Композиция для огнезащитных покрытий

 

Изобретение относится к композициям огнезащитных покрытий для материалов из древесины и пластмасс и может быть использовано в строительной технике для перевода сгораемых материалов (деревянные конструкции, фанера, ДСП, ДВП, слоистые пластинки и т.п.) в категорию трудносгораемых материалов. Изобретение обеспечивает получение композиции с высокими огнезащитными характеристиками простым методом с использованием нетоксичных, доступных и недорогостоящих компонентов. Сущность изобретения заключается в том, что композиция на основе карбамидформальдегидной смолы, содержащая неорганические фосфорсодержащие соединения, дополнительно содержит фурфуриловый спирт, алифатический С24 спирт и (со)полимер эпихлоргидрина при следующем соотношении компонентов, мас. ч.: карбамидформальдегидная смола 95,0 - 100,0; фурфуриловый спирт 8,0 - 84,0; алифатический С2-C4 спирт 32,0 - 42,0; (cо)полимер эпихлоргидрина 0,3 - 1,0; неорганическое фосфорсодержащее соединение 2,0 - 9,0. 1 табл.

Изобретение относится к композициям огнезащитных покрытий для материалов из древесины и пластмасс, в частности к композициям на основе карбамидформальдегидной смолы. Изобретение может быть использовано в строительной технике для перевода сгораемых материалов, таких как деревянные конструкции, фанера, древесно-стружечные плиты, древесно-волокнистые плиты, слоистые пластинки и т.д. в категорию трудносгораемых материалов.

Известна композиция для покрытий вспучивающегося титана на основе продукта взаимодействия формальдегида, мочевины и дициандиамида, содержащая антипиренфосфорную кислоту или моноалюмофосфат и неорганические наполнители [1] Недостатком данной композиции является использование дефицитного и дорогостоящего дициандиамида. Композицию получают путем взаимодействия формальдегида, мочевины и дициандиамида при температуре 75 85oС в течение 0,5 1 ч с последующим добавлением к охлажденному продукту антипирена и неорганических наполнителей. Такая процедура требует применения специального оборудования.

Известен также состав для огнезащиты древесины, содержащий 50% мочевиномеламиноформальдегидную смолу, 100%-ную порошкообразную меламиноформальдегидную смолу, диэтиленгликоль, этилцеллозоль и антипирен из смеси диаммонийфосфата, сульфата аммония, дициандиамида и пентаэритрита [2] При получении этого состава так же, как и предыдущего требуется нагрев до 80oС. Кроме того, из приведенных авторами изобретения [2] данных следует, что только два образца состава обеспечивают перевод древесины в категорию трудносгораемых материалов (потеря массы m<9 мас.). В остальных случаях состав обеспечивая перевод древесины только в категорию трудновоспламеняемых материалов (потеря массы 9<m<30 мас.).

Известна также простая по составу и технологии получения композиция для огнезащитной обработки древесных материалов, содержащая карбамидоформальдегидную смолу (90 100 мас.ч.) и аммоний фосфорнокислый двухзамещенный (1 20 мас.ч.) в качестве антипирена [3] Однако проведенные нами испытания показали крайне низкую эффективность огнезащитного действия такой композиции.

Предлагаемое изобретение позволяет решить проблему получения композиции, обеспечивающей высокую эффективность огнезащиты материалов из древесины и пластмасс с переводом их в категорию трудносгораемых материалов, методом простого смешения при нормальных условиях нетоксичных и недифицитных компонентов.

Сущность изобретения заключается в том, что в дополнение к карбамидформальдегидной смоле и неорганическому фосфорсодержащему соединению композиция содержит фурфуриловый спирт, алифатический С2-C4-спирт и гомополимер эпихлоргидрина или его сополимер с оксидом алкилена при следующем соотношении компонентов, мас.ч.

