Самоочисне каталітичне покриття

Самоочисне каталітичне покриття, що містить фриту, каталізатор окиснення МnО2, каталізатор розкладання жирів, тугоплавкий наповнювач Аl2О3, яке відрізняється тим, що як каталізатор розкладання жирів містить воластоніт при наступному співвідношенні компонентів, мас. ч.: фрита 100 МnO2 22,5-40 воластоніт 5-22,5 Аl2О3 5. (19) (21) a201000043 (22) 11.01.2010 (24) 25.03.2011 (46) 25.03.2011, Бюл.№ 6, 2011 р. (72) БРАГІНА ЛЮДМИЛА ЛАЗАРІВНА, ШАЛИГІНА ОКСАНА ВОЛОДИМІРІВНА, КУРЯКІН МИКОЛА ОЛЕКСАНДРОВИЧ (73) НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ "ХАРКІВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ" (56) US 4180482 A, 25.12.1979 SU 1662964 A1, 15.07.1991 DE 1966350, 30.03.1972 WO 98/28236 A2, 02.07.1998 3 ґрунтовим шаром, температура випалу якого для зчеплення із маловуглецевою сталлю повинна складати не менш 750 °С. Але при температурах випалу каталітичного покриття (650 - 750 °С) починає руйнуватися цеоліт - каталізатор розкладання жирів, що супроводжується зниженням механічної міцності зчеплення каталітичного покриття з ґрунтовим емалевим шаром. Тому композиція за цим винаходом не може застосовуватися для одержання самоочисних каталітичних покриттів духових шаф з маловуглецевої сталі. В основу винаходу поставлено завдання - розробити склад композиції для одержання за шлікерною технологією самоочисних каталітичних покриттів на внутрішній поверхні духових шаф з маловуглецевої сталі, які б характеризувались міцним зчепленням з ґрунтовим склоемалевим шаром при механічній дії на покриття. Технічний результат забезпечується тим, що в рішенні, яке пропонується міститься фрита, каталізатор окиснення МnО2, каталізатор розкладання воластоніт, тугоплавкий наповнювач АІ2О3 при наступному співвідношенні компонентів, мас. ч.: фрита 100 МnO2 22,5 - 40 воластоніт 5 - 22,5 АІ2О3 5 Завдяки наявності в композиції воластоніту, який є стійким до високих температур та підвищує механічну міцність силікатних матеріалів, покриття згідно із винаходом, що є активним по відношенню до окиснення та розкладання жирів, можна отримувати на маловулецевій сталі при температурах вище 650 °С. Наведений склад композицій забезпечує виконання основних умов для одержання каталітичних емалевих покриттів із достатньо високою здатністю до самоочищення, яка становить 14-18 циклів згідно із методикою стандарту ДСТУ ISO 8291:2005, що у 3 - 4,5 рази більша за таку, що є достатньою для каталітичних емалевих покриттів, а саме 4-6 циклів. За цим стандартом на зразок із самоочисним каталітичним покриттям у різних точках наносять 5 крапель рослинної олії та витримують при температурі 250 ± 10 °С протягом однієї години. Після цього операції нанесення крапель із 93961 4 подальшим нагрівом повторюються, доки у точках нанесення олії не з'явиться блиск. Кількість циклів термічної дії до появи блиску і характеризує здатність покриття до самоочищення. В лабораторних умовах виготовлено 4 склади запропонованої каталітичної композиції, 2 склади композиції за межами та, для порівняння, композиції-прототипу, що наведені у таблиці 1. Композиції виготовлялись шляхом сумісного подрібнення у лабораторних фарфорових ступках компонентів до проходження крізь сито 008. Композиції та добавки для отримання стійкої суспензії (5 мас. ч. глини та 0,5 мас. ч. NaNO2) змішували у воді, отриманий шлікер наносили на сталеві пластинки із ґрунтовим шаром, сушили при температурі 120 - 180 °С та випалювали при температурі 660 °С. Для отриманих із запропонованих каталітичних композицій покриттів визначалася поруватість за методом водопоглинання, міцність зчеплення із ґрунтовим емалевим шаром на вигин емальованих зразків (за п'ятибальною шкалою) та здатність до самоочищення за стандартом ДСТУ ISO 8291:2005. Показники наведені в таблиці 2, з якої видно, що запропонована каталітична композиція характеризується високою здатністю до самоочищення. Покриття, яке містить цеоліт, має високу здатність до самоочищення, але воно характеризуються зниженою міцністю зчеплення з ґрунтовим шаром. Це пояснюється занадто високою поруватістю таких покриттів, що обумовлено високою температурою їх випалу (660 °С), при якій відбувається інтенсивне руйнування структури цеолітів. Температура початку цього руйнування дорівнює 550 °С [4]. Відхилення від заданих меж складу композиції приводить до помітного зниження ступеню каталітичного самоочищення покриттів або деякого зниження міцності зчеплення з ґрунтовим шаром. Реалізація винаходу в промисловості дозволить вирішити проблему полегшення очищення духових шаф побутових плит із маловуглецевої сталі шляхом виключення необхідності використання миючих засобів та підвищить споживчий рівень продукції із запропонованими покриттями. Таблиця 1 Склад композиції, мас. ч. Композиція-прототип Композиція за межами 1 2 3 4 Композиція за межами Фрита 100 100 100 100 100 100 100 МnO2 25 5 22,5 28 35 40 50 Цеоліт 25 - - Воластоніт 40 22,5 15 7,5 5 2,5 Глинозем 5 5 5 5 5 5 5 5 93961 6 Таблиця 2 Властивість Здатність до самоочищення, цикли Міцність зчеплення каталітичного покриття із ґрунтом, бали Поруватість, % Композиціяпрототип 16 Композиція за межами 10 2 4 22 16,7 Джерела інформації: 1. Пат. 6429161В1 США, МПК7 С03С8/16 Catalytic Porcelain Enamel Coating Composition. /T. Souchard, A. Aronica; Ferro France S.A.R.L., №09/582078; Заявл. 8.01.1999; Опубл. 6.08.2002. -4с. 2. Пат. 3718498 США МПК B44D1/02. Catalytic Composition. / P.J. Denny, D.A. Dowden; Imperial Комп’ютерна верстка Мацело В. 1 2 3 4 18 15 16 14 4 4 4 Композиція за межами 9 4 17,3 17,9 18,5 19,4 3 20,4 Chemical Industries Ltd., № 128684; Заявл. 29.03.1971; Опубл. 27.02.1973.-5 с. 3. Пат. 4180482 США, МПК B01J29/06. SelfCleaning Catalytic Coating. / A. Nishino, К. Sonetaka, К. Kimura, Y. Watanabe; Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. - № 815960; Заявл. 13.06.1978; Опубл. 25.12.1979. - 13 с. 4. Брек Д. Цеолитовые молекулярные сита. М.: Мир, 1976. - 782 с. Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601