Огнегасящий полимерный композиционный материал и способ его получения

Авторы патента:

 


Владельцы патента RU 2631864:

Лившиц Юрий Яковлевич (RU)

Изобретение относится к композиционным полимерным средствам пожаротушения, в частности к порошкообразным микрокапсулированным огнегасящим средствам, огнегасящим материалам и покрытиям, содержащим огнегасящий агент в форме микрокапсул. Описан огнегасящий композиционный материал, выполненный из отверждаемой при комнатной температуре композиции, включающей в качестве связующего низкомолекулярный диметилсилоксановый каучук СКТН, в качестве отвердителя силоксанового каучука - этилсиликат-32, катализатор холодного отверждения силоксанового каучука, в качестве окрашивающей добавки - органический пигмент, в качестве добавки, увеличивающей теплопроводность, - алюминевую пудру, сухие сыпучие микрокапсулы с ядром из огнегасящего агента, заключенного в полимерную оболочку, и адгезионную добавку - гамма-аминопропилтриэтоксисилан при следующем соотношении компонентов композиции, мас. ч.: низкомолекулярный диметилсилоксановый каучук СКТН - 35, гамма-аминопропилтриэтоксисилан - 0,1-1, микрокапсулы с огнегасящим агентом - 60, этилсиликат-32 - 1,8, катализатор холодного отверждения силоксанового каучука - 0,1-0,3, органический пигмент - 0-1, пудра алюминиевая ПАП - 4-5. Также описан способ получения композиционного материала. Технический результат: получен огнегасящий композиционный материал, который обладает повышенной эффективностью тушения, низким показателем утечки огнетушащего вещества при 90°С, стойкостью к воде, маслам и растворителям и высокой теплопроводностью, а также достаточным запасом огнетушащего вещества, что обеспечивает тушение пламени до 3-х и более раз эффективнее. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 9 пр.

 

Изобретение относится к композиционным полимерным средствам пожаротушения, в частности к порошкообразным микрокапсулированным огнегасящим средствам, огнегасящим материалам и покрытиям, содержащим огнегасящий агент в форме микрокапсул.

Из уровня техники известен RU 2559480 С2, опубл. 10.08.2015, полимерный композиционный материал пожаротушения, содержащий микрокапсулированное огнегасящее средство, включающее огнегасящий агент в форме микрокапсул, предназначенный для тушения без участия человека пожаров в труднодоступных пожароопасных местах. Микрокапсулированный огнегасящий агент содержит микрокапсулу, состоящую из сферической полимерной оболочки и ядра из огнетушащей жидкости, при этом оболочка содержит дополнительный наружный слой, который обладает максимальным коэффициентом поглощения лучистой энергии для данного вида покрытия.

Известно из RU 152765 U1, опубл. 20.06.2015, автономное средство пожаротушения с термоактивирующимся микрокапсулированным огнегасящим веществом, содержащим в качестве полимерного связующего отвержденную пластифицированную дибутилфталатом поливинилацетатную смолу и смесь микрокапсул, содержащих в качестве огнегасящего вещества галогенсодержащие алифатические насыщенные углеводороды из класса хладонов (фреонов).

Недостатком вышеуказанных изобретений является высокий показатель утечки огнетушащего вещества.

Также из RU 2469761 С1, опубл. 20.12.2012, известно получение микрокапсулированного огнегасящего агента, содержащего микрокапсулы, имеющие размещенное внутри сферической полимерной оболочки, выполненной из отвержденного пространственно сшитого полимера, ядро из огнегасящей жидкости, в которых полимерная оболочка содержит наночастицы минерального наполнителя в форме пластинок, имеющих толщину 1-5 нм, и обладает способностью взрывоподобного разрушения в диапазоне температур 90-270°С.

Недостатком вышеуказанного изобретения является низкая стойкость материала к воде, маслам и растворителям.

Из RU 2014145602 А, опубл. 10.06.2016, известен огнегасящий композиционный материал, выполненный из отверждаемой при комнатной температуре композиции, включающей в качестве связующего низкомолекулярный диметилсилоксановый каучук СКТН, катализатор холодного отверждения силоксанового каучука, измельченные окислители нитрат аммония и перхлорат аммония, сухие сыпучие микрокапсулы с ядром из огнегасящего агента, заключенного в полимерную оболочку, силиконовое масло при следующем соотношении компонентов композиции, масс. %: низкомолекулярный диметилсилоксановый каучук СКТН - 20,8-29,2, перхлорат аммония - 20,8-29,2, нитрат аммония - 8,3-11,7, микрокапсулы с огнегасящим агентом - 30,0-50,0, катализатор холодного отверждения силоксанового каучука - 0,8-1,2 (сверх 100% в расчете на композицию), силиконовое масло - 1,0-2,0 (сверх 100% в расчете на композицию). Недостатком известного решения является завышенное количество компонентов, которые образуют токсичные отходы, отсутствие возможности регулировки скорости, полноты и стабильности горения, а также регулировки физико-механических свойств.