Карбамидформальдегидная смола 95,0 100,0 Фурфуриловый спирт 8,0 84,0 Алифатический С24 спирт 32,0 42,0 Гомополимер эпихлоргидрина или его сополимер с оксидом алкилена 0,3 - 1,0 Неорганическое фосфорсодержащее соединение 2,0 9,0 Композиция настоящего изобретения не содержит дорогостоящих, дефицитных и токсичных компонентов. Получение композиции осуществляется при нормальных условиях простым смешиванием компонентов без применения специального оборудования. Сушка покрытия данной композиции происходит в условиях окружающей среды без использования термокамер. Композиция обеспечивает получение прозрачного, прочного, твердого, высококачественного огнезащитного покрытия.

Огнезащитное действие покрытия данной композиции обусловлено образованием несгораемого вспученного коксового слоя, образующегося в пожароопасных условиях за счет выделения газообразных продуктов разложения компонентов композиции и создающего барьер между пламенем и горючим материалом, на который нанесено покрытие.

В композиции могут использоваться смолы марок КФ-0, КФ-Ж, КФ-БЖ по ГОСТ 14231-88.

Присутствие в составе композиции фурфурилового спирта в количестве 8,9 84,0 мас.ч. на 95 10 мас.ч. карбамидформальдегидной смолы повышает термостабильность вспененного коксового слоя, вероятно за счет реакции полимеризации фурфурилового спирта с раскрытием фуранового кольца под действием протонов и взаимодействия с метилольными группами смолы. При содержании фурфурилового спирта менее 8,0 мас.ч. наблюдается снижение твердости и термостойкости коксового остатка, а повышение содержания фурфурилового спирта более 84,0 мас. ч. нецелесообразно, т.к. не влияет на характеристики огнестойкости.

Алифатический С24 спирт используется как растворитель и пластификатор, улучшающий стабильность композиции при хранении. При использовании алифатического спирта, (предпочтительно изопропанола), в количестве менее 32,0 мас. ч. увеличивается вязкость композиции и затрудняется нанесение покрытия. Увеличение содержания изопропанола более 42,0 мас.ч. нецелесообразно, т.к. при этом увеличивается расход лака на 1 м2.

В качестве гомополимера эпихлоргидрина можно использовать оксилин (ТУ 6-02-1376-87). Эффективным является также использование сополимеров эпихлоргидрина с оксидами алкиленов, например оксидом этилена, оксидом пропилена, тетрагидрофураном.

В качестве неорганического фосфорсодержащего соединения предусматривается использование фосфорных кислот и их солей, а также полифосфорных кислот и их солей. Наиболее предпочтительно использовать гидрофосфат аммония, фосфорную кислоту или их смесь. Данные соединения известны как антипирены и применяются в подавляющем большинстве известных огнестойких композиций. Использование фосфорных кислот и их солей в предлагаемой композиции в количестве менее 2,0 мас.ч. резко ухудшает показатели огнестойкости, а в количестве более 9,0 мас.ч. показатели огнестойкости не меняются, но ухудшается внешний вид покрытия левая пленка содержит включения и теряет блеск.

Эффективность огнезащитного действия предлагаемой композиции определялась в соответствии с ГОСТ 16363-76 (СТ СЭВ 4686-84). Испытания образцов проводились в независимом испытательном центре пожарной безопасности филиала НИИПО МВД РФ в г. Санкт-Петербурге. Испытанию подвергали образцы древесины (сосны размером 301x31x1503 мм, вырезанные из заболони или ядровой части и покрытые со всех сторон композицией предлагаемого состава. Испытания проводились в термоэлектрическом преобразователе ("керамическая труба") при температуре 2005oС. Пламя получали с помощью газовой горелки. Подачу газа прекращали через 2 мин и оставляли образец в приборе до полного прекращения горения. Об эффективности огнезащитного действия судили по величине потери массы образцов при горении. При 9 мас. огнезащитный состав относят к первой группе средств, обеспечивающих получение трудносгораемой древесины. При 9 30 мас. к второй группе средств, обеспечивающих получение трудновоспламеняемой древесины. Если 30 мас. то состав относят к третьей группе средств, не обеспечивающих огнезащиту древесины.

