Термостойкая краска

Термостойкая краска

Реферат

Изобретение относится к лакокрасочной промышленности, в частности к термостойким краскам, способным выдерживать высокие температуры, и может быть использовано для маркировки сварочных электродов, металлических изделий в горячем состоянии, а также для дополнительной защиты огнеупорной футеровки печей.

Известна латексная композиция, содержащая бутадиен-стирольный латекс, нитрилтриметилфосфоновую кислоту, оксиэтилидендифосфоновую кислоту, каолин, тальк, пигмент углерод технический, двуокись титана, пигмент железоокисный или их смесь, присадку силиконовую АФ-2К в растворе уайт-спирита, полифосфат натрия, этиленгликоль, стекло жидкое натриевое, оксиэтилированный алкилфенол, слюду и воду (Заявка №94032085, опубл. 1997.03.10).

Известна термостойкая краска, содержащая соединение на основе оксидов металла, кремнийсодержащее вещество и воду. В качестве соединения на основе оксидов металла она содержит известь - 25-40 мас.%, в качестве кремнийсодержащего вещества - кремнегель - 1,0-1,7 мас.%, а также краска содержит соль щелочных металлов - 25-35 мас.%, квасцы - 1,2-1,8 мас.% и воду - остальное. Термостойкая краска предназначена для окрашивания металлических поверхностей, в частности для маркировки металлических изделий в горячем состоянии, например слябы, рулоны, с температурой 600-1000°С (SU 2181738, С09D 5/18, опубл. 2002.27.04).

Однако эти краски имеют ограниченную область применения, в частности, не применимы для маркировки изделий с многокомпонентными покрытиями, например сварочных электродов. Краски приготовлены на водной основе и не обеспечивают быстрого высыхания краски на поверхности сварочных электродов.

Наиболее близкой по существу к предлагаемой краске и выбранной в качестве прототипа является термостойкая краска, содержащая соединения на основе оксидов металла, кремнийсодержащее вещество и воду. В качестве соединения на основе оксидов металла она содержит порошкообразный оксид алюминия (19-25 мас.%), в качестве кремнийсодержащего вещества - растворимое (жидкое) натриевое или калиевое стекло (1-5 мас.%). Термостойкая краска предназначена для маркировки металлических изделий в горячем состоянии, например горячекатаного листа с температурой 60-300°С (Патент RU №2277562, С09D 5/18, опубл. 2006.06.10).

Недостатком известной краски является то, что краска сложна в изготовлении и нанесении, а также имеет ограниченную область применения.

Задачей настоящего изобретения является разработка универсальной термостойкой краски, способной выдерживать высокие температуры и пригодной для маркировки сварочных электродов при их изготовлении, для защиты огнеупорной футеровки печей, в которых осуществляют отжиг металла при температурах до 800°С, а также при нанесении краски на металлические изделия, имеющие температуру до 300°С, для их маркировки.

Поставленная задача решается тем, что термостойкая краска для маркировки электродов, содержащая оксид металла, согласно изобретению в качестве оксида металла содержит пигмент красный железоокисный и оксид цинка, дополнительно содержит железо треххлористое 6-водное, этиловый спирт и триэтиленгликоль, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

пигмент красный железоокисный	63,0-66,0
железо треххлористое 6-водное	28,5-30,5
оксид цинка	5,44-6,47
этиловый спирт	0,02-0,04
триэтиленгликоль	0,01-0,02.

Новый технический результат, достигаемый от реализации разработанного состава, заключается в том, что термостойкая краска при указанной совокупности компонентов является однородной по своему составу и цвету, а также не имеет резкого запаха. Краска легко наносится на поверхность металла, огнеупорной футеровки печей и электродов. Нанесенный состав после температурного воздействия сохраняется без изменения цвета и качества поверхности: слой краски остается ровным, плотным и не растрескивается, нанесенная краска имеет четкое изображение, обладает стойкостью к истиранию и устойчива к атмосферным воздействиям.

Вышеуказанный технический результат обеспечивается тем, что входящее в состав термостойкой краски оксид металла - порошкообразный красный железоокисный пигмент, способствует получению интенсивного красно-коричневого цвета краски и определенной ее густоты. Содержание его в краске менее 63,0% не обеспечивает яркости изображения и необходимой густоты краски, а при более 66,0% - ухудшаются физико-химические показатели красочного слоя (краска становится густой, после прокаливания наблюдается меление краски на поверхности электродов и металлических изделиях, например, на поверхности арматуры и электросварных труб, а также растрескивание слоя краски на поверхности огнеупоров). Содержание оксида цинка в количестве 5,44-6,47% способствует отверждению красочного слоя. Железо треххлористое 6-водное в количестве 28,5-30,5% позволяет получить при нанесении маркировки устойчивый красно-коричневый цвет. При значениях его более 30,5% отпечаток после прокаливания неяркий, а при менее 28,5% - отпечаток яркий, но наблюдается меление краски на маркируемой поверхности. Содержание этилового спирта в количестве 0,02-0,04% и триэтиленгликоля в количестве 0,01-0,02% необходимо для быстрого высыхания краски на поверхности изделий.