Наиболее близким аналогом, принятым за прототип, является огнегасящий композиционный материал, известный из WO 2012107825 А1, опубл. 16.08.2012, который описывает огнегасящий материал, содержащий микрокапсулы, оболочка которых выполнена из полимочевины, а ядро представляет собой галогенуглеводороды.

Недостатком можно считать недостаточную эффективность тушения и низкое количество огнетушащего вещества.

Технический результат изобретения заключается в получении огнегасящего композиционного материала, устраняющего недостатки прототипа. При этом новый заявленный материал обладает повышенной эффективностью тушения, низким показателем утечки огнетушащего вещества при 90°С, стойкостью к воде, маслам и растворителям, а также достаточным запасом огнетушащего вещества, что обеспечивает тушение пламени до 3-х и более раз эффективнее, и высокой теплопроводностью.

Технический результат обеспечивается тем, что материал содержит в качестве компонентов систему из двух отдельных составляющих - отвердителя и ускорителя холодного отверждения и адгезионную добавку - гамма-аминопропилтриэтоксисилан, а повышение теплопроводности обусловлено добавлением алюминиевой пудры марки ПАП.

Технический результат достигается тем, что получен огнегасящий композиционный материал, выполненный из отверждаемой при комнатной температуре композиции, включающей в качестве связующего низкомолекулярный диметилсилоксановый каучук СКТН, в качестве отвердителя силоксанового каучука - этилсиликат-32, катализатор холодного отверждения силоксанового каучука, в качестве окрашивающей добавки - органический пигмент, в качестве добавки, увеличивающей теплопроводность, - алюминевую пудру, сухие сыпучие микрокапсулы с ядром из огнегасящего агента, заключенного в полимерную оболочку, и адгезионную добавку - гамма-аминопропилтриэтоксисилан, при следующем соотношении компонентов композиции, мас. ч.: низкомолекулярный диметилсилоксановый каучук СКТН - 35, гамма-аминопропилтриэтоксисилан - 0,1-1, микрокапсулы с огнегасящим агентом - 60, этилсиликат-32 - 1,8, катализатор холодного отверждения силоксанового каучука - 0,1-0,3, органический пигмент - 0-1, пудра алюминевая ПАП - 4-5.

Также огнегасящий композиционный материал содержит полимерную оболочку микрокапсул с ядром из огнегасящего материала, которая выполнена из полимера полимочевины.

Также огнегасящий композиционный материал в качестве огнегасящего агента микрокапсулы содержит жидкие или газообразные галогенсодержащие углеводородные соединения.

При этом огнегасящий композиционный материал в качестве огнегасящего агента микрокапсулы в качестве жидких или газообразных галогенсодержащих углеводородных соединений содержит частично или полностью галогенированные предельные углеводороды, включая линейные, циклические и разветвленные соединения

Также огнегасящий композиционный материал в качестве огнегасящего агента микрокапсулы содержит частично или полностью фторированные предельные углеводороды линейного и/или циклического строения, включая разветвленные соединения.

В качестве огнегасящего агента микрокапсулы содержат, по меньшей мере, одно вещество, выбранное из группы, включающей 2-йодгептафторпропан, 1,1,2,2-тетрафтордибромэтан, перфтор(этил-изопропилкетон), 1,2-дибромгексафторпропан, 1,4-дибромоктафторбутан, 1,1,2,3,3,3-гептафторпропан, октафторциклобутан.

Другим аспектом изобретения является способ получения композиционного материала, который включает стадии: а) получение порошка сухих сыпучих капсул с огнегасящим агентом путем высушивания их водной дисперсии, б) подготовка исходной формовочной массы путем смешения диметилсилоксанового каучука с органическим пигментом, порошком капсул и алюминиевой пудрой в двухлопастном смесителе, в) смешение исходной формовочной массы с отвердителем, адгезивом и катализатором холодного отверждения с получением отверждаемой при комнатной температуре композитной массы.

Таким образом, предложенный огнегасящий композиционный материал обладает низким показателем утечки огнетушащего вещества при 90°С, стойкостью к воде, маслам и растворителям.

