Композиція для теплоізоляційного шару, спосіб її приготування та спосіб утворення теплоізоляційного шару на підкладці
Формула / Реферат
1. Отверджувана покривна композиція для утворення теплоізоляційного шару, причому вказана композиція містить:
(a) частинки матеріалу з високим ступенем пористості, одержаногошляхом висушування вологого золь-гелю, при цьому частинки мають пористість щонайменше 80 %, а розмір частинок знаходиться в межах від 5 мкм до 4,0 мм; і
(b) плівкоутворювальну полімерну систему, яка містить плівкоутворювальний полімер, причому частинки (а) дисперговані в полімерній системі (b), а полімерна система (b) містить щонайменше один стабілізатор, який має середню молекулярну масу в межах від приблизно 1000 до приблизно 4000, при цьому вказаний стабілізатор являє собою щонайменше один компонент, вибраний із групи, що складається з блок-співполімерів етиленоксидів і пропіленоксидів, полі-С2-С3-алкоксилованих С2-С3-насичених або ненасичених жирних спиртів, полі-С2-С3-алкоксилованих гідрогенізованих або частково гідрогенізованих касторових олій, полі-С2-С3-алкоксилованих гідрогенізованих або частково гідрогенізованих соєвих олій, полідиметилсилоксан-С2-С3-алкоксилатів і ефірів сорбітів і С12-С18-насичених або ненасичених жирних кислот, кількість частинок (а) знаходиться в межах від 2 до 6 % мас., виходячи з маси композиції, а кількість стабілізатора знаходиться в межах від приблизно 50 % до приблизно 90 % мас., виходячи з маси частинок з високим ступенем пористості.
2. Композиція за п. 1, відповідно до якого вказані частинки являють собою щонайменше один компонент, вибраний із групи, що складається з частинок аерогелю, приготовлених шляхом висушування вологого золь-гелю при надкритичному тиску, і частинок ксерогелю, приготовлених шляхом висушування вологого золь-гелю при тиску, нижче надкритичного.
3. Композиція за п. 1, відповідно до якого вказані частинки мають розмір частинки в межах від 5 мкм до 15 мкм.
4. Композиція за п. 1, відповідно до якого вказані частинки мають розмір частинки в межах від 5 мкм до 500 мкм.
5. Композиція за п. 1, відповідно до якого вказані частинки мають розмір частинки в межах від 5 мкм до 1200 мкм.
6. Композиція за п. 1, відповідно до якого вказані частинки мають розмір частинки в межах від приблизно 0,5 мм до приблизно 4,0 мм.
7. Композиція за п. 1, відповідно до якого вказані частинки мають пористість щонайменше 90 %.
8. Композиція за п. 1, відповідно до якого вказані частинки являють собою частинки аморфного кварцового аерогелю.
9. Композиція за п. 1, відповідно до якого вказані частинки являють собою частинки аморфного кварцового ксерогелю.
10. Композиція за п. 1, відповідно до якого вказані частинки являють собою частинки вугільного аерогелю.
11. Композиція за п. 1, відповідно до якого вказані частинки являють собою частинки вугільного ксерогелю.
12. Композиція за п. 1, відповідно до якого вказана полімерна система є водною.
13. Композиція за п. 12, відповідно до якого вказані частинки є гідрофобними.
14. Композиція за п. 1, відповідно до якого вказана полімерна система основана на розчиннику.
15. Композиція за п. 14, відповідно до якого вказані частинки є гідрофільними.
16. Композиція за п. 1, відповідно до якого вказаний плівкоутворювальний полімер вибраний із групи, що складається з поліакрилатів, стиролакрилатних співполімерів, вінілакрилатних співполімерів, епоксіакрилатних співполімерів, акрилвінілацетатних співполімерів, алкідів, співполімерів стиролу і бутадієну, ацетатцелюлозних полімерів і поліефірних полімерів.
17. Композиція за п. 12, відповідно до якого вказана полімерна система являє собою водну емульсію плівкоутворювального полімеру, вибраного з групи, що складається з поліакрилатів, стиролакрилатних співполімерів, вінілакрилатних співполімерів, епоксіакрилатних співполімерів, акрилвінілацетатних співполімерів, співполімерів стиролу і бутадієну й ацетатцелюлозних полімерів.
18. Композиція за п. 1, відповідно до якого вона додатково містить рутил у кількості від 5 до 15 % мас., виходячи з маси композиції.
19. Композиція за п. 1, відповідно до якого вона додатково містить вогнезахисний агент.
20. Спосіб утворення теплоізоляційного шару на підкладці, що включає етап нанесення композиції за п. 1 на підкладку.