Для изготовления термостойкой краски применялись все исходные компоненты состава: пигмент красный железоокисный, железо треххлористое 6-водное, оксид цинка, этиловый спирт и триэтиленгликоль, которые смешивали и выдерживали 24 часа.

Для приготовления термостойкой краски использовали емкость, в которую помещали железо треххлористое 6-водное в количестве 295 г (29,5 мас.%), приливали спирт этиловый технический в количестве 404 мл (0,03 мас.%). Затем добавляли 645 г (64,5 мас.%) порошкообразного красного железоокисного пигмента и 59,6 г (5,96 мас.%) оксида цинка. К полученной смеси приливали триэтиленгликоль в количестве 45 мл (0,01 мас.%). После тщательного перемешивания смесь выдерживали в течение 24 часов для протекания реакции между компонентами смеси. При этом выход летучих веществ краски составлял 47% (в соответствии с требованиями нормативной и технической документации выход летучих веществ краски должен быть не ниже 40-60%).

Опытно-промышленные испытания краски проводились в цехе по производству труб и электродов ОАО "Западно-Сибирского металлургического комбината". Ниже приведены примеры конкретного использования заявляемой краски для различных изделий.

Пример 1. Маркировка сварочных электродов.

Приготовленную термостойкую краску наносили при температуре 20-25°С с помощью маркировочного устройства на поверхность сварочных электродов. Входящие в состав краски этиловый спирт и триэтиленгликоль быстро испарялись, обеспечивая прочность соединения краски с поверхностью сварочных электродов. Далее электроды подвергали прокалке при температуре 400°С. Нанесенная маркировка на поверхности сварочных электродов характеризовалась хорошей яркостью и цветом. Были получены четкие, качественные маркировочные знаки.

Пример 2. Дополнительная защита огнеупоров.

Приготовленную термостойкую краску использовали для нанесения на поверхность огнеупорных кирпичей. Далее огнеупоры нагревали до температуры 800°С и проводили термоциклирование (до 100 раз). Покрытие огнеупоров оставалось плотным, ярким, без трещин и несплошностей. Был получен качественный защитный слой на поверхности огнеупоров.

Пример 3. Маркировка металлических изделий.

Приготовленную термостойкую краску с помощью специальных кистей наносили на поверхность металлических изделий, например, термоупрочненной арматуры или электросварных труб, нагретых до температуры 300°С. Нанесенная маркировка на поверхности металлических изделий характеризовалась хорошей яркостью и цветом. Были получены четкие, качественные маркировочные знаки.

Состав краски и результаты испытаний представлен в таблице.

№№ примеров	Количество компонентов краски, мас.%
Железо-окисный красный пигмент	Железо треххлористое 6-водное	Оксид цинка	Спирт этиловый	Триэтиленгликоль	Результат
1	63,0	30,5	6,47	0,02	0,01	Качественная маркировка: яркое цветовое изображение, четкий отпечаток Покрытие огнеупоров - плотное, яркое, без трещин и несплошностей.
2	64,5	29,5	5,96	0,03	0,01
3	66,0	28,5	5,44	0,04	0,02
4	60,0	32,5	7,48	0,01	0,01	Нечеткая, бледная маркировка
5	68,0	26,5	5,45	0,02	0,03	Густая краска, забивание маркировочного ролика, растрескивание слоя краски на огнеупорах.

Из таблицы видно, что использование краски указанного состава по примерам 1-3 обеспечивало качественную маркировку на поверхности электродов, термоупрочненной арматуры и электросварных труб, а также получение плотного защитного покрытия на поверхности огнеупоров, без трещин и несплошностей, обладающего необходимой яркостью и хорошими адгезионными свойствами, а в примерах 4 и 5 происходило забивание маркировочного ролика и, как следствие, краска неравномерно наносилась на электроды и металлические изделия, а также происходило растрескивание слоя краски на огнеупорах. При длительном хранении готовой термостойкой краски возможное выпадение осадка ликвидировалось простым кратковременным перемешиванием.

Использование предлагаемого состава термостойкой краски в указанных качественных и количественных пределах содержащихся компонентов обеспечивало высокие адгезионные свойства, четкую надпись, яркий цвет, устойчивость к температурам до 800°С. Краска изготовлена из доступных сырьевых материалов, не оказывающих вредного воздействия на организм человека при переработке и эксплуатации состава. Предложенная краска из относительно дешевых компонентов проста в приготовлении и универсальна по технологии нанесения на сварочные электроды, металл и огнеупоры.

Термостойкая краска промышленно применима.

Термостойкая краска для маркировки электродов, содержащая оксид металла, отличающаяся тем, что в качестве оксида металла содержит пигмент красный железоокисный и оксид цинка, дополнительно содержит железо треххлористое 6-водное, этиловый спирт и триэтиленгликоль при следующем соотношении компонентов, мас.%:

пигмент красный железоокисный	63,0-66,0
железо треххлористое 6-водное	28,5-30,5
оксид цинка	5,44-6,47
этиловый спирт	0,02-0,04
триэтиленгликоль	0,01-0,02