Композиция для огнезащитного покрытия

Изобретение относится к области огнезащитных материалов на основе интеркалированных соединений графита. Композиция для огнезащитного покрытия содержит в мас.%: связующее - поливинилацетатная непластифицированная дисперсия ПВА 4,0-5,0, смола карбамидоформальдегидная КФ-Ж - 14,0-16,0; окислитель: - графит окисленный - 5,0-8,0; карбонизатор: - пентаэритрит - 18,0-28,0, - Na-карбоксиметилцеллюлоза - 0,8-1,5; наполнитель - диоксид титана - 1,7-3,0, - карбонат кальция - 2,4-3,5; отвердитель - полифосфат аммония 26,0-30,0, вспениватель - мочевина 2,8-4,8, вода остальное. Технический результат - повышение механической прочности композиции, обладающей достаточно прочным каркасом, хорошей адгезией к металлической поверхности, исключающей отслоение, образование трещин и сползание с вертикальной поверхности, экологически безвредной, экономичной, технологичной в производстве. 2 табл.

 

Изобретение относится к строительным материалам, а именно к области огнезащитных материалов на основе интеркалированных соединений графита, и предназначено для нанесения огнезащитного покрытия на наружные и внутренние поверхности объектов гражданского, военного назначения, для обработки промышленных конструкций с целью блокировки распространения огня за счет придания огнестойкости, высоких теплоизолирующих свойств при воздействии высоких температур и благодаря небольшому расходу материала на единицу защищаемой поверхности и малой толщины в исходном состоянии.

Известны огнезащитные покрытия, например «Краска огнезащитная вспучивающаяся «МИГ» по ТУ 84-07509103.500-99, предназначенная для внутренней и наружной отделки с целью огнезащиты деревянных и металлических поверхностей конструкций, зданий и сооружений производственного назначения.

Краска «МИГ» представляет собой суспензию пигментов и наполнителей в растворах перхлорвиниловой и инден-кумароновой смол в смеси органических растворителей.

Недостатком данной краски является низкое содержание нелетучих веществ, небольшая толщина пенококса, низкая огнезащитная эффективность, большое количество органических растворителей вредных для дыхательных путей человека.

Известен «Состав для получения огнезащитного материала» по патенту РФ №2130953, кл. 6 С 08 L 9/02, 61/10, 63/00, С 08 К 13/02, С 09 D 5/18, 1999 г., содержащий мас.ч.:

Хлоропреновый или бутадиен-нитрильный каучук
(связующее)- 100
Фенолформальдегидную смолу (связующее)- 100-150
Эпоксидный олигомер (связующее)- 50-100
Модифицированный ледяной уксусной кислотой
окисленный графит со степенью расширения
при 150 °С не более 40 (окислитель)- 50 -150
Этиловый эфир уксусной кислоты (растворитель)- 400 - 800
Ароматический амин- 20-40

Недостатком данного состава является использование органического растворителя, вредного для организма, потеря стабильности пенообразования - каучук стареет и становится хрупким. Фенольные смолы в условиях пожара выделяют канцерогенные продукты.

Известна «Полимерная композиция для огнезащитного вспенивающегося покрытия» по патенту РФ №2103300 С1, кл. 6 С 09 D 111/00, 5/18, 1995 г.

Композиция включает в себя следующие компоненты, мас.ч.:

Однокомпонентный клей на основе хлоропренового
каучука- 100
Аммоний фосфорнокислый двузамещенный- 50-60
Параформ- 30-40
Мочевину- 10-20

Дополнительно содержит:

Хлорпарафин (пластификатор)- 5
Аэросил (матирующий агент)- 2-2,5
Хлоркаучук- 0,4-0,5
Пигмент- 0,5-2,0

Недостатком данной композиции является ограниченная сфера применения: используется в основном для защиты гибких элементов конструкций, выполненных на основе резины. В композиции используется хлоропреновый каучук, дефицитный в России (производителем является Армения). Недостаточная высота пенококса.

Известна «Композиция для огнезащитного покрытия электрических кабелей» по патенту SU №1513005 А1, кл. 4 С 09 D 5/18, 1987 г.