Также полученный огнегасящий материал обладал повышенной теплопроводностью, за счет добавки - алюминиевой пудры марки ПАП

Кроме того, предложенный огнегасящий композиционный материал имеет запас огнетушащего вещества и тушит пламя до 3-х и более раз эффективнее известных огнетушащих составов.

Примеры.

Пример 1.

Получают порошок сухих сыпучих капсул с огнегасящим агентом путем высушивания их водной дисперсии, готовят исходную формовочную массу путем смешения диметилсилоксанового каучука с органическим пигментом, порошком капсул и алюминиевой пудрой в двухлопастном смесителе, смешивают исходную формовочную массу с отвердителем, адгезивом и катализатором холодного отверждения с получением отверждаемой при комнатной температуре композитной массы.

Для приготовления огнегасящего композиционного материала используют (в мас. ч.) низкомолекулярный диметилсилоксановый каучук СКТН - 35, гамма-аминопропилтриэтоксисилан - 0,1, микрокапсулы с огнегасящим агентом - 60 (в других примерах, добавляли 10, 15, 45), этилсиликат-32 - 1,8, катализатор холодного отверждения силоксанового каучука - 0,1, пудру алюминевую ПАП - 4. В качестве микрокалсул с огнегасящим агентом были применены микрокапсулы на основе полиуретановой оболочки с огнегасящим агентом - 2-йодгептафторпропан. Во всех случаях использования исходных газов фреонов процесс проводили под давлением для сжижения исходного газообразного фреона.

Пример 2.

Согласно методике по Примеру 1 используют вышеописанные компоненты в указанном количестве, при этом добавляют гамма-аминопропилтриэтоксисилан - 0,5, (мас. ч.), катализатор холодного отверждения силоксанового каучука - 0,15, органический пигмент - 0,2, пудру алюминевую ПАП - 4,2. В качестве микрокапсул с огнегасящим агентом были применены микрокапсулы на основе полиуретановой оболочки с огнегасящим агентом - 1,1,2,2 - тетрафтордибромэтан.

Пример 3.

Согласно методике по Примеру 1 используют вышеописанные компоненты в указанном количестве, при этом добавляют гамма-аминопропилтриэтоксисилан - 0,7, (мас. ч.), катализатор холодного отверждения силоксанового каучука - 0, 3, органический пигмент - 0,7, пудру алюминиевую ПАП - 4,7. В качестве микрокалсул с огнегасящим агентом были применены микрокапсулы на основе полиуретановой оболочки с огнегасящим агентом - перфтор(этил-изопропилкетон).

Пример 4.

Согласно методике по Примеру 1 используют вышеописанные компоненты в указанном количестве, при этом добавляют гамма-аминопропилтриэтоксисилан - 0,7, (мас. ч.), катализатор холодного отверждения силоксанового каучука - 0,4, органический пигмент - 0,8, пудру алюминиевую ПАП - 4,7. В качестве микрокапсул с огнегасящим агентом были применены микрокапсулы на основе полиуретановой оболочки с огнегасящим агентом - 1,2-дибромгексафторпропан.

Пример 5.

Согласно методике по Примеру 1 используют вышеописанные компоненты в указанном количестве, при этом добавляют гамма-аминопропилтриэтоксисилан - 0,7, (мас. ч.), катализатор холодного отверждения силоксанового каучука - 0, 5, органический пигмент - 0,8, пудру алюминиевую ПАП - 4,7. В качестве микрокапсул с огнегасящим агентом были применены микрокапсулы на основе полиуретановой оболочки с огнегасящим агентом - 1,4-дибромоктафторбутан.

Пример 6.

Согласно методике по Примеру 1 используют вышеописанные компоненты в указанном количестве, при этом добавляют гамма-аминопропилтриэтоксисилан - 0,5, (мас. ч.), катализатор холодного отверждения силоксанового каучука - 0,2, органический пигмент - 0,7, пудру алюминиевую ПАП - 4,4. В качестве микрокапсул с огнегасящим агентом были применены микрокапсулы на основе полиуретановой оболочки с огнегасящим агентом - 1,1,1,2,3,3,3 - гептафторпропан.

Пример 7.

Согласно методике по Примеру 1 используют вышеописанные компоненты в указанном количестве, при этом добавляют гамма-аминопропилтриэтоксисилан - 0,5, (мас. ч.), катализатор холодного отверждения силоксанового каучука - 0,2, органический пигмент - 0,7, пудру алюминиевую ПАП - 4,4. В качестве микрокапсул с огнегасящим агентом были применены микрокапсулы на основе полиуретановой оболочки с огнегасящим агентом - октафторциклобутан.

Пример 8.