21. Спосіб приготування покривної композиції для утворення теплоізоляційного шару, причому вказаний спосіб включає етапи:
(a) одержання полімерної системи, яка містить плівкоутворювальний полімер і щонайменше один стабілізатор, який має середню молекулярну масу в межах від приблизно 1000 до приблизно 4000, при цьому вказаний стабілізатор, що являє собою щонайменше один компонент, вибраний з групи, що складається з блок-співполімерів етиленоксидів і пропіленоксидів, полі-С2-С3-алкоксилованих С2-С3-насичених або ненасичених жирних спиртів, полі-С2-С3-алкоксилованих гідрогенізованих або частково гідрогенізованих касторових олій, полі-С2-Сз-алкоксилованих гідрогенізованих або частково гідрогенізованих соєвих олій, полідиметилсилоксан-С2-С3-алкоксилатів і ефірів сорбітів і С12-С18-насичених або ненасичених жирних кислот, і
(b) додавання до полімерної системи, одержаної на етапі (а), частинок матеріалу з високим ступенем пористості, одержаного шляхом висушування вологого золь-гелю, причому частинки мають пористість щонайменше 80 %, а розмір частинок знаходиться в межах від 5 мкм до 4,0 мм,
при цьому кількість частинок знаходиться в межах від 2 до 6 % мас., виходячи з маси композиції, а кількість стабілізатора знаходиться в межах від приблизно 50 % до приблизно 90 % мас., виходячи з маси частинок з високим ступенем пористості.
22. Спосіб за п. 21, відповідно до якого частинки з високим ступенем пористості піддають попередньому повільному змішуванню в умовах малого зсуву зі стабілізатором і водою, якщо це необхідно, у кількості, достатній для одержання однорідної пасти, а одержану пасту додають до полімерної системи.
23. Спосіб за п. 21, відповідно до якого перед етапом (b) до полімерної системи підмішують висвітлюючий агент.
24. Спосіб за п. 21, відповідно до якого частинки мають пористість щонайменше 90 %.
25. Спосіб за п. 21, відповідно до якого частинки являють собою частинки кварцового аерогелю.
Текст
1. Отверджувана покривна композиція для утворення теплоізоляційного шару, причому вказана композиція містить: (a) частинки матеріалу з високим ступенем пористості, одержаного шляхом висушування вологого золь-гелю, при цьому частинки мають пористість щонайменше 80 %, а розмір частинок знаходиться в межах від 5 мкм до 4,0 мм; і (b) плівкоутворювальну полімерну систему, яка містить плівкоутворювальний полімер, причому частинки (а) дисперговані в полімерній системі (b), а полімерна система (b) містить щонайменше один стабілізатор, який має середню молекулярну масу в межах від приблизно 1000 до приблизно 4000, при цьому вказаний стабілізатор являє собою щонайменше один компонент, вибраний із групи, що складається з блок-співполімерів етиленоксидів і пропіленоксидів, полі-С 2-С3-алкоксилованих С2-С3насичених або ненасичених жирних спиртів, поліС2-С3-алкоксилованих гідрогенізованих або частково гідрогенізованих касторових олій, полі-С2-С3алкоксилованих гідрогенізованих або частково гідрогенізованих соєвих олій, полідиметилсилоксан-С 2-С3-алкоксилатів і ефірів сорбітів і С 12-С18насичених або ненасичених жирних кислот, кількість частинок (а) знаходиться в межах від 2 до 6 2 (19) 1 3 84038 4 12. Композиція за п. 1, відповідно до якого вказана полімерна система є водною. 13. Композиція за п. 12, відповідно до якого вказані частинки є гідрофобними. 14. Композиція за п. 1, відповідно до якого вказана полімерна система основана на розчиннику. 15. Композиція за п. 14, відповідно до якого вказані частинки є гідрофільними. 16. Композиція за п. 1, відповідно до якого вказаний плівкоутворювальний полімер вибраний із групи, що складається з поліакрилатів, стиролакрилатних співполімерів, вінілакрилатних співполімерів, епоксіакрилатних співполімерів, акрилвінілацетатних співполімерів, алкідів, співполімерів стиролу і бутадієну, ацетатцелюлозних полімерів і поліефірних полімерів. 17. Композиція за п. 12, відповідно до якого вказана полімерна система являє собою водну емульсію плівкоутворювального полімеру, вибраного з групи, що складається з поліакрилатів, стиролакрилатних співполімерів, вінілакрилатних співполімерів, епоксіакрилатних співполімерів, акрилвінілацетатних співполімерів, співполімерів стиролу і бутадієну й ацетатцелюлозних полімерів. 18. Композиція за п. 1, відповідно до якого вона додатково містить рутил у кількості від 5 до 15 % мас., виходячи з маси композиції. 19. Композиція за п. 1, відповідно до якого вона додатково містить вогнезахисний агент. 20. Спосіб утворення теплоізоляційного шару на підкладці, що включає етап нанесення композиції за п. 1 на підкладку. 