Композиция включает в себя следующие компоненты, мас.%:

50%-ную водную поливинилацетатную
дисперсию- 10-15
Мочевиномеламинофомальдегидную
смолу- 13-17
Натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы- 0,20-0,35
Карбонат кальция- 20-27
Двуокись титана- 3-6
Коротковолнистый асбест- 4-7
Аэросил- 0,4-1,0
Дициандиамид- 6-10
Формовочную глину или каолин- 1-6
Жидкое стекло- 4-7
Отбеленный микробарит- 10-16
Воду- остальное

Недостатком данной композиции является то, что в составе используется асбест коротковолокнистый вредный для организма, вызывающий раздражение слизистой оболочки дыхательных путей.

Кроме того, данная композиция используется только для огнезащиты электрических кабелей на различных объектах. В патенте не отражено поведение композиции на вертикальной поверхности («отекание»).

Используемая в аналоге 50%-ная водная ПВА содержит в своем составе пластификаторы (дибутилфталат и диизодибутилфталат), способствующие размягчению отвержденного покрытия при температуре 200°С.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому изобретению является «Огнезащитная композиция для покрытий» по патенту РФ №2208028 С1, кл. 7 С 09 D 5/18, 2002 г.

Композиция включает в себя следующие компоненты, мас.%:

Связующее:

- акриловая дисперсия марки «Диакам»- 4,5-5,0
- смола карбамидоформальдегидная КФ-Ж- 15,0-16,0

Окислитель:

- графит окисленный- 6,2-8,0

Карбонизатор:

- пентаэритрит- 18,0-24,2
- Na-карбоксиметилцеллюлоза- 0,7-0,8

Наполнитель:

- диоксид титана- 1,9-2,0
карбонат кальция- 2,8-3,0

Отвердитель:

- полифосфат аммония- 23,0-26,2

Вспениватель:

- мочевина- 3,7-4,0
Вода- остальное

Недостатком данной композиции является размягчение отвержденного покрытия при достижении 200°С и, как следствие, частичное сползание слоя покрытия с вертикальной поверхности.

Задачей изобретения является создание композиции для огнезащитного покрытия, обладающей повышенной механической прочностью, с достаточно прочным каркасом, обладающей хорошей адгезией к металлической поверхности, исключающей отслоение, образование трещин и сползание "с вертикальной поверхности, экологически безвредной, экономичной, технологичной в производстве.

Задача решается за счет того, что композиция для огнезащитного покрытия, содержащая связующее - смолу карбамидоформальдегидную КФ-Ж, окислитель - графит окисленный, карбонизатор - пентаэритрит, Na-карбоксиметилцеллюлозу, наполнитель - диоксид титана, карбонат кальция, отвердитель - полифосфат аммония, вспениватель - мочевину и воду, в качестве связующего дополнительно содержит поливинилацетатную непластифицированную дисперсию ПВА при следующих соотношениях компонентов, мас.%:

Связующее:

- поливинилацетатная непластифицированная
дисперсия ПВА- 4,0-5,0
- смола карбамидоформальдегидная КФ-Ж- 14,0-16,0

Окислитель:

- графит окисленный- 5,0-8,0

Карбонизатор:

- пентаэритрит- 18,0-28,0
- Na-карбоксиметилцеллюлоза- 0,8-1,5

Наполнитель:

- диоксид титана- 1,7-3,0
карбонат кальция- 2,4-3,5

Отвердитель:

- полифосфат аммония- 26,0-30,0

Вспениватель:

- мочевина- 2,8 - 4,8
Вода- остальное

Для улучшения адгезионных свойств покрытия как при нанесении на защищаемую поверхность, так и после вспучивания, для устранения хрупкости, усадки и для повышения показателя огнезащитной стойкости в композицию вводят в качестве связующего - поливинил ацетатную непластифицированную дисперсию ПВА ГОСТ 18992-80, не содержащую в своем составе пластификаторов дибутилфталата или диизодибутилфталата, способствующих размягчению отвержденного покрытия при температуре 200°С.

В качестве связующего и для образования жесткого углеродного каркаса в композицию для покрытия вводят водорастворимую смолу карбамидоформальдегидную КФ-Ж ГОСТ 14231-88.

В качестве окислителя в композицию вводят окисленный графит -ТУ 84-7509103.353-92 с коэффициентом вспучивания 30-40, представляющий собой порошок черного цвета.

