26 - 5 с. 7 21. Пат. № 2245350 Россия, МПК C09D 5/08, C09D 1/04. Термозащитная краска [Текст]/ Фасюра В.Н., Владиславлева Е.Ю., Захваткин С.С. (Россия); заявитель и патентообладатель Фасюра В.Н., Владиславлева Е.Ю., Захваткин С.С. - № 2003125071/04; заявл. 14.08.03; опубл. 27.01.05, Бюл. № 3 - 6 с. 22. Пат. №2527997 Россия, МПК (2006.01) C09D 5/18, C09D5/02. Состав для теплозащитных покрытий [Текст]/ Емельянова О.Н., Кудрявцева Е.П., Болышакова А.Н., Савватеева О.А., Санду Р.А., Прохоров Г.О. (Россия); заявитель и патентообладатель - ФГУП "Государственный ордена трудового красного знамени научно исследовательский институт химических реактивов и особо чистых веществ" - № 2012137057/05; заявл. 30.08.12; опубл. 10.09.14, Бюл. № 25 - 9 с. 23. Пат. № 2499809 Россия, МПК (2006.01) C09D 5/18, С04В 14/42. Состав для изготовления огнезащитного покрытия [Текст]/ Емельянова О.Н., Кудрявцева Е.П., Болышакова А.Н., Санду Р.А. (Россия); заявитель и патентообладатель - ФГУП "Государственный ордена трудового красного знамени научно исследовательский институт химических реактивов и особо чистых веществ" - № 2012133432/05; заявл 06.08.12; опубл. 27.11.13, Бюл. № 33 - 10 с. 24. Пат. № 2415896 Россия, МПК (2006.01) C09D 5/18, C09D 131/00, C09D 133/00, С09К 21/02. Огнезащитный состав [Текст]/ Авдеев В.В., Годунов И.А., Коваленко A.M., Пантюхин М.Л., Яшин Н.В. (Россия); заявитель и патентообладатель - Институт новых углеродных материалов и технологий - № 2009106483/05; заявл. 26.02.09; опубл. 10.04.11, Бюл. № 10, - 9 с. 25. Виноградов А.В.// Быстрозакаленные материалы и покрытия/ Труды 10-й Юбилейной Всероссийской с международным участием научно-технической конференции. М. 2011, С. 260. 26. Беспалова О.В., Борисов A.M., Востриков В.Г. и др.// Ядерная физика, Т. 72, 2009. - С. 1721. 27. Авдуевский B.C. Основы теплопередачи в авиационной и ракетно-космической технике. - М.: Машиностроение. 1975. 28. Беленький Е.Ф. Химия и технология пигментов / Е.Ф. Беленький, И.В. Рискин. - Л.: Химия, 1974. - 656 с. 29. Панова Л.Г. Наполнители для полимерных композиционных материалов/ Л.Г. Панова. Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2010. - 68 с. 30. Михайлин Ю.А. Термоустойчивые полимеры и полимерные материалы/ Ю.А. Михайлин. - СПб.: Профессия, 2006. - 623 с. 31. Пат. № 2352467 Россия, МПК (2006.01) C09D 5/02, В32В 27/02, В32В 27/12, В32В 27/20. Способ получения теплоизоляционного многослойного комбинированного полимерного покрытия [Текст]/ Беляев B.C. (Россия); заявитель и патентообладатель - Беляев B.C. - № 2007114884/04; заявл. 20.04.07;опубл. 20.04.09, Бюл. № 11, - 12 с. 32. Пат. № 2352601 Россия, МПК (2006.01) C09D 5/02, C09D 5/18, В32В 27/20. Способ получения теплоизоляционного и огнестойкого многослойного комбинированного полимерного покрытия [Текст]/ Беляев B.C., Федотов И.М. (Россия); заявитель и патентообладатель - Беляев B.C. - № 2007118758/04; заявл. 22.05.07; опубл. 20.04.09, Бюл. № 11. - 12 с. 33. Пат. № 2529525 Россия, МПК (2006.01) В32В 18/00, C09D 5/18, C09D 1/00, С04В 28/34. Композиция для получения термозащитного покрытия и термозащитное покрытие [Текст]/ Григорьев Ю.А. (Россия); заявитель и патентообладатель - ООО "Обнинский завод термозащитных материалов". - № 2013119373/05; заявл. 26.04.13;опубл. 27.09.14, Бюл. № 27, 7 с. 34. Пат. № 2491318 Россия, МПК (2006.01) С09K 21/14. Огнестойкий полимерный композиционный материал и способ его получения [Текст]/ Есаулов С.К. (Россия); заявитель и патентообладатель - Есаулов С.К. - № 2012106193/05; заявл. 22.02.12; опубл. 27.08.12, Бюл. № 24, - 12 с. 35. Пат. № 2281962 Россия, МПК (2006.01) С09K 13/12, C08L 27/06, D06N 1/00. Полимерная композиция для рулонного материала [Текст]/ Федченко Н.Н., Кустов В.Г. (Россия); заявитель и патентообладатель - ФГУП "Пермский завод им. Кирова" - № 2005116074/04; заявл. 26.05.05; опубл. 