Композиция для получения огнезащитного покрытия


 

C09D1/02 - Составы для нанесения покрытий, например краски, масляные или спиртовые лаки; заполняющие пасты; чернила; химические средства для удаления краски или чернил; корректирующие жидкости; средства для морения древесины; пасты или твердые вещества для окрашивания или печатания; использование материалов для этой цели (косметика A61K; способы для нанесения жидкостей или других текучих веществ на поверхности вообще B05D; морение древесины B27K 5/02;органические высокомолекулярные соединения C08; органические красители и родственные соединения для получения красителей, протрав или лаков как таковых C09B; обработка неорганических неволокнистых материалов, используемых в качестве пигментов или наполнителей, C09C; природные смолы, политура, высыхающие масла, сиккативы, скипидар как таковые C09F;

Владельцы патента RU 2435810:

Учреждение Российской академии наук Институт геологии Карельского научного центра Российской академии наук (RU)

Изобретение относится к огнезащитным покрытиям для деревянных построек, бетонных, кирпичных строительных конструкций. Композиция содержит жидкое стекло и аморфный озерный диатомит с удельной поверхностью 20,0-110,0 м2/г, при следующем соотношении компонентов, мас.%: жидкое стекло - 30-80, аморфный озерный диатомит 20-70. Технический результат - повышение огнестойкости, атмосферостойкости, адгезии, сокращение времени высыхания покрытия, созданного на основе композиции. 1 табл.

 

Изобретение относится к области создания огнезащитных материалов с использованием природного минерального сырья и может быть использовано для защиты архитектурных построек деревянного зодчества, а также бетонных, кирпичных строительных конструкций.

Известна силикатная краска, включающая жидкое натриевое стекло с модулем 2,5-3,5, тонкомолотый перлит, просеянный через сито 10000 отв./см2 и красящий пигмент неорганического происхождения. Известный состав позволяет улучшить водостойкость покрытия (А.С. СССР №257656, CO9D 1/02, 1969). Однако покрытия склонны к растрескиванию и шелушению.

Известна композиция для получения огнезащитного покрытия, включающая следующие компоненты, мас.%: жидкое стекло 60-80, молотый вермикулит 3-25 и кремнийсодержащий компонент - фтористый силикат натрия (Na2SiF6) 8-16 (патент США №4118325, C09K 3/28, 1978).

Недостатком известного огнезащитного состава является невысокий предел огнестойкости и длительное время твердения.

Прототипом является композиция для получения огнезащитного покрытия, включающая жидкое стекло, молотый вермикулит с размером частиц от 3 до 10 микрон и кремнийсодержащий компонент - молотый кварцевый песок с размером частиц от 1 до 7 микрон, при следующем соотношении компонентов, мас.%: жидкое стекло 30-70, молотый вермикулит 5-25, молотый кварцевый песок - остальное. Кроме того, композиция дополнительно содержит феррохромовый шлак в количестве 1-15 мас.%, что позволяет несколько повысить огнестойкость, а также дополнительно содержит молотый кварцевый песок с размером частиц 15-20 мкм в количестве 1-5 мас.%, что обеспечивает повышение влагостойкости покрытия. Покрытие, образованное на основе известной композиции, наносят на защищаемую поверхность предпочтительно в два слоя с интервалом для сушки 6-12 часов при комнатной температуре, при этом для сокращения сроков сушки осуществляют подогрев слоев до 40-50°C.

Известная композиция позволяет повысить предел огнестойкости, атмосферостойкость покрытия, обладает хорошими звукопоглощающими характеристиками (патент РФ №2148066, C09D 5/18, C09D 1/02, 2000).

Однако покрытия, полученные на основе известной композиции, обладают недостаточной огнестойкостью, атмосферостойкостью, адгезией к деревянной поверхности и имеют длительное время высыхания. Кроме того, в составе композиции содержатся природные минеральные компоненты, требующие проведения трудоемких и энергозатратных операций, связанных с предварительным тонким помолом кристаллического кварцевого песка, обжигом и измельчением гидрослюдистого вермикулита, а также необходимостью послойного нанесения покрытия с подогревом слоев до 40-50°C, что усложняет и удорожает получение огнезащитного покрытия.

В основу настоящего изобретения положена задача создания композиции для получения огнезащитного покрытия повышенного качества с использованием доступного природного минерального экологически чистого сырья по упрощенной и энергосберегающей технологии.