21. Спосіб приготування покривної композиції для утворення теплоізоляційного шару, причому вказаний спосіб включає етапи: (a) одержання полімерної системи, яка містить плівкоутворювальний полімер і щонайменше один стабілізатор, який має середню молекулярну масу в межах від приблизно 1000 до приблизно 4000, при цьому вказаний стабілізатор, що являє собою щонайменше один компонент, вибраний з групи, що складається з блок-співполімерів етиленоксидів і пропіленоксидів, полі-С 2-С3-алкоксилованих С2-С3-насичених або ненасичених жирних спиртів, полі-С 2-С3-алкоксилованих гідрогенізованих або частково гідрогенізованих касторових олій, поліС2-Сз-алкоксилованих гідрогенізованих або частково гідрогенізованих соєвих олій, полідиметилсилоксан-С 2-С3-алкоксилатів і ефірів сорбітів і С 12С18-насичених або ненасичених жирних кислот, і (b) додавання до полімерної системи, одержаної на етапі (а), частинок матеріалу з високим ступенем пористості, одержаного шляхом висушування вологого золь-гелю, причому частинки мають пористість щонайменше 80 %, а розмір частинок знаходиться в межах від 5 мкм до 4,0 мм, при цьому кількість частинок знаходиться в межах від 2 до 6 % мас., виходячи з маси композиції, а кількість стабілізатора знаходиться в межах від приблизно 50 % до приблизно 90 % мас., виходячи з маси частинок з високим ступенем пористості. 22. Спосіб за п. 21, відповідно до якого частинки з високим ступенем пористості піддають попередньому повільному змішуванню в умовах малого зсуву зі стабілізатором і водою, якщо це необхідно, у кількості, достатній для одержання однорідної пасти, а одержану пасту додають до полімерної системи. 23. Спосіб за п. 21, відповідно до якого перед етапом (b) до полімерної системи підмішують висвітлюючий агент. 24. Спосіб за п. 21, відповідно до якого частинки мають пористість щонайменше 90 %. 25. Спосіб за п. 21, відповідно до якого частинки являють собою частинки кварцового аерогелю. Даний винахід відноситься до теплоізоляційного матеріалу, більш конкретно, до покривної композиції, яка призначена для утворення теплоізоляційного шару на підкладці, до способу утворення такого теплоізоляційного шару і до способу одержання такої композиції. Ненавмисна теплопередача є причиною неефективного використання енергії як споживачами, так і промисловими підприємствами, що супроводжується фінансовими витратами. Прикладами такої небажаної теплопередачі є: приплив тепла до будівельної конструкції в результаті поглинання нею сонячного випромінювання; втрата тепла в результаті недостатнього ізолювання труб і інших конструкцій і т.п. Теплопередача протягом тривалого проміжку часу може викликати старіння матеріалу, якому передається тепло. Іншим результатом ненавмисної передачі тепла є втрата продуктивності робітника через отримані термічні або холодові травми, викликані контактом з неізольованим або недостатньо ізольованим устаткуванням. І, нарешті, вплив тепла і холоду на робочому місці знижує продуктивність робітника. Способи ослаблення ненавмисної теплопередачі відомі з рубрики "ізоляційні матеріали" і, як правило, ідентифікуються композицією, що утворює твердофазні складові ізоляційного матеріалу. Приклади включають: поліуретанову піну, скловолокно, мінеральну вовну, п ухкий вермикуліт або перліт, роздуту целюлозу, полістирольну піну, поліізоціануратну піну, акрилові покриття, облицювання, покриття, що містять керамічні частинки або мікросфери, і т.д. Кожний з описаних вище способів ізолювання має один або більше наступних недоліків: втрата ізоляційних властивостей після установки внаслідок проникнення пилу, вологості, мілдью і цвілі; корозія, коли ці матеріали використовуються на металевих поверхнях, внаслідок акумулювання вологи під ізоляційним матеріалом, зокрема, внаслідок конденсації, яка має місце в результаті перепаду температур, створюваного на стику між ізоляційним матеріалом і підкладкою; і недостатні 5 84038 ізоляційні властивості, особливо у випадку використання зовнішніх покриттів. Ціллю даного винаходу є створення ізоляційного матеріалу у вигляді тонкого шару або покриття, яке є захисним шаром, що характеризується низькою теплопровідністю і чудовими характеристиками рівномірного зчеплення з підкладкою і що забезпечує, таким чином, захист металевих підкладок від корозії і захист підкладок усіх видів від мілдью і цвілі. Утворення шару здійснюється шляхом нанесення рідкої покривної композиції, що характеризується чудовою стійкістю при збереженні. Робота, пророблена авторами, привела до створення покривної композиції відповідно до винаходу, що дозволяє досягти згадану вище ціль. Покривна композиція відповідно до винаходу містить частинки матеріалу з високим ступенем пористості, отриманого шляхом висушування вологого золь-гелю. Такий матеріал включає, але не обмежується ними, матеріали, відомі як аерогелі і ксерогелі. У своєму звичайному значенні, термін "аерогель" використовується для опису матеріалу, отриманого шляхом висушування вологого зольгелю при температурах, які перевищують критичну температуру, і при тисках, які перевищують критичний тиск. У таких умовах видалення рідкої фази гелю, наприклад, води, із золь-гелю приводить до утворення пористої структури без ушкодження власне структури гелю, завдяки чому досягається високий ступінь