Согласно методике по Примеру 1 используют вышеописанные компоненты в указанном количестве, при этом добавляют гамма-аминопропилтриэтоксисилан - 0,5, (мас. ч.), катализатор холодного отверждения силоксанового каучука - 0,2, органический пигмент - 0,7, пудру алюминиевую ПАП - 4,4. В качестве микрокапсул с огнегасящим агентом были применены микрокапсулы на основе полиуретановой оболочки с огнегасящим агентом – трифторйодметан. Процесс проводят под давлением для сжижения исходного газообразного фреона.

Пример 9.

Согласно методике по Примеру 1 используют вышеописанные компоненты в указанном количестве, при этом добавляют гамма-аминопропилтриэтоксисилан - 0,5, (мас. ч.), катализатор холодного отверждения силоксанового каучука - 0,2, органический пигмент - 0,7, пудру алюминиевую ПАП - 4,4. В качестве микрокапсул с огнегасящим агентом были применены микрокапсулы на основе полиуретановой оболочки с огнегасящим агентом - 1,2-трифтортрихлорэтан. Процесс проводят под давлением для сжижения исходного газообразного фреона.

1. Огнегасящий полимерный композиционный материал, выполненный из отверждаемой при комнатной температуре композиции, включающей в качестве связующего низкомолекулярный диметилсилоксановый каучук СКТН, в качестве отвердителя силоксанового каучука - этилсиликат-32, катализатор холодного отверждения силоксанового каучука, в качестве окрашивающей добавки - органический пигмент, в качестве добавки, увеличивающей теплопроводность, - алюминевую пудру, сухие сыпучие микрокапсулы с ядром из огнегасящего агента, заключенного в полимерную оболочку, и адгезионную добавку - гамма-аминопропилтриэтоксисилан, при следующем соотношении компонентов композиции, мас.ч.:

низкомолекулярный диметилсилоксановый каучук СКТН 35
гамма-аминопропилтриэтоксисилан 0,1-1
микрокапсулы с огнегасящим агентом 10-60
этилсиликат-32 1,8
катализатор холодного отверждения силоксанового каучука 0,1-0,3
органический пигмент 0-1
пудра алюминевая ПАП 4-5

2. Огнегасящий композиционный материал по п. 1, отличающийся тем, что полимерная оболочка микрокапсул с ядром из огнегасящего материала выполнена из полимера полимочевины.

3. Огнегасящий композиционный материал по п. 1 или 2, отличающийся тем, что в качестве огнегасящего агента микрокапсулы содержат жидкие или газообразные галогенсодержащие углеводородные соединения.

4. Огнегасящий композиционный материал по п. 1 или 2, отличающийся тем, что огнегасящий агент микрокапсулы в качестве жидких или газообразных галогенсодержащих углеводородных соединений содержит частично или полностью галогенированные предельные углеводороды, включая линейные, циклические и разветвленные соединения.

5. Огнегасящий композиционный материал по п. 1 или 2, отличающийся тем, что микрокапсулы в качестве огнегасящего агента микрокапсулы содержат частично или полностью фторированные предельные углеводороды линейного и/или циклического строения, включая разветвленные соединения.

6. Огнегасящий композиционный материал по п. 1 или 2, отличающийся тем, что микрокапсулы в качестве огнегасящего агента содержат, по меньшей мере, одно вещество, выбранное из группы, включающей 2-йодгептафторпропан, 1,1,2,2-тетрафтордибромэтан, перфтор(этил-изопропилкетон), 1,2-дибромгексафторпропан, 1,4-дибромоктафторбутан, 1,1,2,3,3,3-гептафторпропан, октафторциклобутан.

7. Способ получения композиционного материала по любому из пп. 1-6, отличающийся тем, что он включает стадии: а) получение порошка сухих сыпучих капсул с огнегасящим агентом путем высушивания их водной дисперсии, б) подготовка исходной формовочной массы путем смешения диметилсилоксанового каучука с органическим пигментом, порошком капсул и алюминиевой пудрой в двухлопастном смесителе, в) смешение исходной формовочной массы с отвердителем, адгезивом и катализатором холодного отверждения с получением отверждаемой при комнатной температуре композитной массы.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к производству вибродемпфирующих эластомерных материалов высокой плотности, и применяется в промышленных установках, электронных приборах, в строительстве и домашнем хозяйстве.

Изобретение относится к области медицинской техники, а именно к способу изготовления катетера Фолея, в котором расширяемая часть образована посредством использования процесса предварительной обработки.

Изобретение относится к радиоэлектронной технике, в частности к получению полимерных композиций, предназначенных для поглощения высокочастотной энергии в СВЧ-устройствах.