В качестве карбонизатора и регулятора жесткости пенококса в композиции используется пентаэритрит - ГОСТ 9286-89. Для улучшения технологичности, облегчения нанесения на защитные поверхности и в качестве карбонизатора в композицию вводят: Na-карбоксиметилцеллюлозу ТУ 6-55-40-90.

В качестве наполнителя в композицию вводят высокоэффективный универсальный пигмент белого цвета - диоксид титана - ГОСТ 9808-84 и карбонат кальция м. МК-1 - ГОСТ 8258-79.

Карбонат кальция может дополнительно играть роль вспенивателя.

В качестве отвердителя системы в композиции используется полифосфат аммония, который является также катализатором процесса карбонизации.

В качестве вспенивателя для усиления действия фосфатов в композиции используется мочевина - ГОСТ 2081-92.

Предлагаемая для огнезащитного покрытия композиция готовится по следующей технологии - приготовление пасты и смешение ее с отвердителем.

Вначале готовят 5% водный раствор Na-карбоксиметилцеллюлозы при температуре 60-80°С в реакторе, снабженном рубашкой и мешалкой, путем перемешивания воды и Na-карбоксиметилцеллюлозы в течение заданного времени. Затем в реактор загружают оставшееся количество воды, далее - загружают мочевину, диоксид титана, карбонат кальция, пентаэритрит и перемешивают в течение 20-30 мин. Затем в реактор загружают поливинилацетатную дисперсию ПВА, далее - водный раствор смолы карбамидоформальдегидной КФ-Ж и перемешивают в течение 10-15 мин. После перемешивания загружают окисленный графит в 2-3 приема и перемешивают после каждой загрузки в течение 15-20 мин. После загрузки всех компонентов в реакторе производят перемешивание компонентов в течение 15-20 мин. Загрузку и перемешивание всех компонентов производят при температуре (20±5)°С.

Далее производят смешение пасты и отвердителя в реакторе, перемешивание в течение 20-30 мин при температуре (20±5)°С.

Полученной огнезащитной композицией покрывают различные металлические поверхности с целью блокировки распространения огня.

Примеры конкретного получения композиции для огнезащитного покрытия приведены в таблице 1, а физико-механические показатели предлагаемой композиции и покрытия из нее - в таблице 2.

Как видно из данных (примеры 1, 2, 4, 6), приведенных в таблицах 1, 2, введение в композицию поливинилацетатной непластифицированной дисперсии ПВА, характеризующейся отсутствием в своем составе пластификаторов дибутилфталата или диизодибутилфталата, в количестве 4,0-5,0 мас.% не только для улучшения адгезионных характеристик, но и для повышения показателя огнезащитной эффективности покрытия (таблица 2), повышает прочность каркаса, исключает образование трещин покрытия в сравнении с прототипом. Кроме того, введение в композицию одновременно двух связующих (дисперсии ПВА и смолы КФ-Ж) обеспечивает получение более жесткого углеродного каркаса, снижает усадочные явления после вспучивания огнезащитного покрытия. Покрытие обладает повышенной механической прочностью, устраняется процесс «отекания» мастик с вертикальной поверхности (таблица 2).

Композиция по примерам 3, 5 с запредельными значениями количественного содержания компонентов не обладает заданными характеристиками.

Композиция для огнезащитного покрытия, включающая связующее - смолу карбамидоформальдегидную КФ-Ж, окислитель - графит окисленный, карбонизатор - пентаэритрит, Na-карбоксиметилцеллюлозу, наполнитель - диоксид титана, карбонат кальция, отвердитель - полифосфат аммония, вспениватель - мочевину и воду, отличающаяся тем, что композиция в качестве связующего дополнительно содержит поливинилацетатную непластифицированную дисперсию ПВА при следующих соотношениях компонентов, мас.%:

Связующее:

Поливинилацетатная непластифицированная дисперсия ПВА 4,0-5,0

Смола карбамидоформальдегидная КФ-Ж 14,0-16,0

Окислитель:

Графит окисленный 5,0-8,0

Карбонизатор:

Пентаэритрит 18,0-28,0

Na-карбоксиметилцеллюлоза 0,8-1,5

Наполнитель

Диоксид титана 1,7-3,0

Карбонат кальция 2,4-3,5

Отвердитель:

Полифосфат аммония 26,0-30,0

Вспениватель:

Мочевина 2,8-4,8

Вода Остальное



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к огнезащитным вспучивающимся покрытиям, преимущественно для древесных материалов на основе вермикулита, и может быть использовано в области строительства при покрытии деревянных и металлических поверхностей и изделий из древесины, предназначенных для эксплуатации их в средах с высокой температурой.
Изобретение относится к огнезащитным лакокрасочным материалам, предназначенным для защиты различных конструкций и материалов, и может быть использовано, например, в строительстве, авиации, железнодорожном транспорте и в других областях, где требуется защита поверхностей от огня.