пористості. Традиційно, продукт, отриманий шляхом висушування в умовах, які нижче надкритичних умов, відомий як "ксерогель", який має більш низький ступінь пористості, причому щонайменше частина пористої структури ушкоджується в ході процесу висушування. Оскільки процес висушування у надкритичних умовах є досить енергоємним і дорогим, були розпочаті спроби одержання ксерогелів, що по своїх властивостях були б наближені до аерогелю. Такі ксерогелі придатні для використання в композиції відповідно до винаходу. Наприклад, у патенті США № 5,565,142 описаний ксерогель з високим ступенем пористості, висушений у діапазоні тисків від вакууму до нижче надкритичного, але який має властивості аерогелів, що, як правило, висушуються при надкритичних тисках. Це здійснюється шляхом введення внутрішньої поверхні пір вологого гелю в реакцію з органічними речовинами з метою зміни кута контактування рідкого меніска в порах у процесі висушування". Кварцові аерогелі були першими аерогелями, підданими обширним дослідженням. Однак аерогелі і ксерогелі можуть бути отримані з застосуванням широкого діапазону хімічних композицій. У даному винаході можуть бути використані інші неорганічні аерогелі, а також аерогелі, приготовлені з органічних полімерів, які називають іноді "вугільні аерогелі". Неорганічні ксерогелі й органічні ксерогелі придатні для використання в композиції відповідно до винаходу за умови, що вони мають властивості, аналогічні властивостям аерогелів. Аерогелі і ксерогелі можуть бути також піддані поверхневій обробці з метою модифікації їхніх властивостей. Наприклад, кварцовий аерогель можна зробити менш гідрофільним шляхом пере 6 творення поверхневих гр уп -OH у групи -OR (де R аліфатична група). У патенті США № 6,806,299, зміст якого в повній його цілісності включено в даний опис як посилання, розкрите приготування гідрофобних органічних аерогелів. Ці хімічно модифіковані аерогелі також придатні для використання в композиції відповідно до винаходу, також як і хімічно модифіковані ксерогелі, які мають властивості, аналогічні властивостям аерогелів. Аерогелі відомі як такі, що мають чудові теплоізоляційні властивості, а ксерогелі, пористість і структура пір яких наближається за своїми показниками до аерогелів, також є чудовими ізоляційними матеріалами. У відомих областях застосування ізоляційних матеріалів частинки аерогелю пресують у панелі або ущільнюють у замкнуту ємність або в еластичний мішок, при необхідності за допомогою зв'язуючого. Відповідно до іншого варіанта застосування в патентній публікації США 2003-0215640 описаний "теплостійкий аерогелевий композиційний матеріал, що містить ізоляційний базовий шар, який складається з гідрофобних частинок аерогелю і водного зв'язуючого, і тепловідбивний верхній шар, що складається з захисного зв'язуючого і засобу, що відбиває інфрачервоне випромінювання". Ізоляційний шар "переважно містить піноутворювач", а "для досягнення бажаного ступеня механічної міцності бажано використовувати настільки малу кількість водного зв'язуючого, наскільки це необхідно". У патентній публікації США 2004-0077738 Al описана "композиція зв'язуючого на основі аерогелю і порожнистих частинок, який містить водне зв'язуюче, гідрофобні частинки аерогелю і порожнисті непористі частинки, а також ізоляційний композиційний матеріал, який містить композицію зв'язуючого на основі аерогелю і порожнистих частинок, і способи (sic) приготування композиції зв'язуючого на основі аерогелю і порожнистих частинок і ізоляційного композиційного матеріалу. Ця композиція "переважно містить піноутворювач", а "для досягнення бажаного ступеня механічної міцності бажано використовувати настільки малу кількість водного зв'язуючого, наскільки це необхідно". До роботи, проробленої авторами, що складає предмет даної патентної заявки, частинки аерогелю і ксерогелю не були успішно використані як основний ізоляційний засіб, що включається в тонкий шар або покриття, яке міцно зчіплюється з підкладкою, причому утворення тонкого шару або покриття здійснюється шляхом нанесення плівкоутворювальної рідкої композиції, яка має чудову стійкість при збереженні і не піддається надмірному загущенню при збереженні. Крім того, у даному винаході теплоізоляційні властивості частинок аерогелю і ксерогелю не послаблюються іншими компонентами покривної композиції, наприклад, у результаті ушкодження, яке завдається ними чутливій пористій структурі частинок, і/або їхнім проникненням у пори і насиченням. Крім того, частинки аерогелю і ксерогелю в покритті, утвореному з композиції відповідно до винаходу, захищені вн утрішніми фізичними властивостями покриття від ушкодження і руйнування, породжуваного природними умовами. 