20.08.06, Бюл. № 23. - 8 с. 6 UA 118022 U 5 36. Пат. № 2321090 Россия, МПК (2006.01) Н01В 3/44. Поливинильный кабель пластикат пиниженной горючести [Текст]/ Дмитриев Ю.К., Виноградов А.В. (Россия); заявитель и патентообладатель - ОАО " Каустик" - № 2006142399/09; заявл. 30.11.06; опубл. 27.03.08, Бюл. №9, - 6 с. 37. Пат. № 2393281 Россия, МПК (2006.01) D06M 15/48. Состав для огнезащитного дискретного покрытия текстильного материала [Текст]/ Хелевина О.Г., Тимофеева СВ. (Россия); заявитель и патентообладатель - Ивановский государственный химико-технологический университет - № 2008146952/04; заявл. 27.11.08; опубл. 27.06.10, Бюл. № 18, - 6 с. Таблиця 1 Склади для отримання ТЗП Компонент Наповнювачі Полімерні мікросфери (20-30 мкм) Полімерні мікросфери (50-80 мкм) Скляні мікросфери (30 мкм) Скляні мікросфери (40 мкм) Скляні мікросфери (55 мкм) Скляні мікросфери (20-150 мкм) ПВХ емульсійний ПВХ суспензійний Sb2O3 Кальцит Спучений перліт Меламін Стеарат Ca/Zn Водні дисперсії полімерів Водна аліфатична поліуретанакрилова дисперсія, що здатна до просторового зшивання Водна поліуретанова дисперсія, що здатна до просторового зшивання Водна ароматична уретанакрилова дисперсія Технологічні та інші добавки Н2Одист. Коалесцент Диспергатор Агент для розливу Загусник Гідрофобізатор Біоцид Всього №1 33,7 Вміст компонента у рідкому складі, % №2 №3 №4 №5 №6 35,1 33,7 35,63 37,2 31,78 №7 33,7 3,80 3,90 3,50 3,67 3,77 3,68 3,50 5,20 5,40 4,90 5,83 5,6 4,66 4,90 1,60 4,90 5,40 9,10 2,70 1,00 56,00 1,70 5,10 5,60 9,50 2,80 1,10 54,40 1,60 4,90 5,40 9,10 2,70 1,60 55,90 1,60 6,00 5,25 8,92 2,63 1,16 0,14 0,43 54,46 1,61 8,39 5,40 9,15 2,70 0,14 0,44 52,44 5,82 5,25 8,74 2,62 1,01 58,73 1,60 4,90 5,40 9,10 2,70 1,60 55,90 31,70 31,60 30,73 15,85 31,60 25,30 28,04 24,30 29,10 24,30 23,73 24,40 42,88 24,30 10,30 6,00 1,10 2,00 0,20 0,30 0,50 0,20 100,00 10,50 10,40 6,20 6,00 1,20 1,10 2,00 2,00 0,20 0,20 0,30 0,30 0,40 0,50 0,20 0,30 100,00 100,00 9,91 5,83 1,09 1,94 0,23 0,27 0,39 0,16 100,00 10,36 9,49 10,40 6,00 5,83 6,00 1,12 1,08 1,10 2,2 1,94 2,00 0,24 0,24 0,20 0,24 0,24 0,30 0,40 0,50 0,16 0,16 0,30 100,00 100,00 100,00 10 7 UA 118022 U Таблиця 2 Теплофізичні і фізико-механічні показники готового ТЗП, ТТП-ФСУ і прототипу Найменування показника №1 №2 №3 №4 №5 №6 №7 3 0,450,55 0,450,52 0,40,42 0,440,46 0,390,41 0,570,59 0,390,41 ТТППрототип* ФСУ 0,280,25-0,40 0,44 0,80 1,32 1,45 1,23 1,98 1,32 0,49 0,30-1,40 13 14 11 27 32 13 4,9 0,51 0,53 0,39 0,38-0,45 Густина, г/см Руйнівна напруга при розтягуванні, МПа, не 1,96 менше Відносне подовження при 20 розриві, %, не менше Руйнівна напруга при 0,98 відриві, МПа, не менше Коефіцієнт теплопровідності, Вт/(мK) 0,120 При 25 °C 0,145 При 50 °C Питома теплоємність, кДж/(кгK) 1,46 При 25 °C 1,63 При 50 °C Початкова температура 250 руйнування, °C Температура повної 600 деструкції матеріалу, °C Температура на поверхні 450 ТЗП, °C Температура під ТЗП 100(товщина 3 мм), °C 150 1,04 0,0080,100 0,122 0,120 0,200 0,144 0,140 0,220 0,300 0,320 0,120 0,0540,140 0,155 1,561,85 1-1,2 1,50 1,69 1,41 1,78 1,50 1,90 1,80 2,20 1,41 1,78 250 250 250 240 250 600 600 600 550 600 350 350 375 375 350 800 100 100 75 60 100 105-310 Прототип* - пат. RU № 2527997 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 15 20 25 1. Склад рідкої композиції для отримання теплозахисних покриттів зі зниженою горючістю, що містить як плівкоутворювач дисперговані у воді полімери, а також легкі наповнювачі у вигляді скляних мікросфер, який відрізняється тим, що містить як плівкоутворювач суміш водних дисперсій, одна з яких здатна до просторового зшивання, а також наповнювачі у вигляді суміші порожнистих мікросфер неорганічної та органічної природи, порошкоподібні наповнювачі, антипірени, термостабілізатори, ряд технологічних добавок і воду, в кількості, мас. %: скляні мікросфери розміром 30-55 мкм: 0,1-10, або скляні полікамерні мікросфери розміром 20-150 мкм: 0,1-6, органічні мікросфери розміром 20-30 мкм: 3,5-4,5, органічні мікросфери розміром 50-80 мкм: 4-7, водна дисперсія, що здатна до просторового зшивання: 10-35, водна дисперсія: 20-45, кальцит або спучений перліт: 0,1-2, антипірен: 10-20, меламін: 0,1-0,2, Ca/Zn стеарат: 0,4-0,5, технологічні добавки: 4-5, вода - решта. 