Огнезащитная композиция для покрытий
Владельцы патента RU 2306328:
Федеральное казенное предприятие "Пермский пороховой завод" (ФКП "Пермский пороховой завод") (RU)
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. Огнезащитная композиция для покрытия, включающая связующее - акриловую дисперсию и смолу карбамидоформальдегидную КФ-Ж, окислитель - графит окисленный, карбонизатор - пентаэритрит и Na-карбоксиметилцеллюлозу, наполнитель - диоксид титана и карбонат кальция, отвердитель - мочевину и воду, композиция в качестве связующего содержит 50%-ную акриловую дисперсию на основе сополимера бутилакрилата, метилметакрилата и метакриловой кислоты в соотношении 47:52:1, а в качестве наполнителя содержит нить стеклянную рубленую при определенном соотношении компонентов. Достигается повышение прочности при растяжении и снижение изменения линейных размеров. 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.
Наиболее близким техническим решением по совокупности существенных признаков и достигаемому результату к заявляемому изобретению является "Огнезащитная композиция" по патенту РФ №2208028 МПК C09D 5/18.
Композиция включает в себя следующие компоненты, мас.%:
Связующее:
| Акриловая дисперсия на основе сополимера | |
| бутилакрилата, стирола и метакриловой кислоты | |
| марки "Диакам" | 4,5-5,0 |
| Смола карбамидоформальдегидная КФ-Ж | 15-16 |
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 |
Данная композиция не обеспечивает необходимые величины прочности при растяжении, снижение изменения линейных размеров.
Задачей изобретения является создание огнезащитной композиции для покрытия, обеспечивающей повышение прочности при растяжении и снижение изменения линейных размеров при сохранении остальных показателей на том же уровне.
Поставленная задача решается за счет того, что огнезащитная композиция для покрытия, включающая связующее - акриловую дисперсию и смолу карбамидоформальдегидную КФ-Ж, окислитель - графит окисленный, карбонизатор - пентаэритрит и Na-карбоксиметилцеллюлозу, наполнитель - диоксид титана и карбонат кальция, отвердитель - полифосфат аммония, вспениватель - мочевину и воду, композиция в качестве связующего содержит 50%-ную акриловую дисперсию на основе сополимера бутилакрилата, метилметакрилата и метакриловой кислоты в соотношении 47:52:1, а в качестве наполнителя дополнительно содержит нить стеклянную рубленую при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
| 50%-ная акриловая дисперсия на основе сополимера | |
| бутилакрилата, метилметакрилата и метакриловой | |
| кислоты в соотношении 47:52: | 14-12 |
| Смола карбамидоформальдегидная КФ-Ж | 13-17 |
| Графит окисленный | 5-10 |
| Пентаэритрит | 20-30 |
| Na-карбоксиметилцеллюлоза | 0,5-2,0 |
| Диоксид титана | 1,5-3,0 |
| Карбонат кальция | 0,8-3,0 |
| Нить стеклянная рубленая | 0,5-5,0 |
| Полифосфат аммония | 23-30 |
| Мочевина | 2,5-5,0 |
| Вода | 10-30 |
Компоненты, используемые в огнезащитной композиции:
Связующее
50%-ная акриловая дисперсия на основе сополимера бутилакрилата, метилметакрилата и метакриловой кислоты в соотношении 47:52:1. Акриловая дисперсия представляет собой молочно-белую жидкость без коагулюма и механических примесей, показатель активности водородных ионов, рН в пределах 6,5-9,0. Устойчива к действию электролитов и механическому перемешиванию, морозостойкость при температуре минус (20±2)°С составляет 4 цикла. Выпускается по ТУ 2241-039-07507802-2001.
- Смола карбамидоформальдегидная КФ-Ж по ГОСТ 14231-88.
Окислитель
- Графит окисленный по ТУ 84-7509103.353-92
Карбонизатор
- Пентаэритрит по ГОСТ 9286-89
- Na-карбоксиметилцеллюлоза по ТУ 2231-002-50277563-00
Наполнитель
- Диоксид титана по ТУ 24.1-05762329-001-2003
- Карбонат кальция по ТУ 2321-0062588040-99
- Нить стеклянная рубленая марки БС10-160р-4,5Э, номинальный диаметр элементарной нити 10 мкм, линейная плотность 160 текс, длина отрезков нити 4,5 мм, замасливатель - парафиновая эмульсия. Выпускается по ТУ 6-48-110-94.
Отвердитель
- Полифосфат аммония по ТУ 6-47-15-90
Вспениватель
- Мочевина по ГОСТ 2081-92
- Вода по ГОСТ Р51232-98
Предлагаемая огнезащитная композиция для покрытий готовится по следующей технологии.
Отдельно готовится при температуре 60-80°С и перемешивании в течение 1,5-2,0 часов 5%-ный водный раствор Na-карбоксиметилцеллюлозы.
Одновременно в смесителе типм СМ-400 при температуре 18-22°С поэтапно с интервалом 10-15 мин в течение 20-30 минут смешивают: на первом этапе полученный 5%-ный водный раствор Na-карбоксиметилцеллюлозы со смолой карбамидоформальдегидной КФ-Ж и мочевиной; на втором этапе - с пентаэритритом, диоксидом титана, карбонатом кальция и нитью стеклянной рубленой; на третьем этапе смешивают с 50%-ной акриловой дисперсией на основе сополимера бутилакрилата, метилметакрилата и метакриловой кислоты в соотношении 47:52:1, водой и графитом.
Непосредственно перед нанесением на покрытую грунтовкой конструкцию, полученную смесь компонентов смешивают с полифосфатом аммония.
Примеры конкретного выполнения приведены в таблице 1, а физико-механические показатели предлагаемой композиции в таблице 2.