7 84038 Першою ціллю даного винаходу є створення покривної композиції, що містить, як ізоляційний засіб, частинки матеріалу з високим ступенем пористості, який отриманий шляхом висушування золь-гелю і який утворює покриття, що має стійку структурну й експлуатаційну цілісність навіть у жорстких умовах експлуатації, які мають місце, наприклад, на промислових і обробних підприємства х. Ізоляційний шар відповідно до винаходу не піддається впливові вологи, пилу, цвілі і пошкодженню комахами, які викликають істотну втрату ізоляційних властивостей у традиційному ізоляційному матеріалі при використанні на тих ділянках, де він піддається впливові погоди і навколишнього середовища. Ізоляційний шар відповідно до винаходу може також витримувати істотні фізичні навантаження без ушкодження або стискання, які є іншими традиційними причинами ушкодження сипучих ізоляційних матеріалів. Іншою ціллю даного винаходу є створення теплоізоляційного шару, який, крім характеристик, описаних у відношенні першої цілі винаходу, виконує во гнезахисну функцію. Ще одною ціллю даного винаходу є створення теплоізоляційного шару, який, крім характеристик, описаних у відношенні кожної зі згаданих ви ще цілей винаходу, захи щає підкладку проти корозії. Додатковою ціллю даного винаходу є створення теплоізоляційного шару, який, крім характеристик, описаних у відношенні кожної зі згаданих вище цілей винаходу, захи щає підкладку від мілдью і цвілі. Стверджувана покривна композиція відповідно до винаходу виготовляється з частинок з високим ступенем пористості, диспергованих у плівкоутворювальній полімерній системі, яка містить плівкоутворювальний полімер, і в присутності стабілізатора, як це визначено нижче. Частинки являють собою частинки матеріалу, отриманого шляхом висушування вологого золь-гелю, і мають пористість, яка дорівнює щонайменше 80 %, і розмір частинки в межах від 5 мкм до 4,0 мм. (і) Частинки з високим ступенем пористості Частинки з високим ступенем пористості, використовувані в композиції, виготовляються з матеріалу, одержуваного шляхом висушування зольгелю, і мають пористість, яка дорівнює щонайменше 80 %, і розмір частинки в межах від 5 мкм до 4,0 мм. Хімічний склад і способи виробництва таких матеріалів, отриманих із золь-гелю, документально підтверджено хімічною літературою, у якій розкриті різноманітні способи висушування зольгелю і зміни його поверхневих власти востей. Частинки з високим ступенем пористості, придатні для використання в композиції відповідно до винаходу, включають, але не обмежуються ними, частинки аерогелю, приготовлені способом, відповідно до якого вологий золь-гель піддається висушуванню при надкритичному тиску, і частинки ксерогелю, відповідно до якого вологий золь-гель піддається висушуванню при тиску, який нижче надкритичного. Можуть бути використані частинки аморфних кварцових аерогелів або ксерогелів, а також частинки вугільних аерогелів або ксерогелів. 8 Розмір частинок з високим ступенем пористості, придатних для використання в даному винаході, знаходиться в межах від 5 мкм до приблизно 4,0 мм. В одному з варіантів здійснення даного винаходу використовуються наддрібні частинки, які мають розмір частинки в межах від 5 мкм до 1200 мкм, переважно від 5 мкм до 500 мкм, а більш переважно від 5 мкм до 15 мкм. В іншому варіанті здійснення даного винаходу використовуються частинки, які мають розмір у межах від приблизно 0,5 мм до приблизно 4 мм. Частинки з високим ступенем пористості, використовувані в даному винаході, мають пористість щонайменше 80 %, а більш переважно щонайменше 90 %, причому пористість є мірою частки об'єму частинок, зайнятого повітрям. Форма частинок конкретно не обмежена і включає неправильні форми, а також рівні і симетричні форми. Частинки з високим ступенем пористості мають, як правило, дрібні пори з розміром пори, що не перевищує 50 мкм. В одному з варіантів здійснення даного винаходу частинки характеризуються розміром пори, який дорівнює приблизно 20 мкм. Завдяки високому ступеневі пористості, а також малому розмірові частинки, придатні для використання в даному винаході, мають велику площу поверхні, наприклад, у межах від 600 до 800 м /м. Аерогель або ксерогель, з якого виготовлені частинки з високим ступенем пористості, може бути гідрофобним або гідрофільним. В одному з варіантів здійснення винаходу, аерогель або ксерогель являє собою металоїдний оксидний аерогель або ксерогель, у якому атом водню в кінцевих групах -OH заміщений неполярною групою, яка додає аерогелю або ксерогелю гідрофобність. В іншому переважному варіанті здійснення винаходу аерогель або ксерогель являє собою вугільний аерогель або ксерогель органічної сполуки, у якій атом водню в кінцевих групах -CH заміщений неполярною групою, яка додає аерогелю або ксерогелю гідрофобність. Аерогелі і ксерогелі, придатні для використання в даному винаході, можуть бути приготовлені способами, відомими в даній області техніки і доступні від комерційних постачальників. (іі) Полімерна система Полімерна система, придатна для використання в композиції відповідно до винаходу, може бути водною системою або системою на основі розчинників і містить щонайменше один