RU2036208C1 - Composition for thermoregulating coating of class "solar reflectors" - Google Patents

Abstract

FIELD: coating materials. SUBSTANCE: composition has, wt.-%: potassium meta-silicate aqueous solution at siliceous modulus 3.8-4.1 and density 1,15-1,16 g/cm³ 58-65 and zirconium titanate at mass ratio ZrO₂:TiO₂ = (40-60): (60-40) 35-42. Coating absorbing capability of solar radiation is 0.09-0.12, emitting capability is 0.92 (not less), change of absorbing capability of solar radiation at the effect of ultraviolet sun irradiation dose equal to 50 solar 24 h is 0.02-0.04. EFFECT: enhanced quality of coating. 2 tbl

Description

Изобретение относится к области космического материаловедения и оптической техники и может быть использовано в системах пассивного терморегулирования аппаратов в качестве основы для изготовления покрытия класса "солнечные отражатели", а также придания поверхностям оптических приборов определенных теплорадиационных характеристик. The invention relates to the field of space materials science and optical technology and can be used in systems for passive thermal control of devices as the basis for the manufacture of coatings of the class "solar reflectors", as well as to give the surfaces of optical devices certain heat-radiation characteristics.

Покрытия этого класса обладают определенными тепловыми радиационными характеристиками: поглощательной способностью солнечной радиации As не более 0,2, излучательной способностью ε более 0,8. Радиационная стойкость оценивается по изменению As (Δ As) при действии определенной дозы ультрафиолетового излучения Солнца, измеряемой в эквивалентных солнечных сутках (э.с.с.) и должна быть минимальной. Coatings of this class have certain thermal radiation characteristics: the absorption capacity of solar radiation As is not more than 0.2, emissivity ε more than 0.8. Radiation resistance is estimated by the change in As (Δ As) under the action of a certain dose of ultraviolet radiation from the Sun, measured in equivalent solar days (emf) and should be minimal.

Достаточно простыми в технологическом отношении и стойкими к воздействию УФ-радиации по сравнению с различными типами покрытий (лакокрасочными, плазменными и др.) являются силикатные покрытия, состоящие из связующих и пигментов. В качестве связующих в исходных смесях используются жидкие стекла (водные растворы силикатов щелочных металлов), а пигментов оксиды цинка и ортотитанат цинка. Silicate coatings consisting of binders and pigments are quite simple in the technological respect and resistant to UV radiation compared to various types of coatings (paint, plasma, etc.). Liquid binders (aqueous solutions of alkali metal silicates) are used as binders in the initial mixtures, and zinc oxides and zinc orthotitanate are the pigments.

Некоторые покрытия обладают низкими значениями исходной поглощательной способности, которая однако существенно увеличивается при УФ-облучении, что снижает возможность применения таких покрытий в процессе длительной эксплуатации. Some coatings have low initial absorbance values, which, however, increase significantly under UV irradiation, which reduces the possibility of using such coatings during long-term operation.

Покрытия на основе оксидов цинка имеют хорошую радиационную стойкость (Δ As 0,04 за 50 э.с.с.), но исходные значения As сравнительно высокие (0,18-0,21), что также в ряде случаев ограничивает их использование. Zinc oxide-based coatings have good radiation resistance (Δ As 0.04 per 50 psu), but the initial As values are relatively high (0.18-0.21), which also limits their use in some cases.

При высоких значениях As увеличивается площадь отражающих поверхностей изделий, повышаются габаритно-массовые характеристики и снижается масса полезного груза. Поэтому для оптимизации работы системы пассивного терморегулирования требуются покрытия с низкими As и высокой радиационной стойкостью в условиях воздействия УФ-радиации Солнца. At high As values, the area of the reflecting surfaces of the products increases, the overall mass characteristics increase, and the payload mass decreases. Therefore, to optimize the operation of the passive thermal control system, coatings with low As and high radiation resistance are required under the influence of solar UV radiation.