Изобретение относится к композициям холодного отверждения на основе олигомерных эпоксидных систем с пониженной горючестью для покрытия наливных полов на бетонной подложке, находящих применение в химической, нефтехимической, радиоэлектронной промышленности, в том числе и на АЭС.

Изобретение относится к огнезащитному акриловому материалу и может найти применение в сооружениях, автомобильных фарах, шкалах приборов, отражателях света, линзах, медицинском диагностическом оборудовании, указателях, ванно-санитарном оборудовании и при глазуровании.

Изобретение относится к области создания наполненных полимерных композиций с пониженной горючестью на основе фенолоформальдегидных смол, которые могут быть использованы в качестве материалов интерьера, покрытий и выравнивающих составов в конструкциях из полимерных и металлических конструкционных материалов в машино- и судостроении, авиационной промышленности и строительстве.

Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к вкладным зарядам баллиститного твердого топлива (ЗБТТ) и, в частности, к области создания бронирующих составов, и касается разработки для них наполнителя с целью повышения их огнеэррозионной стойкости и механической прочности.

Изобретение относится к огнезащитным лакокрасочным материалам и предназначено для использования, например, в строительстве. .

Изобретение относится к химической промышленности, точнее к вспенивающимся полимерным покрытиям, оказывающим огнезащитное действие при защите древесины и теплоизолирующее действие при защите металлических конструкций в целях повышения предела их огнестойкости при возникновении пожара, защиты целлюлозно-бумажных, полимерных, кабельных изделий и материалов на тканевой основе.
Изобретение относится к способу получения водно-дисперсионных огнезащитных вспучивающихся красок, используемых для снижения горючести и пожаростойкости материалов и конструкций.

Изобретение относится к огнезадерживающему и противодымному оборудованию, в частности к устройствам для предотвращения распространения дыма через щели и проемы на основе вспенивающихся от температурного воздействия композиций.
Изобретение относится к технологии изготовления огнеупорных изделий (формованных и неформованных) с температурой обжига до 1550°С и может использоваться для маркировки заготовок из таких изделий как до термообработки, так и после нее
Изобретение относится к огнезащитным вспенивающимся покрытиям и может быть использовано для защиты кабельной продукции от высокотемпературных воздействий
Изобретение относится к области лакокрасочной промышленности, в частности к термостойким краскам, способным выдержать температуру горячего металла в сталелитейных и прокатных цехах металлургических производств

Изобретение относится к составам для нанесения покрытий на основе кремнийорганических соединений, вспучивающихся под воздействием высоких температур, в том числе к составам для нанесения вспучивающихся покрытий для огнезащиты древесины
Изобретение относится к получению антикоррозионной, огнестойкой и теплоизоляционной композиции, используемой в нефте-, газодобывающей, нефтехимической промышленности, в коммунальном хозяйстве и в других областях, где требуется защита поверхностей от коррозии, теплозащита и защита от воспламенения, а также к применению композиции в качестве защитного покрытия для металла, бетона и, в частности, для защиты трубопроводов, эксплуатирующихся в районах вечной мерзлоты, под водой и при больших перепадах температур и давлений внутри и вне трубопроводов

Изобретение относится к сополимерам, предназначенным для использования в полимерных связующих для вспучивающихся при нагревании покрытий
Изобретение относится к композиционной системе и способу защиты подложки от струйного огня или гипертепловых условий
Изобретение относится к области защиты древесины и материалов на ее основе от возгорания и биоповреждений
Изобретение относится к строительным материалам, а именно к области огнезащитных материалов на основе интеркалированных соединений графита, и предназначено для нанесения огнезащитного покрытия на наружные и внутренние поверхности объектов гражданского, военного назначения, для обработки промышленных конструкций с целью блокировки распространения огня за счет придания огнестойкости, высоких теплоизолирующих свойств при воздействии высоких температур
Изобретение относится к составам для защиты древесины от возгорания
Наверх