2. Склад рідкої композиції за п. 1, який відрізняється тим, що містить аліфатичні поліуретанакрилові або поліуретанові водні дисперсії, що здатні до просторового зшивання, у кількості 10-35 % мас. 8 UA 118022 U 5 10 15 20 25 30 35 40 3. Склад рідкої композиції за п. 1, який відрізняється тим, що містить ароматичні уретанакрилові водні дисперсії, що не здатні для просторового зшивання, у кількості 20-45 % мас. 4. Склад рідкої композиції за п. 1, який відрізняється тим, що містить як мікросфери неорганічної природи - порожнисті скляні мікросфери. 5. Склад рідкої композиції за п. 4, який відрізняється тим, що містить як скляні мікросфери порожнисті сферичні скляні мікросфери типу HGS-16, HGS-30 і HGS-17 або їх аналоги. 6. Склад рідкої композиції за п. 5, який відрізняється тим, що містить як скляні мікросфери суміш порожнистих сферичних скляних мікросфер з середнім діаметром 30, 40 або 55 мкм, у кількості 0,1-3 % мас., 0,1-10 % мас., 0,1-8,5% мас., відповідно, у співвідношенні 1,5:5. 7. Склад рідкої композиції за п. 4, який відрізняється тим, що містить як скляні мікросфери порожнисті полікамерні скляні мікросфери типу МПк. 20-200. 8. Склад рідкої композиції за п. 7, який відрізняється тим, що містить як порожнисті полікамерні скляні мікросфери - мікросфери з розміром частинок 20-150 мкм, у кількості 0,1-6 % мас. 9. Склад рідкої композиції за п. 1, який відрізняється тим, що містить як порожнисті мікросфери органічної природи - полімерні мікросфери. 10. Склад рідкої композиції за п. 9, який відрізняється тим, що містить як полімерні мікросфери - порожнисті полімерні мікросфери на основі кополімеру акрилонітрилу, вініліденхлориду і метилметакрилату типу Expancel або їх аналоги. 11. Склад рідкої композиції за п. 10, який відрізняється тим, що містить як полімерні мікросфери - порожнисті полімерні мікросфери із середнім розміром частинок 20-30 мкм, 50-80 мкм або їх суміш у кількості 3,5-10 % мас. 12. Склад рідкої композиції за п. 1, який відрізняється тим, що містить в своєму складі порошкоподібні наповнювачі типу кальциту або перліту. 13. Склад рідкої композиції за п. 12, який відрізняється тим, що містить в своєму складі порошкоподібні наповнювачі типу кальциту або перліту у кількості 0,1-2 % мас. 14. Склад рідкої композиції за п. 1, який відрізняється тим, що містить в своєму складі антипірени, що являють собою суміш емульсійного і суспензійного полівінілхлориду та оксиду сурми. 15. Склад рідкої композиції за п. 14, який відрізняється тим, що містить суміш емульсійного і суспензійного полівінілхлориду та оксиду сурми, взятих у масовому співвідношенні ПВХсусп:ПВХемульс:Sb2O3=3,4:2:1. 16. Склад рідкої композиції за п. 1, який відрізняється тим, що містить до 20 % мас. антипірену, складу, що наведений в п. 15. 17. Склад рідкої композиції за п. 1, який відрізняється тим, що містить як термостабілізатори полівінілхлориду - суміш меламіну та Ca/Zn стеарату, взятих у масовому співвідношенні 1 до 3, вміст термостабілізаторів у складі рідкої композиції не менше 0,5 %. 18. Склад рідкої композиції за п. 1, який відрізняється тим, що містить як технологічні добавки загущувач, піногасник, змочувач, коалесцент, гідрофобізатор, біоцид і добавку для поліпшення розливу рідкої композиції. 19. Склад рідкої композиції за п. 18, який відрізняється тим, що містить до 4-5 % мас. технологічних добавок. 20. Склад рідкої композиції за п. 1, який відрізняється тим, що його можна наносити на поверхню, що захищається, з використанням методів наливу і пневматичного або безповітряного розпилення. 45 Комп’ютерна верстка А. Крулевський Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 9