Состав для получения огнезащитного покрытия

Состав для получения огнезащитного покрытия, который может быть использован для покрытия древесины, содержит связующее - жидкое натриевое стекло с модулем 2,6-3,2 и плотностью 1,200-1,230 г/см³, модифицированное бутадиен-стирольным латексом при соотношении соответственно, мас.%: (99,5-96,5):(0,5-3,5), антипирен - карбонат двухвалентного металла, структурообразователь - диатомит или тальк, отвердитель - портландцемент и пигмент. Задачей данного изобретения является разработка состава с повышенной огнезащитной способностью при меньшем его расходе, не выделяющего вредных веществ при огневом воздействии. Решение технической задачи позволяет за счет использования указанного связующего создать состав для огнезащитного покрытия древесины с повышенной огнезащитной способностью до 50% при меньшем его расходе (0,15-0,25 кг/м²), не выделяющего вредных веществ при огневом воздействии, и обеспечивает малярные свойства. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

 

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для получения огнезащитного покрытия для древесины.

Известен состав для получения огнезащитного покрытия, содержащий, мас.%: водорастворимый силикат щелочного металла 35,0-55,0, синтетический латекс 7,0-25,0, поверхностно-активное вещество 0,8-6,0, фосфатный отвердитель - кальцийцинкфосфатнитратборатное связующее или кальцийцинкфосфатнитратфторборатное связующее, или кальцийцинкнатрийфторборатное связующее, или цинкалюмофосфатное связующее 2,5-7,0, пигмент 1,0-8.0, антипирен - вулканическое стекло или слюда 0,5-15,0, глина 1,0-7,0, антисептик 1,5-5,0, антифриз 0,5-4,5, минеральный наполнитель 0,5-13,0, вода остальное, см. RU Патент 2071491, C09D 1/04, C09D 5/18, 1997.

Недостатком известного состава является то, что огнезащитная способность осуществляется при большом расходе состава (0,75 кг/м²), см. RU Патент 2154041, МПК7 С04В 28/26, С09В 5/18, C04b 41/45, 2000, таблица 2, к тому же при сгорании известного состава выделяются вредные для организма химические вещества, такие как фосфорный ангидрид - второй класс опасности, соединения фтора - первый класс опасности.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является состав для получения огнезащитного покрытия, включающий связующее, содержащее жидкое натриевое стекло с модулем 2,6-3,2, модифицированное латексом, антипирен - карбонат двухвалентного металла, структурообразователь - диатомит, отвердитель - портландцемент и пигмент, в котором в качестве связующего он содержит жидкое натриевое стекло плотностью 1,24-1,26 г/см³, модифицированное бутадиенвинилиденхлоридным латексом марки ДВХБ - 70 при соотношении соответственно, мас.%: (99,0 - 97,0):(1,0 - 3,0) и при соотношении компонентов, мас.%:

связующее	60,0-70,0
карбонат двухвалентного металла	23,0-31,0
структурообразователь - диатомит	2,5-4,0
отвердитель - портландцемент	1,0-1,5
пигмент	остальное

(см. RU Патент 2154041, МПК7 С04В 28/26, С09В 5/18, С04В 41/45, 2000).

Недостатками известного состава являются повышенный его расход (до 0,35 кг/м²), к тому же при сгорании известного состава в атмосферу выделяется хлор, который загрязняет окружающую среду.

Задачей данного изобретения является разработка состава с повышенной огнезащитной способностью при меньшем его расходе, не выделяющего вредных веществ при огневом воздействии.

Техническая задача решается тем, что состав для получения огнезащитного покрытия, включающий связующее, антипирен - карбонат двухвалентного металла, структурообразователь, отвердитель портландцемент и пигмент, в котором в качестве связующего он содержит жидкое натриевое стекло с модулем 2,6-3,2 и плотностью 1,200-1,230 г/см³, модифицированное бутадиен-стирольным латексом при соотношении соответственно, мас.%: (99,5-96,5):(0,5-3,5), при следующем соотношении компонентов, мас.%:

связующее	60-70
карбонат двухвалентного металла	23-31
структурообразователь	2,5-4,0
отвердитель - портландцемент	1,0-1,5
пигмент	остальное

Преимущественное выполнение, когда состав в качестве структурообразователя содержит диатомит или тальк.

Решение технической задачи позволяет создать состав для огнезащитного покрытия древесины с повышенной огнезащитной способностью до 50% при меньшем его расходе (0,15-0,25 кг/м²), не выделяющего вредных веществ при огневом воздействии.