Изобретение относится к герметизирующим композициям, а именно к составу тиксотропного герметика, и может быть использовано в автомобильной, нефтеперерабатывающей, строительной отрасли и в коммунальном хозяйстве.

Изобретение относится к герметизирующим композициям умеренно растекающихся герметиков с нейтральной системой вулканизации и может быть использовано в автомобильной, нефтеперерабатывающей, строительной отрасли и в коммунальном хозяйстве.

Изобретение относится к силиконовым гидрогелям и получаемым из них офтальмологическим устройствам. Предложен силиконовый гидрогель для получения офтальмологических устройств, образованный из реакционной смеси, содержащей силиконовый компонент; компонент, содержащий сульфокислоту, состоящий из неполимеризуемого гидрофобного катиона и полимеризуемой сульфокислоты, и гидрофильный компонент.

Изобретение относится к композиции для гиброфобизации строительных материалов. Композиция для гидрофобизации строительных материалов содержит в основном водорастворимые блоксоконденсаты пропилсиликонатов щелочных металлов с силикатами щелочных металлов и воду, причем блоксоконденсаты содержат сшивающие структурные элементы, которые образуют цепеобразные, циклические, сшитые и/или пространственно сшитые структуры, и по меньшей мере одна из которых обладает идеализированной общей формулой (I): причем в структурных элементах, производных алкоксисиланов и силикатов R1 означает пропильный остаток, Y соответственно независимо друг от друга означает ОМ или ОН или в сшитых и/или пространственно сшитых структурах независимо друг от друга означает O1/2, М независимо друг от друга означает ион щелочного металла, х соответственно независимо друг от друга означает 1 или 2, y означает 3 или 4, причем (х+y)=4; а≥1, с≥0 и b≥0; число блоков n≥1, число силикатных блоков m≥2, причем (b+m)=v и отношение (а+c)/v≤1.
Изобретение относится к области изготовления пластичных масс для лепки, формования и игр. Пластичная силиконовая композиция включает нетоксичный рассыпчатый минеральный компонент, размер частиц которого равен 0,01-1,0 мм, полидиметилсилоксан, щелочной раствор с рН 12-14, сшивающий агент и пластификатор.

Изобретение относится к области химии, в частности к высокомолекулярным композиционным материалам на основе органических соединений. Может быть использовано для изготовления термостойких покрытий и сорбентов, применяемых в химической промышленности, авиастроении, космических технологиях, оборонной промышленности, для твердофазной микроэкстракции.

Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к разработке эластомерных материалов уплотнительного назначения, и может быть использовано для изготовления резиновых деталей уплотнительных узлов наружного и внутреннего контуров машин и механизмов, работающих в среде воздуха во всеклиматических условиях, в том числе в условиях арктического климата.

Изобретение относится к огнестойкому полимерному композиционному материалу и может применяться в авиационной, космической технике и в различных отраслях строительства.

Изобретение относится к способу изготовления вспененного изделия, в частности изделия в виде листа или панели. .

Изобретение относится к полимерным композиционным материалам, обладающим высокой огнестойкостью, которые могут применяться, например, в авиационной и космической технике, а также в различных отраслях строительства.
Изобретение относится к химии полимеров, а именно к способу получения полиуретановых формованных изделий, имеющих плотную периферию и ячеистое ядро с использованием смеси вспенивающих агентов, которая содержит 50-99% по массе 1,1,1,3,3-пентафторбутана (HFC 365 mfc) и 1-50% по массе 1,1,1,2,3,3,3-гептафторпропана (HFC 227 еа).
Изобретение относится к вспененным полиуретановым формованным изделиям с уплотненной краевой зоной с заданной жесткостью и отчетливо выраженной более мягкой ячеистой сердцевиной.

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности, в частности, к изготовлению меламинокарбамидоформальдегидных олигомеров, используемых для пропитки декоративной бумаги при отделке древесных плит.

Изобретение относится к способу непрерывного производства водных растворов аминоформальдегидных смол, предпочтительно, меламиноформальдегидной смолы (MF) или мочевиноформальдегидной смолы (UF), включающему в себя этапы приготовления реакционной смеси аминосоединения и водного раствора формальдегида, добавления катализатора к реакционной смеси и проведения реакции с участием реакционной смеси в присутствии катализатора.
Изобретение относится к области производства меламинокарбамидоформальдегидных смол (МКФ-смол), используемых в качестве связующего для производства древесностружечных плит (ДстП), древесноволокнистых плит, фанеры, клеев для склеивания древесины, компонентов связующих для получения теплоизоляционных материалов и т.п.
Наверх