Огнеупорная краска

 

Изобретение относится к области огнеупорных красок и может быть использовано для нанесения защитных покрытий на металлические и неметаллические поверхности. Для улучшения схватываемости, увеличения прочности и степени гомогенизации, огнеупорная краска, включающая алюмоборфосфатное связующее, пигмент и двуокись титана, в качестве пигмента содержит кадмий оранжевый и дополнительно - углекислый кальций и оксид меди при следующем соотношении компонентов, мас. %: пигмент - кадмий оранжевый - 28-40; двуокись кремния - 1,6 - 5,8; углекислый кальций - 1,0 - 2,0; оксид меди - 0,3 - 0,5; АБСФ - остальное. 1 табл.

Изобретение относится к области лакокрасочной промышленности и может быть использовано для нанесения защитных покрытий на металлические и неметаллические поверхности изделия и конструкций.

Известна краска, включающая алюмоборфосфатное связующее, двуокись титана, двуокись кремния, каолин, неорганический пигмент и воду (авт. св. SU 706428, кл. C 09 D 1/00, 1978).

К недостаткам краски можно отнести то, что она имеет ограниченную область применения, долго сохнет при комнатной температуре и образует неводостойкие покрытия, термообработка окрашенной поверхности при 250^oC не обеспечивает адгезии покрытий к различным поверхностям.

Известна огнеупорная краска, включающая алюмоборфосфатное связующее, двуокись титана, двуокись кремния, каолин, неорганический пигмент, оксид магния, гидроокись алюминия и воду при следующем соотношении компонентов, мас. %: АБФС - 43 - 52 Двуокись титана - 4 - 7 Двуокись кремния - 7 - 10 Каолин - 8 - 10 Неорганический пигмент - 4 - 8 Оксид магния - 1,0 - 2,5 Гидроокись алюминия - 2 - 4 Вода - Остальное (авт. св. SU 852916, кл. C 09 D 1/00, Б.И. 39, 1981).

Состав этой краски наиболее близок к предлагаемому изобретению и поэтому выбран за прототип.

Известная краска позволяет получать покрытия с пониженной температурой термообработки (150 ^oC).

Недостатком краски является низкая жизнеспособность, невысокая адгезия, недостаточная прочность на истирание и твердость.

Достигаемый технический результат заключается в улучшении схватываемости, увеличении характеристик прочности и гомогенизации.

Для достижения технического результата в огнеупорную краску, включающую алюмоборфосфатное связующее, пигмент и двуокись кремния, дополнительно вводят углекислый кальций и оксид меди ,а в качестве пигмента используют кадмий оранжевый при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Пигмент - кадмий оранжевый - 28 - 40
Двуокись кремния - 1,6 - 5,8
Углекислый кальций - 1,0 - 2,0
Оксид меди - 0,3 - 0,5
Алюмоборфосфатное связующее - Остальное
Алюмоборфосфатное связующее (АБФС) является продуктом синтеза кислых фосфатов и боратов алюминия с водой. АБФС представляет собой густую сиропообразную, прозрачную, безцветную жидкость без запаха, обладающую вяжущими и клеящими свойствами. Используют АБФС по ТУ 113-08-10-17-83 с плотностью 1,5 - 1,7 г/см³ с массовой долей P на P₂O₅ 36 - 39%, AL в расчете на Al₂O₃ 8-9%, В в расчете на B₂O₃ - 2 - 3%. Также можно использовать АБФС по ТУ 113-08-606-87 с плотностью 1,5- 1,7, pH не менее 0,1, с массовой долей P на P₂O₅ - 36-39%, Al в расчете на Al₂O₃ 8-9%, В в расчете на B₂O₃ 1,3 - 7,0% (Сычев М. М. Неорганические клеи. М.: Химия, 1986, с. 72-74).

В композиции с другими компонентами АБФС является цементирующим компонентом, образует стабильную, необратимую структуру, обладающую рядом ценных технологических свойств, хорошей адгезией к основе.

При снижении в составе краски АВФС ниже 57,1 мас.%, ухудшается схватываемость краски и снижается прочность покрытия, а при увеличении в составе краски АБФС выше 63,7 мас.% снижается водостойкость.

Пигмент определяет цвет краски и в данном составе используют пигмент кадмий оранжевый, представляющий собой порошок яркого оранжевого цвета. Представляет собой твердый раствор сульфида и селенида кадмия общей формулы CdSnCdSe при содержании Se моль на 1 моль Cd - 0,15 - 0,20.

Если пигмента в составе краски будет менее 28 мас.%, то получается недостаточно интенсивный цвет покрытия, а если пигмента будет более 40 мас.% - ухудшаются физико-химические показатели красочного слоя.

SiO₂ вводится в состав краски для увеличения адгезии и когезии.

При содержании в составе краски двуокиси кремния SiO₂ в количестве менее 1,6 мас.% ухудшается когезия, а при содержании SiO₂ более 5,8 мас.% - ухудшаются адгезионные характеристики.

Углекислый кальций CaCO₃ способствует более высокой гомогенизации состава, повышению адгезии и водостойкости. Углекислый кальций, реагируя с избытком кислоты АБФС, нейтрализует его, а выделяющийся при этом CO₂ способствует улучшению гомогенизации краски.

Избыток CaCO₃ в количестве выше 2,0 мас.% приводит к ухудшению схватываемости краски, а недостаток CaCO₃ в составе краски в количестве менее 1,0 мас. % оставляет раствор краски слишком кислым, что может привести к ухудшению водостойкости краски.

Оксид меди CuO представляет собой порошок черного цвета. Оксид меди вводится в состав краски для улучшения схватываемости, увеличения прочности красочного слоя и уменьшения времени отверждения.

При увеличении в составе краски оксида меди более 0,5 мас.% снижаются прочностные характеристики красочного слоя, а при снижении его в количестве менее 0,3 мас.% увеличивается время схватывания и время отверждения краски.

Количество ингредиентов в составе краски является величиной оптимальной и выявлено в результате многочисленных экспериментов.

Краску готовят следующим образом.

Сухую смесь компонентов тщательно перетирают и гомогенизируют. Сухую смесь компонентов дисперсностью 30 мкм и АБФС тщательно перемешивают в смесителе и затем наносят кистью или валиком на предварительно подготовленную поверхность стали, алюминия и его сплавов, керамики и кирпича. После подсушивания на воздухе в течение 10 мин, окрашенную поверхность подвергают термообработке при 120 - 150^o в течение 20 - 30 мин.

В таблице приведены составы и свойства красок в предложенных пределах, составы и свойства красок, выходящих за предложенные пределы, а также состав и свойства краски по прототипу.

Используемое алюмоборфосфатное связующее (АБФС) перед введением в краску разбавляют водой: АБФС с плотностью 1,5 - 1,7 г/см³ в соответствии с ГОСТом разбавляют водой до необходимой плотности, предпочтительно до плотности 1,33 г/см³.

Формула изобретения

Огнеупорная краска, включающая пигмент, алюмоборфосфатное связующее и двуокись кремния, отличающаяся тем, что она в качестве пигмента содержит кадмий оранжевый и дополнительно углекислый кальций и оксид меди при следующем соотношении компонентов, мас.

Пигмент кадмий оранжевый 28 40
Двуокись кремния 1,6 5,8
Углекислый кальций 1 2
Оксид меди 0,3 0,5
Алюмоборфосфатное связующее Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1