Для изготовления заявляемого состава для получения огнезащитного покрытия древесины используют:

модификатор по ТУ-9491-36-05766-793094 - бутадиен-стирольный латекс марки БМС - 50КП, представляющий собой дисперсию каучука с соотношением бутадиена и стирола 50:50, или СКС - 50ГП, представляющий собой дисперсию каучука с соотношением бутадиена и стирола 50:50, сухой остаток латекса 54%, рН 9 - 10 и СКС - 50И, представляющий собой дисперсию каучука с соотношением бутадиена и стирола 50:50, сухой остаток латекса 47,5%, рН 8-10, см. Книга П.А. Кирпичников, Л.А. Аверко-Антонович, Ю.О. Аверко-Антонович «Химия и технология синтетического каучука», Изд-во Химия, Ленинградское отделение, 1975, с.408;

жидкое натриевое стекло с модулем 2,6 - 3,2 и плотностью 1,200 - 1,230 г/см³,

карбонат двухвалентного металла: мел по ГОСТ 21234-75 или доломит по ГОСТ 23672-79,

структурообразователь: диатомит по ТУ-10-05031351-378-94 или тальк, например марки МТ-ТШМ, по ГОСТ 19287-73,

портландцемент, например марки М 400, по ГОСТ 965-78 или по ГОСТ 10178-85,

пигменты, например железный сурик по ГОСТ 8135-74, или диоксид титана марки Р-1 по ГОСТ 9808-84, или оксид хрома марки ОХП-1 по ГОСТ 2912-79, или ультрамарин синий по ГОСТ 13463-68, или диоксид марганца по ГОСТ 4470-79, или их смеси.

Данное изобретение иллюстрируется примерами конкретного выполнения.

Приготовление связующего проводят в смесителях-реакторах, перемешивание сухих компонентов проводят в смесителях любого типа, перетир - в барабанной мельнице, в пружинной мельнице или дезинтеграторе. Приготовление готового к применению состава огнезащитного покрытия проводят в смесителях любого типа.

Для получения связующего в лабораторный смеситель-реактор загружают 646.75 г жидкого натриевого стекла плотностью 1200 г/см³ с модулем 2.6, к нему добавляют 3.25 г бутадиен-стирольного латекса марки БМС - 50КП (соотношение соответственно 99,5:0,5 мас.%) и перемешивают в течение 10 мин.

В смеситель загружают предварительно подготовленные порошки карбоната двухвалентного металла - мела - 250 г (25 мас.%), структурообразователя - талька - 35 г (3,5 мас.%), пигмента - окиси хрома ОХП-1 - 55 г (5,5 мас.%), отвердителя - портландцемента - 10 г (1,0 мас.%) и перемешивают в течение 5 мин.

Полученную смесь порошков загружают в механический смеситель, например, марки 6-ЛС и проводят перетир со связующим в течение 15-20 мин.

Полученный состав наносят на обрабатываемую поверхность кистью, валиком или распылителем в три слоя с интервалом 10-12 мин при температуре окружающего воздуха не ниже 5°С.

В таблице 1 приведены составы связующего, в таблице 2 - составы для огнезащитного покрытия древесины примеры 1-13 и показатели качества по заявляемому объекту и прототипу.

Таблица 1. Состав связующего
Компоненты связующего	Составы, мас.%
1	2	3	4	5
Жидкое натриевое стекло с модулем 2,6 - 3,2 и плотностью 1,200-1,230 г/см3	99,5	99,0	98,0	97,0	96,5
Бутадиен-стирольный латекс: БМС -50КП, или СКС - 50ГП, или СКС - 50И	0,5	1,0	2,0	3,0	3,5

При определении характеристик опытных образцов заявляемого состава используются следующие методы:

Огнезащитные свойства покрытия определяют по потере массы при огневом испытании по ГОСТ 16363-76. Адгезию определяют по ГОСТ 15140-78. Атмосферостойкость определяют по ГОСТ 9-401-91. Вязкость определяют по ГОСТ 8420-74. Время силикатизации определяют по ГОСТ 18958-73. Расход состава определяют отношением сухого остатка покрытия на площадь, кг/м². Живучесть определяют по ГОСТ 8420-74. Розлив определяют визуально (удовлетворительно или неудовлетворительно).