Наиболее близкой к композиции по изобретению является композиция, применяемая для изготовления покрытия ТР-со-11, включающая водный раствор метасиликата калия с М_к 3,8-4,1 и плотностью 1,15-1,16 г/см³, пигмент ортотитанат цинка при ТУ-6-09-01-808-91 при следующем соотношении компонентов, мас.ч. Ортотитанат цинка 100 Раствор метасиликата калия 115-140
Покрытие, изготовленное из этой композиции, имеет следующие характеристики: As 0,14-0,17 Δ As 0,06 за 50 э.с.с. ε не менеe 0,92
Обладая более низкими исходными значениями As, покрытие на основе ортотитаната цинка уступает по радиационной стойкости покрытия из оксида цинка.Closest to the composition according to the invention is a composition used for the manufacture of coatings TP-co-11, including an aqueous solution of potassium metasilicate with M _to 3.8-4.1 and a density of 1.15-1.16 g / cm ³ , pigment orthotitanate zinc at TU-6-09-01-808-91 in the following ratio of components, parts by weight Zinc orthotitanate 100 Potassium metasilicate solution 115-140
A coating made from this composition has the following characteristics: As 0.14-0.17 Δ As 0.06 for 50 e.s. ε not less than 0.92
With lower initial As values, the zinc orthotitanate-based coating is inferior in radiation resistance to the zinc oxide coating.

Технической задачей данного изобретения является разработка композиции для терморегулирующего покрытия с низкими значениями поглощательной способности солнечной радиации, высокой радиационной стойкостью при сохранении необходимых значений излучательной способности. An object of the present invention is to develop a composition for a temperature-controlled coating with low values of the absorption capacity of solar radiation, high radiation resistance while maintaining the necessary values of emissivity.

Эта задача решается тем, что композиция для терморегулирующего покрытия класса "солнечные отражатели", включающая водный раствор метасиликата калия с кремнеземистым модулем 3,8-4,1 и плотностью 1,15-1,16 г/см³ и пигмент в качестве пигмента содержит титанат циркония с массовым соотношением ZiO₂: TiO₂, равным (40-60):(60-40), при следующем соотношении компонентов, мас.ч.This problem is solved in that the composition for thermal control coating of the class of "solar reflectors", including an aqueous solution of potassium metasilicate with a siliceous module of 3.8-4.1 and a density of 1.15-1.16 g / cm ³ and the pigment contains as a pigment zirconium titanate with a mass ratio of ZiO ₂ : TiO ₂ equal to (40-60) :( 60-40), in the following ratio of components, parts by weight

Вышеуказанный водный раствор метасиликата калия 58-65
Вышеуказанный титанат циркония 35-42
Для приготовления композиции необходимые количества титаната циркония (ZrTiO₄) и метасиликата калия загружают в фарфоровый барабан с соотношением фарфоровые шары пигмент 1:1 (по массе) и перемешивают на валковой мельнице 45-60 мин. Затем полученный шликер процеживают через капроновую сетку. Покрытие наносят краскораспылителем.The above aqueous solution of potassium metasilicate 58-65
The above zirconium titanate 35-42
To prepare the composition, the required amounts of zirconium titanate (ZrTiO ₄ ) and potassium metasilicate are loaded into a porcelain drum with a ratio of porcelain balls pigment 1: 1 (by weight) and mixed in a roller mill for 45-60 minutes. Then the resulting slip is filtered through a nylon mesh. The coating is applied with a spray gun.

В табл. 1 приведены свойства покрытий в зависимости от содержания ZrO₂ и TiO₂ в пигменте при постоянном количестве связующего (1,20 мл на 100 г пигмента), а в табл. 2 оптические свойства покрытий в зависимости от содержания связующего и пигмента в композиции.In the table. 1 shows the properties of the coatings depending on the content of ZrO ₂ and TiO ₂ in the pigment with a constant amount of binder (1.20 ml per 100 g of pigment), and in table. 2 optical properties of coatings depending on the content of the binder and pigment in the composition.

Claims (1)

КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ТЕРМОРЕГУЛИРУЮЩЕГО ПОКРЫТИЯ КЛАССА "СОЛНЕЧНЫЕ ОТРАЖАТЕЛИ", включающая водный раствор метасиликата калия с кремнеземистым модулем 3,8 4,1 и плотностью 1,15 1,16 г/см³ и пигмент, отличающаяся тем, что в качестве пигмента она содержит титанат циркония с массовым соотношением ZrO₂ TiO₂ 40 60 60 40 при следующем соотношении компонентов композиции, мас.COMPOSITION FOR THERMAL REGULATING COATING OF THE CLASS "SUNNY REFLECTORS", including an aqueous solution of potassium metasilicate with a siliceous module 3.8 4.1 and a density of 1.15 1.16 g / cm ³ and a pigment, characterized in that it contains titanium cyanate as a pigment with a mass ratio of ZrO ₂ TiO ₂ 40 60 60 40 in the following ratio of components of the composition, wt. Указанный водный раствор метасиликата калия 58 65
Указанный титанат циркония 35 42The specified aqueous solution of potassium metasilicate 58 65
Specified Zirconium Titanate 35 42

Images