плівкоутворювальний полімер. Хімічний склад і способи виробництва підходящих плівкоутворювальних полімерів відомі і такі полімери доступні на ринку від численних комерційних виробників. Приклади підходящих плівкоутворювальних полімерів включають, але не обмежуються ними, поліакрилати, стиролакрилатні співполімери, вінілакрилатні співполімери, епоксіакрилатні співполімери, акрилвінілацетатні співполімери, алкіди, співполімери стиролу і бутадієну, ацетатцелюлозні полімери і поліефірні полімери. Вибір полімеру може бути 9 84038 зроблений фахівцем середньої кваліфікації з урахуванням специфіки його застосування. Відповідно до одного з аспектів даного винаходу полімерна система являє собою водну емульсію плівкоутворювального полімеру, вибраного з групи, що складається з акрилатів, стиролакрилатних співполімерів, вінілакрилатних полімерів, епоксіакрилатних співполімерів, акрилвінілацетатних співполімерів, співполімерів стиролу і бутадієну й ацетатцелюлозних полімерів. Відповідно до іншого аспекту даного винаходу полімерна система основана на розчинниках. Підходящі розчинники включають, але не обмежуються ними, вуглеводні аліфатичного ряду, вуглеводні ароматичного ряду, спирти, ацетати, діоксани і складні ефіри діоксанів. Конкретні приклади включають гексан, толуол, ксилол, ізопропанол, етилацетат і моноетиловий ефір діетиленгліколю. Вибір підходящої системи на основі розчинників може бути зроблений середнім фахівцем середньої кваліфікації з урахуванням специфіки її застосування. (ііі) Стабілізатор При надзвичайно високому ступені пористості і відповідній їй низькій щільності частинок, диспергованих у композиції відповідно до винаходу, їхній максимальний рівень завантаження в дисперсії досить низький. Як правило, важко об'єднати частинки в дисперсії в кількостях, що перевищують 0,1 - 0,5 % мас, виходячи із вмісту твердої фракції дисперсії, зокрема, тому, що такі частинки чутливі до зсуву, у результаті чого перемішування при високій швидкості зсуву могло б привести до ушкодження їхньої структури. Крім того, багато з цих частинок, отриманих у результаті висушування гелю, зокрема кварцового, є тиксотропними, тому дисперсія, завантажена з 1 % мас, виходячи із вмісту твердої фракції дисперсії, може підвищити в'язкість дисперсії до приблизно 25 000 сП (1П = 0,1 Па×с), яка є непридатною для застосування як покриття. Згадані вище проблеми частково вирішені в композиції відповідно до даного винаходу шляхом використання стабілізатора, який додається до композиції перед введенням частинок з високим ступенем пористості. Стабілізатором є щонайменше один компонент, вибраний із групи, що складається з блок-співполімерів етиленоксидів і пропіленоксидів, полі-С 2-С3-алкоксильованих С 2-С3насичених або ненасичених жирних спиртів, поліС2-С3-алкоксильованих гідрогенізованих або частково гідрогенізованих касторових олій, полі-С2-С3алкоксильованих гідрогенізованих або частково гідрогенізованих соєвих олій, полідиметилсилоксан-С 2-С3-алкоксилатів і ефірів сорбітів і С 12-С18насичених або ненасичених жирних кислот. Стабілізатори першої групи в згаданому вище переліку, тобто блок-співполімери етиленоксидів (EO) і пропіленоксидів (PO) є симетричними співполімерами, які мають два блоки EO з однаковою довжиною ланцюга, що оточують блок PO. Співвідношення EO до PO у співполімерах може змінюватися. Приклад такого співполімеру має структуру EO13-PO 30-EO 13 . Стабілізатор, придатний для використання в даному винаході, має середню молекулярну масу 10 в діапазоні від приблизно 1000 до приблизно 4000, переважно від приблизно 2000 до 3000. Стабілізатор використовується в загальній кількості в межах від приблизно 50 % до 90 % мас, переважно від 60 % до 80 %, а більш переважно від 65 % до 75 %, ви ходячи з маси частинок з високим ступенем пористості. Хімічний склад і способи одержання стабілізаторів, придатних для використання в даному винаході, відомі, а різні придатні стабілізатори доступні в комерційних виробників. Приклади таких комерційних продуктів представлені в наведеній нижче таблиці. He прив'язуючись до якої-небудь теорії щодо механізму, за допомогою якого згадані вище стабілізатори допомагають стабілізувати покривну композицію, автори відзначають імовірність того, що дія стабілізаторів може відноситися до присутності довгих аліфатичних ланцюгів у їхніх молекулах і до діапазону їхньої молекулярної маси. (iv) Ін ші добавки Композиція може містити інші добавки, відомі в даній області техніки, як це може бути визначено середніми фахівцями для поліпшення покриття і властивостей "площинності" композиції. Такі добавки включають, але не обмежуються ними: поверхнево-активні речовини; вирівнюючі засоби; модифікатори реології, наприклад, загущувані; протиспінюючі або пінознищуючі засоби; коагулянти; отверджувачі (у випадку, якщо полімер, присутній у композиції, не є самоотверджуваним); і наповнювачі. Композиція, при необхідності, може містити