При содержании бутадиен-стирольного латекса в связующем менее 0,5% не обеспечивается хорошая адгезия состава к материалу, при содержании более 3,5% - снижается огнезащитная эффективность состава (потеря массы при огневом испытании более 9%). Исходя из этого, оптимальное содержание бутадиен-стирольного латекса в связующем находится в пределах 0,5.0-3.5%. Изменение в составе огнезащитного покрытия содержания связующего оказывает существенное влияние на вязкость и розлив. При содержании связующего менее 60% наблюдается высокое значение вязкости, не обеспечивается малярное качество покрытия - розлив, при нанесении заявляемого состава на древесину кистью не обеспечивается ровная, гладкая поверхность, наблюдается снижение адгезии к древесине. При содержании в заявляемом составе связующего более 70% наблюдается снижение вязкости и образование подтеков при покрытии наклонных и вертикальных поверхностей. Таким образом, оптимальное содержание связующего составляет 60.0-70.0%. Содержание антипирена - карбоната двухвалентного металла в составе менее 23% и более 31% не обеспечивает розлив и адгезию. Использование в составе мела позволяет получить покрытие более чистых цветов. При содержании структурообразователя - диатомита менее 2.5% и более 4.0% не обеспечиваются розлив и вязкость. При содержании портландцемента менее 1% увеличивается время силикатизации состава до 12 ч, снижается атмосферостойкость, а при 2% живучесть состава составляет всего 2 ч, что затрудняет проведение работ по нанесению покрытия.

Оптимальное содержание портландцемента в заявляемом составе составляет 1.0-1.5%. При использовании в качестве отвердителя белого портландцемента обеспечивается декоративность покрытия. Цвет покрытия и его оттенок обеспечиваются за счет применения того или иного пигмента или их смеси.

Таким образом, при нанесении огнезащитного состава древесина переводится в категорию трудносгораемого материала, при меньшем расходе состава 0.15-0.25 кг/м² по сравнению с прототипом огнезащитная способность повышается до 50%, состав не выделяет вредных веществ при огневом воздействии и обеспечивает малярные свойства.

Таблица 2. Составы огнезащитного покрытия древесины и показатели качества
Наименование компонентов и показатели качества	Прототип	Содержание компонентов, мас.%, и значения показателей качества
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
Связующее 1		65,0
Связующее 2			65,0
Связующее 3 с латексом БМС-50 КП				65,0			65,0	65,0	60,0	70,0	60,0	67,0
Связующее 3 с латексом СКС-50 ГП													67,0
Связующее 3 с латексом СКС-50 И														67,0
Связующее 4					65,0
Связующее 5						65,0
Связующее 3 прототипа	65,0
Карбонат двухвалентного металла:
Доломит	25,0					25,0	25,0	29,5			31,0	27,0	27,0
Мел		25,0	25,0	25,0	25,0				31,0	23,0				27,0
Структурообразователь:
Диатомит	3,5					3,5	3,5				4,0	2,5	2,5
Тальк	-	3,5	3,5	3,5	3,5			4,0	3,5	2,5				2,5
Отвердитель:
Портландцемент	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5
Пигмент:
Оксид хрома ОХП - 1	5,5	5,5	5,5	5,5	5,5	5,5	5,5	0,5	4,0	3,0	3,5	2,0	2,0	2,0
Расход, кг/м2	0,32	0,22	0,20	0,24	0,15	0,17	0,21	0,24	0,21	0,25	0,20	0,21	0,22	0,21
Огнезащитные свойства, %	12,5	5,3	6,0	7,5	8,5	6,0	8,2	7,9	6,2	8,2	6,0	6,5	7,0	6,8
Атмосферостойкость, циклы	18	16	16	16	16	16	16	16	16	16	16	16	16	16
Адгезия, баллы	2	3	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2
Время силикатизации, сутки	6,0	5,0	5,5	6,0	6,0	6,0	7,5	7,0	5,0	5,0	6,0	7,0	7,0	7,0
Живучесть, час	15,0	12	13,5	15,0	18,0	24,0	15,0	15,0	12,0	12,0	12,0	12,0	12,0	12,0
Вязкость по В3-4, с	23,5	24,0	25,0	26,0	26,5	22,0	23,0	26,0	27,0	23,0	27,0	22,0	22,0	22,0
Розлив (**)	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+
Цвет (*)	ЗХ	СЗ	СЗ	СЗ	СЗ	ЗХ	ЗХ	ЗХ	СЗ	СЗ	ЗХ	ЗХ	ЗХ	СЗ
Примечание: **) «+» - удовлетворительно, « - » - неудовлетворительно *) «СЗ» - светло-зеленый; «ЗХ» - защитный

1. Состав для получения огнезащитного покрытия, включающий связующее, антипирен - карбонат двухвалентного металла, структурообразователь, отвердитель - портландцемент и пигмент, отличающийся тем, что в качестве связующего он содержит жидкое натриевое стекло с модулем 2,6-3,2 и плотностью 1,200-1,230 г/см³, модифицированное бутадиен-стирольным латексом при соотношении соответственно мас.%: (99,5-96,5):(0,5-3,5), при соотношении компонентов, мас.%:

связующее	60-70
карбонат двухвалентного металла	23-31
структурообразователь	2,5-4,0
портландцемент	1,0-1,5
пигмент	остальное

2. Состав по п.1, отличающийся тем, что в качестве структурообразователя он содержит диатомит или тальк.