Техническим результатом изобретения является повышение огнестойкости, атмосферостойкости, адгезии покрытия к деревянной поверхности и снижение времени высыхания покрытия.

Это достигается тем, что в известной композиции для получения огнезащитного покрытия, содержащей жидкое стекло, минеральный наполнитель и кремнийсодержащий компонент, она в качестве минерального наполнителя и кремнийсодержащего компонента содержит аморфный озерный диатомит с удельной поверхностью 20,0-110,0 м2/г при следующем соотношении компонентов, мас.%: жидкое стекло 30-80, аморфный озерный диатомит 20-70.

Диатомиты озерного происхождения относятся к аморфным кремнеземистым осадочным породам. В естественном состоянии (при влажности 80-85%) они представляют собой студинистую массу (гель) коричневого, белого, кремового и оранжевого цвета, состоящую из кремнистых (опаловых) створок микроскопических водорослей - диатомей.

Предлагаемая композиция содержит аморфный диатомит озерного происхождения следующего химического состава, мас.%: SiO2 70,20-91,20; Al2O3 1,90-4,40; Fe2O3 0,07-2,27; MgO 0,30-1,60; CaO 0,30-0,60; Na2O 0,08-0,76; K2O 0,03-0,30.

Озерный диатомит является экологически чистым сырьевым материалом, не содержит вредных (токсичных) для человека веществ.

Аморфные озерные диатомиты Карелии характеризуются высокой удельной поверхностью 20,0-110,0 м2/г и дисперсностью гранулометрического состава 15-20 мкм. Гранулометрический состав определен с помощью лазерного дифрактометра частиц LS-1322. Применение в предлагаемой композиции для получения огнезащитного покрытия озерного диатомита с удельной поверхностью 20,0-110,0 м2/г и высоким содержанием аморфного SiO2 позволяет активизировать его взаимодействие с жидким стеклом и ускорить получение гомогенной композиции, способствующей созданию тонкого, прочного, атмосферостойкого быстротвердеющего огнезащитного покрытия с высокими адгезионными свойствами, не подвергающегося растрескиванию и шелушению.

Изобретение реализуют следующим образом. Аморфный озерный диатомит с удельной поверхностью 20,0-110,0 м2/г сушат в естественных условиях, просеивают для удаления примесей, взвешивают в необходимых количествах. В смеситель заливают отмеренное количество жидкого стекла, добавляют диатомит и тщательно перемешивают до получения однородной массы по цвету. В качестве жидкого стекла используют натриевое или калиевое жидкое стекло с модулем 2,4-3,0 и плотностью 1,36-1,50 г/см3. Готовую композицию наносят на защищаемую деревянную поверхность при помощи валика, кисти или краскопульта и высушивают в естественных условиях в течение 10-17 мин. Покрытие обладает высокой технологичностью, так как при нанесении его на поверхность ложится тонким ровным слоем (0,1-0,5 мм). Расход состава композиции при толщине покрытия 0,5 мм составляет 0,5-0,7 кг/м2. При малой толщине покрытия наблюдается высокая огнезащитная эффективность.

Огнезащитную эффективность покрытия, созданного на основе композиции по настоящему изобретению, определяли согласно ГОСТа 16963-98 «Средства огнезащитные для древесины. Методы испытания огнезащитных свойств».

Испытания покрытия проводили по методу «огневой трубы» путем определения потери массы образца при возгорании. Согласно ГОСТу к первой группе негорючести относятся покрытия, у которых потеря массы при возгорании составляет не более 9%.

Влагостойкость покрытия определяли по ГОСТ 12730.4-78. Испытания кислотостойкости проводили по международным стандартам DI №51150; ASTMS 283-54; SIS 519501, класс. Адгезию огнезащитного покрытия определяли по ГОСТ 15140-78. Время высыхания покрытия - по ГОСТ 15140-78. Расход покрытия на м2 определяли экспериментально и по ГОСТу 17537-72.

В таблице представлены составы предлагаемой композиции и свойства огнезащитных покрытий, образованных на ее основе (примеры 2, 3, 4). В таблице также приведены примеры 1 и 5 с запредельными значениями компонентов композиции для доказательства того, что предлагаемый состав композиции является наилучшим для достижения заявляемого технического результата. В качестве эталона сравнения использован прототип (пример 6).