висвітлюючий пігмент. Якщо в композиції відповідно до винаходу використовується діоксид титану (Ті2), який є відомим висвітлюючим пігментом, він повинний бути присутнім у формі рутилу для того, щоб запобігти помутнінню композиції. В одному з варіантів здійснення винаходу покривна композиція містить рутил у кількості від 5 до 15 % мас, переважно від 10 до 12 % мас, виходячи з загальної маси композиції. Покривна композиція може містити один або більше вогнезахисних агентів, на розсуд середніх фа хівців. Приклади вогнезахисних агентів включають, але не обмежуються ними, монтморілонітні глини або алюмосилікати класу полімерів, хлоровані фосфорнокислі ефіри і бромарилові ефіри/фосфати. Покривна композиція може також містити один або більше фунгіцидів, мілдьюцидів або біоцидів, на розсуд середніх фа хівців. Приклади фунгіцидів, мілдьюцидів і біоцидів включають, але не обмежуються ними, 4,4-диметилоксазолідин, 3,4,4триметилоксазолідин, модифікований метаборат 11 84038 барію, ортофенілфенол, 2,4,5-трихлорфенол і дегідрацетова кислота. Покривна композиція може також містити один або більше протикорозійних засобів, на розсуд середніх фахівців. Приклади протикорозійних засобів включають, але не обмежуються ними, меркаптобензотіазол і його солі і похідні бензотіазолу, що мають гідрофобні групи. Додаткові приклади таких добавок можуть бути знайдені й вибрані з Raw Materials Index (Каталог сировинних матеріалів), published by the National Paint & Coatings Association, 1500 Rhode Island Avenue, N. W., Washington, D. C. 20005, що включений у даний опис як посилання. (v) Приготування композиції Відповідно до даного винаходу суттєвим фактором є те, щоб частинки з високим ступенем пористості були додані в полімерну систему і піддані акуратному перемішуванню в ній в умовах малого зсуву після того, як інші компоненти композиції були вже змішані при більш високій швидкості і при швидкостях зсуву від помірних до високих. У найбільш переважному варіанті здійснення способу частинки з високим ступенем пористості змішуються в окремій посудині зі стабілізатором (і з досить незначною кількістю води, якщо необхідно утворити однорідну масу) в умовах надмалого зсуву. Після одержання однорідної пасти остання повільно додається до суміші інших компонентів в умовах перемішування, яке характеризується надмалим зсувом. У деяких варіантах здійснення даного винаходу економія часу може бути досягнута шляхом виключення окремої операції попереднього змішування частинок з високим ступенем пористості і стабілізатора і шляхом повільного додавання частинок з високим ступенем пористості до попередньої суміші всіх інших компонентів композиції, включаючи стабілізатор. Цей прискорений спосіб може бути використаний, наприклад, коли в композиції використовується більша кількість стабілізатора. Незалежно від того, котрий зі способів використовується, перемішування частинок з високим ступенем пористості, які надзвичайно дрібні, варто здійснювати в закритому контейнері, оскільки частинки утворюють розсипчастий порошок, який прагне вислизнути в атмосферу, представляючи небезпеку для здоров'я оператора, а також збільшуючи ви трати в результаті втрати дорогого матеріалу. Коли в покривній композиції використовується факультативний висвітлюючий пігмент, цей пігмент піддається здрібнюванню до необхідного розміру частинок і підмішується в полімерну систему перед додаванням у неї частинок з високим ступенем пористості. Даний винахід забезпечує здійснення способу введення частинок з високим ступенем пористості до складу покривної композиції в кількості, достатній, щоб надати чудові теплоізоляційні властивості покриттю, утвореному з цієї композиції, а також запобігти надмірному загущенню композиції при стелажному зберіганні. 12 Композиція відповідно до винаходу має в'язкість по Брукфілду не більше приблизно 12000 сП, переважно не більш приблизно 10000 сП. Таким чином, композиція може бути піддана розпиленню або якому-небудь іншому подібному способу нанесення, застосовуваному у відношенні відомих покривних композицій. Композиція відповідно до винаходу має чудову стійкість при збереженні, виявляючи збільшення в'язкості менш десяти відсотків при стелажному старінні протягом трьох місяців. Композиція може наноситися на підкладку відомими способами, наприклад, щіткою, валиком або розпиленням. Композиція може наноситися безпосередньо напідкладку або на поверхню звичайного шару ґр унтовки, що наноситься на підкладку першим. При необхідності, на поверхню шару композиції відповідно до винаходу може бути нанесений шар звичайного захисного покриття. Композиція відповідно до винаходу може бути використана для ізолювання широкого асортименту підкладок, включаючи, але не обмежуючи ними, дахи, стелі, стіни, контейнери, резервуари, труби, вантажівки, човни, баржі і кораблі. Наведені нижче приклади додатково ілюструють аспекти даного винаходу. Варто розуміти, що приклади включені в даний опис не для обмеження винаходу і що фа хівцями в даній області техніки можуть бути внесені різні зміни без зміни істотних особливостей і основних принципів винаходу. Якщо не вказано інакше, усі частини, відсотки, співвідношення і т.