Методы испытания огнезащитной композиции для покрытий:
Прочность связи с металлом ГОСТ 209
Коэффициент вспучиваемости НПБ 236-97 ВНИИПО МВД России.
Предел огнестойкости НПБ 236-97 ВНИИПО МВД России.
Толщина покрытия ГОСТ 25335.
Прочность при растяжении ГОСТ 209.
Изменение линейных размеров ГОСТ 7251.
Прочность при растяжении и изменение линейных размеров огнезащитной композиции по прототипу определены дополнительно.
Из таблицы 2 видно, что предлагаемая огнезащитная композиция для покрытий имеет прочность при растяжении 3,2-3,5 МПа и изменение линейных размеров 0,1-0,3%.
| Таблица 1 | |||||||||||
| Компоненты | Прототип патент 2208028 | По примерам мас.ч. | |||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | ||
| Связующее: | |||||||||||
| 50%-ная акриловая дисперсия на основе сополимера бутилакрилата, метилметакрилата и метакриловой кислоты в соотношении 47:52:1 | - | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 10 | 11 | 6 | 7 | 12 |
| Акриловая дисперсия на основе сополимера бутилакрилата, стирола и метакриловой кислоты | 4,5-5,0 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
| Смола карбамидоформальдегидная КФ-Ж | 15-16 | 13 | 13 | 15 | 14 | 15 | 17 | 16 | 17 | 13 | 17 |
| Окислитель: | |||||||||||
| Графит окисленный | 6,2-8,0 | 5 | 5 | 9 | 7 | 6 | 8 | 9 | 10 | 9 | 10 |
| Карбонизатор: | |||||||||||
| Пентаэритрит | 18,0-24,2 | 20 | 23 | 24 | 21 | 22 | 27 | 25 | 29 | 28 | 30 |
| Na-карбоксиметилцеллюлоза | 0,7-0,8 | 0,5 | 0,7 | 0,9 | 1,5 | 1,0 | 1,3 | 2,0 | 1,8 | 1,9 | 2,0 |
| Наполнитель: | |||||||||||
| Диоксид титана | 1,9-2,0 | 1,5 | 2,0 | 2,5 | 1,8 | 2,0 | 2,5 | 3,0 | 2,7 | 2,9 | 3,0 |
| Карбонат кальция | 2,8-3,0 | 0,8 | 1,0 | 2,0 | 3,0 | 2,5 | 2,0 | 1,5 | 1,6 | 2,5 | 3,0 |
| Нить стеклянная рубленая | - | 0,5 | 0,8 | 1,0 | 2,5 | 3,0 | 3,5 | 4 | 4 | 4,5 | 5,0 |
| Отвердитель | |||||||||||
| Полифосфат аммония | 23,0-26,2 | 23 | 25 | 29 | 27 | 29 | 30 | 30 | 23 | 24 | 30 |
| Вспениватель: | |||||||||||
| Мочевина | 3,7-4,0 | 2,5 | 2,6 | 2,8 | 3,0 | 3,3 | 3,5 | 4,0 | 4,5 | 4,8 | 5,0 |
| Вода | остальное | 10 | 25 | 20 | 17 | 15 | 20 | 25 | 29 | 28 | 30 |
| Таблица 2 | |||||||||||
| Показатели | Прототип патент 2208028 | По примерам | |||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | ||
| Прочность связи с металлом при отрыве, МПа | 0,7-0,82 | 0,8 | 0,9 | 0,9 | 0,95 | 0,85 | 0,8 | 0,8 | 0,95 | 0,8 | 1,0 |
| Коэффициент вспучиваемости | 28,6 -40 | 35 | 36 | 37 | 40 | 38 | 40 | 39 | 38 | 37 | 35 |
| Предел огнестойкости, мин. | 50-65 | 65 | 61 | 61 | 62 | 63 | 64 | 64 | 65 | 63 | 65 |
| Толщина покрытия, мм | 1,3-1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 |
| Прочность при растяжении, МПа | 1,0-1,5 | 3,2 | 3,4 | 3,4 | 3,4 | 3,2 | 3,2 | 3,4 | 3,3 | 3,5 | 3,2 |
| Изменение линейных размеров, % | 1,5-2,5 | 0,2 | 0,3 | 0,2 | 0,1 | 0,1 | 0,2 | 0,1 | 0,3 | 0,2 | 0,2 |
Огнезащитная композиция для покрытий, включающая связующее - акриловую дисперсию и смолу карбамидоформальдегидную КФ-Ж, окислитель - графит окисленный, карбонизатор - пентаэритрит и Na-карбоксиметилцеллюлозу, наполнитель - диоксид титана и карбонат кальция, отвердитель - полифосфат аммония, вспениватель - мочевину и воду, отличающаяся тем, что композиция в качестве связующего содержит 50%-ную акриловую дисперсию на основе полимера бутилакрилата, метилметакрилата и метакриловой кислоты в соотношении 47:52:1, а в качестве наполнителя дополнительно содержит нить стеклянную рубленую при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
| 50%-ная акриловая дисперсия на основе | |
| сополимера бутилакрилата, метилметакрилата | |
| и метакриловой кислоты в соотношении 47:52:1 | 4-12 |
| Смола карбамидоформальдегидная КФ-Ж | 13-17 |
| Графит окисленный | 5-10 |
| Пентаэритрит | 20-30 |
| Na-карбоксиметилцеллюлозу | 0,5-2,0 |
| Диоксид титана | 1,5-3,0 |
| Карбонат кальция | 0,8-3,0 |
| Нить стеклянная рубленая | 0,5-5,0 |
| Полифосфат аммония | 23-30 |
| Мочевина | 2,5-5,0 |
| Вода | 10-30 |