Из таблицы следует, что использование на практике покрытия, образованного на основе предлагаемой композиции, позволяет по сравнению с прототипом повысить показатель огнестойкости по потере массы при возгорании в 18-28 раз и отнести покрытие к первой группе негорючести (покрытие по прототипу относится ко второй группе негорючести), что свидетельствует о его высокой огнестойкости. Водостойкость по сравнению с прототипом увеличилась в 3,2-4,7 раза, адгезия к деревянной поверхности возросла на 37,5-75%, а кислотостойкость в соответствии с международными стандартами соответствует классу AA, что в целом свидетельствует о высокой атмосферостойкости покрытия. Время высыхания покрытия при 18°C и толщине его слоя 0,5 мм сократилось в 21,2-36 раз, а расход состава сократился в 2,0-3,3 раза.

В зависимости от цветовой гаммы исходного озерного диатомита можно получать покрытия коричневого, оранжевого, белого, бежевого оттенков, бесцветные, что важно для архитектурных деталей деревянного зодчества. Покрытие эффективно защищает деревянные строительные конструкции от воздействия огня, атмосферных осадков и гниения. Покрытие не содержит токсичных компонентов.

Экономическая эффективность и технологичность заявляемой композиции обусловлена ее малокомпонентностью, использованием доступного природного сырья, снижением энергозатрат и упрощением технологии получения огнезащитного покрытия при обеспечении экологической безопасности.

Композиция для получения огнезащитного покрытия, содержащая жидкое стекло, минеральный наполнитель и кремнийсодержащий компонент, отличающаяся тем, что она в качестве минерального наполнителя и кремнийсодержащего компонента содержит аморфный озерный диатомит с удельной поверхностью 20,0-110,0 м2/г при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Жидкое стекло 30-80
Аморфный
озерный диатомит 20-70


 

Похожие патенты:
Изобретение относится к лакокрасочному производству и может быть использовано при производстве огнезащитных водно-дисперсионных красок. .
Изобретение относится к огнезащитным составам, в частности к вспучивающимся огнестойким краскам, которые могут использоваться для покрытий деревянных, стальных и металлических поверхностей.
Изобретение относится к огнезащитным вспучивающимся композициям для получения покрытий, которые могут быть использованы в авиастроении, автомобилестроении, строительстве, химической промышленности.
Изобретение относится к огнезащитному составу вспучивающего действия для металлоконструкций. .
Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано для конструктивной огнезащиты стальных, железобетонных строительных конструкций.

Изобретение относится к области литейного производства при изготовлении стальных отливок в литейных формах различного состава смесей. .

Изобретение относится к области получения эпоксидных композиций для верхнего слоя покрытия полов с пониженной горючестью. .

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

Изобретение относится к области металлургии, в частности к термостойкой краске, способной выдерживать высокие температуры и пригодной для маркировки сварочных электродов.
Изобретение относится к огнезащитным составам для древесины. .
Изобретение относится к технологии производства удаляемых защитных покрытий из углеродсодержащих материалов и может быть использовано для подложек, например, для подложек типа стекла с определенными характеристиками светопропускания в видимой области.

Изобретение относится к способу получения тонких слоев силикона, к полученному этим способом тонкому силиконовому слою и к применению тонкого силиконового слоя. .
Изобретение относится к огнезащитному составу вспучивающего действия для металлоконструкций. .
Изобретение относится к терморегулирующему покрытию класса «солнечные отражатели», используемому, в частности, в системах пассивного или активного терморегулирования внешней поверхности космического аппарата.
Шпатлевка // 2416583
Изобретение относится к составам шпатлевок, применяемых для отделки бетонных и штукатурных поверхностей. .
Изобретение относится к составам для отделки бетонных и штукатурных поверхностей. .

Изобретение относится к области металлургии, в частности к термостойкой краске, способной выдерживать высокие температуры и пригодной для маркировки сварочных электродов.
Изобретение относится к способам получения кремнеземсодержащих связующих, которые используют для получения различных строительных материалов и изделий с различными потребительскими свойствами, а также для получения красок, покрытий, пропиток.
Изобретение относится к огнезащитным составам и технологии получения огнезащищенных материалов с пониженным дымообразованием и токсичностью продуктов горения. .
Наверх