п. у прикладах і іншій частині опису представлені в одиницях маси. ПРИКЛАД 1 Композиція для прозорого покриття була приготовлена з компонентів, показаних у представленій нижче таблиці. (1) загущувач (Rohm & Haas) пінопридушувач (BYK Chemie USA) (3) диспергатор (Rohm & Haas) (4) епоксіакрилатний співполімер, що само структур ується (MeadWestvaco) (5) нейтралізатор, співдиспергатор (The Dow Chemical Co.) (6) співполімер EO-PO (BASF) (7) кварцовий аерогель (Cabot) Компоненти 1 і 2 піддали перемішуванню протягом 5 хвилин у змішувачі Ко улза (Cowles). Потім додали компоненти 3, 4 і 5 і піддали перемішуванню протягом 5 хвилин, після чого додали компоне(2) 13 84038 нти 6 - 12 і продовжили перемішування, поки не була отримана однорідна дисперсія. На останньому етапі повільно додали частинки кварцового аерогелю (компонент 13) і піддали перемішуванню під захисною кришкою при низькій швидкості, що не перевищує 500 об./хв/г.. Була отримана рідка композиція для прозорого покриття. Ізоляційні характеристики покриття, що має товщин у 0,048 дюйма, приготовленого з цієї композиції, були виміряні методом, прийнятим ASTM (Американським товариством з випробувань матеріалів), з використанням стандарту ASTM С-518. Результати, представлені нижче, свідчать про те, що покриття має чудові ізоляційні властивості. Питома теплопровідність: 0,058 Б.т.о./г. фут °F (1 Б.т.о. = 1054,5 Дж; 1 фут = 0,3048 м) R - Значення = 0,048/ (12 х 0,058) = 0,069 г. фут2 °F/B.t.o. tсеред =170 °F (76,7 °C) ПРИКЛАД 2 Покривна композиція білого кольору була приготовлена з компонентів, показаних у представленій нижче таблиці. (1) пінопридушувач (BYK Chemie USA) диспергатор (Rohm & Haas) (3) епоксіакрилатний співполімер, що само структур ується (MeadWestvaco) (2) Комп’ютерна в ерстка І.Скворцов а 14 (4) нейтралізатор, співдиспергатор (The Dow Chemical Co.) (5) співполімер EO-PO (BASF) (6) змочувальний агент і пінопридушувач (Air Products and Chemicals) (7) кварцовий аерогель (Cabot) Компоненти 1-4 були піддані перемішуванню протягом 10 хвилин при низькій швидкості у вихровому змішувачі. Потім у вихровий змішувач повільно просіяли компонент 5 (порошок ТіО2 у формі рутилу). Суміш накрили і диспергували при високій швидкості до густоти № 6 за Хегманом. Потім зменшили швидкість перемішування і додали компоненти 6 - 13 в умовах триваючого перемішування, поки не була отримана однорідна дисперсія. На останньому етапі повільно додали частинки кварцового аерогелю (компонент 14) і піддали перемішуванню протягом 20 хвилин під захисною кришкою при низькій швидкості, що не перевищує 500 об./хв/г.. Була отримана рідка композиція для покриття білого кольору. [В'язкість = 3600 - 4400 сП (Шпиндель 320 об./хв)]. Ізоляційні характеристики покриття, що має товщин у 0,058 дюйма, приготовленого з цієї композиції, були виміряні методом, прийнятим ASTM (Американським товариством з випробувань матеріалів), з використанням стандарту ASTM С-518. Результати, представлені нижче, свідчать про те, що покриття має чудові ізоляційні властивості. Питома теплопровідність: 0,187 Б.т.о./г. фут °F R - Значення = 0,058/ (12 х 0,187) = 0,026 г. фут 2 °F/B.t.o. tсеред= 180 °F (82,2 °C) Інші варіанти здійснення даного винаходу стануть очевидними для фахівців у даній області техніки в результаті ознайомлення з даним описом і практичним здійсненням розкритого в ньому винаходу. Передбачається, що опис і приклади варто розглядати чисто в ілюстративних цілях, причому дійсні об'єм і суть винаходу визначені в представленій нижче формулі. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюComposition for thermal insulating layer, method of its production and method of production of thermal insulating layer on the backing
Автори англійськоюBurchill G. Stuart, Jr., Wachtell Peter
Назва патенту російськоюКомпозиция для теплоизоляционного слоя, способ ее приготовления и способ образования теплоизоляционного слоя на подложке
Автори російськоюБерчилл Г. Стюарт, Джр., Уочтел Питер
МПК / Мітки
МПК: C08K 3/34, C08K 3/04, H01L 21/31, H01L 21/469, C08J 9/00, B32B 9/04, B32B 3/26
Мітки: підкладці, спосіб, приготування, композиція, утворення, теплоізоляційного, шару
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/7-84038-kompoziciya-dlya-teploizolyacijjnogo-sharu-sposib-prigotuvannya-ta-sposib-utvorennya-teploizolyacijjnogo-sharu-na-pidkladci.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Композиція для теплоізоляційного шару, спосіб її приготування та спосіб утворення теплоізоляційного шару на підкладці</a>
Попередній патент: Стероїди, які мають змішаний андрогенний і прогестагенний профіль
Наступний патент: Навантажувач
Випадковий патент: Сушильний комплекс для пиломатеріалів