Пример 1. В смеситель при перемешивании загружают 0,7 г оксилина (ТУ 6-02-1376-87), 37,0 г изопропилового спирта, 100 г карбамидформальдегидной смолы марки КФ-Ж (ГОСТ 14231-88) и 5,0 г гидрофосфата аммония в виде 17%-ного водного раствора. Перемешивание осуществляют по однородной консистенции. Полученный состав наносят на образец древесины, сушат и испытывают как описано выше. Результаты приведены в таблице.

Примеры 2 16. Получают композиции, как описано в примере 1, используя различные сополимеры эпихлоргидрина с оксидами алкиленов, карбамидные смолы марок КФ-О, КФ-Ж, КФ-БЖ, различные алифатические С24 спирты, а также фосфорную кислоту или ее смесь с гидрофосфатом аммония вместо гидрофосфата аммония, при различных массовых соотношениях компонентов. Результаты приведены в таблице.

Из данных таблицы видно, что при использовании композиций настоящего изобретения обеспечивается получение огнезащитного покрытия, переводящего горючие материалы, в частности древесину, в категорию трудносгораемых материалов, т.к. потеря массы при огневых испытаниях составила значение менее 9,0% а именно 5,0 6,0% Этот показатель для предлагаемой композиции существенно ниже, чем для известной композиции [2] которая обеспечивает потерю массы 7,0% и выше. Таким образом, предлагаемая композиция более эффективно осуществляет огнезащиту горючих материалов, чем известные. При ее получении используется простая технология и доступные, нетоксичные и недорогостоящие компоненты.

Формула изобретения

Композиция для огнезащитных покрытий, включающая карбамидоформальдегидную смолу и неорганическое фосфорсодержащее соединение, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит фурфуриловый спирт, алифатический спирт С2 - С4 и гомополимер эпихлоргидрина или его сополимер с оксидом алкилена при следующем соотношении компонентов, мас.ч.

Карбамидоформальдегидная смола 95 100 Фурфуриловый спирт 8 84 Алифатический спирт С2 С4 32 42 Гомополимер эпихлоргидрина или его сополимер с оксидом алкилена 0,3 - 1,0
Неорганическое фосфорсодержащее соединение 2 9

РИСУНКИ

Рисунок 1



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к огнезащитным вспучивающимся покрытиям для теплоизоляции металлических и деревянных конструкций при пожаре

Изобретение относится к области разработки способов снижения пожарной опасности в окрасочных цехах при применении эмалей на основе алкидных (алкидно-акриловых, пентафталевых) лакокрасочных материалов за счет уменьшения склонности к саморазогреву и самовозгоранию отложений эмали на технологическом оборудовании

Изобретение относится к способам получения огнестойких покрытий на различных поверхностях различных изделий

Изобретение относится к способам получения полимерного материала, способного вспениваться в огне или при высокой температуре, который может применяться для снижения горючести полимеров и огнезащиты различных поверхностей

Лак // 2005757

Изобретение относится к огнезащитным вспучивающимся покрытиям для теплоизоляции металлических и деревянных конструкций при пожаре

Изобретение относится к области декорирования изделий из пластмасс и может быть использовано для отделки товаров народного потребления из аминопластов

Изобретение относится к получению вибропоглощающих материалов для гашения вибрации и порождаемого ею шума и используемых в виде покрытия в машинах и механизмах, работающих в диапазоне повышенных температур

Грунтовка // 2017776
Изобретение относится к лакокрасочной промышленности, а именно к водно-дисперсионным грунтовкам, используемым для получения защитно-декоративных покрытий на металле, дереве, бетоне, цементно-стружечных, древесно-стружечных плитах и пористых материалах

Лак // 2005757

Изобретение относится к огнезащитным вспучивающимся покрытиям для теплоизоляции деревянных конструкций при пожаре
Наверх